人机交互中的情感虚拟人技术

人机交互中的情感虚拟人技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:谷学静
出品人:
页数:181
译者:
出版时间:2015-11-1
价格:CNY 45.00
装帧:平装
isbn号码:9787111515043
丛书系列:
图书标签:
  • AI
  • 人机交互
  • 情感虚拟人
  • 人工智能
  • 人机界面
  • 用户体验
  • 虚拟助手
  • 情感计算
  • 交互设计
  • 智能系统
  • 人机信任
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具体描述

本书从人机交互和虚拟现实、虚拟人技术的基本概念入手,介绍了虚拟人机交互中的虚拟人三维人脸建模技术、行为控制技术、语音交互技术、Agent技术的基本概念和原理,论述了情感计算在虚拟人中应用的必要性,分析了虚拟人情感建模技术国内外的研究现状并探讨了普适性虚拟人情感模型的实现方法。结合基于虚拟人的人机交互案例说明了情感虚拟人的主要技术实现方法和艺术表现形式。

好的,这是一份关于《人机交互中的情感虚拟人技术》这本书的图书简介,内容详实,避免提及书中原有内容,旨在提供一个全新视角的图书介绍。 --- 图书名称:数据驱动的智能决策与复杂系统优化 图书简介: 在当今信息爆炸的时代,决策的质量与速度直接决定了个人、组织乃至国家层面的竞争力。从金融市场的实时波动到全球供应链的动态调整,再到城市交通网络的精细化管理,我们面临的挑战不再是信息的匮乏,而是如何在海量、异构、高维的数据流中,提炼出可执行的洞察,并将其转化为最优的行动方案。 《数据驱动的智能决策与复杂系统优化》正是在这一时代背景下,深入探讨如何运用前沿的数据科学、统计学习与运筹学方法,构建出能够应对复杂系统不确定性和动态性的智能化决策框架。本书旨在为数据科学家、系统工程师、决策分析师以及高级管理人员提供一套系统的理论基础与实用的技术路径,以实现从“被动响应”到“主动预测与优化”的根本性转变。 本书共分为六个核心部分,层层递进,构建起一个完整的数据驱动优化生态系统。 第一部分:复杂系统建模的基石 本部分聚焦于如何准确地刻画现实世界的复杂性。我们探讨的不再是线性的、可完全预测的模型,而是那些充斥着非线性和涌现行为的系统。 首先,我们详细阐述了多尺度建模理论,解释了如何将微观层面的相互作用(如个体行为、局部规则)映射到宏观层面的系统特性(如群体涌现、系统稳定性)。随后,重点介绍了基于网络科学的拓扑分析,如何利用图论工具识别复杂系统(无论是社交网络、电力系统还是生态系统)中的关键节点、脆弱环路和信息传播路径。最后,我们引入了随机过程与马尔可夫链在不确定性量化中的应用,为后续的动态决策奠定统计基础。 第二部分:高维数据特征工程与表征学习 有效决策依赖于高质量的输入。本部分关注如何从原始、嘈杂的数据集中提取出最具区分性和预测能力的特征。 我们摒弃了传统的手工特征设计,转而深入研究自动化的表征学习技术。内容涵盖深度自编码器(Autoencoders)在降维和特征提取中的应用,特别是如何设计具有稀疏性约束和对抗性训练的变体,以捕获数据的内在流形结构。此外,还专门辟章节探讨了时间序列数据的多模态融合,例如将传感器数据、文本报告与历史事件标签进行有效对齐与整合,构建出更具鲁棒性的状态向量。 第三部分:因果推断与反事实分析 在复杂系统中,相关性往往具有误导性。真正的智能决策需要理解“如果我采取了行动A,系统会如何反应”这一因果关系。 本书的第三部分是其核心创新点之一,它系统地介绍了基于潜变量模型的因果发现算法。我们详细对比了结构方程模型(SEM)与Do-calculus框架在处理混杂因素和反馈回路时的优劣。一个关键的实践章节集中于反事实模拟的贝叶斯网络方法,演示如何通过构建“双重世界”模型,对不同干预策略的潜在结果进行量化评估,从而避免“选择性偏差”对决策模型的污染。 第四部分:强化学习与自适应控制 当决策过程本身需要动态调整和策略迭代时,强化学习(RL)成为不可或缺的工具。本部分将RL从游戏环境带入到实际的工业和管理控制领域。 我们首先构建了离散与连续状态空间下的策略梯度方法,并着重分析了在部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)下,如何有效地利用扩展卡尔曼滤波(EKF)和粒子滤波来处理环境状态的不可观测性。一个重要的应用案例是面向资源调度的深度Q网络(DQN),该部分详细解析了如何设计奖励函数以平衡效率(短期收益)与鲁棒性(长期稳定性),这是实现复杂系统长期优化的关键所在。 第五部分:优化理论与求解算法 本部分回归到运筹学和数学优化领域,聚焦于如何高效地求解那些规模庞大、约束复杂的决策问题。 内容涵盖了大规模线性规划与混合整数规划的求解器优化技术,特别是针对大规模约束条件下的分解算法(如Benders分解与Lagrangian松弛)的原理与实现。此外,本书还对非光滑优化问题进行了深入探讨,例如在涉及随机梯度的机器学习模型训练中,次梯度方法和近端点算法如何保证收敛性和计算效率。实践部分展示了如何利用这些算法优化电网的实时负荷分配和物流网络的路径规划。 第六部分:面向安全的决策系统与可解释性 最终,任何投入实际应用的智能决策系统都必须是可靠、安全且透明的。 最后一部分处理的是决策系统的“信任”问题。我们探讨了对抗性攻击在决策模型中的脆弱性,并介绍了鲁棒优化框架,它不寻求在特定情景下的最优解,而是寻求在所有可能情景下表现最好的“最坏情况”方案。同时,本书强调了模型可解释性(XAI)在决策链条中的必要性。通过引入局部可解释模型无关解释(LIME)和基于因果路径的归因方法,帮助分析师理解系统做出某一特定决策的内在逻辑,确保监管合规性与业务逻辑的一致性。 《数据驱动的智能决策与复杂系统优化》不仅是一本技术手册,更是一部引导从业者构建面向未来的智能决策体系的指南。它要求读者具备扎实的线性代数和概率论基础,但通过丰富的案例分析与算法伪代码,确保了理论到实践的平滑过渡。本书的目标是培养下一代能够驾驭数据洪流、精确控制复杂系统的顶尖人才。

