CN114035735B - 一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法 - Google Patents
一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114035735B CN114035735B CN202111180789.XA CN202111180789A CN114035735B CN 114035735 B CN114035735 B CN 114035735B CN 202111180789 A CN202111180789 A CN 202111180789A CN 114035735 B CN114035735 B CN 114035735B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure sensing
- sensing pen
- state
- value
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 43
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000009191 jumping Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 59
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 10
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 4
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
- G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
- G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
- G06T19/003—Navigation within 3D models or images
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- User Interface Of Digital Computer (AREA)
Abstract
本发明属于虚拟现实、人机交互领域，具体涉及一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法，包括：在系统预设阶段，设定多种虚拟场景漫游状态，包括默认状态、行走状态、奔跑状态、跳跃状态、视角旋转状态和视角缩小放大状态，所述漫游状态分别对应着压感笔与数位板的特定属性和动作；在用户正常使用阶段，获取、处理、分析压感笔与数位板的属性值变化，推断用户的漫游意图，并将其转化为相应的漫游状态；将这些状态在Unity漫游场景中展现出来。本发明可以将手写数位板与Unity结合起来，以一种全新的虚拟漫游方式替代传统的键盘鼠标进行漫游。
Description
技术领域
本发明属于虚拟现实、人机交互领域，具体涉及一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法。
背景技术
人机交互技术(Human-ComputerInteractionTechniques)是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题及提示请示等。人机交互技术是计算机中的重要内容之一。
虚拟漫游(VirtualRoaming)是虚拟现实领域的重要分支，在建筑、旅游、游戏、航空航天、医学等多种行业发展很快。由于有可贵的3I特性——沉浸感(Immersion)、交互性(Interactivity)和构想性(Imagination)，使得沿用固定漫游路径等手段的其他漫游技术和系统无法与之相比。虚拟建筑场景漫游或称建筑场景虚拟漫游是虚拟漫游的一个代表性方面，是虚拟建筑场景建立技术和虚拟漫游技术的结合。其虚实结合，实时交互的特点给使用者带来独特的交互体验。
目前，进行交互式虚拟场景漫游多数仍采用传统的键盘鼠标进行操作，如公布号为CN108257219A的发明专利申请文献公开的一种实现全景多点漫游的方法。但使用键盘鼠标作为交互设备时存在局限性，例如键盘鼠标处在同一平面内，如需进行立体式交互不太方便；再如，由于鼠标交互所能获取到的交互数据比较有限，随着交互复杂性与多样性的上升，鼠标交互的缺点就会越加明显，这也是笔式交互等非传统交互方式出现的原因之一。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法，可以将手写数位板与Unity结合起来，以一种全新的虚拟漫游方式替代传统的键盘鼠标进行漫游。这在使用笔式交互的VR环境中尤为方便，使用同一交互设备就能实现书写和漫游任务。
一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法，包括：
S100在系统预设阶段，设定多种虚拟场景漫游状态，包括默认状态、行走状态、奔跑状态、跳跃状态、视角旋转状态和视角缩小放大状态，所述漫游状态分别对应着压感笔与数位板的特定属性和动作；
S101在用户正常使用阶段，获取、处理、分析压感笔与数位板的属性值变化，推断用户的漫游意图，并将其转化为相应的漫游状态；
