基于数据手套的虚拟手的实现.pdf

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1、2012年第2期(总第247期)农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGNo．22012(Totally247)doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2012．02．015基于数据手套的虚拟手的实现孙静静，焦学健，柴山(山东理工大学交通与车辆工程学院山东淄博255049)摘要：在基于数据手套的虚拟现实系统中，虚拟手的实现效果十分重要。首先获取了数据手套的数据，然后采用层次建模方法建立虚拟手的几何模型和运动模型，完成了基于数据手套的人手和虚拟手的交互，大大提高了人机交互的自然性和高效性，同时也使计算机能

2、够完成更加复杂的任务。关键词：数据手套：虚拟手；OSG；Creator中围分类号：11P391．9文献标识码：A文章编号：1673—3142(2012)02-0054--04ImplementationofDataGloveBasedRealisticVirtualHandSunJingjing。JmoXuoian，ChaiSlum(SchoolofTrafficandVehicleEngineering，ShandongUniversityofTechnology，Zibo255049，China)Abstract：TheworkingeffectofvinIIalhandi

3、sveryimportantinthevirtualrealitysystembasedondataglove．Torealizetheinteractive8cce88betweendatagloveandvirtualhand，effectivedamfromthedatagloveisachievedf-璐dy。then，ageometryandmotionmodelofthevirtualhanda把establishedbasedonhierarchicalmodelingmethod．Itgreatlyenhancedthesmoothne鸥andefficienc

4、yofhuman-computerinteraction．whichwillalsodeveloptheapplicationprospectofacomputer．Keywords：dataglove；virtualhand；OSG；Creator0引言伴随着虚拟现实技术的发展，基于数据手套的虚拟手技术可以提供自然高效的人机交互方式．因此被广泛地应用在虚拟装配、远程手术、机器人控制及手语识别等各个领域[I-2】。数据手套作为一种虚拟现实系统的交互设备，通过数据手套上的传感器系统。可以将操作者的动作信息转变成传感器的信号输人到计算机中，计算机读取并分析传感器的信号，以便控制虚拟

5、手运动，对显示的图形进行多维交互控制和发布用户命令，完成摄作者交互设鲁虚拟环境圈1基于数据手套的虚拟手交互系统框架图收稿日期：2011-12—28基金项目：山东省科技基金项目。课题编号：ZR2011EL037作者简介：孙静静(1986一)。女．山东理工大学在读硕士。专业：动力机械及工程，研究方向：动力机械工作过程及数值模拟。一54一与虚拟环境的交互【21。基于数据手套的虚拟手交互系统如图l。本系统中以虚拟手套作为交互设备．以OSG作为虚拟现实开发平台．开发出一个可交互的虚拟手模型。通过分析人手的层次结构和运动特性．在Creator中建立起虚拟手的节点层次几何模型和运动模型。然后

6、用VC++和OSG编程实现虚拟手的运动。2虚拟手模型的建立虚拟手模型是人手特征的描述。旨在模拟出真实手的结构特点并在虚拟仿真中真实地模拟出其运动特点[31。虚拟手建模通常是指虚拟手的几何建模．即对虚拟手的静态建模。然而虚拟手实质上是静态建模和动态建模的有机结合。静态建模是实现虚拟手动态控制的基础，虚拟手模型是被控制的对象，动态建模是静态建模的目的，必须考虑到模型的控制问题。在虚拟现实技术中，模型的建立和简化都处于主导地位，而如何能够同时做到模型质量最佳、孙静静等：基于数据手套的虚拟手的实现2012年2月数据量最小，是目前虚拟现实研究中的一个难题。目前三维可视化仿真建模软件有很多

7、．例如3DSMAX和Creator．3DSMAX具有可操作性强、直观、方便易学、制作模型逼真、质感强等特点，然而其致命弱点是数据量极大和实时漫游困难。Cre．ator软件具有强大的兼容性和操作性．可以进行模型的简化。鉴于3DSMAX和Creator软件各自的优点．本文结合使用3DSMAX和Creator软件，分别建立了虚拟手的几何模型和运动模型，最终实现了虚拟手模型的建立。2．1虚拟手几何模型的建立【静态建模)在3DSMAX中建立虚拟手的几何模型．首先对虚拟手进行多边形的整体建模，然后将虚拟