在虚拟现实技术中,虚拟人作为一个重要分支被广泛用于航空、航天、军事作战与训练、医学、教育等领域的虚拟仿真系统中,但虚拟人运动仿真技术在体育教学、运动记录与分析方面还处在初始研究阶段,利用虚拟人进行运动仿真在体育教学与运动记录分析领域有着重要的应用价值,对学生规范运动姿势、科学锻炼身体具有深远意义。虚拟人运动仿真技术的研究主要围绕着虚拟人模型的建立、模型分析和模型的运动控制方法进行。首先,虚拟人模型的建立是虚拟人运动控制的基础,本文在对标准人体骨骼结构模型进行充分研究的基础上,通过合理地简化与假设,只保留了最能体现人类运动特性的关节和自由度,最终得到了一个16块骨骼的虚拟人简化模型。应用这种模型,可以降低研究工作的复杂性,提高虚拟人运动仿真的实时性。其次,对虚拟人行走和跑步运动模型进行分析,针对虚拟人行走运动模型,对虚拟人运动过程中身体上肢、下肢、盆骨的关键帧运动状态进行了详细的分析；针对虚拟人跑步运动模型,对短跑过程中的加速跑和途中跑的正确姿势进行了研究,从而为虚拟人的运动控制奠定基础。再次,在虚拟人模型分析的基础上,本文以人体关节链模型深入探讨了逆向运动学技术原理和实现方法,重点介绍了人体关节运动链上各关节的父子关系,关节运动链的父子关系是实现人体各个部分运动层次的关键。通过对虚拟人运动控制方法进行研究,本文采用关键帧方法结合逆向运动学原理对虚拟人进行控制,在此控制方法的基础上实现了虚拟人行走模型、跑步模型的运动仿真。最后,利用Visual C++6.0编程语言、OpenGL图形程序接口语言和建模软件3DS MAX设计了一个虚拟人运动仿真系统。通过将3DS MAX中建立好的虚拟人运动状态以3DS文件的形式导入到系统中,得到虚拟人运动过程。实验结果表明,该系统能实现虚拟人行走与跑步运动的仿真,在虚拟人运动仿真过程中可以从不同视角、不同视距观察虚拟人运动状态,同时还解决了虚拟人模型在不同运行模式下的选择及运动控制等人机交互问题。