基于手势动作的三维交互展示方法研究

摘要

随着3D虚拟现实技术的飞速发展，3D引擎在三维展示领域起到了关键作用。三维展示技术是虚拟人机交互应用的重要领域，随着计算机在人们日常生活中的应用日渐普及和深入，传统的基于键盘和鼠标的人机交互方式已经不能满足人们的需求，人们需要更加智能化、更加人性化的交互方式。运用虚拟交互技术，用户可以通过计算机进入虚拟环境，能够操纵系统中的对象并与虚拟展示物进行交互，将以“静态”为主的参观方式，转变为多感官互动的“动态”参观方式。打破了传统展示在时间、空间和地域上的限制，提高了展示效果和展出效率,将三维展示提高到了一个崭新的阶段。
　　为了给用户带来更加逼真直观的感受，本文基于新兴体感交互设备Kinect对人体深度图像和骨骼运动数据提取的原理，结合Unity3D平台，提出了一种基于手势识别三维交互展示方法，实现了人与三维展示系统的交互。本文的主要工作有:
　　(1)实现了Kinect深度图像以及骨骼节点的获取并对骨骼节点进行了运动平滑处理。
　　(2)定义了一套人体手势指令，提出了基于Kinect的深度图像获取与骨骼捕获的手势识别算法;
　　(3)设计并实现了基于手势识别的展品三维展示的原型系统，实现了手势指令对文物三维展示系统的实时交互控制。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 课题意义

1．3 国内外研究现状

1．4 本文的主要工作

1．5 本文的组织结构

2 新生代体感交互设备Kinect

2．1 Kinect的介绍

2．2 Kinect的开发环境及规格介绍

2．3 Kinect的功能介绍

2．4 Kinect的功能介绍

2．4．1 Kinect体感摄像头工作原理

2．4．2 Kinect深度数据的处理

2．5 本章小结

3 Unity3D概述及其功能介绍

3．1 Unity3D特色介绍

3．1．1 Unity3D的特色

3．1．2 Unity3D的界面介绍

3．1．3 Unity3D的脚本语言

3．2 关键技术介绍

3．3 本章小结

4 基于手势动作的三维交互展示系统结构功能设计

4．1 系统总体方案设计

4．2 Unity3D功能模块的实现

4．2．1 系统展示界面的设计

4．2．2 Unity3D中模型控制功能的实现

4．3 Kinect体感交互的实现

4．3．1 Kinect的位置分析

4．3．2 Kinect数据获取

4．3．3 运动平滑处理

4．4 手势识别算法

4．4．1 手势的定义

4．4．2 手势识别算法描述

4．5 本章小结

5 基于手势动作的三维交互展示系统实现及应用

5．1 系统实验平台

5．2 应用实例

5．3 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 前景展望

参考文献

作者简历

论文数据集