CN104615365A - 一种三维交互装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维交互装置及方法，该装置包括显示装置和操作装置，其中，操作装置包括沿不同方向设置的多个感应区域，显示装置包括显示模块和控制模块；其中，显示模块用于显示三维图像；控制模块用于根据多个感应区域中不同方向的感应区域与显示模块的接触，控制三维图像沿感应区域的方向旋转。通过上述方式，本发明能够通过判断操作装置与显示装置的接触位置，来控制显示的三维图像向不同方向旋转。

Description

一种三维交互装置及方法
技术领域
本发明涉及三维显示领域，特别是涉及一种三维交互装置及方法。
背景技术
随着三维技术和全息技术的发展，在显示界面中的虚拟三维全息图形越来越多，例如三维工程制图、全息图像、3D电影及3D游戏等等，人们往往需要控制三维图形的旋转或者缩放。
在现有技术中，对显示界面中虚拟三维全息图形的控制通常是使用鼠标或其他按键锁定该虚拟三维全息图形，然后通过移动鼠标或者其他按键来控制该虚拟三维全息图形的旋转，对该虚拟三维全息图形进行缩放也常常是通过鼠标上的滚轮或其他按键来控制，在触控显示领域，往往需要触控滑动来控制三维图像的旋转。
但是，人们需要在虚拟三维全息图形转动的同时对该虚拟三维全息图形进行其他操作的话就比较麻烦，而且滑动过程中难以进行其他操作。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种三维交互装置及方法，能够控制显示的三维图像向不同方向旋转，简单方便。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种三维交互装置，包括包括显示装置和操作装置，操作装置包括沿不同方向设置的多个感应区域，显示装置包括显示模块和控制模块；其中，显示模块用于显示三维图像；控制模块用于根据多个感应区域中不同方向的感应区域与显示模块的接触，控制三维图像沿感应区域的方向旋转。
其中，控制模块还包括判断模块；判断模块用于在多个感应区域同时接触显示模块时，选择其中接触面积最大的感应区域作为有效感应区域；控制模块控制三维图像沿有效感应区域的方向旋转。
其中，判断模块还用于将接触面积最大的感应区域的接触面积与其他感应区域的接触面积进行求差运算，若差值大于预设第一阈值，将接触面积最大的感应区域作为有效感应区域。
其中，判断模块还用于将接触面积最大的感应区域的面积与其他感应区域的接触面积进行求差运算，若差值小于或等于预设第一阈值，将所有感应区域均作为有效区域。
其中，判断模块还用于检测有效感应区域的接触面积；当有效感应区域的接触面积大于预设第二阈值，控制模块控制三维图像放大；当有效感应区域的接触面积小于预设第三阈值，控制模块控制三维图像缩小；其中，第二阈值大于第三阈值。
其中，多个感应区域包括中心感应区域和围绕中心感应区域分布的多个子感应区域；其中，中心感应区域为圆形。
其中，子感应区域与显示模块接触或者子感应区域和中心感应区域同时与显示模块接触时，控制模块控制三维图像沿子感应区域的方向旋转；多个子感应区域与中心感应区域同时与显示模块接触时，控制模块控制三维图像放大；仅中心感应区域与显示模块接触时，控制模块控制三维图像缩小。
其中，多个感应区域中每个感应区域与显示模块接触所产生的感应信号不同；显示模块还用于根据不同的感应信号判断接触的感应区域。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种三维交互方法，该方法包括：控制模块检测操作装置上多个感应区域中不同方向的感应区域与显示模块的接触情况；控制显示装置显示的三维图像沿与感应区域方向相同的方向旋转。
