近距离3D人机交互技术研究实现 (2015年)
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2021-05-11
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C omputer Engineering and Applications计算机工程与应用2015，51（3）
1 引言
计算机的出现，给人们日常生活和工作带来极大的
改变。Intel Perceptual Computing 技术，是把人们的手
势、动作、面部表情、声音结合在一起，作为控制计算机
的方式。
在计算机视觉发展方面，3D 是其中的一个重要领
域。现实世界是一个三维立体的世界。3D 显示技术有
很多种：包括有渲染式 3D、色差式 3D、偏光式 3D、裸眼
式 3D、快门式 3D等
[1]
。
当前 3D 显示的主流是视差式 3D 显示。即通过各
种技术手段，利用左右眼观察物体时会产生视差的原
理，给左右眼播放不同的画面，大脑通过分析两幅不同
的画面，产生立体感。视差式 3D 技术在立体 3D 领域应
用较广，也是现阶段 3D 显示领域研究的热点。
采用快门式 3D 显示技术 1∶1 显示虚拟场景，利用
Intel 感知摄像头，提出并实现近距离 3D 人机交互解决
方案。
2 3D 人机交互解决方案框架
3D 人机交互的完整解决方案包括两部分。第一，
近距离 3D人机交互技术研究实现
刘 川，邬春学
LIU Chuan, WU Chunxue
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
SchoolofOptical-ElectricalandComputerEngineering,Universityof ShanghaiforScience andTechnology,Shanghai200093,China
LIU Chuan , WU Chun xue. Research and implementation of 3D human computer interactive technology in close
scenario. Computer Engineering and Ap plications, 2015, 51（3）：186-191.
Abstra ct：3D human-computer interaction is an amalgamation of computer graphics, virtual reality and pattern recognition,
which consists of virtual environment and 3D object recognition. A total so lution consisting of virtual environment rendering
and 3D object recognition is proposed and applied in the close human-computer interaction scenes, which simulate vi rtual
scenario with the ratio of 1∶1. The rese arch analyses the transformation between virtual environment and reality; three
main factors which have influence o n stereo display of virtual object have been explored, which include the camera angle,
the distance between t wo c ameras in OpenGL and the stereo image pairs generation; 3D object recognition is implemented
on Inte l Perceptual Comp uting. Experiments sh ow that the solution has excellent 3D effect in simulation virtual scenario
with 1∶1 ratio and high gesture reco gnition rate.
Key words：3D human-computer interaction; OpenGL; coordination transformation; Intel Perceptual Computing
摘 要：3D 人机交互技术是计算机图形学、虚拟现实和模式识别的交叉融合领域，可分为虚拟环境的显示和三维物
体识别。该研究将虚拟环境显示和三维物体识别整合成一个完整的解决方案并应用到 1∶1 模拟虚拟场景的近距离
交互。研究了虚拟现实之间的坐标转换；分析了影响虚拟物体立体显示的三个主要因素：OpenGL中摄像机的张角，
摄像机间距和立体图像对的产生；并实现了基于 Intel Perceptual Computing 的三维物体识别。实验结果显示：该方
案在 1∶1 模拟虚拟场景方面具有良好的 3D显示效果，同时在手势识别方面有较高的识别率。
关键词：3D 人机交互；OpenGL；坐标转换；Intel Perceptual Computing
文献标志码：A 中图分类号：TP391 doi：10.3778/j.issn.1002-8331.1405-0371
基金项目：国家自然科学基金（No.61202376）；国家新闻出版总署开放基金；上海现代工学系统重点实验室基金；Intel RTI Q3项
目基金（No.167705）。
作者简介：刘川（1989—），男，硕士研究生，研究领域为计算机视觉技术；邬春学（1964—），男，博士，教授，研究领域为计算机网络、
嵌入式系统、视频传感技术等。E-mail：liuchuan_com@126.com
收稿日期：2014-05-29 修回日期：2014-08-19 文章编号：1002-8331（2015）03-0186-06
CNKI网络优先出版：2014-09-15，http://www.cnki.net/kcms/do i/10.3778/j.issn.1002 -8331.1405- 0371.html
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