基于leap motion的人机交互技术的研究

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1、基于LeapMotion的人机交互技术的研究Researchonhuman-computerinteractiontechnologybasedonLeapMotion学科专业：信息与通信工程研究生：孟祥宇指导教师：吕卫副教授天津大学电子信息工程学院二零一五年十一月摘要近年来，越来越多的人喜爱业余从事制陶等手工雕塑活动，但是进行真实的手工雕塑活动成本很高。本论文设计并实现了一种基于LeapMotion手势传感器的手工雕塑网页应用，在提供较为自然的用户体验的同时，又极大地降低了操作成本。本文将LeapMotion手部信息采集精度高的

2、特性和WebGL标准相结合，提出了基于LeapMotion的手工雕塑网页应用。该应用允许用户将LeapMotion采集到的手部运动信息通过WebGLAPI控制3D物体的外形、缩放和颜色从而达到手工雕塑的效果。本论文的主要工作有：1.基于LeapAPI和WebGL，设计了可通过手势对3D图形进行加工的网页应用。2.为了模拟手工雕塑的操作，建立了一个类型较为全面的、规模较大的手势数据库。3.通过实验验证，选择基于HCNF的手势识别算法进行用户手势输入。4.根据多名用户在实际操作后评分的反馈，对应用的设计进行了改进。手工雕塑的应用进行测

3、试的打分结果表明，相比于传统的键盘鼠标输入，基于LeapMotion的手工雕塑网页应用能够给用户带来更好的交互体验。关键词：LeapMotion，人机交互，手工雕塑，WebGL，手势识别ABSTRACTInrecentyears,moreandmorepeoplehavechosenhand-sculptingasahobby,butrealhand-sculptingactivitiescosthigh.Thisthesisdesignsandimplementsawebapplicationswhichsupportsmanu

4、alsculpturebasedonLeapMotionsensor.Theapplicationprovidesamorenaturaluserexperience,whilegreatlyreducethecostofoperation.Thehand-sculpturingapplicationisbasedonLeapMotionsensor’shighprecisionhandmotionacquisitionandtheWebGLstandard.Thevividsimulationofhand-sculpturing

5、isimplementedbyusingthehandmotionacquiredbyLeapMotionsensortochangetheshape,scaleandcolorof3DobjectswithWebGLAPI.Themaincontributionsofthethesisareasfollows.1.Designedawebapplicationwhichsupportsmanipulating3DgraphicswithgesturesbasedonLeapAPIandWebGL.2.Establishedaco

6、mprehensiveandlargegesturedatabasetosimulatehand-sculptingoperations.3.ChoseaHCNF-basedgesturerecognitionalgorithmastheuserinputmethodafterthoroughexperimentalverification.4.Improvedtheapplicationaccordingtothefeedbacksofmultipleusersaftertheyoperatedwiththeapplicatio

7、n.GestureacquisitionsystemalgorithmvalidationresultsshowthattheuseHCNFaccurategesturerecognitionrateishigherthantheuseofHCRFeffect.Thetestscoreofthehand-sculpturingapplicationshowsthatthewebapplicationbasedonLeapMotionprovidesbetterinteractiveexperiencesthanapplicatio

8、nswithtraditionalkeyboardandmouseinputsdo.KEYWORDS：LeapMotion,HCI,Hand-sculpting,WebGL,Gesture-recognition目录第一章绪论...........