CN108628505A - 一种用于智能终端的三维触控方法 - Google Patents

一种用于智能终端的三维触控方法 Download PDF

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Abstract

一种用于智能终端如手机、电脑等的三维触控方法，呈现在使用者面前的用户界面是三维场景，三维触控方法包括，视角向前推进的操作，由使用者用单指操作完成，过程包括，先选择交互控制模式为场景运动的导航模式，再用单指点按屏幕操作，屏幕中三维场景的XY轴坐标指出视角推进的点和方位，屏幕中三维场景的Z轴坐标根据点按的压力的大小确定视角推进的速度，压力为零时推进停止。还包括视角的转动操作，由使用者两指操作完成，先选择交互控制模式为场景运动的导航模式，再用两指点按屏幕操作，两个手指点按的屏幕XY坐标指出转动操作的左旋或右旋的方位和角度；屏幕的Z轴坐标根据两指的压力差确定视角转动的速度，压力差为零时转动停止。

Description

一种用于智能终端的三维触控方法
技术领域
本发明属于计算机技术领域，特别涉及一种用于智能终端的三维触控方法。
背景技术
现有的智能终端设备中，对于用户界面的操作，没有实现真正的三维操作体验。即使在三维场景中，也是用二维操作来进行模拟替代三维的体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于智能终端的三维触控方法，智能终端包括手机和电脑等设备。
一种用于智能终端的三维触控方法，智能终端通过触控屏呈现在使用者面前的用户界面是三维场景，所述的三维触控方法包括以下操作，操作中涉及的视角是指使用者的视角，涉及的屏幕是指触控屏：
视角向前推进的操作，由使用者用单指操作完成，过程包括，
先选择交互控制模式为场景运动的导航模式，再用单指点按屏幕操作，
屏幕中三维场景的XY轴坐标指出视角推进的点和方位，
屏幕中三维场景的Z轴坐标根据点按的压力的大小确定视角推进的速度，压力为零时推进停止。
进一步的，还包括视角的转动操作，由使用者两指操作完成，
先选择交互控制模式为场景运动的导航模式，再用两指点按屏幕操作，
两个手指点按的屏幕XY坐标指出转动操作的左旋或右旋的方位和角度；
屏幕的Z轴坐标根据两指的压力差确定视角转动的速度，压力差为零时转动停止。
进一步的，还包括物件的选择执行和缩放旋转操作，该操作是在交互控制模式为物件控制模式下实现，
物件选择执行的过程是：单指点击屏幕中物件选中该物件，如果物件是可执行链接，则手指离开屏幕时执行链接操作，有链接操作时通过振动马达的振动提示链接执行，
单指重按物件，当超过设定压力阈值，同时超过重按时间阈值时，选中该物件同时跳出物体的属性说明框，保持压力时属性说明框保持显示，松开压力时属性说明框消失。
物件缩放旋转操作的过程是：单指点击屏幕中物件选中该物件，如果物件不是锁定状态，单指按到屏幕上，用力压下超过阈值后，屏幕上就弹出缩放旋转控制环，进入缩放旋转模式，这时
手指不离开屏幕，向上移动时上旋物件，向下移动着下旋物件，向左向右画圈则物件左右旋转，在旋转同时，另一手指可以点按缩放旋转控制环的放大缩小按钮，控制物件缩放，
手指离开屏幕则退出缩放旋转模式。
进一步的，在搏击游戏中，击打的强度通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制。
音乐类应用或游戏中，击键音量的大小通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制。
文字输入应用软件中，字体的大小或颜色、大小写，通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制。
情感类交互通讯软件中，情绪的强度可以通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制输入，不同强度的输入可以传递给交互通讯的另一方，通过收到消息后的振动马达以及屏幕图案颜色的的输出方式和强度表达。
