[发明专利]一种佩珀尔幻象的虚拟人体显示开发包及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟显示技术领域，尤其是一种佩珀尔幻象的虚拟人体显示开发包及其系统。

背景技术

佩珀尔幻象的虚拟人技术由纯粹的理论研究逐渐走向实际应用，未来会在医学、生物学、军事、航天、体育、汽车、艺术等相关领域发挥越来越重要的作用。人们意识到非常有必要开发一套可以用来驱动虚拟人的应用程序开发包，这样的开发包需要具备两部分功能：(1)一个或多个虚拟人的载入及运动控制功能，这一功能不仅支持用户在一般虚拟环境中载入一个或多个虚拟人，同时能够操纵或驱动它们完成各种复杂的动作；(2)快速、逼真的三维虚拟人绘制及显示功能。由于虚拟人具有极其复杂的拓扑结构和非常细微的纹理细节，因此必须克服可能引起的绘制速度缓慢，显示效果失真等现象。

发明内容

本发明提出的一种佩珀尔幻象的虚拟人体显示开发包及其系统，驱动并显示一个或多个三维虚拟人，绘制速度快、可靠性高、可扩展性强。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种佩珀尔幻象的虚拟人体显示开发包，由数据管理层与虚拟人显示层构成，所述数据层用于虚拟人的骨架及部位数据的管理，通过调用加载函数从模型骨架中读取虚拟人的骨架信息及模型部位数据位置信息，这些信息上传至所述虚拟人显示层，所述虚拟人显示层用于虚拟人的显示，与外部设备接口连接，所述设备接口进行坐标变换及绘制，生成相应参数，所述参数传递给所述虚拟人显示层。

作为优选，所述虚拟人显示层包括三种显示方式：只显示关节点与连结骨骼的方式；以网格方式显示身体各部位的方式及以面的方式显示身体各部位的方式。

作为优选，所述虚拟人显示层的显示过程如下：得到各个部位的父关节点位置，然后将部位绕着其父关节点做相应自由度上的旋转，再在新位置绘制出该部位，显示出整个虚拟人。

作为优选，所述旋转的方法如下：平移图元，使该定点移到坐标原点，旋转所述图元，再平移图元，使该定点移回原位。

一种佩珀尔幻象的虚拟人体显示系统，包括虚拟人显示模块、虚拟人运动模块与虚拟场景管理模块，所述虚拟人显示模块和虚拟人运动模块与所述开发包进行数据交互，所述虚拟人运动模块还接收运动数据模块的数据输入，所述开发包与虚拟人模型对接。

本发明通过提供的一种佩珀尔幻象的虚拟人体显示开发包及其系统，其有益效果在于：可以在虚拟环境中载入、驱动并显示一个或多个三维虚拟人，具有绘制速度快、可靠性高、可扩展性强等优点，能够灵活地驱动虚拟角色完成各种复杂的运动和操作，可以广泛应用于仿真、娱乐、智能人机交互等领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的开发包框架图；

图2为关节部位拓扑概念图；

图3为图元绕定点旋转示意图；

图4为本发明的系统结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种佩珀尔幻象的虚拟人体显示开发包，其结构图图图1所示，由数据管理层与虚拟人显示层构成，数据管理层与虚拟人显示层之间只通过虚拟人各关节及部位的数据进行耦合，互相并无干扰，这样可以充分保证各层之间的独立性。数据层用于虚拟人的骨架及部位数据的管理，通过调用加载函数从模型骨架中读取虚拟人的骨架信息及模型部位数据位置信息，这些信息上传至所述虚拟人显示层。本实施例中设定虚拟人有77个关节和53个部位，由于各关节存在父子关系，而一个父关节往往有多个子关节，同时，每一个部位总是附着在某一个关节上，如图2所示，因此，其数据结构符合树型结构。

虚拟人显示层用于虚拟人的显示，与外部设备接口连接，设备接口进行坐标变换及绘制，生成相应参数，参数传递给所述虚拟人显示层。由于用户对于虚拟人的显示方式有不同要求，虚拟人显示层包括三种显示方式：只显示关节点与连结骨骼的方式；以网格方式显示身体各部位的方式及以面的方式显示身体各部位的方式。