3-D空氣觸摸屏在移動(dòng)設(shè)備上操作

(Phys.org)-雖然Wii和Kinect等交互式3D系統(tǒng)已經(jīng)流行了幾年，但3D技術(shù)尚未成為移動(dòng)設(shè)備的一部分。 然而，研究人員正在研究這一問題，最近的一篇論文展示了一個(gè)3D“空中觸摸”系統(tǒng)，允許用戶觸摸移動(dòng)設(shè)備顯示的浮動(dòng)3D圖像。 嵌入在顯示像素中的光學(xué)傳感器可以感知設(shè)備上方三維空間中裸指的運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致許多新的應(yīng)用。

王在接受Phys.org的采訪時(shí)說：“移動(dòng)設(shè)備中的3D空中觸摸系統(tǒng)可以提供非接觸式手指檢測和有限的視點(diǎn)來操作浮動(dòng)圖像，可應(yīng)用于3D游戲、交互式數(shù)字標(biāo)牌等?！?雖然目前的技術(shù)還存在一些問題，如屈服率、傳感器均勻性等，但我們預(yù)測這種技術(shù)在不久的將來可能會(huì)出現(xiàn)。

由于移動(dòng)設(shè)備的體積小和便攜性，在這些設(shè)備上實(shí)現(xiàn)三維系統(tǒng)不同于在電視和其他大屏幕上使用的三維系統(tǒng)。 通常，大型三維系統(tǒng)需要額外的笨重設(shè)備或攝像機(jī)來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測。 對(duì)于移動(dòng)系統(tǒng)，這些額外的設(shè)備將是不方便的，相機(jī)有一個(gè)有限的視野，以檢測接近顯示器的物體。 一些提出的移動(dòng)設(shè)備的3D系統(tǒng)使用屏幕附近的傳感器，但這些系統(tǒng)需要明亮的環(huán)境照明，因此它們?cè)诤诎禇l件下不能很好地工作..

圍繞這些限制，Wang等人設(shè)計(jì)了一個(gè)4英寸顯示屏的三維系統(tǒng)，其中光學(xué)傳感器直接嵌入到顯示像素中，而紅外背光則被納入設(shè)備本身。 研究人員還在顯示器的邊緣添加了角度掃描照明器，以提供足夠的照明。 總的來說，這三個(gè)組件提供了一個(gè)三維系統(tǒng)，它是緊湊的，具有廣泛的視野，并且獨(dú)立于環(huán)境條件。

研究人員解釋說，計(jì)算指尖3軸(x，y，z)位置的算法不如圖像處理所用的算法復(fù)雜，可以進(jìn)行快速的實(shí)時(shí)計(jì)算。 首先利用紅外背光和光學(xué)傳感器確定指尖的2D(x，y)位置。 然后計(jì)算指尖的深度，角照明器以不同的傾斜角度發(fā)射紅外光。 對(duì)不同區(qū)域累積強(qiáng)度的分析提供了具有最大反射率的掃描角，從而導(dǎo)致指尖的三維位置。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，原型三維空氣觸摸系統(tǒng)性能良好.. 2D觸摸系統(tǒng)要求定位的最大誤差不超過0.5cm，三維觸摸原型在較大深度的最大誤差為0.45cm，對(duì)于較小深度的誤差較小。 原型的深度范圍為3cm，但研究人員預(yù)測，通過提高傳感器的靈敏度和掃描分辨率，這一范圍可以進(jìn)一步增加..

在未來，3D觸摸接口也可能從單點(diǎn)觸摸擴(kuò)展到多點(diǎn)觸摸功能，這可以啟用更多的應(yīng)用程序。 然而，多點(diǎn)觸摸功能將需要克服遮擋效應(yīng)，當(dāng)一個(gè)指尖阻塞第二個(gè)指尖時(shí)，傳感器無法區(qū)分兩者。 研究人員還計(jì)劃進(jìn)行3D空氣手勢操作，以便在移動(dòng)設(shè)備中制作3D簽名。

進(jìn)一步探索

?2014Phys.org。 保留所有權(quán)利。