增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的三維用戶界面設計與實現(xiàn).pdf

1、用戶界面是人與計算機之間的通信接口，是人機交互技術的具體表現(xiàn)形態(tài)，直接關系到交互系統(tǒng)的成敗。增強現(xiàn)實技術是一種三維界面技術，能夠實現(xiàn)用戶在物理世界和虛擬世界相互融合、增強和彌補的三維環(huán)境里執(zhí)行一系列三維交互操作，具有廣闊的應用前景，是新一代以人為中心的用戶界面的重要模式之一。但是，它同時也帶來了與傳統(tǒng)二維用戶界面截然不同的交互方式、界面隱喻和可用性等交互設計問題，因此，研究適于特定應用背景下三維虛實環(huán)境中的三維用戶界面是增強現(xiàn)實應用系統(tǒng)

2、中的研究重點。
　　針對設備維護與維修系統(tǒng)的具體應用背景下，如何提高虛實增強的三維世界中的用戶視覺真實感和三維交互感為出發(fā)點，論文以人類工效學、心理學為基礎的可用性工程的用戶分類法為指導對界面進行需求和任務分析，并導出了界面元素特征、交互技術和系統(tǒng)設計方案。論文的主要思想是利用界面隱喻模型、計算機三維圖形學算法和手勢交互技術來設計三維虛實交互環(huán)境中的三維用戶界面。具體實現(xiàn)了適于系統(tǒng)的兩種三維用戶界面方案：
　　其一，基于GU

3、I的三維用戶界面。實體組件元素采用基于桌面隱喻的圖形用戶界面(GUI)的理念；充分利用三維圖形學的多種圖形繪制與渲染技術來完成虛體組件的設計；研究和實現(xiàn)了將虛體組件與真實場景進行準確配準的跟蹤方法以達到真實世界與虛擬世界的無縫融合。
　　其二，基于手勢識別技術的三維用戶界面。手勢識別系統(tǒng)的跟蹤部分將采用借助于標記物的視覺跟蹤方法，避開了復雜的算法和昂貴的跟蹤設備的要求；基于手勢集的模板匹配識別方法對被識別的手勢賦予具體語義并驅動實