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1. 研究目的与意义

数字化的人体模型解决人体几何特征的虚拟问题，人体建模顾名思义，就是在计算机中建立并合成虚拟的人几何模型，并能够满足虚拟化的同时在行为与姿态等方面的要求。基于树形结构的建模则是将人体以树形结构分成若干个模块，通过节点与节点的关系方式连接起来，将人体描述成一个树形图，每个节点代表了人体关节点，节点间的连接代表人的躯体或肢体，通过计算人体各部位所代表的节点所在的模拟空间中的位置及方向，从而形象的展现出人体姿态模型。此模型提出了虚拟人静态姿势的形式化描述，并依据该描述，由正向运动学来生成人体的静态姿势，具有良好的逼真性，在具有一定的几何属性以外，树形结构的人体模型具有静态和行为的数字化，能够

被广泛应用在人体运动分析、人体运动表示等多个领域中。

2. 国内外研究现状分析

1993年，美国开始可视人计划，该项目为同类研究中启动最早和最先完成的项目。

此外国外的许多学者建立人体数学模型，其代表人物有德国的r.gaonski和波兰的b.macukow，他们采用经典力学的理论基础，推导人体的二阶非线性拉氏方程;美国斯坦福大学的kane建立了新的建模理论，其基于内坐标与外坐标转换的方法;德国的wittenburg采用了图论中理论建立了树形多体系统的建模方法。

2001年11月，以中国数字化虚拟人体的科技问题为主题的第174香山科学会议在北京举行。此后，数字化虚拟人体模型构建列入国家863高技术研究发展计划项目。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：以概率论知识为基础，用matlab软件创建人体模型，对比存在模型进行仿真，并对仿真结果进行分析，从结果上对模型的合理性进行了验证。

研究计划：

一）2月下旬3月中旬

了解课题研究方向

4. 研究创新点

随着人体动画和虚拟现实技术的日益发展，人体模型作为人在虚拟环境中的几何特性与行为特性的表示，已经成为一个热点研究方向，并广泛应用在空间评估、运动分析、运动表示、碰撞分析和运动等多个领域。

本课题为了解决人体姿势估计问题，采用了树形结构人体图模型，将人体分成若干个模块，描述成一个无向图，每个节点则代表了一个身体模块。

此模型提出了虚拟人静态姿势的形式化描述，并依据该描述，由正向运动学来生成人体的不同静态姿势，具有良好的逼真性，在其几何属性以外，树形结构的人体模型具有逼真的运动和行为的数字化，能够较清楚的被输入设备识别，能够被简单化的判断处理以及高效的输出。