基于虚拟现实的体育系统仿真技术越来越受到体育科研工作者和虚拟现实技术研究人员的重视.虚拟现实技术能够为体育工作者和运动员提供有效的、崭新的训练手段,扩大系统仿真的应用范围,同时,体育仿真也能够促进虚拟现实技术的发展.本文主要应用虚拟人群仿真技术对团体操编排与演练虚拟仿真技术进行了初步研究,实现了一个团体操排练与演练虚拟仿真原型系统,该原型系统能够为团体操创编人员改进队形与图案变化的设计质量和提高设计效率提供方便,为团体操创编人员提供辅助工具.本文主要研究内容包括:◇为了对团体操编排和演练进行计算机仿真,本文采用有指导的虚拟人群仿真技术,将有指导的群行为仿真流程分为三个主要步骤:规划、校正和实施,设计并实现了一个团体操编排和演练原型系统,该原型系统由团体操队形及图案设计子系统和团体操虚拟排练子系统构成.◇为了对团体操演练仿真中的虚拟人群行为进行指导,本文给出了几种路径规划方法和避碰算法,并用虚拟人群演练队形变化.本文的避碰方法吸取了Musse等人和Kim等人方法的优点,并且根据团体操仿真的特定要求,将绕行避碰的各种情况分成"顺时针左绕行"和"逆时针右绕行"的两大类,从而解决了行走方向校正和绕行避碰方向矫正的冲突.◇为了快速绘制大型团体操演练仿真场景和提高运动编辑质量,本文提出了一种层次细节的选择策略和帧间姿态差异公式中的权重设定准则.在大型团体操仿真演练过程中,用户不仅要看队形或图案的变化,还要观察距离视点较近的虚拟人细节.根据这一特点,本文应用空间分割概念对具有大量虚拟人的动态场景进行基于层次细节的绘制.为了较好地解决运动编辑中的帧匹配问题,本文借用误差传递的基本思想,给出了一种新的帧间姿态差异公式中的权重设定准则.采用基于这种准则的运动相似性度量公式进行帧匹配计算,得到的拼接点使得两组运动数据之间的动作连接更加自然.