基于运动捕获的虚拟手交互技术及其在人机工程中的应用的开题报告开题报告一、题目基于运动捕获的虚拟手交互技术及其在人机工程中的应用。二、研究背景与意义传统的人机交互方式主要是通过键盘、鼠标、触摸屏等设备进行交互，但是这些设备存在一定的局限性，比如输入速度和准确度的限制、交互方式单一等等。而虚拟手交互技术则可以通过运动捕获技术将人体运动转化为数字信号，并通过计算机图形学和动画学技术生成相应的虚拟手模型，进行更加自然、直观、多元化的人机交互。虚拟手交互技术的应用范围非常广泛，包括游戏、医学模拟、娱乐、教育培训等领域，可以为用户提供更加真实的交互体验。此外，在人机工程领域，虚拟手交互技术也有着广泛的应用，比如虚拟现实、智能手环、智能手表等智能可穿戴设备，都可以通过虚拟手交互技术提高用户的交互体验。因此，本研究旨在深入探讨运动捕获技术和计算机图形学技术在虚拟手交互中的应用，设计相应的虚拟手交互系统，探索其在人机工程领域的应用价值。三、研究内容与技术路线本研究的主要内容包括以下几个方面：1.运动捕获技术原理研究运动捕获技术是虚拟手交互的基础，需要深入研究其原理和技术实现方法，选择合适的捕获设备和算法，提高运动捕获的精度和稳定性。2.虚拟手模型设计与实现基于运动捕获技术所获取的运动数据，需要利用计算机图形学技术进行建模和渲染，创建出真实、逼真的虚拟手模型，并实现与真实手的互动。3.虚拟手交互应用研究设计并实现虚拟手交互系统，利用虚拟手模型进行多种交互方式的实验，探究其在人机工程领域中的应用性能和实际应用价值。4.系统性能优化与改进对虚拟手交互系统进行性能评估和测试，根据测试结果进行改进与优化，提高系统的稳定性、实时性和交互体验。技术路线：1.运动捕获技术研究：研究运动捕获技术的原理和算法，选择合适的捕获设备和软件，进行数据采集和预处理。2.虚拟手模型设计：基于运动捕获所获取的数据，设计虚拟手模型的骨骼结构和外部皮肤等，利用计算机图形学技术进行建模和渲染。3.虚拟手交互系统设计：基于虚拟手模型，设计并实现多种交互方式，包括手势识别、手势控制等。4.系统测试与改进：对虚拟手交互系统进行性能测试和评估，根据测试结果进行系统优化和改进。四、研究进度计划1.第一阶段：文献综述，熟悉虚拟手交互技术的研究现状和发展趋势，了解运动捕获技术的基本原理和应用情况，确定研究方向和内容，完成开题报告，时间：1个月。2.第二阶段：运动捕获技术研究和数据采集，通过对现有运动捕获设备和算法的综合分析，选择合适的运动捕获设备和算法，进行数据采集和预处理，时间：2个月。3.第三阶段：虚拟手模型设计与建模，根据运动捕获所获取的数据，设计虚拟手模型的骨骼结构和外部皮肤等，利用计算机图形学技术进行建模和渲染，时间：3个月。4.第四阶段：虚拟手交互系统设计与实现，基于虚拟手模型，设计并实现多种交互方式，开发虚拟手交互系统，时间：3个月。5.第五阶段：系统测试与改进，对虚拟手交互系统进行性能评估和测试，根据测试结果进行系统优化和改进，完成论文撰写和答辩准备，时间：2个月。五、参考文献[1]王龙，曲苏勇，王治阔.基于Kinect传感器的手势识别及应用[J].计算机科学，2014，41(2)：260-264.[2]张云强.基于虚拟现实技术的手部运动恢复系统研究[D].成都：成都理工大学，2017.[3]王鑫，高嘉友，杨小霞.基于OculusRift的3D交互系统设计与实现[J].现代计算机，2015，5(5)：60-63.[4]王望，王荔.基于LeapMotion的手势交互游戏设计[J].工程设计学报，2017，21(4)：70-76.[5]朱少红，杨家奇，陈银袍，王夏锵.腕部运动量化及康复治疗系统研究[J].北京航空航天大学学报，2016，42(9)：2036-2041.