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虚拟人运动仿真是生物力学、机器人学和计算机科学交叉产生的研究领域,其目的是通过建立计算模型,模拟人体在给定约束条件下自然真实的物理运动。与一般的人体动画相比,虚拟人运动仿真除了要满足一般动画的逼真效果外,还要求生成的人体运动满足牛顿定律等物理规律。虚拟人仿真平台是仿真领域的一个研究重点,一个优秀的仿真平台可以促进研究者的研究进度。美国加尼福尼亚大学Ari Shapiro和Fred Pighin设计完成了DANCE(Dynamic Animation and Control Environment)仿真系统,该系统是开源的,其内核系统简洁;采用动态链接库的技术实现插件无缝嵌入系统,系统扩展性良好;以脚本的形式创建动画,非常适合于研究者调试其程序;有比较完善的文档说明。但该系统也有些不足:1.源代码风格不统一,缺少注释,很难看懂;2.源代码有20多位学者对其进行过改动,代码的可维护性较差;3.源代码在说明促动器的组织使用上不清晰,不易扩展新的促动器并应用到系统中。本文在研究了虚拟人运动仿真的控制技术、DANCE仿真平台以及其他研究成果的基础上设计并实现了一个比较简洁的仿真平台。本仿真平台采用了内核系统与插件系统相结合的设计方案。内核系统定义了各个功能模块的通用接口,实现了系统的架构和运行机制;插件系统扩展了内核系统,实现了模块的具体功能。在实现技术上,基于面向对象的思想,系统设计应用了MVC模式,系统界面采用了FLTK图形库;脚本程序采用了C++嵌入python的技术;插件系统采用了动态链接库的技术。本文主要做了如下几方面的工作:1.设计了仿真系统的功能模块,描述了各个模块的组织架构关系,并依据场景动画的创建要素设计了内核系统的基本数据结构,说明了其实现方法;2.基于插件系统的原理设计了本仿真平台的扩展系统,说明了扩展的必要性和扩展的方法;3.说明了本仿真平台的基本功能应用和扩展功能应用,展现了一个比较完整的仿真平台。