其中，检测操作装置上多个感应区域与显示装置的接触情况步骤包括：若仅有一个感应区域与显示装置接触，将感应区域作为有效感应区域；若同时有多个感应区域与显示屏接触，将接触面积最大的感应区域的接触面积与其他感应区域的接触面积进行求差运算，若差值大于预设第一阈值，将接触面积最大的感应区域作为有效感应区域；若差值小于或等于预设第一阈值，将所有感应区域均作为有效区域并检测有效感应区域的接触面积，当有效感应区域的接触面积大于预设第二阈值，控制模块控制三维图像放大，当有效感应区域的接触面积小于预设第三阈值，控制模块控制三维图像缩小；其中，第二阈值大于第三阈值。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明将操作装置分为多个感应区域，使不同感应区域在与显示界面进行接触时，控制显示界面内的三维图像沿不同的方向旋转，避免了传统的感应装置在显示界面上滑动造成屏幕的显示质量下降的问题，并且在旋转过程中可以进行其他操作，使三维人机交互更加方便，使用户的操作更加简单。
附图说明
图1是本发明三维交互装置第一实施方式的结构示意图；
图2是本发明三维交互装置第二实施方式的结构示意图；
图3是本发明三维交互装置第三实施方式的结构示意图；
图4是本发明三维交互方法第一实施方式的流程图；
图5是本发明三维交互方法第二实施方式的流程图。
具体实施方式
参阅图1，本发明三维交互装置第一实施方式的结构示意图，该三维交互装置包括显示装置110和操作装置120；
其中，操作装置120包括沿不同方向设置的多个感应区域，显示装置110包括显示模块111和控制模块112；显示模块111用于显示三维图像；控制模块112用于根据多个感应区域中不同方向的感应区域与显示模块111的接触，控制三维图像沿感应区域的方向旋转。
操作装置120可以是一个球状软导体，为了便于用户操作，可以在操作装置120上增设一手柄。多个感应区域可以根据需要旋转的方向或其他需要任意设置，例如图1所示，这里将操作装置120分为分别朝向四个不同方向的四个区域，即第一区域121、第二区域122、第三区域123及第四区域124，四个区域分别对应显示显示模块111的上、下、左、右四个方向，当四个区域分别接触显示模块111时，用以控制显示模块111显示的三维图像向与接触区域对应的方向旋转。例如当感应区域121与显示模块111接触时，显示模块111显示的三维图像向上旋转。
这里的多个感应区域中每个感应区域的材料均不相同，或者采用相同的材料但是各自的电阻不同，当不同区域的导电材料与显示模块111接触时，产生不同的感应信号，便于控制模块区分不同的接触区域。
其中，控制模块112还包括判断模块(图未示)；判断模块用于在多个感应区域同时接触显示模块111时，选择其中接触面积最大的感应区域作为有效感应区域；控制模块112控制三维图像沿该有效感应区域的方向旋转。
其中，判断模块还用于将接触面积最大的感应区域的接触面积与其他感应区域的接触面积进行求差运算，若差值大于预设第一阈值，将接触面积最大的感应区域作为有效感应区域。
由于多个感应区域同时接触显示模块111的情况，可能是用户误操作导致的，也可能是用户想将三维图像沿两个感应区域中间的某个方向旋转；因此在多个感应区域同时接触显示模块111时，判断模块选定接触面积最大的感应区域，并将该感应区域的接触面积与其他感应区域的接触面积进行求差运算，若差值大于预设第一阈值，认为用户是进行了误操作，则将接触面积最大的感应区域作为有效感应区域，控制模块112则控制三维图像向该方向旋转；若差值大于或等于预设第一阈值，认为用户是想沿两个感应区域中间的某个方向旋转三维图像，则将两个接触感应区域的中线方向作为三维图像的选择方向。
在其他实施方式中，也可以根据接触区域的几何中心来确定三维图像的旋转方向；例如当操作装置120的感应区域与显示模块111接触时，判断该接触区域的几何中心，将该几何中心与整个感应区域中心的连线作为三维图像的旋转方向。
区别于现有技术，本实施方式将操作装置分为多个感应区域，使不同感应区域在与显示界面进行接触时，控制显示界面内的三维图像沿不同的方向旋转，避免了传统的感应装置在显示界面上滑动造成屏幕的显示质量下降的问题，并且在旋转过程中可以进行其他操作，使三维人机交互更加方便，使用户的操作更加简单。
参阅图2，本发明三维交互装置第二实施方式的结构示意图，该三维交互装置包括显示装置210和操作装置220；
