媒体认知实验教学理念与实践研究

媒体与认知实验课程是清华大学电子工程系在课程改革中提出的一门全新的核心必修课程。文章首先阐述该课程的特点,然后介绍基于英特尔Real Sense设备及微软Kinect设备开发的一套探索前沿型实验教学平台,分别说明基于手势识别的博弈游戏实验项目和基于姿势识别的组合拍照实验项目,指出通过这些前沿的基于交叉学科的智能感知技术和内容,学生可以掌握成为本领域高层次专业人才必需的各项基本技能和专业知识。     

媒体认知实验课程改革与实践

作为实现人机交互技术的必要途径,媒体认知技术及其领域受到越来越多的关注,媒体认知实验课程是清华大学电子信息学科在课程体系改革过程中创立的一门全新课程。文章通过阐述覆盖软件姿势操控、安卓平台人脸识别等媒体信息交互基本内容的基本项目,以及由学生自主提出与英特尔Real Sense等许多国际一流技术接轨的实际项目如音乐节奏控制交互、手势模拟电脑键盘等,旨在激发学生对相关研究领域的热情与兴趣,进一步培养高层次人才的创新能力。     

几何引导的主动式三维感知与交互

随着三维感知设备的发展和大规模三维数据的出现，基于三维重建与理解的视觉感知技术得到了 大量关注。与此同时，智能图形逐渐改变了传统图形系统在交互中的被动角色，朝着任务引导的、感知驱动的智 能体对真实或虚拟环境的主动交互发展。可以说，计算机图形学正在突破“信息表达”这一传统范畴，逐步拓展 迈入“信息感知”领域；图形学的交互技术也由传统的人机交互，逐渐延伸和发展出面向智能任务的主动三维交 互。其中，数据驱动三维几何分析与建模的理论和方法，特别是在线重建与分析技术，对三维感知和三维交互形 成了重要支撑。本文从图形学和视觉融合的视角，结合研究案例，介绍了主动式三维感知与交互，讨论了“主动 式”的特点、优势和挑战，并试图探讨这一方向的开放问题与发展趋势。     

视触觉融合的增强现实三维注册方法

增强现实技术是近年来人机交互领域的研究热点。在增强现实环境下加入触觉感知,可使用户在真实场景中看到并感知到虚拟对象。为了实现增强现实环境下与虚拟对象之间更加自然的交互,提出一种视触觉融合的三维注册方法。基于图像视觉技术获得三维注册矩阵;借助空间转换关系求解出触觉空间与图像空间的转换关系;结合两者与摄像头空间的关系实现视触觉融合的增强现实交互场景。为验证该方法的有效性,设计了一个基于视触觉增强现实的组装机器人项目。用户可触摸并移动真实环境中的机器人零件,还能在触摸时感受到反馈力,使交互更具真实感。     

媒体认知课程中的智能感知技术教学方法探究

媒体与认知是电子系在课程改革中提出的一门全新的核心必修课程。文章阐述如何探索并建立一种智能感知技术及相应的教学方法,说明设计开发一套以三维重建技术为基础的智能感知教学内容及教学手段的过程,目标是培养学生的创新性思维,培养智能感知学科的人才。     

基于感知的体可视化综述

体可视化是一门交互地视觉呈现三维数据场的技术,允许用户直观方便地理解数据中所包含的几何结构和特征信息,在医学影像、石油勘探、大气气象和科学计算模拟等领域得到广泛应用.由于三维数据场内部特征的复杂性,实现高表达力的体可视化需要同时考虑数据的特性和用户的因素.基于感知的体可视化技术在可视化流程中考虑人类感知过程和认知过程的特点,使得可视化的结果符合人类感知特性和习惯,达到有效地揭示数据特征的目的.文中从用户驱动的体数据分析、符合感知的可视化设计和表意性体可视化3个方面对基于感知的体可视化的相关技术进行梳理总结,并指出该领域需要进一步探索的研究方向.     

空间增强现实中的人机交互技术综述

空间增强现实是增强现实的三大形式之一,它利用投影等方式在物理空间中增强显示虚拟内容.在空间增强现实系统中,用户可以在物理空间与虚拟内容交互,具有良好的环境感知、空间感知与协同感知,交互任务执行过程中认知负荷低.首先以空间增强现实显示方式为例,通过其系统架构介绍空间增强现实的技术原理;然后将空间增强现实中的人机交互技术分类为基于触控的交互、基于手势或姿势的交互、基于控制器的交互、手持投影仪交互、实物交互及多模态交互并进行分析,对相关技术在三维配准、虚实融合等方面带来的挑战进行阐述;同时总结了空间增强现实在运动锻炼、医疗辅助、教育娱乐、艺术等领域的应用状况;最后对空间增强现实中的交互技术发展趋势进行了展望,指出未来要克服现有技术在稳定性、准确性和实时性上存在的缺陷,在交互方式更自然、交互遮挡处理方法更智能、系统使用场景更广泛、与社会文化和心理现象研究相结合以及新型成像方式等方面得到突破和发展.     

基于VRML的虚拟校园的设计与实现

基于Vrml技术完成了三维虚拟校园的设计和实现,对建模、交互控制及优化技术进行了详细的介绍和分析,为研究和探索Vrml技术在虚拟建筑展示领域的应用提供了有益的思路.     

基于VRML的虚拟校园的设计与实现

基于Vrml技术完成了三维虚拟校园的设计和实现,对建模、交互控制及优化技术进行了详细的介绍和分析,为研究和探索Vrml技术在虚拟建筑展示领域的应用提供了有益的思路。     

网络课件中的三维动画制作技术及其实现

从多媒体课件中动画媒体的应用现状出发,就网络课件中三维动画制作的三维建模、三维交互、三维场景浏览与网络发布等相关技术及进行了研究,给出了实现方法.     