进一步的，通过双摄像头或多摄像头相机建立三维场景，相机的拍摄过程是：
(1)通过单指操作控制相机拍摄照片的景深和聚焦点，包括用单指点按屏幕XY轴坐标指出景深需要变化的点和方位；
点按时，屏幕的Z轴坐标根据压力的大小确定景深推进的速度，将焦点移动到合适的位置，压力为零时停止；
(2)采用多角度对一个物体拍摄，然后拼接三维数据坐标，拍摄过程中包括拍摄对象的不同方向三维数据，以及缩放、旋转和修正操作，
通过第一指做选中和旋转，缩放物件动作，第二指确认调整命令，包括数据的拼合、删除命令，
第一指做操作时可以手指不离开屏幕，通过压力变化调整参数。
进一步的，所述触控交互屏嵌装在外壳内，触控交互屏由外至内包括依次紧贴组装的保护屏、电容屏、显示屏和压力传感器屏。
智能终端内部包括振动马达。
智能终端外壳底部设有用于三维场景建模的相机。
本发明实现了一种界面操作模式，利用三维相机或三维建模软件建立三维的操作环境，利用显示屏、电容屏、压力传感器屏作为人机交互的界面，使用电容屏取得XY坐标，利用压力传感器屏取得Z轴坐标，进入三维界面操作。
上述界面操作模式可以应用于以下应用环境：经过三维建模的手机或电脑操作系统、经过三维建模的软件和游戏应用环境、三维建模相机拍摄过程中的操作。
经过三维建模的手机或电脑操作系统可以实现导航模式和物件操作模式两类操作。所述的导航模式包括视角的推进变化和旋转；所述的物件操作，包含物件的放大缩小，旋转操作，物件包含的连接的执行，功能的触发等。
在经过三维建模的软件和游戏应用环境可以实现场景导航模式，物件操作模式，动作触发模式。
在三维建模相机拍摄过程中的操作可以实现三维照片的拍摄参数控制，和三维物体建模的三维环境中的操作。
本发明是一种新的界面操作模式，结合硬件包括电容屏、压力传感器屏、显示屏、三维建模相机和振动马达，形成一种新的操作模式，使手机、平板或电脑的人机交互从原先的二维模式进入三维模式。
附图说明
图1是本发明实施例中三维触控方法实现系统框图。
图2是本发明实施例中物件缩放旋转操作示意图。
图3是本发明实施例中相机三维建模拍摄过程中的操作示意图。
图4是本发明实施例中触控屏结构示意图。
其中，1——保护屏，2——电容屏，3——显示屏，4——压力传感器屏，5——振动马达，6——外壳，7——用于三维建模的相机。
具体实施方式
实施例一，经过三维建模的手机操作系统的操作方式及实例，结合图1、2和4。
经过建模的手机操作系统是指手机操作系统是由一个或多个三维场景为背景环境，一个或多个三维或二维物件为系统操作的图标，可跳转的链接点，三维的菜单项。以下通过硬件包含电容屏，显示器，压力传感器屏，振动马达，及其相关的驱动，和操作系统实现人机互动操作。
a、视角向前推进，模拟人的视野向三维空间前进。单指操作。先选择导航模式，再用单指点按屏幕操作。XY轴坐标(电容屏信号)指出视角推进的点和方位；Z轴压力坐标(压力传感器屏信号)根据压力的大小确定视角推进的速度，压力为零时停止。
b、视角的转动，模拟人的视角在三维场景中转动。两指操作。先选择导航模式，再用两指点按屏幕操作。两个手指的XY坐标(电容屏信号)指出左旋或右旋的方位，角度；Z轴压力坐标(压力传感器屏信号)根据两指的压力差确定视角转动的速度，压力差为零时停止。
c、三维场景中物件的选择和操作。在非导航模式下(如果在导航模式下选择退出导航模式)。
c1、选中物件和执行功能：单指点击(电容屏信号)为选中，如果物件是可执行链接，则手指离开屏幕时执行链接操作，单指重按物件(压力传感器屏信号)，当超过设定压力阈值，同时超过重按时间阈值时，选中同时跳出物体的属性说明框，保持压力时属性说明框保持显示，松开压力(低于设定压力阈值)属性说明框消失，如果物件是可执行链接，则手指离开屏幕时执行链接操作。有链接操作时通过振动马达的振动提示链接执行。