其中，操作装置220包括沿不同方向设置的多个感应区域，显示装置210包括显示模块211和控制模块212；显示模块211用于显示三维图像；控制模块212用于根据多个感应区域中不同方向的感应区域与显示模块211的接触，控制三维图像沿感应区域的方向旋转。
其中，在多个感应区域同时接触显示模块211时，判断模块选定接触面积最大的感应区域，并将该感应区域的接触面积与其他感应区域的接触面积进行求差运算，若差值大于预设第一阈值，认为用户是进行了误操作，则进行如上述第一实施方式的操作；若差值小于或等于预设第一阈值，将所有感应区域均作为有效区域；则根据有效区域与显示模块211接触时接触面积的大小，控制三维图像的缩放；即当有效感应区域的接触面积231大于预设第二阈值，控制模块控制三维图像放大；当有效感应区域的接触面积232小于预设第三阈值，控制模块控制三维图像缩小；其中，第二阈值大于第三阈值。
当多个感应区域同时接触显示模块211时，认为用户不想控制显示的三维图像的旋转，则通过控制模块212检测整个感应区域与显示模块211的接触面积来控制该三维图像的缩放；若接触面积231大于预设第二阈值，则认为用户是在用力按压操作装置220，想要将三维图像放大，感应区挤压产生形变从而导致感应区与显示模块211接触面积增大，控制模块212则控制三维图像的大小，将该三维图像放大；
若接触面积231小于预设第三阈值，则认为用户是在轻轻触碰操作装置220，想要将三维图像缩小，控制模块212则控制三维图像的大小，将该三维图像缩小。
其中，第二预设阈值大于第三预设阈值，当操作装置220与显示模块212的接触面积界于第二预设阈值与第三预设阈值之间时，认为用户只是普通的点击屏幕，不对三维图像的旋转和缩放进行调节。
区别与现有技术，本实施方式通过在操作装置的各个感应区域的接触面积相差不大时，即最大接触面积的感应区域与其他感应区域的差值小于第一阈值时，将显示的三维图像进行放大或缩小，避免了传统的感应装置在显示界面上滑动造成屏幕的显示质量下降的问题，并且在缩放过程中可以进行其他操作，使三维人机交互更加方便，使用户的操作更加简单。
参阅图3，本发明三维交互装置第二实施方式的结构示意图，该三维交互装置包括显示装置310和操作装置320；
其中，显示装置310包括显示模块311和控制模块312，操作装置320包括中心感应区域325和围绕中心感应区域325分布的多个子感应区域。
这里以子感应区域321为例，仅单个子感应区域321与显示模块311接触或者单个子感应区域321和中心感应区域325同时与显示模块311接触时，控制模块312控制三维图像沿子感应区域321的方向旋转；多个子感应区域与中心感应区域325同时与显示模块接触时，控制模块312控制三维图像放大；仅中心感应区域325与显示模块接触时，控制模块312控制三维图像缩小。
仅单个子感应区域321与显示模块311接触或者单个子感应区域321和中心感应区域325同时与显示模块311接触时，认为用户将操作装置320向旋转方向偏移，意图将三维图像旋转；多个子感应区域与中心感应区域325同时与显示模块接触时，认为用户用力按压操作装置320导致多个子感应区域均与显示模块311接触，控制模块312控制三维图像放大；仅中心感应区域325与显示模块接触时，认为操作装置320与显示模块仅为触碰接触，控制模块312控制三维图像缩小或者正常点击操作。
另外，中心感应区域325和多个子感应区域的大小分布可以根据操作装置320的材质、大小和用户操作习惯而设置，这里不作要求。
参阅图4，本发明三维交互方法第一实施方式的流程图，该方法包括：
步骤401:控制模块检测感应装置上多个感应区域中不同方向的感应区域与显示模块的接触情况；
步骤402:控制显示装置显示的三维图像沿与感应区域方向相同的方向旋转。
参阅图5，本发明三维交互方法第二实施方式的流程图，该方法包括：
步骤501：控制模块检测感应装置上多个感应区域中不同方向的感应区域与显示模块的接触情况；
步骤502：是否仅有一个感应区域与所述显示装置接触；若是，进行步骤503，若否，进行步骤504；
步骤503：将感应区域作为有效感应区域；
步骤504：将接触面积最大的感应区域的接触面积与其他感应区域的接触面积进行求差运算，判断差值是否大于预设第一阈值；若是，进行步骤505，若否，进行步骤506；
