虚拟人(virtual human或computer synthesized characters)是人在计算机生成空间(虚拟环境)中的几何特性与行为特性的表示[1][2]。虚拟人研究的最终目的是使虚拟人能够在任意需要它的虚拟场景中使用,以重构真实的世界[3]。早在二十世纪七十年代,计算机图形学界的研究人员就开始了虚拟人相关的研究工作[4-12]。早期虚拟人技术的研究集中在人体建模和底层动作控制技术。随着上述技术的日趋成熟,行为建模和情感建模成为目前的研究热点。其中,自主化的虚拟人(Autonomous Virtual Human)是动态虚拟环境的重要组成部分。虚拟人技术研究涉及到计算机图形学、运动学和动力学、多功能感知、人工智能和虚拟现实等多个学科,是一个交叉应用学科。本文在提出了将虚拟人和智能体(Agent)相结合的新方法基础上,建立了具有欲望、情感和学习能力的自主化虚拟人的系统原型,以推广这一领域的技术在实际工作生活中的应用。文章介绍了作者在这些方面的工作以及取得的进展,同时还涉及到人体建模与运动控制方面的成果,具体内容如下:要实现人在三维虚拟环境中的具有真实感的再现,不仅要通过几何建模模拟人体的外观,还要通过运动控制逼真地模拟人体的运动[13-16]。虚拟人的行为建模旨在使虚拟人具有自主感知、智能和行为,并能够分析和反应合成虚拟场景中的特定情况。本文采用模糊逻辑系统(Fuzzy Logical System)来建构自主化虚拟人的行为模型。在虚拟人进行行为选择的过程中采用模糊逻辑控制,能够帮助我们表现在人类交往过程中常识性推理和决策制定的内在不确定性。心理学和神经科学的最新研究进展表明人类的情感在决策制定和社会交往的过程中起着决定性的作用。因此,要可信的模拟真实人之间的社会交流,首先需要根据人工心理(Artificial Psychology)理论构造虚拟人的人格-情感模型。本文在所构建的虚拟人模糊逻辑行为模型的基础上,将模糊逻辑系统与动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network)相结合来建构自主化虚拟人的情感模型。根据心理学理论,对人格情感模型采取分层建模的方法,形成了人格(Personality)、情绪(Mood)和情感(Emotion)三个层次,采用动态贝叶斯网络有效地模拟虚拟人的情绪变化。将自然人的情感姿态融合进了虚拟人的简单行为中,建立了虚拟人依靠肢体语言的情感交流,使其能够完成特定的任务,并且根据环境变化采取不同应对策略,通过各种人性化的姿态和动作表现自身内在的情感状态和关注焦点,从而使虚拟人能够通过非语言的交流方式(Nonverbal Communication)表现出自己的好恶、态度和心情,极大地增强了虚拟人的真实感。