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《西南交通大学》 2007年
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一种笔式三维人机交互系统的研究

臧琨  
【摘要】: 人机(计算机)交互(Human-Computer Interaction)系统包括人、计算机输入、输出设备及其相应人机界面(Human-Computer Interface)。随着个人计算机的普及,人机交互采用更加自然的交流方式,即实现拟人化,这是人机交互系统的最新发展方向。人的一个手指就能够在三维空间的六个自由度上运动,但与之对应的输入设备——鼠标和键盘,在本质上分别只能采集一个和二个自由度的信息。显然提高输入设备的自由度是迫切需要的。目前市场上的各类手写板、游戏操纵杆只是进行了局部的改进,不能实时采集三维空间的六自由度信息。为此本文针对一种笔式三维人机交互系统进行了研究。主要的工作有: 第一,分析交互系统所要实现的功能及性能指标,并给出了模型。然后,建立了一种笔式三维交互设备的概念模型,即笔杆的空间位置姿态通过机械跟踪转换成六个编码器转角值。给出了根据转角计算笔杆三维坐标的数学模型,并用C语言实现算法加以验证。 第二,运用计算机图形学理论,结合OpenGL图形库,实现了三维场景和一只铅笔的几何模型,并且利用纹理映射技术使场景更加丰富。为了增强虚拟环境的真实感,在场景中加入了光照、阴影以及融合效果。 第三,研究了三维动画生成技术,采用双缓存机制实现动画的显示,从而达到实时交互的目的。 最后用二自由度机械跟踪器、DSP数据采集器、蓝牙通信模块、PC机以及研制的界面软件,组建了研究试验环境,对所设计的三维人机交互系统进行了综合性的测试,并进行了改进。最终的结果表明:系统具有良好的实时性,并且用户界面支持虚拟铅笔在六个自由度方向上的运动。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP11

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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