步骤505：将接触面积最大的感应区域作为有效感应区域；
步骤506：判断所有感应区域的接触面积是否大于预设第二阈值或小于预设第三阈值；若大于预设第二阈值，进行步骤507，若小于预设第三阈值，进行步骤508；
步骤507：控制模块控制三维图像放大；
步骤508：控制模块控制三维图像缩小。
上述三维交互方法的第一、第二实施方式是基于三维交互装置的实施方法，其原理相同，这里不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种三维交互装置，包括显示装置和操作装置，其特征在于，所述操作装置包括沿不同方向设置的多个感应区域，所述显示装置包括显示模块和控制模块；
其中，所述显示模块用于显示三维图像；
所述控制模块用于根据所述多个感应区域中不同方向的感应区域与所述显示模块的接触，控制所述三维图像沿所述感应区域的方向旋转。
2.根据权利要求1所述的三维交互装置，其特征在于，所述控制模块还包括判断模块；
所述判断模块用于在所述多个感应区域同时接触所述显示模块时，选择其中接触面积最大的感应区域作为有效感应区域；
所述控制模块控制所述三维图像沿所述有效感应区域的方向旋转。
3.根据权利要求2所述的三维交互装置，其特征在于，所述判断模块还用于将所述接触面积最大的感应区域的接触面积与其他感应区域的接触面积进行求差运算，若差值大于预设第一阈值，将所述接触面积最大的感应区域作为有效感应区域。
4.根据权利要求2所述的三维交互装置，其特征在于，所述判断模块还用于将所述接触面积最大的感应区域的面积与其他感应区域的接触面积进行求差运算，若差值小于或等于预设第一阈值，将所有所述感应区域均作为有效区域。
5.根据权利要求4所述的三维交互装置，其特征在于，所述判断模块还用于检测所述有效感应区域的接触面积；
当所述有效感应区域的接触面积大于预设第二阈值，所述控制模块控制所述三维图像放大；
当所述有效感应区域的接触面积小于预设第三阈值，所述控制模块控制所述三维图像缩小；
其中，所述第二阈值大于所述第三阈值。
6.根据权利要求1所述的三维交互装置，其特征在于，所述多个感应区域包括中心感应区域和围绕所述中心感应区域分布的多个子感应区域；
其中，所述中心感应区域为圆形。
7.根据权利要求6所述的三维交互装置，其特征在于，所述子感应区域与所述显示模块接触或者所述子感应区域和所述中心感应区域同时与所述显示模块接触时，所述控制模块控制所述三维图像沿所述子感应区域的方向旋转；
所述多个子感应区域与所述中心感应区域同时与所述显示模块接触时，所述控制模块控制所述三维图像放大；
仅所述中心感应区域与所述显示模块接触时，所述控制模块控制所述三维图像缩小。
8.根据权利要求1所诉的三维交互装置，其特征在于，所述多个感应区域中每个感应区域与所述显示模块接触所产生的感应信号不同；
所述显示模块还用于根据不同的所述感应信号判断接触的感应区域。
9.一种三维交互方法，其特征在于，所述方法包括：
控制模块检测操作装置上多个感应区域中不同方向的感应区域与显示模块的接触情况；
控制所述显示装置显示的三维图像沿与所述感应区域方向相同的方向旋转。
10.根据权利要求9所述的三维交互方法，其特征在于，所述检测所述操作装置上多个感应区域与显示装置的接触情况步骤包括：
若仅有一个感应区域与所述显示装置接触，将所述感应区域作为有效感应区域；
若同时有多个感应区域与所述显示屏接触，将所述接触面积最大的感应区域的接触面积与其他感应区域的接触面积进行求差运算，若差值大于预设第一阈值，将所述接触面积最大的感应区域作为有效感应区域；
若差值小于或等于预设第一阈值，将所有所述感应区域均作为有效区域并检测所述有效感应区域的接触面积，当所述有效感应区域的接触面积大于预设第二阈值，所述控制模块控制所述三维图像放大，当所述有效感应区域的接触面积小于预设第三阈值，所述控制模块控制所述三维图像缩小；
其中，所述第二阈值大于所述第三阈值。
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