三维游戏中虚拟角色的交互包括角色与环境(含与其它角色)以及角色与玩家之间的交互等。由于游戏中的人工智能技术和运动控制编辑技术日趋复杂,游戏开发者往往不得不花费巨大的开销来实现这种交互,因而提高角色交互行为开发的效率便可以大幅度地提高游戏创作的效率。本文以电子科技大学数字媒体技术研究所的角色动画引擎Anima为基础,设计并实现了一个虚拟角色交互框架。该框架中的角色通过实时感知虚拟对象及用户输入等各种内外环境,以分层有限状态机为模型进行逻辑决策,以动画合成树为模型生成角色动作,这就使得基于该框架实现游戏中角色交互行为的可视化编辑成为可能。一旦将本框架提取为游戏引擎的角色行为模块,开发者便可以高效率地设计游戏中角色的交互逻辑和的行为动作。同时,框架基于插件开发模式,允许以插件的方式提供更多的智能感知子、动作生成器和动作修饰器等部件,以不断增强角色智能,丰富角色交互内涵,改进角色动作的真实感和自然性,因此本框架也可以为人工智能、角色动画等诸多领域的研究提供一个良好的平台。在动画合成树中,我们设计了多种类型的动作生成器。特别地,我们在系统研究动画混合理论的基础之上,开发了混合动作生成器,提供了基础而通用的混合方案,利用该方案将很容易开发出各种具体的混合类型(如Unreal中基于速度、方向的混合等)。另外,我们也以动画混合理论为基础研究了运动连接技术,实现并分析了框架中角色状态转换时的动画过渡效果。在此过程中,我们借鉴运动图技术的思想提出了混合路径曲线的概念,以支持实时混合场景下的高级时间对齐,并指出了可视化编辑淡入淡出曲线和混合路径曲线的可能性。