[發明專利]一種三維觸覺拾取的系統

在審

• 申請號: 201310461234.1
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103500466A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 翟振明;袁沛軒;林格;羅笑南
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06F3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及人機交互技術領域，具體涉及一種三維觸覺拾取的系統。

背景技術

在利用計算機模擬再現我們所生活的三維世界時,根據測量得到的數據生成三維圖形。模擬真實地形環境,并在此基礎上進行三維空間分析,已成為地理信息系統的一個重要研究內容,而拾取則是地理信息系統和計算機圖形處理系統中一個非常重要的功能。

同時在虛擬現實系統中，不僅要繪圖，而且要允許操作者能夠通過手持設備的方式來操縱屏幕上的物體，有時還需要獲取與物體交換過程中的觸覺感知，這些都是需要以拾取作為實現的基礎。本系統提供了一種基于圖元選擇的機制來實現在二維計算機屏幕顯示的三維地圖上實現的快速觸覺拾取系統。

現有技術主要是通過一個代替人手的輸入設備，例如鍵盤，鼠標等設備來提供交互，一般都是在二維物體上實現的基于碰撞檢測的拾取。

在三維環境中,多了第三維的信息也就是深度信息,反映到坐標系上就是多了Z方向的坐標值,從而使得一些在二維空間交互下的簡單問題到三維就變得非常復雜。二維點輸入設備(通常是鼠標點,以下就用鼠標點來指代二維輸入設備輸入點)中得到的信息只具有X和Y方向的二維信息,要實現在三維環境下的拾取,就要得到鼠標輸入點在Z方向的坐標值。但是,直接得到二維鼠標輸入點的第三維信息是十分困難的。再者通過鼠標或者鍵盤等交互方式所帶給用戶的交互體驗是不夠的，對于人們對虛擬現實的感受會大打折扣。

發明內容

本發明的目的是提供一個觸覺可感知的三維拾取系統。該方法可對三維地形圖上的任意點進行拾取，并反饋拾取點的觸覺感知信息。

相應的，本發明實施例提供了一種三維觸覺拾取的系統，包括：

虛擬部分，用于處理的是三維虛擬空間的建模和拾取的實現，并將該拾取結果的信息傳輸給現實部分；

現實部分，用于實現的是觸覺反饋的功能，將從第一部分通過諸如網絡等方式傳過來的信息轉化為相應的電流輸入，然后輸入到特制的傳感器最后形成相應的感覺傳到手上。從而實現觸覺感知拾取。

所述虛擬部分利用三維物體的三角化建模，在進行初步篩選區域，最終判斷接觸點落在物體的哪個三角形。

所述現實部分進行信息的接收，實現可靠和實時信息的接化為連續完整的手部觸覺；以及觸覺信息的轉化。

本發明具有如下有益效果，通過三維觸覺收取的系統提高了用戶體驗度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發明實施例中的三維觸覺拾取的系統結構示意圖；

圖2是本發明實施例中的二維坐標系下一個點與三角形的位置關系有形內示意圖；

圖3是本發明實施例中的二維坐標系下一個點與三角形的位置關系有行上內示意圖；

圖4是本發明實施例中的二維坐標系下一個點與三角形的位置關系有行外示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發現提供一種通過觸覺感知交互的三維虛擬現實系統，圖1示出了本發明實施例中的三維觸覺拾取的系統結構示意圖，該系統只要是有兩個部分組成，每個部分分別負責該虛擬現實系統中的虛擬和現實感知部分，他們可以通過如網絡或者其他互連方式連接起來形成完整的系統。下面分別從這兩個部分來描述這個系統的功能。

第一部分主要為虛擬部分，主要處理的是三維虛擬空間的建模和拾取的實現，并將該拾取結果的信息傳輸給現實部分。該部分的具體功能詳細說明如下。

第一步：三維物體的三角化建模。利用采集到的數據進行空間物體的三維建模，可以利用如OpenGl之類的函數來繪制物體，在三維物體中，將一個個包含高程信息的相鄰網格點用三角片拼接起來就近視的表述了三維物體。