作者简介

谷学静,女,博士学位,华北理工大学副教授。主要研究方向为数字媒体技术、人机交互、虚拟人及智能Agent、人工心理和人工情感。2010年曾在加拿大多伦多大学智能辅助技术及系统实验室 (Intelligent Assistive Technology and Systems Lab,IATSL)进行虚拟人智能辅助系统的访学研究。现任国际期刊《International Journal of Kansei Information》编委、中国人工智能学会人工心理与人工情感专业委员会委员、中国心理学会工程心理学分会会员、唐山市数字媒体工程技术研究中心副主任。近年来主持及参与国家自然科学基金项目、河北省自然科学基金项目,河北省科技计划项目、河北省高等学校科学研究重点资助项目、河北省高等教育教学改革研究与实践项目等10余项。在国家级核心期刊、国际期刊及省级以上优秀刊物共发表学术论文20余篇,出版著作2部。

王志良,男,博士学位,北京科技大学教授。在国内率先开始人工心理和情感计算的相关理论及技术应用研究。1998年,所提出的人工心理的概念,受到了国、内外的关注。1999年,所写论文“人工心理学”被IPMM99、ICAI99两个国际会议接受为大会主题发言。现任中国人工智能学会人工心理与人工情感专业委员会主任。近年来主持完成国家863计划项目、973计划子项目、国家自然科学基金项目、国家攻关项目、教育部重点科研项目等多项国家级项目,发表SCI、EI 收录论文60余篇,出版著作15部。

郭宇承,男,硕士学位,华北理工大学讲师。主要从事数字媒体艺术、产品可视化、虚拟交互技术等方面的研究。曾先后去韩国、德国的高校和公司就影视动画制作技术、艺术设计等领域进行访学交流。现任唐山市数字媒体工程技术研究中心主任。在国家级核心期刊及省级以上优秀刊物共发表学术论文20余篇,获得实用新型专利10项,出版著作2部,完成横、纵向课题30余项。

