虚拟场景中基于数据手套的交互方法_张睿
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虚拟首饰交互方案策划书3篇篇一《虚拟首饰交互方案策划书》一、引言随着科技的不断发展,虚拟世界的概念逐渐走进人们的生活。
虚拟首饰作为一种新兴的数字产品,具有独特的魅力和市场潜力。
本策划书旨在提出一个创新的虚拟首饰交互方案,为用户带来全新的佩戴体验和情感连接。
二、目标受众1. 时尚爱好者:追求个性化、独特的时尚品味,喜欢尝试新事物。
2. 数字原生代:熟悉并依赖数字技术,对虚拟世界和社交媒体有浓厚兴趣。
3. 情感连接追求者:注重情感表达和人际关系,希望通过物品传递情感。
三、创意概述1. 设计理念虚拟首饰将现实中的首饰与虚拟元素相结合,通过增强现实(AR)技术实现虚拟首饰与用户的实时互动。
用户可以根据自己的喜好和心情,选择不同的虚拟首饰款式和特效,打造个性化的佩戴效果。
2. 交互方式用户通过智能手机或其他设备上的特定应用程序,启动 AR 功能,将虚拟首饰呈现在现实世界中。
用户可以通过触摸、滑动、旋转等手势与虚拟首饰进行交互,例如改变首饰的颜色、形状、闪烁效果等。
同时,虚拟首饰还可以与用户的社交媒体账号连接,分享佩戴体验和照片。
3. 情感连接虚拟首饰不仅仅是一种装饰,更是一种情感连接的工具。
用户可以为虚拟首饰设置特定的情感含义,例如纪念日、爱情、友谊等。
当用户佩戴虚拟首饰时,它会触发相应的情感反应,增强用户与首饰之间的情感联系。
四、功能特点1. 个性化定制用户可以根据自己的喜好和风格,从海量的虚拟首饰设计中选择喜欢的款式,并进行个性化定制,如颜色、材质、镶嵌宝石等。
2. 社交互动虚拟首饰可以与其他用户的虚拟首饰进行互动,例如交换、赠送、点赞等。
用户可以通过虚拟首饰建立社交关系,分享佩戴体验和故事。
3. 情感记录虚拟首饰可以记录用户的重要时刻和情感变化,例如生日、纪念日、旅行等。
用户可以随时回顾这些珍贵的回忆,感受当时的情感。
4. 限时活动定期推出限时活动,用户可以通过参与活动获得独特的虚拟首饰设计和奖励,增加用户的参与度和忠诚度。
实验内容1、搭建一个简单的VR场景,实现手柄控制Cube移动(1)右击点击Show in Explorer,将SteamVR导入到Assets.(2)将SteamVR/Prefabs/CameraRig拖入场景替换掉Main Camera,Controller (left)表示左手控制器,Controller (right)表示右手控制器,Camera (head)表示头。
(3)新建一个plane。
将资源包中的Ground拖到场景中。
(4)在场景中新建一个Cube放到合适的位置。
(5)将plane利用Add component添加脚本BaseVR。
(6)在BaseVR中头部添加using Valve.VR。
(7)在BaseVR中添加public SteamVR_TrackedObject trackObject; 表示被追踪的物体,添加 public Transform cube;表示被操作的对象。
图2.1 对象初始化代码(8)手柄按键有触摸板touchpad和Trigger扳机键。
利用触摸板实现物体的移动。
图2.2 设备初始化代码(9)在Update中获取设备的序号trackObject.index。
因为返回的是枚举类型所以这里需要强制转换成int类型。
当设备未加载时退出不执行任何操作。
利用SteamVR_Controller 的Input方法获取手柄设备,传入设备序号返回手柄对象。
图2.3 touchpad判断(10)调用手柄对象的GetTouch方法,当检测到碰到的触摸板则调用Debug里的Log 输出”已碰触到了触摸板”。
调用手柄的GetAxis方法获取触摸板上触摸点的坐标值赋值给二维向量Vector2。
利用cube的position实现坐标的变换,在后面乘以0.1f调整移动的速度。
(11) 最终效果图如图2.4所示。
图2.4 2D最终效果图2、实现手柄简单抓取物体、丢弃物体(1)在场景中新建一个Cube用于抓取和丢弃操作。
