基于虛擬手交互技術(shù)的研究

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1、＂？－：：二二：又三■１—．二Ｖ；二心－二ｉＴ１０１１０單位伐碼；分類號；ＴＰ３９１學(xué)號；ＳＢＯ０７胎７ＮｏｒｔｈＵｍｖ彩ｒｓＭｙＯｆＣｈｉｎ．紋碩±學(xué)位論義基于虛擬手交互技術(shù)的硏究…－．－．—－－．欄＋研究生趨美榮Ｍ、；擅導(dǎo)敏師，．困里蓮Ｊ富工。ｉｓ品＇－嘗敎電佩計篇抓應(yīng)用技術(shù)，Ｊｊｉ４，ｊ圖書分類號ＴＰ３１９密級非密ＵＤＣ碩±學(xué)位論女基于虛擬手交互技術(shù)的研究趙美榮指導(dǎo)教師（姓名、職碌）田衛(wèi)萍研高工

2、申請學(xué)位級別工學(xué)碩±專業(yè)名稱計算機應(yīng)巧巧術(shù)論女提交日期２０１６年４月１３日論女答雜日期２０１６年５月２１日學(xué)位授予日期年月日論文評閱人協(xié)立潮巧巧．張元副教授答辯委員會主席白尚巧２０１６年５月２１日原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本義的硏究作出重要貢＾獻的個人和集體，均已在文中｜乂明確方式碌明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：

3、扛１秦日期：女、如關(guān)于明學(xué)位論文使用權(quán)的說本：人全北大、的其中包括完了解學(xué)有關(guān)保管使用學(xué)位論文規(guī)定中，①學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部口送論文原件與印件②學(xué)?？桑崳娊粚W(xué)位的復(fù)；ｋ乂采用影印、縮印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存允學(xué)位論文；③學(xué)?？稍S學(xué)位論的制贈文被查巧或借紹學(xué)?？蓪W(xué)術(shù)交流目復(fù)送和交換位；④為，學(xué)＾全論文⑤學(xué)校可１處公容（保密學(xué)位論在解密；布學(xué)位論文的部或部分內(nèi)文此規(guī)定。后遵守）．扛《、讀！如：扛簽１來：名日期長如：ｇ？：揭導(dǎo)師簽ｙ誘日期名中北大學(xué)學(xué)位論文基于虛擬手交互技術(shù)的研究摘要在“文化主題園區(qū)三維實

4、體虛擬顯示關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”這個項目中，其核心技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，VR）技術(shù)，VR是當(dāng)今計算機網(wǎng)絡(luò)世界的熱點之一，應(yīng)用廣泛且前景美好。在虛擬場景中，VR技術(shù)利用各種直觀感覺（如視覺、聽覺、觸覺）將信息反饋給用戶，讓其產(chǎn)生身臨其境的感覺。計算機技術(shù)的發(fā)展，使得虛擬現(xiàn)實技術(shù)也得到了廣泛的發(fā)展，其中基于虛擬手的人機交互技術(shù)是虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域中一個非常關(guān)鍵的技術(shù)，它使得交互更加自然、更加和諧。本文的研究重點是真實手到虛擬手的運動映射、碰撞檢測和虛擬手精確穩(wěn)定抓取。在真實手到虛擬手的運動映射方面，在基于Kinect的虛擬手交互中，本文提出了基于卡爾

5、曼濾波的手部運動重定向的方法。該方法的應(yīng)用使得虛擬模型與真實人物角色的動作相似，更重要的是虛擬模型的動作真實自然。在碰撞檢測方面，針對目前在大規(guī)模復(fù)雜場景中的碰撞檢測算法精度差且效率低的問題，并且基于手抓取物體的特性，本文提出了一種基于八叉樹的層次方向包圍盒（OBB）碰撞檢測的改進算法。該方法由粗略、詳細到精確遞進地進行檢測，極大地提高了碰撞檢測的效率和精度，實驗表明該方法具有可行性。在虛擬手抓取方面，通過對目前各種典型的虛擬手抓取算法的深入研究，發(fā)現(xiàn)其抓取姿勢不自然且抓取不穩(wěn)定。針對上述問題并結(jié)合真實人手抓取物體的規(guī)律，提出一種基于手指指尖抓取軌跡的抓取算

6、法，該抓取算法不僅能夠正確穩(wěn)定地抓取物體，而且抓取的姿勢非常真實和自然，滿足虛擬現(xiàn)實沉浸性和實時性的要求。關(guān)鍵詞：虛擬手，人機交互，運動重定向，碰撞檢測，抓取中北大學(xué)學(xué)位論文StudyontheInteractionTechnologyBasedonVirtualHandAbstractIntheproject“thekeytechnologyof3Dvirtualdisplayinculturalthemepark”,thecoretechnologyisVirtualReality(VR)technology,VRisoneofthehotspotofc

7、omputernetworkintheworldatpresent,andithasbeenappliedtomanyaspectsofsociallifeandhasaverygoodprospect.Inthevirtualenvironment,VRtechnologyhaseffectontheusersbyintuitivesense(suchassight,hearingandtouch),whichcangenerateimmersivefeeling.Thevirtualrealitytechnologyhasbeendevelopedwid

8、elywiththedevelopmentofcom