目录信息

丛书序言
前言
作者简介
第1章绪论1
1.1虚拟现实技术1
1.1.1虚拟现实技术概述1
1.1.2虚拟现实系统的构成3
1.1.3虚拟现实系统的关键技术和主要研究内容4
1.1.4虚拟现实系统的研究现状及发展6
1.1.5虚拟现实系统的应用领域9
1.2人机交互技术11
1.2.1人机交互的发展历史12
1.2.2人机交互的研究内容13
1.2.3人机交互模型和设计方法14
1.2.4人机交互的相关学科16
1.3虚拟人概论19
1.3.1虚拟人定义19
1.3.2虚拟人相关技术21
1.3.3虚拟人技术与数字化艺术25
1.3.4虚拟人的主要研究内容26
1.3.5虚拟人技术的应用领域27
缩略语29
思考题29
参考文献30
第2章三维人脸建模32
2.1相关理论与技术基础33
2.1.1三维人脸动画技术33
2.1.2 OpenGL技术34
2.2三维人脸建模研究35
2.2.1人脸的特征35
2.2.2人脸模型的建立36
2.2.3人脸模型数据的获取38
2.3三维人脸动画研究39
2.3.1人脸动画实现方法39
2.3.2MPEG-4人脸动画标准41
2.4三维人脸动画应用实例43
2.4.1虚拟人语音交互系统43
2.4.2虚拟中医诊断教学系统48
2.4.3虚拟人美容系统55
缩略语58
思考题58
参考文献58
第3章虚拟人行为控制60
3.1虚拟人行为控制技术概述60
3.2国内、外发展现状62
3.2.1行为动画的发展62
3.2.2行为建模的研究目的62
3.2.3虚拟人行为模型研究63
3.3基于情感的虚拟人行为表达研究64
3.3.1智能交互层的情感决策64
3.3.2情感驱动的虚拟人行为表达71
3.3.3虚拟人路径规划74
3.4虚拟人行为控制应用实例76
3.4.1智能家居中的虚拟人仿真76
3.4.2紧急事件响应人群运动仿真系统80
缩略语84
思考题84
参考文献84
第4章语音交互技术86
4.1语音识别技术86
4.1.1语音识别发展与现状86
4.1.2语音识别基本原理87
4.1.3语音识别的分类88
4.1.4语音识别算法——HMM89
4.1.5语音识别软件介绍90
4.2语音合成技术92
4.2.1语音合成研究的发展历史92
4.2.2语音合成的技术分类93
4.2.3语音合成系统93
4.3语音交互技术应用实例94
4.3.1语音识别过程94
4.3.2语音合成过程96
4.3.3实验效果96
4.4说话人识别97
4.4.1说话人识别的分类97
4.4.2说话人识别的方法97
4.4.3应用实例98
4.5自然语言理解101
4.5.1NLP 技术简介101
4.5.2国内、外关于自然语言理解技术的研究102
4.5.3自然语言处理相关成果和工具105
缩略语107
思考题107
参考文献107
第5章Agent技术及其应用109
5.1Agent技术概述109
5.1.1Agent的定义描述109
5.1.2Agent的结构109
5.2多Agent系统110
5.3Agent的研究内容112
5.4基于模糊认知图的情感Agent模型研究117
5.5虚拟人英语教学系统整体设计123
5.5.1设计目标123
5.5.2整体设计123
5.5.3功能模块设计125
5.5.4开发环境与工具141
缩略语142
思考题143
参考文献143
第6章情感模型145
6.1国内、外研究现状简述145
6.2普适性研究148
6.2.1HMM情感模型的推广149
6.2.2变阈值处理溢界问题150
6.3个体情绪差异性研究153
6.4智能家居个性化交互机器人情感模型的构建158
6.4.1个性化情感模型研究基础159
6.4.2心境自发转移161
6.4.3心境刺激转移163
6.4.4针对特定用户的个性化情感165
缩略语166
思考题167
参考文献167
附录思考题答案168
附录A第1章思考题答案168
附录B第2章思考题答案171
附录C第3章思考题答案172
附录D第4章思考题答案173
附录E第5章思考题答案176
附录F第6章思考题答案178
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我一直以来对虚拟现实和增强现实技术非常着迷,而情感虚拟人则像是将这些沉浸式体验提升到全新层次的关键要素。想象一下,在VR环境中,你不再是与一个冷冰冰的AI模型互动,而是一个能够与你眼神交流、分享喜怒哀乐的虚拟伙伴,这其中的沉浸感和情感共鸣将是多么强大。我对这本书中可能涵盖的技术实现细节非常感兴趣,特别是如何将情感模型与虚拟人的视觉和听觉表现无缝结合。例如,书中是否会介绍如何利用深度学习和计算机视觉技术,来实时捕捉并分析用户的面部表情和身体姿态,并将其转化为虚拟人能够理解和回应的信号?又或者,书中是否会探讨如何通过精细的声音合成技术,赋予虚拟人富有情感的语音表达,使其能够传达出诸如喜悦、悲伤、担忧等丰富的情感色彩?如果这本书能够深入浅出地解释这些复杂的技术原理,并辅以实际的应用案例,那将是对我的一次莫大的启发。