触觉反馈智能手套的设计与实现随着科技的不断发展,智能手套逐渐成为了现实生活中的一种新型设备。
其中,触觉反馈智能手套在虚拟现实、医学康复、远程操作等领域发挥着重要作用。
本文将介绍触觉反馈智能手套的设计和实现原理,以及其在不同领域的应用。
一、设计原理触觉反馈智能手套的设计主要基于以下原理:感知手部动作、产生触觉反馈、传输反馈信号。
1. 感知手部动作:智能手套通常配备了多个传感器,如加速度计、陀螺仪和弯曲传感器等,用于感知手部的运动和姿势。
这些传感器能够实时监测手指的弯曲程度、手部的方向和速度等信息,以便准确地感知用户的手部动作。
2. 产生触觉反馈:触觉反馈是通过智能手套上的电子触觉装置实现的。
这些装置通常由伺服马达、振动马达或压力传感器等组成。
当用户使用手套触摸虚拟物体或与远程环境进行交互时,电子触觉装置会模拟出相应的触觉反馈感受,如压力、震动和温度等,使用户能够获得真实感觉。
3. 传输反馈信号:触觉反馈信号通常通过无线技术传输到系统主机或移动设备上。
蓝牙和Wi-Fi等无线通信技术被广泛应用于触觉反馈智能手套中,以保证低延迟和稳定的数据传输。
二、实现技术触觉反馈智能手套的实现涉及多种技术,主要包括传感技术、电子触觉技术和无线通信技术。
1. 传感技术:加速度计、陀螺仪、弯曲传感器等传感器被广泛应用于智能手套中,可以准确感知手部的运动和姿势。
这些传感器通过数据处理算法,能够实时提供手部动作的准确信息。
2. 电子触觉技术:电子触觉装置是触觉反馈智能手套的核心部件。
伺服马达、振动马达和压力传感器等装置能够产生多种触觉反馈感受。
通过控制这些装置的运动、震动和压力等参数,可以模拟出各种触觉反馈,增强用户与虚拟物体或远程环境之间的交互体验。
3. 无线通信技术:触觉反馈信号的传输需要借助无线通信技术。
蓝牙和Wi-Fi等无线通信技术具有低功耗、高传输速度和稳定性等优势,在智能手套中得到广泛应用。
通过这些无线技术,触觉反馈信号能够及时传输到系统主机或移动设备上,让用户能够实时感受到触觉反馈。
基于虚拟触觉的导盲手套的开发
侯英婷;白贵垚;袁海鑫;尚禹
【期刊名称】《中国医疗设备》
【年(卷),期】2024(39)3
【摘要】目的针对现有的导盲系统精度不足、盲人出行的安全性不足及出行不便捷等问题,设计一款基于虚拟触觉的导盲手套,帮助盲人解决出行难题。
方法通过北斗导航模块进行路线规划,将视觉识别和飞行时间技术相结合以识别路况,通过舵机实现手指限位产生虚拟触觉从而构建虚拟扶手并进行导盲。
结果选取10种盲道上常见的障碍物进行视觉识别,平均识别率大于89%,帧率大于14.5 fps,测距误差小于5 cm。
结论实际评测结果表明,本系统可满足对导航定位、障碍物、信号灯和公交站牌等的识别、测距和触觉导盲的需求。
【总页数】7页(P32-37)
【作者】侯英婷;白贵垚;袁海鑫;尚禹
【作者单位】中北大学信息与通信工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】R197.39
【相关文献】
1.基于物联网技术的嵌入式导盲手套
2.基于视触觉功能替代的穿戴式触觉导盲技术研究
3.HaptX基于微气泡的触觉手套,让虚拟世界的手拥有真实之感
4.基于3D虚拟引擎的无线数据触觉手套系统
5.智能“手套”可增强虚拟现实触觉
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VR的九种交互方式转自新片场VR正如同平面图形交互在不同的场景下有着不同的方式,VR 交互同样不会存在一种通用的交互手段,同时,由于VR的多维特点注定了它的交互要比平面图形交互拥有更加丰富的形式。
目前,VR交互仍在探索和研究中,与各种高科技的结合,将会使VR交互产生无限可能。
今天小编就总结九种VR交互方式以及它们的现状。
1“动作捕捉”用户想要获得完全的沉浸感,真正“进入”虚拟世界,动作捕捉系统是必须的。
目前专门针对VR的动捕系统,目前市面上可参考的有Perception Neuron,其他的要么是昂贵的商用级设备,要么完全是雾件(意为在开发完成前就开始进行宣传的产品,也许宣传的产品根本就不会问世)。