场景语义约束的三维交互技术

针对复杂虚拟环境下的交互需求,从面向高层应用的角度对交互任务进行分析,提出三维交互任务的层次模型。结合应用特点,将虚拟场景中的语义约束引入到三维交互技术的设计中,实现了多种面向高层应用的导航技术和选择操作技术,并在不同交互技术和操作隐喻模式之间实现了自然的融合和平滑的转换。用户界面利用这些语义约束更好地感知和理解用户的交互意图,实现更为直观、高效的三维交互过程。     

基于Maya与Virtools技术的骨构造虚拟实验的设计与实现

Maya作为世界顶级的三维软件,拥有完整的建模工具及高效的材质、纹理程序,为灵活、细腻的构建医学虚拟实验中的三维模型提供了强大的技术支持;而Virtools作为一种新兴的三维交互构建技术,可以做到与Maya无缝结合,为实现医学虚拟实验的交互设计开发提供了一个完整的技术平台,从而提高医学虚拟实验的沉浸感和交互性。通过以Maya和Virtools为核心技术对人体骨的构造,提出了进行医学虚拟实验开发的具体流程,并详细描述了具体的应用开发过程。     

基于Web的虚拟力学实验室系统的研究与实现

在传统的实验教学中,实验教师要求学生在每次实验前对将要做的实验进行预习,并完成实验预习报告。但在实际教学中教师发现,有很多同学虽然预习报告写得很好,但对实验的基本原理和内容并不了解。所以笔者提出一种基于Web的三维虚拟实验室系统构想,学生可以通过浏览器验证登录到网上进入三维虚拟实验室中,使用鼠标、键盘等廉价输入设备实现虚拟实验交互。用户与实验项目之间的交互是通过用户界面来进行的,用户进入直观的图形化用户界面,调用不同的实验项目,对虚拟实验仪器进行模拟操作和交互观察,完成网上模拟实验,达到学习目的。     

基于3D Widgets三维交互快速拾取算法研究

为解决图形、图像在三维交互及深度[10]信息处理过程中所存在的问题,提出了一种以3D Widgets为核心的三维交互框架,并研究了三维交互拾取的多种算法。基于3D Widget[4]的拾取技术能提供给用户交互旋转和交互拾取的功能。实验结果表明,该算法与已有的算法相比,将这些算法其应用在手术模拟三维交互系统中,可以提高用户使用的直观性,还有益于以后的功能扩展。为后续的交互过程奠定基础。本文的创新之处正是在此理论的基础上,将其应用在三维交互中具有重要的价值和意义。     

古建筑室内空间的虚拟现实关键技术研究

以虚幻引擎为制作平台,实现一种古建筑室内空间的虚拟现实交互系统,展示虚拟现实技术在古建筑室内设计领域的应用可能性。提出一套系统、高效的设计方法:利用三维建模创建室内空间场景,设置模型的材质纹理与UV坐标;依据虚幻引擎的特点对场景进行必要的综合优化;将模型导入虚幻引擎,完善材质及灯光的属性,通过蓝图事件编辑动态交互脚本,绑定物理碰撞模式,并配合头显实现动画功能。上述系统不仅能够真实呈现古建筑室内空间的各个细节、符合交互运动感知的实际需求,而且也能够有效促进虚拟现实体验的真实性。     

基于3D Widgets的三维人机交互平台的设计与实现

随着人机交互技术的不断发展，对三维人机交互的支持在三维图形软件中占有越来越重要的地位，而在医学影像处理与分析领域，它对于更方便、准确地使用可视化的结果辅助医生进行诊断具有重要意义。该文针对医学影像处理与分析领域中三维交互的需求与特点，设计并实现了一个基于3D Widgets的三维人机交互软件平台，包括以3D Widgets为核心的交互框架、各功能模块以及一些实用的Widgets的设计和实现，并给出了一组应用实例。其最终目的是为医学影像处理与分析领域提供一个灵活可靠和可扩展的三维交互平台。     

分光计三维虚拟系统的设计与实现

选择分光计的调节与使用作为实施案例,具体探讨以虚拟现实技术为主的三维虚拟学习环境的系统功能划分、以学习者为中心的系统设计原则、以及交互行为的编程实现,探索虚拟现实技术在教学领域的应用.     

桌面环境下的笔式三维交互框架

笔输入和三维交互结合是研究三维交互范型的一种新方法。提出一个桌面虚拟环境下的笔式三维交互框架,包含交互原语和交互任务构造两个核心组件。首先采用词法到语法的二级封装机制来生成高级事件和交互原语,然后综合交互上下文、用户修正和手势识别实现基本交互任务到复杂交互任务的整合机制。框架中内嵌的手势交互、约束感知和混合交互技术能有效降低任务分解和模式切换带来的认知负担,提高交互自然性。     

虚拟现实中三维显示技术探究

虚拟现实技术通过构建真实感人物模型,并且实现了用户与模型之间的交互功能,产生类似于现实世界中的交互反馈信息,从而帮助人们获得真实感。为了提高虚拟现实交互系统的真实感、自然,三维显示技术显得尤为重要。虚拟现实技术融合了人机交互、三维图像处理、网络技术,在军事仿真、游戏动画等领域有着广泛的应用,其中三维现实技术是关键所在,文中对此进行了深入的研究和探讨。     

CAD中三维交互技术的研究与实现

本文研究了ＶＲ技术在ＣＡＤ几何造型中作为交互手段的应用,特别研究了三维交互技术在ＣＡＤ中的实现。通过提出一种用于三维交互的精确视觉线索方法,实现了对三维空间中不同信实体相互位置关系的精确感知。探讨了ＣＡＤ中在三维交互技术支持下的新的几何造型技术。