數(shù)字化互動陳展技術(shù)與系統(tǒng)研究.pdf

1、實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)環(huán)境，是一個貫穿計(jì)算機(jī)發(fā)展始終的研究命題。本文工作以博物館陳展為應(yīng)用背景，定位于實(shí)現(xiàn)數(shù)字陳展中逼真的信息顯示及自然的人機(jī)交互，提高展品信息展示的生動性，提高陳展過程中用戶的參與感。為了追求陳展的自然顯示效果，復(fù)雜表面的顯示對象近年來常被使用，使其顯示成為難題；為使參觀者自然地與陳展內(nèi)容進(jìn)行互動，基于視覺特征的交互成為首選，其在實(shí)時性、效率上的問題亟需解決；在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上，需要有一種簡易、透明的開發(fā)框架，獨(dú)立于硬件設(shè)備環(huán)境。<

2、br>　　 針對上述研究問題，本文著重開展了數(shù)字化互動陳展技術(shù)的研究，具體包括以下幾個方面的工作：
　　 首先，對數(shù)字陳展的發(fā)展歷程及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，引出數(shù)字化互動陳展的關(guān)鍵技術(shù)問題，并著重分析了多投影校正拼接、基于視覺的交互、陳展的內(nèi)容感知等支撐技術(shù)問題的現(xiàn)狀，對系統(tǒng)地研究數(shù)字化互動陳展技術(shù)提供了一種新的參考思路。
　　 其次，本文研究了一種復(fù)雜表面成像的可擴(kuò)展多投影技術(shù)。與通過單應(yīng)性變換與曲面求解的方法不同，該

3、方法能對復(fù)雜不規(guī)則表面進(jìn)行自適應(yīng)的分割，并由成像模型與透視關(guān)系保證多投影的正確校正與拼接，使得不能由統(tǒng)一變換進(jìn)行幾何變形消除的復(fù)雜不規(guī)則對象也可用于陳展顯示中，此外該方法在保證顯示正確性的前提下，具有很好的可擴(kuò)展性，適用于數(shù)字陳展，特別是便攜式數(shù)字陳展。
　　 再次，本文研究了一種數(shù)字陳展環(huán)境下的人機(jī)自然交互與感知技術(shù)。將運(yùn)動連續(xù)性特征引入視覺跟蹤交互數(shù)據(jù)的預(yù)測匹配中，建立起人體交互數(shù)據(jù)的連續(xù)性預(yù)測模型，提高了視覺特征預(yù)測匹配的

4、精度，降低了視覺特征搜索的空間；同時，提出一種位置驅(qū)動的陳展感知技術(shù)，結(jié)合自然交互的位置數(shù)據(jù)，調(diào)度選擇陳展顯示的內(nèi)容，使得在有限資源環(huán)境下陳展顯示內(nèi)容對用戶的感知貢獻(xiàn)最大化。
　　 此外，本文研究了一種基于實(shí)時數(shù)據(jù)合成的互動展示技術(shù)。利用數(shù)據(jù)估算，在欠約束情況下實(shí)時合成散亂的多源交互數(shù)據(jù)，與等待足夠約束后計(jì)算交互數(shù)據(jù)的方法不同，該方法不需要多相機(jī)數(shù)據(jù)的嚴(yán)格同步，不需要有曝光時間間隔長短的假設(shè)，也不需要等待足夠的數(shù)據(jù)約束來進(jìn)行計(jì)算

5、，而是利用估算方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)的合成，減少了交互數(shù)據(jù)延時，適用實(shí)時的互動陳展應(yīng)用；面向多投影顯示環(huán)境，提出一種實(shí)時的渲染并行協(xié)議，驅(qū)動多臺主機(jī)與投影機(jī)，保證數(shù)據(jù)顯示的同步與實(shí)時性。
　　 最后，本文設(shè)計(jì)了一種數(shù)字化互動陳展系統(tǒng)的框架，保證了陳展應(yīng)用開發(fā)與系統(tǒng)設(shè)備環(huán)境的獨(dú)立性，提高了數(shù)字陳展應(yīng)用開發(fā)的透明性?；谠摽蚣埽O(shè)計(jì)了敦煌莫高窟、金沙遺址、良渚遺址、河姆渡遺址珍貴文物的數(shù)字化互動陳展應(yīng)用，取得了較好的效果，部分成果得到了推廣