但是这样的动作捕捉设备只会在特定的超重度的场景中使用,因为其有固有的易用性门槛,需要用户花费比较长的时间穿戴和校准才能够使用。
相比之下,Kinect这样的光学设备在某些对于精度要求不高的场景可能也会被应用。
全身动捕在很多场合并不是必须的,它的另一个问题,在于没有反馈,用户很难感觉到自己的操作是有效的,这也是交互设计的一大痛点。
2“触觉反馈”这里主要是按钮和震动反馈,这就是下面要提到的一大类,虚拟现实手柄。
目前三大VR头显厂商Oculus、索尼、HTC Valve都不约而同的采用了虚拟现实手柄作为标准的交互模式:两手分立的、6个自由度空间跟踪的(3个转动自由度3个平移自由度),带按钮和震动反馈的手柄。
这样的设备显然是用来进行一些高度特化的游戏类应用的(以及轻度的消费应用),这也可以视作一种商业策略,因为VR头显的早期消费者应该基本是游戏玩家。
但是,这样高度特化/简化的交互设备的优势显然是能够非常自如地在诸如游戏等应用中使用,但是它无法适应更加广泛的应用场景。
3“眼球追踪”提起VR领域最重要的技术,眼球追踪技术绝对值得被从业者们密切关注。
Oculus创始人帕尔默?拉奇就曾称其为“VR 的心脏”,因为它对于人眼位置的检测,能够为当前所处视角提供最佳的3D效果,使VR头显呈现出的图像更自然,延迟更小,这都能大大增加可玩性。
虚拟现实开发知识试题和答案1.图形学在以下哪个领域得到应用()A.VRB.ARC.MRD.以上三者2.分辨率是指()的精密度A.屏幕图像B.人眼C.摄像头D.显示器3.影创 SLAM 具有哪些优势?()A.定位更加精准B.运算功耗更低C.重定位更加快速D.以上都是4.Inside-out 技术的优势为()A.定位较精确B.适用范围不受限C.硬件成本低D.以上都是5.目视光学放大系统主要光学面型包括()A.球面B.非球面C.自由曲面D.以上都是6.什么是下一代计算平台?()A.增强现实B.混合现实C.计算机视觉D.大数据7.MR WORLD 可以支持哪些场景()A.本地多人B.异地多人C.本地单人D.以上都是8.MR LIVE 可以支持哪些终端使用()A.智能眼镜B.手机C.投影仪D.以上都是9. 混合现实应用开发第一步是()A.系统开发策划B.参考素材拍摄C.3D 建模D.导入 unity10.平衡好即指任务的分配充分利用有限的()时间以及存储空间。
A.处理器B.周期运行C.位置配制D.渲染11.下面不属于对象变换的是()A.旋转对象B.移动对象C.缩放对象D.组合对象12.材质基本参数中通过三个颜色块来控制材质的颜色,下面属于材质基本参数颜色块的是( )A.环境色B.反射色C.漫反射D.高光色13.虚拟现实中的视场角也称作(A)A.视野范围B.分辨率C.视场D.角度14.追踪技术包括()A.inside out 和 outside inB.outside inC.inside outD.outside out 和 inside in15.混合现实是由()组成A.人、物B.物体、场景C.人、物、场景D.人、场景16.虚拟环境建模中的分形技术属于()建模A.物理建模B.行为建模C.运动建模D.声音建模17.HMD( Head_Mounted_Display) ,头盔式显示器,主要组成是()A.光学系统、虚拟资源B.显示元件、光学系统C.虚拟资源、显示原件D.显示原件、处理器18.Blue Cat 是()系统A.全息 3D 多任务B.3D 全息任务C.3D 建模任务D.全息 3D 建模19.可视化是指()A.简单的利用图形学的图像处理技术,然后在屏幕上显示出来B.简单的转化成图形图像的东西,然后在屏幕上显示出来C.简单的利用美学的图像处理技术,转化成图形图像的东西,然后在屏幕上显示出来D.简单的利用图形学的图像处理技术,转化成图形图像的东西,然后在屏幕上显示出来20.()技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术A.三维显示B.立体显示C.