基于肌肉的人体运动仿真研究

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ｉｎｇ，２０１７，４１（２）：９８－１０３．
中图分类号：ＴＮ９１９．３
文献标志码：Ａ
ＤＯＩ：１０．￣６２８０／ｊ．ｖｉｄｅｏｅ．２０１７．０２．０２０
基于肌肉的人体运动仿真研究
ｎｅｍａｔｉｃａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｈｙｍｕｌｔｉ — ｂｏｄｙｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄａｐｐｌｉｅｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂａｌａｎｃｅｏｆｓｐａｃｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｉｎ
关键词：肌肉；骨骼肌肉模型；运动捕获；多刚体运动学
Ｓｔｕｄｙｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｖｉｒｔｕａｌｈｕｍａｎｍｏｖｅｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｍｕｓｃｌｅ
ＭＡＷｅｎｃｈａｏ，ＨＯＵＪｉｎ，ＣＡＯＮｉｎｇｚｈｅ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｏｕHale Waihona Puke BaiduｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１１７５６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｑｕｅｓｔｉｏｎｓｔｈａｔｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｄｏｍｅｓｔｉｃｉｓｌａｃｋｉｎｇｉｎｔｈｅｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｗｈｉｃｈｏｂｅｙＮｅｗｔｏｎ’ Ｓｌａｗｓ
ｌｌＶ。脚Ｌ
文献引用格式：马文超，侯进，曹宁哲．基于肌肉的人体运动仿真研究［Ｊ］．电视技术，２０１７，４１（２）：９８ — １０３．ＭＡＷＣ，ＨＯＵＪ，ＣＡＯＮＺ．Ｓｔｕｄｙｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ６ｆ：ｖｉｒｔｕａｌｈｕ、ｍａｎｍｏｖｅｍｅｎｔｂａｓｅｄ０ｎｍｕｓｃｌｅ［Ｊ］．Ｖｉｄｅｏｅｎｇｉｎｅｅｒ —
ｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｊｏｉｎｔｍｏｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎｉｓ
ｅｔａｌｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎａｎａｔｏｍｙ；ｔｈｅｎ，ｐｒｏｃｅｓｓｅｓｔｈｅｍｏｔｉｏｎｃａｐｔｕｒｅｄａｔａｔｏｍａｔｃｈｔｈｅｍｕｓｃｕｌｏｓｋｅｌｅｔａｌｍｏｄｅｌ；ｎｅｘｔ，ｃａｌｃｕｌａｔｅｓｔｈｅｋｉ —
马文超，侯进，曹宁哲
６１１７５６）（西南交通大学信息科学与技术学院，四川成都
摘要：针对当前国内缺少满足牛顿运动定律的人体运动仿真问题，提出了基于肌肉的人体运动仿真方法。该方法首先建
立了基于解剖学的人体骨骼肌肉模型，然后进行运动捕获数据与人体模型的匹配，其次构建了主要关节点的局部坐标系，
接着运用多刚体运动学与动力学进行运动学及动力学参数的计算，之后施加空间力学平衡约束得到了有效的关节运动约束机制。实验结果表明，利用该算法实现的人体运动仿真真实、自然、逼真，证明了算法的有效性。
ｒｅａｌ，ｎａｔｕｒａｌａｎｄｒｅａｌｉｓｔｉｃｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｎｄｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ．
ｏｆｍｏｔｉｏｎ，ａｍｅｔｈｏｄｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｈｕｍａｎｍｏｖｅｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｍｕｓｃｌｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｆｉｒｓｔｌｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓａｍｕｓｃｕｌｏｓｋｅｌ —