人手捕捉虛擬物體交互技術(shù)研究.pdf

1、人手動作和手勢是人們生活當(dāng)中一種自然而直觀的交流方式，隨著人機(jī)交互逐漸向以人為中心轉(zhuǎn)移，以圖像識別為基礎(chǔ)的手勢識別逐漸成為人們研究新式人機(jī)交互的熱點(diǎn)。然而，現(xiàn)階段的手勢識別都是基于平面特征，用戶只能根據(jù)手的平面投影作為識別輸入接口進(jìn)行操作，這大大限制了用戶在三維空間信息輸入的可操作性。 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，AR)是虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，VR)技術(shù)的發(fā)展，AR系統(tǒng)的目標(biāo)是把三維虛擬對象

2、添加到真實(shí)場景中，虛擬對象與真實(shí)場景在真實(shí)世界中并存，從而增強(qiáng)用戶對真實(shí)世界的感知和交互。其中，三維注冊是以真實(shí)物體的特征作為配準(zhǔn)，而現(xiàn)階段利用特定的標(biāo)志物進(jìn)行配準(zhǔn)成為最成熟、最穩(wěn)定的注冊方式。因此，通過將標(biāo)志物綁定在人手上，結(jié)合標(biāo)志物注冊定位人手的計算機(jī)三維空間位置，就可實(shí)現(xiàn)更逼真的人手的三維空間操作。 本文首先分析討論了基于AR技術(shù)下的人機(jī)交互的發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)用領(lǐng)域，通過比較基于人手輸入的各類輸入技術(shù)與基于手勢識別輸入的異同及

3、優(yōu)缺點(diǎn)，提出了采用基于圖像識別手勢并結(jié)合標(biāo)志物注冊的徒手操作虛擬物體解決方案。 論文提出了人手捕捉虛擬物體建立在AR環(huán)境系統(tǒng)下的技術(shù)方案。我們通過人手的識別結(jié)合標(biāo)志物來確定人手在三維空間內(nèi)的操作信息。人手捕捉虛擬物體交互系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)大致分為三個模塊：即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)注冊環(huán)境的構(gòu)建、人手捕捉操作的識別、虛擬物體的模型管理。 論文重點(diǎn)研究了基于手部標(biāo)志物的三維空間定位，還研究了結(jié)合人手識別以及人手對物體的捕捉規(guī)則而設(shè)計的多個關(guān)鍵