S102将这些状态在Unity漫游场景中展现出来。
进一步地，所述默认状态的设定包括：系统运行后未进行漫游时的状态；所述行走状态的设定包括：当压感笔与数位板接触产生压力值，且压力值处于行走状态压力值设定范围时，即进入行走状态，行走方向是从当前位置出发指向压感笔指定位置。
进一步地，所述奔跑状态的设定包括：
当压感笔与数位板接触产生压力值，且压力值处于奔跑状态压力值设定范围时，即进入奔跑状态，奔跑方向是从当前位置出发指向压感笔指定位置。
进一步地，所述跳跃状态的设定包括：
跳跃状态与压感笔或数位板上的第一按钮相对应，按下该第一按钮，则进行跳跃。
进一步地，所述视角旋转状态的设定包括：
视角旋转状态对应着压感笔与数位板X、Y轴形成夹角而产生的倾斜值，且压感笔需处于数位板上方感应区域内，此时压感笔不与数位板接触，但系统仍能获得压感笔的方位信息；
当压感笔与数位板X轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，对应视角水平向第一方向旋转；
当压感笔与数位板X轴的夹角为90度时，倾斜值为0，视角在第一方向和第二方向上不旋转；
当压感笔与数位板X轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，对应视角水平向第二方向旋转；
当压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，对应视角水平向第三方向旋转；
当压感笔与数位板Y轴的夹角为90度时，倾斜值为0，视角在第三方向和第四方向上不旋转；
当压感笔与数位板Y轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，对应视角水平向第四方向旋转；
其中，第一方向、第二方向、第三方向和第四方向与上下左右四个方向相对应，且第一方向与第二方向为反向，第三方向与第四方向为反向。
进一步地，所述视角缩小放大状态的设定包括：
视角缩放状态对应着数位板上的触摸环，手沿触摸环顺时针旋转，视角放大，逆时针旋转，视角缩小；或者，手沿触摸环顺时针旋转，视角缩小，逆时针旋转，视角放大。
进一步地，所述漫游状态还包括空中自由位移状态，所述空中自由位移状态的设定包括：
所述空中自由位移状态的决定因素包括倾斜值、压力值和第二按钮信号，倾斜值由压感笔与数位板X、Y轴形成夹角而产生，压力值由压感笔与数位板接触所产生，第二按钮信号由按压压感笔或数位板上的第二按钮所产生；
当提起压感笔，但压感笔仍处于感应区域内，且按住第二按钮时，则向上运动，进入空中自由位移状态；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触，同时与数位板X轴或Y轴的倾斜值为0～1之间，则向前运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板X轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第五方向运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板X轴和Y轴的夹角均为90度时，倾斜值为0，则在第五方向和第六方向上不运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第六方向运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第七方向运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角为90度时，倾斜值为0，则在第七方向和第八方向上不运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，则向第八方向运动；
其中，第五方向、第六方向、第七方向和第八方向与前后左右四个方向相对应，且第五方向与第六方向为反向，第七方向与第八方向为反向；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于下移压力值设定范围，且按住第二按钮时，则向下运动。
进一步地，所述漫游状态还包括空中加减速状态，空中加减速状态的设定包括：在空中进行位移操作时的速度大小分别对应数位板上的第三按钮和第四按钮，按下第三按钮实现加速，按下第四按钮实现减速。
进一步地，为压感笔与数位板X、Y轴的倾斜度给出一个容错设定值，当小于该设定值时，系统认定是用户的误操作，不会就执行相应操作；
其中，采用最大似然估计算法来确定所述容错设定值，具体方法包括：
1)给定一个概率分布D以及一个分布参数θ1，θ1为容错设定值，假定其概率密度函数或概率聚集函数为fD，可以从这个分布中抽出一个具有n个值的采样X1,X2,...,Xn，这n个值的采样即对应n个压感笔的倾斜值P，则
P＝(x1，x2，...，xn)＝fD(x1，x2，...，xn|θ1)
2)利用最大似然估计算法估计寻找关于θ1的最可能的值，即在所有可能的θ1取值中，寻找一个值使这个采样的“可能性”最大化；
3)因为倾斜值是非连续的，因此将似然函数L(θ1)简化为：
计算得到θ1的值。
进一步地，所述视角旋转状态的设定还包括：
用一个四元数来执行一个旋转，对应的四元数q公式表示为：
其中，单位向量轴为u＝(x,y,z),θ2为旋转角度。
