基于多点触控和体感的交互技术应用研究

摘要

随着这几年以来计算机技术的飞速发展，对于实现符合日常人机交流习惯的新型交互手段的研究获得喜人的进展。虽然目前多以鼠标、键盘等传统的输入设备作为人机交互的媒介，但随着多点触控和体感装置这类新型交互设备，在应用领域的不断推广，它们以其新颖的交互模式，吸引各类计算机应用不断地与它们进行融合。本文从提高人机交互自然性的角度出发，研究了基于多点触控和体感交互中，通过手势进行人机交互技术及其应用，并实现了三个基于手势的人机交互系统，为后续的深入研究奠定了平台基础，具体研究工作包括了以下几个方面:
　　(1)将文件浏览器与多点触控接口结合在一起，充分利用多点触控平台的特点，设计了一系列手势，提供了一个自然高效的文件检索界面。(2)实现了基于多点触控的多对象无缝拼接系统，合并了基于多点触控的文件浏览系统，摆脱鼠标键盘的束缚，设计实现多个手势，提高操作效率，极大改善了用户体验。利用基于梯度域的融合方法中的以求解泊松方程为基础的插入机制，以泊松方程的变形及应用为核心，实现了对多个对象的无缝插入功能。(3)利用体感交互技术，通过LeapMotion实现一款交互自然、直观的积木搭建系统。通过多个手势，使用户完成积木的搭建，极大增加了趣味性。同时为了解决交互的不准确性，本系统研究实现了一个吸附接口，能够自动地计算积木放置的最佳位置和方向，使得用户可以不用精准地摆放就可以智能地将积木搭在预期的最佳位置，从而大大减轻用户的操作负担并提高系统的可用性和趣味性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 关于二维手势的研究现状

1．2．2 关于三维手势的研究现状

1．3 论文研究内容

1．4 论文结构安排

第二章 相关交互技术介绍

2．1 人机交互概念及其发展

2．1．1 人机交互理论

2．1．2 人机交互的发展历史

2．2 多点触控技术介绍

2．2．1 多点触控技术的对比

2．2．2 多点触控常用触控手势

2．3 体感交互技术介绍

2．3．1 体感交互手势识别原理

2．3．2 体感交互相关设备的介绍

2．4 本章小结

第三章 基于多点触控的文件浏览器

3．1 多点触控中传统文件浏览系统的缺陷

3．2 基于多点触控的文件浏览器的手势应用

3．3 实验分析

3．4 本章小结

第四章 基于多点触控的多对象无缝拼接

4．1 设计意图

4．2 多对象无缝拼接问题

4．2．1 多对象图像无缝拼接原理

4．2．2 多对象图像无缝拼接方法

4．2．3 基于泊松方程的多对象图像拼接优化

4．3 基于多点触控的多对象无缝拼接的手势应用

4．4 系统展示

4．5 本章小结

第五章 基于体感交互的搭积木系统

5．1 设计意图

5．2 基于体感交互的搭积木系统

5．2．1 基于体感交互的搭积木系统的手势

5．2．2 基于体感交互的搭积木系统的界面

5．3 快速组装算法

5．3．1 吸附条件

5．3．2 最优组装方位计算

5．4 实验分析

5．4．1 与传统鼠标键盘操作对比实验分析

5．4．2 吸附接口实验分析

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士期间研究成果

致谢