智能手机hmd高沉浸感体验的研究与实现

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1、中文图书分类号：TP311密级：公开UDC：004学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：智能手机HMD高沉浸感体验的研究与实现论文作者：杨恺学科：软件工程指导教师：朱青教授论文提交日期：2016年5月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP311学号：S201325061密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：智能手机HMD的高沉浸感体验的研究与实现英文题目：RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFHIGHIMMERSIONEXPERIENCEONSMARTPHONEHMD论

2、文作者：杨恺领域：软件工程研究方向：数字媒体技术及应用申请学位：工程硕士专业学位指导教师：朱青教授所在单位：软件学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：杨恺日期：2016年6月4日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大

3、学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：杨恺日期：2016年6月4日导师签名：朱青日期：2016年6月4日摘要摘要虚拟现实（VRVirtualReality）技术，作为一种更自然的人机交互方式，在近年来得到了长足的发展。头戴式可视设备（HMD），是目前最为流行的VR解决方案，而其入门级方案：基于智能手机的HMD，在近年来得到了很好的普及。基于智能手机的HMD这一方案的核心是，利用手机内置的陀螺仪对用

4、户头部的运动进行追踪，将其结果通过视角的变化实时呈现在虚拟场景中，再配以3D显示技术，从而使用户获得一定的沉浸感。由于其易于推广，且有着相对不错的体验，在娱乐，教育，旅游等方面有着很强的应用前景。相较于专业级HMD的解决方案中可以利用深度摄像头，红外线定位，动作捕捉等技术追踪用户头部以外身体的运动状态，从而完成更复杂的交互。智能手机HMD解决方案受限于硬件条件，用户只能通过头部的动作，再配合单个实体按键完成简单的交互，其交互过于单一且在体验过程中带来的沉浸感有限，造成了其VR应用内容单一，且用户体验一般。针对以上问题，本文将对虚拟现实交互中沉浸感的来源以及提升

5、方法做出分析，根据结果设计并实现一套能够在增加交互方式的同时带来更高沉浸感的适用于智能手机HMD的交互方案，该方案在传统的头部运动追踪的基础上，增加了对语音识别的应用，并且创造性地增加了对基于加速度信息的运动状态识别算法的应用，使得用户可以通过改变自身运动状态来控制其在虚拟场景中的运动状态。这其中，为了适应VR应用中对低延时的要求，本文对传统的基于加速度信息的运动状态识别算法进行了改进，提出一种利用阈值法的实时运动状态识别算法，在保证一定的准确率的情况下提升了识别效率，可以快速有效地对用户的：站，走，跑，跳进行识别。最终设计并制作一款应用了上述交互方案的VR游

6、戏DEMO，对其实际应用效果进行试验验证。关键词：人机交互，虚拟现实，人体运动识别IAbstractAbstractTheVR(VirtualReality),asamorenaturalapproachtohuman-computerinteraction,hasbeengreatlydevelopedinthepastafewyears.Currently,theHMD(Head-mountedDisplay)isthemostpopularVRsolution.Atthesametime,anentry-levelVRsolution,thesmart-

7、phone-basedHMD,hasalreadygainedgroundinrecentyears.Thecoreconceptofthesmart-phone-basedHMDisthattousetheimbeddedgyroscopeofasmartphonetotrackthemovementofuser’shead,andthenpresentthereal-timeresultsinthevirtualsceneasviewanglechanges.Plus3Ddisplaytechnology,userswouldthereforereceiv

8、eagoodsenseofimmers