本发明的有益之处在于：提供的基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法，该方法将数位板和压感笔的一些特性如压感值、倾斜角、感应距离等映射为动作信号来控制漫游。这种全新的方式带给用户更为独特的体验；提供了更为多样的交互事件，可以更好地满足多种交互任务的需要；使用日常可见的笔作为交互设备，符合人们的使用习惯，更易被接受，同时由于压感笔的特性，使得用户的体验更为真实、沉浸，进而增加了趣味性和用户参与性。
附图说明
图1为本发明流程图：
图2为本发明中压感笔与数位板的倾斜角示意图；
图3为本发明中用户正常使用Wacom手写数位板示意图；
图4为本发明基于Wacom手写数位板的虚拟场景漫游控制方法的结构图；
图5为本发明实施例中进行虚拟场景漫游的地面漫游行走状态效果图；
图6为本发明实施例中进行虚拟场景漫游的地面漫游奔跑效果图；
图7为本发明实施例中进行虚拟场景漫游的地面漫游跳跃效果图；
图8为本发明实施例中进行虚拟场景漫游中地面漫游视角向左旋转效果图；
图9为本发明实施例中进行虚拟场景漫游中空中漫游进行空间位移前进效果图；
图10为本发明实施例中进行虚拟场景漫游中空中漫游进行空间位移上升效果图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1-10，一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法，通过控制信号采集装置、用户使用模块以及漫游状态展示实现，控制信号采集装置由Wacom数位板和压感笔组成，用户使用模块将漫游控制分为两类：地面漫游和空中漫游。
地面漫游状态包括默认状态、行走状态、奔跑状态、跳跃状态、视角旋转状态和视角缩小放大状态，空中漫游状态除上述提到的视角旋转状态与视角缩小放大状态外，还包括空中加减速状态和空中自由位移状态。
所述控制方法包括：
S100在系统预设阶段，设定多种虚拟场景漫游状态，包括默认状态、行走状态、奔跑状态、跳跃状态、视角旋转状态和视角缩小放大状态，所述漫游状态分别对应着压感笔与数位板的特定属性和动作；
S101在用户正常使用阶段，获取、处理、分析压感笔与数位板的属性值变化，推断用户的漫游意图，并将其转化为相应的漫游状态；
S102将这些状态在Unity漫游场景中展现出来。
进一步地，系统运行后，随即进入默认状态。
所述默认状态的设定包括：系统运行后未进行漫游时的状态。
进一步地，所述行走状态的设定包括：
当压感笔与数位板接触产生压力值，且压力值处于行走状态压力值设定范围时，即进入行走状态，行走方向是从当前位置出发指向压感笔指定位置。
其中，如图5所示，行走状态压力值设定范围为(0,2)，当压感笔与数位板接触，由于压感笔在数位板上移动时，自身的位置坐标也在不停地改变，因此行走方向是从当前位置出发指向压感笔指定位置。
进一步地，所述奔跑状态的设定包括：
当压感笔与数位板接触产生压力值，且压力值处于奔跑状态压力值设定范围时，即进入奔跑状态，奔跑方向是从当前位置出发指向压感笔指定位置。
其中，如图6所示，奔跑状态压力值设定范围为[2,10]，如想要切换为向前奔跑状态，仅需要将压力值达到2，则由行走状态切换为奔跑状态，反之亦然。控制方式与行走状态相同。
进一步地，所述跳跃状态的设定包括：
跳跃状态与压感笔侧边的第一按钮相对应，按下该第一按钮，则进行跳跃。其中，在系统启动后，在任何状态下，按下第一按钮即可进入跳跃状态。
在一些实施例中，第一按钮也可以设置于数位板上。
进一步地，所述视角旋转状态的设定包括：
视角旋转状态对应着压感笔与数位板X、Y轴形成夹角而产生的倾斜值，且压感笔需处于数位板上方感应区域内，此时压感笔不与数位板接触，但系统仍能获得压感笔的方位信息。
当压感笔与数位板X轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，对应视角水平向第一方向旋转。
当压感笔与数位板X轴的夹角为90度时，倾斜值为0，视角在第一方向和第二方向上不旋转。
当压感笔与数位板X轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，对应视角水平向第二方向旋转。
当压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，对应视角水平向第三方向旋转。
当压感笔与数位板Y轴的夹角为90度时，倾斜值为0，视角在第三方向和第四方向上不旋转。
当压感笔与数位板Y轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，对应视角水平向第四方向旋转。
其中，上述夹角均是压感笔与X轴或Y轴的正方向的夹角，0到90度，与倾斜值0到1相对应，90到180度，与倾斜值-1到0相对应。第一方向、第二方向、第三方向和第四方向与上下左右四个方向相对应，且第一方向与第二方向为反向，第三方向与第四方向为反向，且倾斜值的绝对值越大，视角旋转越快。
优选地，第一方向为向右，第二方向为向左，第三方向为向下，第四方向为向上。此外，第一方向、第二方向、第三方向和第四方向与上下左右四个方向还可以采用其它搭配，例如第一方向为向下，第二方向为向上，第三方向为向右，第四方向为向左等。
进一步地，所述视角缩小放大状态的设定包括：
视角缩放状态对应着数位板上的触摸环，手沿触摸环顺时针旋转，视角放大，逆时针旋转，视角缩小；或者，手沿触摸环顺时针旋转，视角缩小，逆时针旋转，视角放大。
进一步地，空中自由位移状态的设定包括：
空中自由位移状态的决定因素包括倾斜值、压力值和第二按钮信号，倾斜值由压感笔与数位板X、Y轴正方向形成夹角而产生，压力值由压感笔与数位板接触所产生，第二按钮信号由按压压感笔或数位板上的第二按钮所产生。