平面显示D.二维显示21.由镜头引起的成像画面呈桶形膨胀状的失真现象称为()A.桶形畸变B.枕形畸变C.图像畸变D.桶形失真22.VR 的核心是()与仿真A.建设B.建模C.建造D.建筑23.在基于几何图形的实时绘制技术实现过程中,目前有以下几种用来降低场景的复杂度,以提高三维场景的动态显示速度的方法,其中( ) 法应用较为普遍A.预测计算法B.脱机计算法C.细节层次模型法D.3D 剪切法24.虚拟现实与通常()系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的。
基于计算机视觉的虚拟现实游戏交互技术研究虚拟现实(Virtual Reality,VR)作为一种全新的交互技术,吸引了越来越多的关注。
计算机视觉在虚拟现实游戏交互技术中起着至关重要的作用。
本文基于计算机视觉技术,研究了虚拟现实游戏交互技术的发展和应用。
通过对虚拟现实游戏中计算机视觉技术在场景重建、物体识别、手势识别等方面的应用进行深入研究和分析,探讨了计算机视觉在虚拟现实游戏中的优势和挑战,并提出了一些改进措施和未来发展方向。
1. 引言随着科学技术的不断进步,人们对于新型交互方式的需求也越来越高。
虚拟现实作为一种全新的交互方式,在娱乐、教育、医疗等领域具有广阔应用前景。
虚拟现实游戏作为虚拟现实技术的一个重要应用方向,其交互方式的研究尤为重要。
计算机视觉作为虚拟现实游戏交互技术的核心技术之一,能够实现对用户行为的感知和识别,从而提供更加真实、沉浸式的游戏体验。
2. 虚拟现实游戏交互技术概述2.1 虚拟现实游戏交互方式虚拟现实游戏交互方式包括手柄、体感设备和计算机视觉等。
手柄是一种常见的虚拟现实游戏交互设备,通过手柄可以进行按钮操作和手势识别等。
体感设备则可以通过用户身体动作来进行操作,如体感摄像头可以识别用户身体动作并将其映射到虚拟世界中。
2.2 计算机视觉在虚拟现实游戏中的应用计算机视觉在虚拟现实游戏中具有广泛应用。
首先,在场景重建方面,计算机视觉可以通过摄像头对真实世界进行捕捉和建模,并将其映射到虚拟世界中,从而实现真实感的虚拟现实体验。
其次,在物体识别方面,计算机视觉可以识别虚拟现实游戏中的物体,从而实现与物体的交互。
最后,在手势识别方面,计算机视觉可以通过摄像头对用户手势进行识别,从而实现手势控制虚拟世界中的角色或物体。
3. 计算机视觉在虚拟现实游戏交互技术中的应用研究3.1 场景重建场景重建是虚拟现实游戏交互技术中的一个重要环节。
通过计算机视觉技术对真实世界进行捕捉和建模,可以将真实世界场景映射到虚拟世界中。
虚拟现实技术在数字媒体交互中的应用
吉慧
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2024(14)17
【摘要】相比于传统媒体技术,数字媒体采用更多的先进技术,是信息量大、操作体验感好、支持用户更多的主动操作。
虚拟现实技术可以提供良好的体验感、满意度、实时性,对于数字媒体技术交互过程的改变具有重要的意义。
该文首先从硬件角度
分析基于虚拟现实技术的数字媒体交互采用的设备,包括计算机设备、头盔、手套、手柄、运动捕捉、模拟驾驶和全息现实等。
其次从软件角度分析基于虚拟现实技术的数字媒体交互的设计流程和框架,包括虚拟现实软件平台、模拟和交互软件、内
容开发工具等软件环境的支持等。
性能测试实验结果显示,基于虚拟现实的数字媒
体交互过程设计,最终用户使用满意度达到95%以上,实时性提高12%以上。
【总页数】4页(P169-172)
【作者】吉慧
【作者单位】江苏省淮阴商业学校
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.虚拟现实技术在数字媒体交互方式改善中的成功应用
2.论数字媒体技术在交互产品设计中的应用——评《数字媒体交互设计》
3.虚拟现实技术在数字媒体交互方式改善中的成功应用
4.虚拟现实技术与数字媒体交互应用
