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【論文分享】諾亦騰PN動捕在VR手勢圖片瀏覽系統(tǒng)中的應用

2023-06-07 17:33 作者:諾亦騰  | 我要投稿


諾亦騰學術前沿分享? 第七期

研究領域 | 手勢識別 人機交互

論文作者?| 美國 阿拉巴馬大學?美國陸軍研究實驗室?羅切斯特理工學院

?????????????????Chao Peng、Jeffrey T. Hansberger

?????????????????Lizhou Cao、Vaidyanath Areyur Shanthakumar

閱讀時間 | 約2分鐘

全文字數(shù) |?約1000字



01 研究背景

如何從雜亂無章的龐大相冊中篩選出合適的照片,是全民攝影時代的新難題。現(xiàn)有的手機、電腦、相機篩選照片流程繁瑣而重復,且界面受屏幕尺寸限制,全程費時費力,交互體驗并不理想。

為解決這一問題,來自美國阿拉巴馬大學的Chao Peng、Jeffrey T. Hansberger等四位學者,借助諾亦騰Perception Neuron產(chǎn)品,提出一個基于動作捕捉技術的VR圖片瀏覽系統(tǒng)。用戶得以在超大VR世界中沉浸式瀏覽相冊,用自然手勢代替了鼠標與觸屏操作,輕松實現(xiàn)照片的旋轉和縮放,高效查看照片細節(jié),節(jié)省照片篩選時間,從而大幅改善交互體驗。論文已于2017年被計算機頂級會議IEEE VR接收。



02 方法原理


圖(a)為基于拇指、食指、中指建立的手部模型

圖(b)為系統(tǒng)預設的六種手勢


研究者開發(fā)了一個只包含拇指、食指和中指的手部關節(jié)模型,因為這三指的動作獨立性比無名指和小拇指更強。如上圖所示,模型由若干向量組成,而這些向量則由手腕和手指關節(jié)節(jié)點構成。通過計算相鄰兩幀向量之間的角度變化,模型可識別預設的六種基本手勢,包括滾動瀏覽、停止?jié)L動,以及圖片的指向、選定、放大、縮小。


左圖為所有照片在同一面虛擬墻的流程

右圖為照片被分在不同文件夾內(nèi)的流程


研究者設計了兩種瀏覽照片的操作流程以供用戶選擇。一種是所有照片放在同一面虛擬墻上,另一種是照片分別放在若干個可管理的文件夾中。


實驗參與者穿戴Perception?Neuron進行照片分類的場景

圖(a)為第一種流程的VR頭顯界面

圖(b)為第二種流程的VR頭顯界面


第一種流程中,用戶戴上VR頭顯后會看見一面虛擬照片墻,他可以伸手滾動整面照片墻,指向照片來完成選擇,做出放大和縮小的手勢查看照片細節(jié)。放大照片后,左滑手勢代表保留,右滑手勢代表丟棄,從而完成大量照片的分類管理。第二種流程中,用戶不再滾動照片墻,而是選擇下方文件夾以瀏覽全部照片,其余動作與第一種流程相同。

研究者采用諾亦騰Perception Neuron慣性動捕設備的手套和上肢部分,實時捕捉穿戴者的手勢動作,數(shù)據(jù)被無線傳輸至配套的Axis Neuron Pro軟件系統(tǒng)。PN慣性動捕設備效果精準穩(wěn)定,為該照片管理系統(tǒng)的順利運行打下堅實基礎。VR環(huán)境和照片墻的制作基于Unity游戲引擎完成。



03 研究結果

借助諾亦騰PN慣性動捕設備,研究者提出一個在VR環(huán)境中瀏覽照片和用手勢管理照片的系統(tǒng),為用戶的照片分類工作節(jié)省大量時間。在未來,這項研究將為更多的人機交互方案提供靈感。


*本文圖表除特別注明外,均摘自論文原文。


文獻來源

Peng, C., Hansberger, J.T., Cao, L., & Shanthakumar, V.A. (2017). Hand gesture controls for image categorization in immersive virtual environments. , 331-332.

原文鏈接(復制瀏覽器訪問):

https://ieeexplore.ieee.org/document/7892311/keywords#keywords


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