c2、物件缩放旋转操作：单击选中物件，如果物件不是锁定状态，单指按到屏幕上，用力压下超过阈值后，屏幕上就弹出缩放旋转控制环(缩放旋转控制环可以是半透明以达到不影响显示的效果)，进入缩放旋转模式，手指不离开屏幕，向上移动时上旋物件，向下移动着下旋物件，向左向右画圈则物件左右旋转，在旋转同时，另一手指可以点按缩放旋转控制环的放大缩小按钮，控制物件缩放。手指离开屏幕则退出缩放旋转模式。
实施例二，经过三维建模的软件和游戏应用环境的操作方法及实例，结合图1、2和4。
说明：经过三维建模的软件和游戏应用环境是指手机软件的应用，游戏或经过三维建模的网页内容。
以下通过硬件包含电容屏，显示器，压力传感器屏，振动马达，及其相关的驱动，和这些应用环境实现人机互动操作。
a、视角向前推进，模拟人的视野向三维空间前进。单指操作。先选择导航模式，再用单指点按屏幕操作。XY轴坐标(电容屏信号)指出视角推进的点和方位；Z轴压力坐标(压力传感器屏信号)根据压力的大小确定视角推进的速度，压力为零时停止。
b、视角的转动，模拟人的视角在三维场景中转动。两指操作。先选择导航模式，再用两指点按屏幕操作。两个手指的XY坐标(电容屏信号)指出左旋或右旋的方位，角度；Z轴压力坐标(压力传感器屏信号)根据两指的压力差确定视角转动的速度，压力差为零时停止。
c、三维场景中物件的选择和操作。在非导航模式下(如果在导航模式下选择退出导航模式)
c1、选中物件：单指点击(电容屏信号)为选中，如果物件是可执行链接，则手指离开屏幕时执行链接操作，单指重按物件(压力传感器屏信号)，当超过设定压力阈值，同时超过重按时间阈值时，选中同时跳出物体的属性说明框，保持压力时属性说明框保持显示，松开压力(低于设定压力阈值)属性说明框消失，如果物件是可执行链接，则手指离开屏幕时执行链接操作。有链接操作时通过振动马达的振动提示链接执行。
c2、物件缩放旋转操作：单击选中物件，如果物件不是锁定状态：单指按到屏幕上，用力压下超过阈值后，屏幕上就弹出缩放旋转控制环(缩放旋转控制环可以是半透明以达到不影响显示的效果)，进入缩放旋转模式，手指不离开屏幕，向上移动时上旋物件，向下移动着下旋物件，向左向右画圈则物件左右旋转，在旋转同时，另一手指可以点按缩放旋转控制环的放大缩小按钮，控制物件缩放。手指离开屏幕则退出缩放旋转模式。
d、动作触发
说明：对于应用软件或游戏，交互动作的强度指标可以通过压力传感器屏的信号强度控制，可以达到直观、快速的操作体验，同时，可以使用振动马达来反馈信号强度值。以下以实例举例。
d1、搏击游戏，击打的强度通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制；
d2、音乐类应用或游戏，击键音量的大小通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制；
d3、文字输入应用软件，字体的大小或颜色，大小写，通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制；
d4、情感类交互通讯软件，情绪的强度可以通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制输入，不同强度的输入可以传递给交互通讯的另一方，通过收到消息后的振动马达的输出方式和强度表达。
实施例三，三维建模相机拍摄过程中的操作方式和实例，如图3所示。
说明：通过双摄像头或多摄像头的三维建模相机，我们可以直接用手机拍摄到三维的照片或者动态的三维场景，以下描述一种三维度的操作方法控制三维建模相机的拍摄过程。
(1)三维照片拍摄中需要控制景深和聚焦点，通过单指操作。用单指点按屏幕操作。XY轴坐标(电容屏信号)指出景深需要变化的点和方位；Z轴压力坐标(压力传感器屏信号)根据压力的大小确定景深推进的速度，将焦点移动到合适的位置，压力为零时停止。
(2)三维建模相机拍摄过程中需要多角度对一个物体拍摄，然后拼接三维数据坐标，拍摄过程中需要操作拍摄对象的不同方向三维数据，缩放，旋转，修正等操作。可以通过第一指做选中和旋转，缩放物件动作，另一指确认调整命令，比如数据的拼合，删除，等命令。第一指做操作时可以手指不离开屏幕，通过压力变化调整参数。