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基于Virtools技术的产品虚拟交互式操作指导系统构建牛彦;张烁男【期刊名称】《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(028)003【摘要】目的将虚拟现实Virtools技术应用到产品的开发中,构建一种产品的虚拟三维交互式系统.实现产品交互操作指导的可视化.方法通过研究Virtools软件的虚拟交互技术平台的支持和Virtools技术和整体功能架构;详细制定了基于该技术下,构建产品虚拟交互式操作指导系统的具体行为流程;并以鼠标点选并拖动鼠标来控制虚拟样机转换角度为例,重点分析了虚拟产品交互动作脚本的设计.结果总结出该技术中的交互模块适用于产品开发的应用模式;提出该系统中交互动作脚本的设计方法;形成产品虚拟交互操作系统的可行性实现方法.结论研究虚拟现实技术(VR)、三维交互技术(3D UI)和工业设计产品开发结合起来,拓宽理论研究实际应用范围,该技术下的产品设计有着高效、环保等特点,适应时代发展.【总页数】8页(P569-576)【作者】牛彦;张烁男【作者单位】沈阳建筑大学理学院,辽宁沈阳110168;沈阳建筑大学设计艺术学院,辽宁沈阳110168【正文语种】中文【中图分类】TB23【相关文献】1.基于Virtools的虚拟实验系统构建 [J], 杨炎涛;张婷;宋琦;陶欣;吴元喜;邹昂2.基于Virtools的氨合成塔模拟及虚拟系统构建 [J], 肖武;吴静谧;冉慧丽;张永策;李焕;毛金群;贺高红3.基于Virtools交互式烟厂纸箱物流虚拟仿真研究 [J], 刘勇;赵轩;高玉锋;周传宏;杨浩4.以Virtools为基的交互式产品虚拟展示技术研究 [J], 张剑利;朱永梅5.基于3DS MAX与Virtools的换热器虚拟交互式拆装实验平台开发 [J], 李亚涵;孟永彪;于臻因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
—223—虚拟场景中基于数据手套的交互方法张 睿,张锡恩(军械工程学院导弹工程系,石家庄050003)摘 要:为了提高操作训练仿真系统的真实性、沉浸感,提高交互的质量和效率,将数据手套引入该系统。
针对该输入设备,对其使用方法、数据读取以及交互方法进行了研究。
利用Creator 软件建立虚拟场景和虚拟手模型,在VC++和Vega 集成开发环境中编程实现虚拟场景中基于数据手套的交互。
关键词:数据手套;虚拟手;碰撞检测Interaction Method Based on Data Glove in Virtual EnvironmentZHANG Rui, ZHANG Xien(Department of Missile Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003)【Abstract 】In order to improve the facticity, immersed feeling, interaction quality and efficiency in operation training simulation system, the data glove is used in it. The study is carried out it use method, data reading and interaction method. Virtual environment and virtual hand are established by using Creator software. VC++ and Vega software are used to program the interaction based on data glove in virtual environment. 【Key words 】Data glove; Virtual hand; Collision detection计 算 机 工 程Computer Engineering 第31卷 第12期Vol.31 № 12 2005年6月June 2005·开发研究与设计技术·文章编号:1000—3428(2005)12—0223—03文献标识码:A中图分类号:TP391.9在操作训练仿真系统中,操作者对虚拟场景中物体的操作必须通过交互来实现,而交互的质量会直接影响操作训练的效果。
