| 【中文题名】 | 一种笔式三维人机交互系统的研究 |
| 【英文题名】 | Research on a Pen-Based 3D-HCI System |
| 【学科专业】 | 信号与信息处理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-21 |
| 【中关键词】 | 人机交互,六自由度,人机界面,,, |
| 【英关键词】 | HCI,6DOF,UI, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>自动化系统理论>> |
| 【论文摘要】 |
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、... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-8 |
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第1章 绪论 |
8-17 |
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1.1 人机交互技术的发展 |
8-11 |
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1.2 三维人机交互技术及其应用实例 |
11-15 |
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1.2.1 三维人机交互 |
11-13 |
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1.2.2 应用实例 |
13-15 |
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1.3 论文研究的意义 |
15 |
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1.4 论文内容 |
15-17 |
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第2章 人机交互系统的设计方案 |
17-29 |
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2.1 笔式三维交互系统的概念设计 |
17-24 |
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2.1.1 需求与功能 |
17 |
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2.1.2 输入设备性能参数 |
17-18 |
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2.1.3 一种三维人机交互设备的概念模型 |
18-24 |
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2.2 技术路线 |
24-27 |
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2.2.1 硬件系统 |
24-25 |
|
2.2.2 软件系统 |
25-26 |
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2.2.3 无线通信模块 |
26-27 |
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2.3 关键性问题 |
27-29 |
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第3章 三维笔式交互软件的开发 |
29-48 |
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3.1 系统数据处理 |
29-33 |
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3.1.1 数据结构 |
29-30 |
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3.1.2 数据存储 |
30-33 |
|
3.2 系统类库的设计 |
33-38 |
|
3.3 软件界面真实感的实现 |
38-42 |
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3.3.1 可见面的判别 |
38-40 |
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3.3.2 光照模型 |
40-41 |
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3.3.3 物体的材质 |
41-42 |
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3.4 虚拟场景特殊效果的实现 |
42-46 |
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3.4.1 纹理映射 |
42 |
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3.4.2 铅笔阴影的绘制 |
42-45 |
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3.4.3 融合效果 |
45-46 |
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3.5 双缓存技术 |
46-47 |
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3.6 用户界面 |
47 |
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3.7 本章小节 |
47-48 |
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第4章 人机交互系统的试验研究 |
48-65 |
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4.1 二自由度机械跟踪器 |
48-49 |
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4.2 DSP数据采集模块的设计 |
49-55 |
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4.2.1 TMS320LF2407A芯片简述 |
50-51 |
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4.2.2 硬件之间的连接 |
51-52 |
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4.2.3 DSP软件设计 |
52-55 |
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4.3 串口通信 |
55-60 |
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4.3.1 串口通信的基本流程 |
55-56 |
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4.3.2 串口通信的参数 |
56-57 |
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4.3.3 串口通信的编程实现 |
57-60 |
|
4.4 试验环境和试验结果 |
60-65 |
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4.4.1 试验环境 |
60 |
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4.4.2 试验结果 |
60-65 |
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结论 |
65-66 |
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致谢 |
66-67 |
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参考文献 |
67-70 |
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攻读学位期间发表的学术论文 |
70 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.388810 |
