《面向概念設計的虛實融合環境互動技術研究》是依託北京郵電大學，由魯鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向概念設計的虛實融合環境互動技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：魯鵬
- 依託單位：北京郵電大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用筆在虛實融合環境中進行三維概念設計,設計師能將抽象的、複雜的設計構思變為形象直觀、自然的虛擬設計對象,同時，也能更好的利用自身的多種感覺通道對產品進行直觀的評估,最終能夠迅速地設計出有創造性的產品。項目主要研究面向概念設計的虛實融合環境互動方法與相關理論。首先，探討了虛實融合場景中的深度感知問題，研究了平面圖像顯示環境中的深度感知與反饋問題，提出了基於多視覺線索融合的深度感知方法，其成果對於虛擬現實及增強現實環境中的三維直接操作技術的發展具有重要的意義。然後，探討了虛實融合環境中基於筆的直接操縱技術，研究了三維環境中的筆手勢技術，提出了具有線上主動學習能力的三維筆手勢識別方法；最後，探討了虛實融合環境中的三維筆式互動界面模型，提出了虛實融合環境中的三維筆式互動範式。本項目的研究將為基於虛擬現實的計算機輔助概念設計技術的發展提供強有力的指導與技術基礎。
結題摘要
利用筆在虛實融合環境中進行三維概念設計,設計師能將抽象的、複雜的設計構思變為形象直觀、自然的虛擬設計對象,同時，也能更好的利用自身的多種感覺通道對產品進行直觀的評估,最終能夠迅速地設計出有創造性的產品。本項目著重探討了面向概念設計的虛實融合環境中的自然互動技術，提出了一種適合三維草圖繪製的互動技術框架。在此框架中，底層的特徵抽取層完成對原始輸入信號的特徵檢測與提取，中間三維信息獲取層完成原始信號特徵到結構化的三維信息轉換，上層互動任務層實現了三維信息到三維互動指令的生成。通過這樣一個三層結構，底層輸入的異質性與上層的三維互動任務設計相互獨立。同時，基於此框架，研究並設計了幾個典型的三維互動技術。首先，提出了一種基於立體視覺及光筆的三維草圖繪製技術，實現了三維手繪信息的輸入與三維曲線的生成；其次，提出了兩種簡單、高效的三維筆手勢識別方法,即基於多類支持向量機的筆手勢識別算法及基於HMM的三維筆手勢識別方法。接下來，通過對三維環境下的互動任務分析，設計並實現了基於頭部姿勢的三維互動技術, 其通過對設計人員頭部運動的檢測，實現三維繪製模型的多視角觀察。然後,針對傳統的鍵盤滑鼠命令無法適應虛實融合環境中的虛擬物體控制需求，提出了一種基於飛行器隱喻的虛擬物體控制方法。最後，基於上述框架和互動技術設計並實現了一個面向概念設計的三維繪製系統原型。