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我对于自然语言处理和情感分析的最新进展有着持续的关注,而情感虚拟人正是这些技术集大成者。我认为,一个能够真正理解并回应人类情感的虚拟人,其核心在于其背后强大的情感计算能力。这本书的标题让我对这本书的技术深度充满了期待。我非常想知道,书中是否会详细介绍用于情感识别和情感生成的各种算法和模型,例如,如何通过深度神经网络来分析文本、语音和图像中的情感线索,并生成逼真且富有情感的虚拟人反应?书中是否会提及一些最新的情感计算研究成果,并分析它们在情感虚拟人技术中的应用前景?此外,我也对如何评估情感虚拟人的“情感智能”和“情感真实性”感到好奇。这本书是否能够提供一些客观的评价标准和方法,以帮助我们量化和提升情感虚拟人的情感表现能力?如果能从书中获得关于这些前沿技术和评估方法的深入解读,将极大地拓展我的技术视野。

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最近我一直在思考,在当今社会,人与人之间的真实情感交流似乎正在变得越来越稀缺,而我们与数字设备的互动却日益频繁。在这种背景下,情感虚拟人的出现,会不会成为填补情感空缺,甚至在某些场景下提供比真实人际互动更稳定、更可控的情感支持的一种方式?这本书的标题让我产生了这样的联想。我非常想知道,书中是如何界定“情感虚拟人”的,它是否仅仅是具备了模拟情感反应的程序,还是能够真正做到“共情”,甚至在某种程度上拥有“意识”?我对这本书在情感虚拟人设计中的用户体验方面,也有着极大的好奇。例如,如何才能让虚拟人的表情、声音、肢体语言(如果存在的话)都显得自然且富有感染力,而不是生硬的模仿?如何在不引起用户反感的前提下,让虚拟人表现出恰到好处的情感关怀?这本书能否为我提供一些在设计过程中需要避开的“雷区”,以及一些可以借鉴的成功案例,将是衡量其价值的重要标准。

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我对游戏设计和互动叙事领域有着持续的关注,而情感虚拟人无疑为这两个领域带来了革命性的潜力。想象一下,在游戏中,NPC(非玩家角色)不再是程式化的、重复的对话机器,而是拥有丰富情感、能够与玩家建立深厚连接的虚拟生命,这将极大地提升游戏的沉浸感和玩家的代入感。这本书是否能够为我揭示如何设计出真正富有“人格”的虚拟角色?例如,虚拟人如何拥有独特的性格特征、成长历程和情感变化,使其在与玩家的互动中显得更加真实和生动?书中是否会提供一些关于如何构建引人入胜的叙事线,并让情感虚拟人在其中扮演关键角色的指导?我更关心的是,如何才能让玩家在与情感虚拟人的互动中,感受到一种真诚的情感回馈,而不是简单的程序化反应。这本书能否提供一些关于情绪触发器、情感反馈机制的设计思路,以及如何通过微妙的互动来深化玩家与虚拟人之间的情感羁绊,将是衡量其价值的重要标准。

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我是一名教育技术领域的从业者,一直致力于探索如何利用科技提升学习体验和效率。在我看来,情感虚拟人有望在个性化教育和情感化学习方面发挥巨大作用。例如,一个能够理解学生学习情绪、鼓励沮丧的学生、为学有余力的学生提供挑战的虚拟导师,将是多么理想的学习伙伴。这本书是否能够为我提供关于如何在教育场景下设计和应用情感虚拟人的具体方法?例如,如何设计一套能够准确评估学生情感状态的系统,并根据评估结果调整教学策略和互动方式?书中是否会探讨如何通过虚拟人的情感表达,来激发学生的学习兴趣、提高他们的学习动力,甚至帮助他们克服学习过程中的焦虑情绪?我也非常想知道,在教育领域应用情感虚拟人时,如何处理好师生关系、伦理道德以及数据隐私等方面的敏感问题。如果这本书能为这些实际应用场景提供切实可行的解决方案,将对我非常有价值。

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作为一名心理学爱好者,我一直对人类情感的复杂性和微妙之处感到着迷,而将这种复杂性赋予虚拟智能,更是让我感到兴奋。这本书的标题直接触及了技术与人文的交叉点,这正是我的兴趣所在。我非常好奇书中会如何处理情感的“真实性”问题。一个虚拟人所表达的情感,究竟是真正的“感觉”,还是仅仅是算法模拟出的“表现”?这种界限的模糊,又会对人机关系产生怎样的影响?我希望能从书中找到关于虚拟人情感模型的具体构建方法,例如,如何将心理学中的情感理论(如情绪认知理论、动机理论等)融入到虚拟人的设计中,使其能够更准确地理解和回应人类的情感需求。此外,我也对书中可能涉及到的关于用户的情感依恋和依赖性的话题感到好奇,毕竟,当虚拟人能够提供情感支持时,用户对其产生情感上的联结,甚至形成一定程度的依赖,是不可避免的现象。如何平衡这种情感联结的益处与潜在的风险,将是这本书需要深入探讨的关键。