之前我们主要利用鼠标、键盘等二维输入设备以及空间球这种三维输入设备与计算机进行交互,编程响应它们的输入事件来对虚拟场景中的物体进行操作,这样使得交互过程低效、不自然。
为了进一步增加操作训练的真实性、沉浸感,提高交互的质量和效率,我们将数据手套引入该系统,让操作手在训练过程中能充分发挥人手的灵巧性、自然性和适应性,使用经验动作轻松进行操作训练。
1 虚拟手建模要将数据手套测得的人手数据映射到虚拟场景中,必须建立与之对应的虚拟手模型。
本文首先深入分析人手的解剖结构和运动特点,之后在此基础上建立虚拟手的模型。
1.1 人手结构和运动分析人手是一个多指节系统,由27块骨骼组成。
可以把它简化成5根手指和一个手掌,其中每根手指由相应的指段和关节组成,手形随着关节的运动而变化。
除了拇指以外的4根手指各有4个自由度,其中:2、3关节只能做屈伸运动,各有一个自由度;1关节能做屈伸和收展两种动作,有2个自由度 。
拇指共有5个自由度,它的3关节只能做屈伸运动,有1个自由度,1、2关节均能做屈伸和收展两种动作,各有2个自由度。
手掌根部(看作腕部)在立体空间中有6个自由度,能做环转等动作。
因此,人手总共有27个自由度,详见图1。
1.2 虚拟手模型建立根据对人手结构和运动的分析,我们选用MultiGen 公司的Creator 三维建模软件对虚拟手进行建模。
首先按照人手的结构建立出虚拟手的大致模型,然后在手掌根部以及各个关节处分别放置一个自由度(DOF )。
我们定义各个关节DOF 的原点在关节中心,沿关节轴向方向(即做屈伸运动时转动轴的方向)为X 轴,关节连线方向为Y 轴,Z 轴由右手法则确定。
手掌根部DOF 的3个坐标轴向与各关节DOF 的坐标轴向一致。
把手掌根部的DOF 作为父节点,将各指段3关节的DOF 作为子节点链入其下。
同理将各个指段2关节的DOF 链入3关节的DOF 下,1关节的DOF 链入2关节的DOF 下,从而形成一条遵循人手运动规律的链状结构。
父节点能够带动子节点一起动作。
同时在各个手指端部各放置一个透明的小球,并加上DOF (坐标放置方式同上),链入上述链状结构中,这将在碰撞检测中使用。
建立的虚拟手模型如图2所示,其中屈伸运动是指绕X 轴旋转的动作,收展运动是指绕Z 轴旋转的动作,环转运动是指同时绕3个坐标轴旋转的动作。
图2 虚拟手模型2数据手套的使用在操作训练仿真系统中引入的数据手套是由5DT 公司生产的具有16个传感器的5DT Data Glove 16。
该数据手套作者简介:张 睿(1980—),女,硕士生,主研方向:交互式仿真,虚拟现实技术等;张锡恩,教授、博导定稿日期:2004-05-23 E-mail :doggoufei@图1 人手结构简图—224—5DT Data Glove 由合成弹力纤维制造而成,其中嵌入16个光学纤维传感器,分别用于测量各个手指1、2关节的屈伸角度和做收展动作时手指间的夹角。
由于数据手套中用于测量拇指平移量和腕部屈伸角度的第15和16传感器还没有实现其功能,因此本系统同时引入空间定位装置,用于测量腕部的6个自由度值。
空间定位装置与数据手套配合使用,实现同时测量用于虚拟手空间定位和受形的各个数据。
该数据手套利用接口传输线通过标准的RS 232串形口(即DB9连接器, DB9 connector )与计算机连接,从而使数据手套中传感器的数据通过一个光电子装置(opto-electronics)、一根带状传输线(ribbon cable)和一个接口盒(interface cable)传输到已经连接好的计算机中。
具体连接如图3所示。
图3 数据手套连接2.1 数据的读取本系统是在VC++平台下总体开发的,首先要连接上与数据手套相关的各个库函数,同时建立一个数据手套管理类DataGlove,定义相关的属性和函数,并加入所需的头文件<fGlove.h>。
