基于投影顯示的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互技術(shù).pdf

1、基于投影的空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Projector-based Augmented Reality,PBAR)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。此類增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是對(duì)環(huán)境表面信息的直接增強(qiáng)。相對(duì)于頭戴式或手持式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，它擁有更好的增強(qiáng)效果、更多的用戶自由度以及更寬廣的視場(chǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此得到越來(lái)越廣的研究和應(yīng)用。然而，目前對(duì)投影空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的研究基本上集中在光學(xué)矯正和幾何校準(zhǔn)領(lǐng)域，對(duì)該投影環(huán)境下人機(jī)交互技術(shù)的研究卻比較少。 隨著基于投影的空間增強(qiáng)現(xiàn)

2、實(shí)環(huán)境應(yīng)用的普遍，對(duì)人機(jī)交互的需求越來(lái)越多，要求也越來(lái)越高。基于這個(gè)出發(fā)點(diǎn)，本文將有形操作界面(Tangible User Interface,TUI)人機(jī)交互技術(shù)引入PBAR，研究特殊投影環(huán)境下合適的人機(jī)交互模式。TUI的核心思想是建立起真實(shí)世界中的物理實(shí)體和信息世界中的虛擬作息之間的映射關(guān)系，人們通過(guò)操作這些韜光耦合了虛擬信息的物理實(shí)體從而實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬信息的操作，如同在直接操作虛擬信息一樣。 本文提出了三種類型的PBAR環(huán)境是

3、的人機(jī)交互方式：小規(guī)模TUI人機(jī)交互、中等規(guī)模TUI人機(jī)交互和全局TUI人機(jī)交互。這三種人機(jī)交互的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法都來(lái)自于TUI理論和技術(shù)，區(qū)別在于各自的交互實(shí)體的規(guī)模大小，有個(gè)逐漸遞增的關(guān)系。對(duì)于不同的交互方式和特點(diǎn)以及其應(yīng)用場(chǎng)合，本文都做了一定的分析。 本文的具體工作主要包括以下4個(gè)方面： （1)解析了小規(guī)模TUI人機(jī)交互的含義和設(shè)計(jì)模式，以原型交互系統(tǒng)“戲魚”為例說(shuō)明。 （2)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了中等規(guī)模TUI人機(jī)交