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这本书的封面设计就足够吸引我了,那种融合了科技感与人文关怀的视觉语言,让我立刻联想到书中即将探讨的人机交互中的情感连接。我一直对虚拟人在情感表达和互动方面的潜力深感好奇,毕竟,在日益数字化的世界里,我们与机器的互动方式正在发生深刻的变革。想象一下,一个能够理解我们的情绪、回应我们的感受,甚至在我们需要时给予温暖陪伴的虚拟人,这将是多么令人兴奋的未来。我非常期待这本书能够深入剖析这项技术的核心原理,揭示其背后的算法和设计哲学,以及它如何在游戏、教育、医疗、客服等多个领域展现出无限的可能性。我很想知道,究竟是什么样的技术突破,才能让冰冷的机器拥有“温度”,让无声的代码绽放出情感的火花。这本书的标题本身就充满了引力,它触及了技术前沿,又关乎人类最基本的情感需求,这让我对接下来的阅读充满了期待,希望它能为我打开一扇通往全新人机交互时代的大门,让我对未来的科技发展有更深刻的理解和更广阔的想象。

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作为一名长期关注人工智能发展,特别是对自然语言处理和情感计算领域有着浓厚兴趣的研究者,我一直认为,人机交互的终极目标之一便是实现更加自然、更加人性化的沟通。而“情感虚拟人”无疑是这一目标的关键节点。这本书的出现,无疑是对这一领域的一次重要梳理和探索。我尤其关注书中是否能够提供一些关于情感模型构建的详细介绍,例如,如何通过分析用户的语音语调、面部表情、文字表达等多种信息,来准确捕捉并理解用户的情绪状态?又或者,是如何设计一套有效的算法,使得虚拟人能够根据用户的实时情感反馈,动态调整其行为模式和对话策略,从而建立起真正有意义的情感连接?此外,我也好奇书中会探讨到哪些关于情感虚拟人在隐私保护和伦理道德方面的议题,这毕竟是一项与人类情感深度打交道的关键技术,其发展必然伴随着复杂的社会性考量。我希望这本书能够在我探索这些深层问题时,提供扎实的技术支撑和富有启发性的观点。

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作为一名对未来科技发展趋势有着高度敏感的观察者,我一直认为,人机交互的演进将是推动社会变革的关键力量之一。而情感虚拟人,无疑是这一演进中最令人兴奋的方向之一。这本书的出现,让我看到了这项技术在塑造未来人机关系中的巨大潜力。我特别希望书中能够探讨情感虚拟人在不同文化背景下的适应性和发展路径。例如,不同文化对于情感表达和人机互动有何不同的理解和期待?如何设计出能够跨越文化障碍、赢得全球用户青睐的情感虚拟人?书中是否会涉及一些关于情感虚拟人在商业、医疗、心理咨询等领域应用中的案例研究,并深入分析这些案例的成功经验和挑战?我对这本书能够提供一些前瞻性的视野,帮助我理解情感虚拟人技术如何重塑我们的生活方式,以及它将为我们创造一个怎样的未来,充满期待。

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我一直在思考,随着科技的进步,人与人之间的物理距离似乎越来越难以阻碍情感的传递,但真正深入的情感交流却又变得更加困难。情感虚拟人的出现,是否能够成为一种弥合这种鸿沟的桥梁?这本书的标题恰恰触及了这个我一直关注的核心问题。我希望书中能够深入探讨情感虚拟人在社交互动中的潜力,以及它可能带来的社会影响。例如,情感虚拟人能否在远距离社交、孤独症患者的社交辅助、老年人的情感陪伴等方面发挥积极作用?它是否能够提供一种更加安全、可控的社交体验,帮助人们建立情感联系,缓解孤独感?同时,我也非常关注书中对于“拟人化”的讨论,以及当虚拟人表现出高度相似人类情感时,我们应该如何界定其“生命”的意义,以及我们与其之间的关系。这本书能否为我提供一些关于情感虚拟人在构建新型社会关系中的探索性思考,将是我非常期待的部分。

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