桌面虚拟现实系统中数据手套的应用研究

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1、第13卷增刊2001年11月系统仿真学报JOURNALOFSYSTEMSIMULATIONVol.13Suppl.Nov.2001文章编号：1004-731X(2001)0B-0553-03桌面虚拟现实系统中数据手套的应用研究刘贤梅,李从信,贾惠柱（大庆石油学院计算机科学系，安达151400）摘要：在人机交互中数据手套的引入，能够充分发挥手在交互过程中的自然性。介绍了数据手套在虚拟环境中进行交互的过程。在变电所培训系统中实现了基于5DTDataGlove5的人机交互操作，并设计了数据手套校准函数和校准步骤，设计了在VRT场景中用手势进行漫游的程序，利用VRTSDK编制了获取数据手

2、套传感器测量值的程序。上述方法对于其它虚拟系统引入数据手套的设计将具有一定的启发作用。关键词：虚拟现实；人机交互；数据手套；VRTSDK；手势映射中图分类号：TP391.9文献标识码：ATheResearchofUsingDataGloveonDesktopVirtualRealitySystemLIUXian-mei,LICong-xin,JIAHui-zhu(DeptofComputerScience,DaqingPetroleumInstitute,Anda151400,China)Abstract:Thedatagloveisusedinthehumancomputeri

3、nteractivesystem,bywhichthenaturalcharacterofhandisfullyexerted.Theinteractiveprocessofdatagloveusedinvirtualenvironmentisintroduced.Humancomputerinteractiveoperationbasedon5DTDataGlove5isrealizedintransformersubstationtrainingsystem.Adjustingfunction,adjustingstepandtouringsystemprogramarede

4、signed.TheprogramforgettingthescaleddataofdataglovesensorisworkedoutbyVRTSDK.Italsohastheelicitationfordesigningothervirtualrealitysystemwithdataglove.Keywords:virtualreality;humancomputerinteraction;dataglove;VRTSDK;gesturemapping利用数据手套进行人机交互的过程如图1所示。1引言鼠标是最常见的人机交互设备，但是通过鼠标操纵时，不能直接将自己的意图表达在应

5、用环境中。如果条件许可的话，引入数据手套作为交互工具更符合人们的习惯。使用手与计算机进行交互，将日常生活中获得的经验技能直接运用到交互活动中，则大大提高了计算机的可操作性。数据手套的出现为在人机交互中充分发挥手在交互过程中的自然性、灵巧性和适应性创造了条件。计算机控数制据图1利用数据手套进行人机交互的过程2数据手套与虚拟环境进行交互的过程在虚拟现实环境中，用户通过数据手套，与虚拟世界进行各种交互操作。数据手套可以实时地检测人在工作时的手形和手部各关节的弯曲角度，把用户手的状态信息输入到计算机，用一个虚拟手跟随用户手运动，在虚拟环境中穿行、抓取、释放物体，如果手套有力反馈，还能给用

6、户以力的反馈，让用户感觉到物体的重量和材质等。在虚拟场景中模拟手的动作，这就需要在计算机中利用某种算法把手描述出来，然后将其显示在场景中，而且它能随着用户手的动作而刷新手的图形显示。有关这方面的内容请参阅文献[1-4]，本文不再论述。计算机接收来自数据手套的手形、手位数据，计算出手的当前坐标和运动方向，然后根据可操纵物体的空间位置进行交互检测判定，并将判定结果送往计算机，由图形生成系统更新模型的显示，输出到显示器，同时将触觉信号送数据手套以产生触觉。3数据手套在培训系统中人机交互的实现我们以PC机为硬件平台，Superscape公司的虚拟环境构造平台VRT5.6为软件开发平台，开

7、发了桌面型虚拟现实系统——变电所培训系统，并在培训系统中引入了数据手套和头盔显示器作为人机接口工具，如图2所示。下面主要介绍数据手套在变电所培训系统中的应用原理和实现过程。3.15DTDataGlove5简介我们以5DT（FifthDimensionTechnologies)公司生产的收稿日期：2001-08-14作者简介：刘贤梅(1968-),女,山东日照人,硕士,研究方向为计算机网络、虚拟现实等的研究。图象图象生成输出屏幕或头盔显示器数据手套手形数据手的坐标和运动状态的确定手