發(fā)布時間：2020-10-09 19:47

　　 人機交互(Human-Computer Interaction),簡稱HCI,是研究人與計算機信息交換過程的一門技術。人機交互技術的功能主要依靠具有輸入輸出功能的外部設備和相應的軟件來完成。其中突出代表為互動投影技術�；�動投影技術是通過應用計算機視覺處理手段和多媒體投影顯示技術,為參與者營造出一種動態(tài)的、高科技全新概念的互動體驗�；�動投影技術的出現(xiàn),既是科學技術革命的深入和發(fā)展,也是改變和豐富現(xiàn)代社會精神文明生活的需要。互動投影系統(tǒng)通過參與者的肢體動作與投影圖像進行互動,可以產(chǎn)生各種特殊效果,讓體驗者進入一個虛擬與現(xiàn)實相融合、似真似幻的奇妙世界。做為一種新的展示媒體,互動投影技術主要應用于舞臺、劇院、媒體展覽機構、展覽館、文化宮、新產(chǎn)品發(fā)布會等眾多場合。而目前大多數(shù)互動投影采用的技術如Flash、DirectX本課題是基于Vega Prime技術的互動投影的研究與應用。當前市場上互動投影顯示效果大多數(shù)是借助二維圖像開發(fā)的,也就是說想制作一個復雜的動畫效果往往需要數(shù)量眾多的圖片。這不僅需要耗費更多的時間來搜集資料,而且這種平面的畫面效果往往真實性較差,難以令人產(chǎn)生身臨其境的感覺。而本課題研究的內(nèi)容是通過Vega Prime技術開發(fā)一個互動仿真游戲場景程序。場景中的對象均是由MultiGen Creator三維建模工具實現(xiàn),較以往二維的表現(xiàn)形式有著更為逼真的視覺效果。而且Vega Prime具有非常高的定制特性,用戶可以輕松方便地開發(fā)出滿足自己需求的仿真應用。也可以自己開發(fā)仿真模塊,結合編寫的代碼及通過派生的自定義類來優(yōu)化仿真應用。在本課題的仿真程序中,實現(xiàn)鼠標移動事件和模型碰撞檢測的反應效果,結合互動投影系統(tǒng)硬件模塊,通過攝像頭捕捉、分析、發(fā)現(xiàn)圖像(手部)變化的位置,模擬鼠標消息發(fā)給最前臺的仿真場景窗口,觸發(fā)程序的鼠標移動事件,從而實現(xiàn)鼠標移動效果。最終達到人機交互的實驗目的。本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：(1)研究虛擬現(xiàn)實和互動投影的相關理論知識,掌握虛擬仿真的設計方法和包括MultiGen Creator和Vega Prime的相關開發(fā)軟件工具,為虛擬仿真場景的創(chuàng)建打下堅實的基礎。(2)利用MultiGen-Paradigm公司開發(fā)的Creator虛擬建模工具創(chuàng)建本課題所需的三維模型,使最終出來的模型擁有高度優(yōu)化的視覺效果。模型最終保存為FLT格式文件,這也是MultiGen公司描述數(shù)據(jù)格式的工業(yè)標準。通過該軟件功能完成模型的動畫序列設計,使仿真模型在場景運行時呈現(xiàn)更好的動態(tài)效果。(3)利用VegaPrime的用戶圖形界面工具Lynx Prime對Creato r生成的三維模型進行仿真場景的高效創(chuàng)建和配置。最終保存為一個后綴為acf的文件,該文件在開發(fā)程序時需要調(diào)用到。(4)對Vega Prime所創(chuàng)建的ACF文件進行二次開發(fā),進而實現(xiàn)更高級的功能。在開發(fā)程序中,需要實現(xiàn)模型之間的碰撞檢測效果和鼠標移動事件產(chǎn)生的應激變化。選擇合適的程序開發(fā)工具,結合VP特有的庫函數(shù),最終實現(xiàn)上述的程序功能。(5)實現(xiàn)開發(fā)程序與互動投影系統(tǒng)硬件模塊的結合。配置好互動投影系統(tǒng)各大單元組件的連接環(huán)境,導入開發(fā)程序模塊實現(xiàn)人機交互功能,完成本課題的實驗目標。最后對全文進行應用總結,同時提出以后的改進方向。
【學位單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TP391.9;TP11
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景與來源
    1.2 互動投影技術的國內(nèi)外研究狀況
    1.3 本文的主要工作及貢獻
    1.4 本文的結構安排
第二章 虛擬現(xiàn)實仿真技術概論
    2.1 虛擬現(xiàn)實仿真建模關鍵技術
    2.2 虛擬現(xiàn)實仿真建模工具
        2.2.1 MultiGen Creator簡介
        2.2.2 MultiGen Creator組成模塊
        2.2.3 MultiGen Creator建模模塊
        2.2.4 MultiGen Creator場景建模過程
        2.2.5 MultiGen Creator模型數(shù)據(jù)庫
    2.3 視景仿真設計工具
        2.3.1 Vega Prime簡介
        2.3.2 Vega Prime基礎模塊
        2.3.3 ACF文件主要結構
        2.3.4 Vega Prime設計流程
        2.3.5 視景仿真平臺性能比較
    2.4 本章小結
第三章 基于MultiGen Creator三維建模綜述
    3.1 視景三維模型創(chuàng)建
    3.2 三維模型結構優(yōu)化
    3.3 構建模型動畫序列
    3.4 制作水底仿真環(huán)境
    3.5 本章小結
第四章 LynxPrime視景仿真環(huán)境的構建
    4.1 ACF文件創(chuàng)建與配置
    4.2 模型初始狀態(tài)配置
    4.3 仿真環(huán)境效果設置
    4.4 模型碰撞檢測設置
    4.5 本章小結
第五章 互動投影系統(tǒng)開發(fā)程序設計
    5.1 互動投影程序開發(fā)和運行環(huán)境
        5.1.1 開發(fā)環(huán)境
        5.1.2 運行環(huán)境
    5.2 Microsoft Visual Studio軟件平臺工作環(huán)境
    5.3 VP開發(fā)的前期配置
    5.4 系統(tǒng)程序開發(fā)詳細設計
        5.4.1 VP應用程序框架結構
        5.4.2 自定義myApp類設計
        5.4.3 “模型與窗口的碰撞檢測”主要設計步驟及其實現(xiàn)代碼
        5.4.4 “模型與鼠標移動檢測”主要設計步驟及其實現(xiàn)代碼
    5.5 本章小結
第六章 互動投影系統(tǒng)集成與測試
    6.1 互動投影系統(tǒng)硬件環(huán)境
        6.1.1 信號采集單元
        6.1.2 信號處理單元
        6.1.3 成像單元
        6.1.4 輔助單元
        6.1.5 互動投影系統(tǒng)硬件信號流程
    6.2 互動投影硬件系統(tǒng)功能描述
    6.3 互動投影系統(tǒng)軟件部分調(diào)試
    6.4 基于VP和普通開發(fā)效果比較
    6.5 本章小結
總結與展望
    總結
    展望
參考文獻
致謝

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本文編號：2834121