Claims (12)

1.一种用于智能终端的三维触控方法，其特征在于，智能终端通过触控屏呈现在使用者面前的用户界面是三维场景，所述的三维触控方法包括以下操作，操作中涉及的视角是指使用者的视角，涉及的屏幕是指触控屏：
视角向前推进的操作，由使用者用单指操作完成，过程包括，
先选择交互控制模式为场景运动的导航模式，再用单指点按屏幕操作，
屏幕中三维场景的XY轴坐标指出视角推进的点和方位，
屏幕中三维场景的Z轴坐标根据点按的压力的大小确定视角推进的速度，压力为零时推进停止。
2.如权利要求1所述的用于智能终端的三维触控方法，其特征在于，还包括视角的转动操作，由使用者两指操作完成，
先选择交互控制模式为导航模式，再用两指点按屏幕操作，
两个手指点按的屏幕XY坐标指出转动操作的左旋或右旋的方位和角度；
屏幕的Z轴坐标根据两指的压力差确定视角转动的速度，压力差为零时转动停止。
3.如权利要求2所述的用于智能终端的三维触控方法，其特征在于，还包括物件的选择执行和缩放旋转操作，该操作是在选择交互控制模式为物件控制模式下实现，
物件选择执行的过程是：单指点击屏幕中物件选中该物件，如果物件是可执行链接，则手指离开屏幕时执行链接操作，有链接操作时通过振动马达的振动提示链接执行，
单指重按物件，当超过设定压力阈值，同时超过重按时间阈值时，选中该物件同时跳出物体的属性说明框，保持压力时属性说明框保持显示，松开压力时属性说明框消失。
物件缩放旋转操作的过程是：单指点击屏幕中物件选中该物件，如果物件不是锁定状态，单指按到屏幕上，用力压下超过阈值后，屏幕上就弹出缩放旋转控制环，进入缩放旋转模式，这时
手指不离开屏幕，向上移动时上旋物件，向下移动着下旋物件，向左向右画圈则物件左右旋转，在旋转同时，另一手指可以点按缩放旋转控制环的放大缩小按钮，控制物件缩放，
手指离开屏幕则退出缩放旋转模式。
4.如权利要求3所述的用于智能终端的三维触控方法，其特征在于，在搏击游戏中，击打的强度通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制。
5.如权利要求3所述的用于智能终端的三维触控方法，其特征在于，音乐类应用或游戏中，击键音量的大小通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制。
6.如权利要求3所述的用于智能终端的三维触控方法，其特征在于，文字输入应用软件中，字体的大小或颜色、大小写，通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制。
7.如权利要求3所述的用于智能终端的三维触控方法，其特征在于，情感类交互通讯软件中，情绪的强度可以通过手指按压屏幕引起的压力传感器屏应变强度控制输入，不同强度的输入可以传递给交互通讯的另一方，通过收到消息后的振动马达或显示信息的图案颜色变化等的输出方式和强度表达。
8.如权利要求1所述的用于智能终端的三维触控方法，其特征在于，通过双摄像头或多摄像头相机建立三维场景，相机的拍摄过程是：
(1)通过单指操作控制相机拍摄照片的景深和聚焦点，包括用单指点按屏幕XY轴坐标指出景深需要变化的点和方位；
点按时，屏幕的Z轴坐标根据压力的大小确定景深推进的速度，将焦点移动到合适的位置，压力为零时停止；
(2)采用多角度对一个物体拍摄，然后拼接三维数据坐标，拍摄过程中包括拍摄对象的不同方向三维数据，以及缩放、旋转和修正操作，
通过第一指点按屏幕做选中和旋转，缩放物件动作，第二指确认调整命令，包括数据的拼合、删除命令，
第一指做操作时可以手指不离开屏幕，通过压力变化调整参数。
9.如权利要求1所述的用于智能终端的三维触控方法，其特征在于，所述触控交互屏嵌装在外壳内，由外至内包括依次紧贴组装的保护屏、电容屏、显示屏和压力传感器屏。
10.如权利要求9所述的用于智能终端的三维触控方法，其特征在于，智能终端内部包括振动马达。
11.如权利要求10所述的用于智能终端的三维触控方法，其特征在于，智能终端外壳底部设有用于三维场景建模的相机。
12.一种界面操作模式，利用三维相机或三维建模软件建立三维的操作环境，利用显示屏、电容屏、压力传感器屏作为人机交互的界面，使用电容屏取得XY坐标，利用压力传感器屏取得Z轴坐标，进入三维界面操作。
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