然后打开数据手套与计算机连接的端口,如COM1,如果端口打开,利用数据手套函数包中的函数fdGetSensorRawAll()将数据读出。
其中写入数组的数据依次与传感器0~13测得的数据一一对应。
相关过程如下描述:char ComString[256]; int iPort=1; if (m_pGlove) fdClose(m_pGlove); m_pGlove = NULL;sprintf(ComString,"COM%d",iPort); m_pGlove = fdOpen(ComString); if (m_pGlove == NULL) {AfxMessageBox("Failed to find a glove."); } else {fdGetSensorRawAll(m_pGlove,GloveDataRaw); }2.2 数据手套的校准该数据手套有两种校准方式:自动校准和软件校准。
当只利用各个传感器的输出数据让虚拟手相应动作,而不利用它们进行手势识别时,自动校准可以忽略。
现阶段主要利用数据手套控制虚拟手进行有关操作,暂时不使用自动校准,因此在这里主要介绍软件校准。
数据手套在工厂进行校准时,已经尽量获得最大可能的动态范围(Dynamic Range )。
动态范围是指输出最大值(手握住时,flexed hand )与输出最小值(手伸平时,flat hand )的差量。
Dynamic Range= Valuemax – Valuemin由于不同的人,手的大小不尽相同,因此为了达到手套的最大灵敏度,保证输出数据的精度,当不同人使用数据手套时需要进行相应的软件校准。
进行软件校准需要有各个传感器的最大值和最小值,从而根据动态范围对测得的数据进行放缩。
该数据手套自带的驱动中有动态软件校准程序,可以实时测量出各个传感器的最大值、最小值和动态范围。
戴上手套后反复伸展各个手指,注意保持动作的自然性。
当满意当前的最大值、最小值和动态范围数据时,将数据保存下来,应用时可以随时提取。
动态软件校准程序设定的动态范围为0~255,校准公式如下:Valuescaled = (Valuemeasured – Valuemin) x (255/Dynamic Range)利用以上公式将测量出的原始数据进行放缩,得到最终校准的数据。
3基于数据手套的交互实现Vega 是一种用于实时仿真与虚拟现实应用的高性能软件环境和开发平台,我们在VC++和Vega 集成开发环境中编程响应数据手套的操作,实现对虚拟手的精确控制以及虚拟手对虚拟物体的操作。
整个虚拟场景由Creator 三维建模软件建立。
3.1 虚拟手的控制在DataGlove 类中定义虚拟手控制函数controlhand(),将其放入整个系统的仿真循环中。
首先把第一组数据赋值给虚拟手的各个关节,之后每次将下一个循环与上一个循环的数据差值赋值给虚拟手的各个关节,实现虚拟手连续平滑的动作。
该手套没有测量各个手指3关节数据的传感器,根据人手运动的经验数据可以得出,手指3关节屈伸角度与2关节屈伸角度成2/3的线性关系,因此将手指2关节数据差值的2/3赋值给虚拟手指3关节进行动作。
以下是控制拇指1关节做屈伸动作的相关代码:vgGetPos(rthumbn,cpos);//得到拇指1关节的空间位置 vgGetPosMat(cpos,mat);//将数据放入矩阵 vgPushMatStack(matsk);vgLoadMat(matsk,mat);//将矩阵压入堆栈vgRotMat(matsk,(GloveDataOut[0]-OldGloveDataOut[0]),'x'); //绕x 轴转动关节角度的改变值OldGloveDataOut[0]=GloveDataOut[0]; vgGetMat(matsk,mat);vgPosMat(cpos,mat);//改变拇指1关节的空间位置 vgPopMatStack(matsk);虚拟手在虚拟场景中的漫游通过对手掌根部赋值实现,手掌根部的空间坐标值以及方位值由空间定位装置实时获得。