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VR交互技術(shù)盤點(diǎn) 3D手勢識別不是唯一選擇

作者: 時(shí)間:2016-08-18 來源:VR日報(bào) 收藏
編者按:自人類發(fā)明了工具以來,與工具之間就需要通過一種方式建立起聯(lián)系,用手握住工具的把手就是聯(lián)系的一種,隨著虛擬現(xiàn)實(shí)的崛起,如何尋找到合適的交互技術(shù)也成為了從業(yè)者們研究的重中之重。

  1. 結(jié)構(gòu)光(Structure Light)

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201608/295647.htm


VR交互技術(shù)盤點(diǎn) 3D手勢識別不是唯一選


  結(jié)構(gòu)光的代表應(yīng)用產(chǎn)品就是PrimeSense的Kinect一代了。

  這種技術(shù)的基本原理是,加載一個(gè)激光投射器,在激光投射器外面放一個(gè)刻有特定圖樣的光柵,激光通過光柵進(jìn)行投射成像時(shí)會(huì)發(fā)生折射,從而使得激光最終在物體表面上的落點(diǎn)產(chǎn)生位移。

  當(dāng)物體距離激光投射器比較近的時(shí)候,折射而產(chǎn)生的位移就較小;當(dāng)物體距離較遠(yuǎn)時(shí),折射而產(chǎn)生的位移也就會(huì)相應(yīng)的變大。這時(shí)使用一個(gè)攝像頭來檢測采集投射到物體表面上的圖樣,通過圖樣的位移變化,就能用算法計(jì)算出物體的位置和深度信息,進(jìn)而復(fù)原整個(gè)三維空間。

  以Kinect一代的結(jié)構(gòu)光技術(shù)來說,因?yàn)橐蕾囉诩す庹凵浜螽a(chǎn)生的落點(diǎn)位移,所以在太近的距離上,折射導(dǎo)致的位移尚不明顯,使用該技術(shù)就不能太精確的計(jì)算出深度信息,所以1米到4米是其最佳應(yīng)用范圍。

  2. 光飛時(shí)間(Time of Flight)


VR交互技術(shù)盤點(diǎn) 3D手勢識別不是唯一選


  光飛時(shí)間是SoftKinetic公司所采用的技術(shù),該公司為Intel提供帶功能的三維攝像頭。同時(shí),這一硬件技術(shù)也是微軟新一代Kinect所使用的。

  這種技術(shù)的基本原理是加載一個(gè)發(fā)光元件,發(fā)光元件發(fā)出的光子在碰到物體表面后會(huì)反射回來。使用一個(gè)特別的CMOS傳感器來捕捉這些由發(fā)光元件發(fā)出、又從物體表面反射回來的光子,就能得到光子的飛行時(shí)間。根據(jù)光子飛行時(shí)間進(jìn)而可以推算出光子飛行的距離,也就得到了物體的深度信息。就計(jì)算上而言,光飛時(shí)間是三維中最簡單的,不需要任何計(jì)算機(jī)視覺方面的計(jì)算。

  3. 多角成像(Multi-camera)

  多角成像這一技術(shù)的代表產(chǎn)品是Leap Motion公司的同名產(chǎn)品和Usens公司的Fingo。

  這種技術(shù)的基本原理是使用兩個(gè)或者兩個(gè)以上的攝像頭同時(shí)攝取圖像,就好像是人類用雙眼、昆蟲用多目復(fù)眼來觀察世界,通過比對這些不同攝像頭在同一時(shí)刻獲得的圖像的差別,使用算法來計(jì)算深度信息,從而多角三維成像。

  在這里我們以兩個(gè)攝像頭成像來簡單解釋一下:



  雙攝像頭測距是根據(jù)幾何原理來計(jì)算深度信息的。使用兩臺攝像機(jī)對當(dāng)前環(huán)境進(jìn)行拍攝,得到兩幅針對同一環(huán)境的不同視角照片,實(shí)際上就是模擬了人眼工作的原理。因?yàn)閮膳_攝像機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)以及它們之間相對位置的關(guān)系是已知的,只要找出相同物體(楓葉)在不同畫面中的位置,我們就能通過算法計(jì)算出這個(gè)物體(楓葉)距離攝像頭的深度了。

  多角成像是三維技術(shù)中硬件要求最低,但同時(shí)是最難實(shí)現(xiàn)的。多角成像不需要任何額外的特殊設(shè)備,完全依賴于計(jì)算機(jī)視覺算法來匹配兩張圖片里的相同目標(biāo)。相比于結(jié)構(gòu)光或者光飛時(shí)間這兩種技術(shù)成本高、功耗大的缺點(diǎn),多角成像能提供“價(jià)廉物美”的三維手勢識別效果。



關(guān)鍵詞: VR 手勢識別

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