視景仿真中虛擬手的人機交互技術研究.pdf

1、隨著計算機技術的高速發(fā)展，視景仿真技術在諸多領域獲得了成功應用。視景仿真是虛擬現實的重要表現形式，也是虛擬現實的重要組成部分，而虛擬現實實質上是一種人機交互系統(tǒng)，虛擬手交互技術是人機交互中的重要組成部分之一，用戶可以在交互過程中體驗到較強的沉浸感。本文針對視景仿真中虛擬手的人機交互的關鍵技術及實現方法，主要做了以下的研究工作： (1)建立了虛擬手的人機交互模型，并設計了虛擬手的多通道交互界面，構建了虛擬手的人機交互系統(tǒng)框架圖，分

2、析了虛擬手交互過程中閉環(huán)運行控制系統(tǒng)的運行原理。 (2)詳細研究了從人手到虛擬手的運動映射。在分析人體手部的生理結構和運動特征的基礎上，采用層次結構方法建立虛擬手的幾何模型和運動模型；通過數據手套和位置跟蹤器等交互設備，對人手位置和姿態(tài)參數進行數據采集解算；結合計算機圖形學的坐標轉化理論對運動映射原理進行了研究，實現了從人手到虛擬手的運動映射。 (3)對虛擬手操作虛擬物體的兩個關鍵技術進行了研究：一是研究了基于Vega相

3、交矢量的碰撞檢測理論，實現了虛擬手和虛擬物體之間的碰撞檢測；二是分析了虛擬手抓握虛擬物體的手勢動作，給出了視景仿真中虛擬手交互操作過程的實現方法。 (4)在VC++環(huán)境下，以Vega的API函數和Lynx圖形界面為開發(fā)平臺，采用數據手套和三維位置跟蹤器等交互設備，在視景仿真中實現了虛擬手的手勢交互以及完成指定虛擬交互操作任務的過程，并將其應用在DI—Guy人體交互仿真中，完善了虛擬人的手勢動作，實現了人手通過虛擬手與虛擬環(huán)境的時