多通道三維交互研究與在城市規(guī)劃系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，VR)作為一種嶄新的計算方式，在經(jīng)濟、社會和軍事等重要領(lǐng)域獲得了日益廣泛的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實強調(diào)實時交互，自然、高效的人機交互方式一直是虛擬現(xiàn)實研究的核心內(nèi)容之一。然而，虛擬環(huán)境(VirtualEnvironment，VE)中存在的交互不自然、界面控制手段單一和用戶動作與反饋存在距離感等問題已成為制約虛擬現(xiàn)實深入應(yīng)用的“瓶頸”。解決該問題的關(guān)鍵在于充分利用人的多個感知通道和控制行為的并行性，擴展輸入/

2、輸出帶寬，提高交互的自然性、靈活性，即通過多通道交互(MultimodalInteraction，MMI)來解決。將多通道引入到三維交互中，對VE下多通道交互信息融合與顯示技術(shù)的研究已逐漸成為交互技術(shù)研究領(lǐng)域的重點之一。 城市規(guī)劃是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)需求最為迫切的領(lǐng)域之一，而當前的城市規(guī)劃存在著交互性低、修改成本高等問題。本文在系統(tǒng)地介紹三維交互的基礎(chǔ)上，對多通道三維交互的優(yōu)勢、支撐技術(shù)和設(shè)計方法等方面進行深入的探討與研究；借鑒已有的

3、面向任務(wù)整合方法，提出結(jié)合概率、時間約束的基于交互語義的多通道分層整合算法；以城市規(guī)劃為應(yīng)用背景，將日常的紙筆操作引入三維場景中，融合跟蹤器的空間方位信息、語音和基于筆的勾畫及手勢，構(gòu)建基于多種隱喻的個人交互面板(PersonalInteractionPanel，PIP)；在充分分析跟蹤器的精確定位、語音的描述性優(yōu)勢與二義性、筆畫草圖及筆手勢的自然性等因素前提下，設(shè)計并實現(xiàn)了一系列通用或面向應(yīng)用的交互技術(shù)，包括基于跟蹤器和語音的多維度導(dǎo)