当提起压感笔，但压感笔仍处于感应区域内，且按住第二按钮时，则向上运动，进入空中自由位移状态。
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触，同时与数位板X轴或Y轴的倾斜值为0～1之间，则向前运动。
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板X轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第五方向运动。
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板X轴和Y轴的夹角均为90度时，倾斜值为0，则在第五方向和第六方向上不运动。
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第六方向运动。
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第七方向运动。
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角为90度时，倾斜值为0，则在第七方向和第八方向上不运动。
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，则向第八方向运动。
其中，第五方向、第六方向、第七方向和第八方向与前后左右四个方向相对应，且第五方向与第六方向为反向，第七方向与第八方向为反向；优选地，第五方向为向前，第二方向为向后，第三方向为向右，第四方向为向左。此外，第五方向、第六方向、第七方向和第八方向与前后左右四个方向还可以采用其它搭配，例如第一方向为向右，第二方向为向左，第三方向为向前，第四方向为向后等。
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于下移压力值设定范围，且按住第二按钮时，则向下运动。其中，下移压力值设定范围为[5,10]。
特别地，当按住第二按钮，提起笔，但仍然处在感应区域时，向上运动，如图10所示。
其中，第二按钮优选为与第一按钮为同一按钮。
进一步地，本发明进行空中漫游视角旋转操作与地面漫游控制方式相同。同样地，空中漫游的视角缩放大操作与地面漫游控制方式也相同。
进一步地，空中加减速状态的设定包括：空中加减速状态指的是在空中进行位移操作时的速度大小，在空中进行位移操作时的速度大小分别对应数位板上的第三按钮和第四按钮，按下第三按钮实现加速，按下第四按钮实现减速，按下加速键，速度增加2，按下减速键速度减少2。
进一步地，当压感笔放下或离开感应距离即结束漫游。
另外，在本发明中，按下数位板的第五按钮，即可进行第一人称与第三人称视角切换，控制方式相同。
进一步地，为压感笔与数位板X、Y轴的倾斜度给出一个容错设定值，当小于该设定值时，系统认定是用户的误操作，不会就执行相应操作。
更进一步地，采用最大似然估计算法来确定所述容错设定值，具体方法包括：
1)给定一个概率分布D以及一个分布参数θ1，θ1为容错设定值，假定其概率密度函数或概率聚集函数为fD，可以从这个分布中抽出一个具有n个值的采样X1,X2,...,Xn，这n个值的采样即对应n个压感笔的倾斜值P，则
P＝(x1，x2，...，xn)＝fD(x1，x2，...，xn|θ1)
2)利用最大似然估计算法估计寻找关于θ1的最可能的值，即在所有可能的θ取值中，寻找一个值使这个采样的“可能性”最大化；
3)因为倾斜值是非连续的，因此将似然函数L(θ1)简化为：
计算得到θ1的值。
进一步地，所述视角旋转状态的设定还包括：
用一个四元数来执行一个旋转，对应的四元数q公式表示为：
其中，单位向量轴为u＝(x,y,z),θ2为旋转角度。从公式看只需要一个4维的四元数就可以执行绕任意过原点的向量的旋转，方便快捷。
需要说明的是，本发明采用的交互设备是WacomPro数位板和WacomPen2压感笔；压感笔通过蓝牙与数位板相连；数位板通过数据线或者蓝牙与电脑相连；电脑通过Wacom驱动与Unity进行交互，实现在虚拟场景中的漫游控制；为方便操作，本发明中所提到的压力值都做了放大10倍处理，即原始数据为0～1，变为0～10。WacomPen2压感笔的原有结构上自带第一按钮，WacomPro数位板的原有结构上自带三个按钮及触摸环，这三个依次优选为第三按钮、第四按钮、第五按钮。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (1)
1.一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法，其特征在于，包括：
S100在系统预设阶段，设定多种虚拟场景漫游状态，包括默认状态、行走状态、奔跑状态、跳跃状态、视角旋转状态、视角缩小放大状态、空中自由位移状态、空中加减速状态，所述漫游状态分别对应着压感笔与数位板的特定属性和动作；
所述默认状态的设定包括：系统运行后未进行漫游时的状态；所述行走状态的设定包括：当压感笔与数位板接触产生压力值，且压力值处于行走状态压力值设定范围时，即进入行走状态，行走方向是从当前位置出发指向压感笔指定位置；
所述奔跑状态的设定包括：当压感笔与数位板接触产生压力值，且压力值处于奔跑状态压力值设定范围时，即进入奔跑状态，奔跑方向是从当前位置出发指向压感笔指定位置；
所述跳跃状态的设定包括：跳跃状态与压感笔或数位板上的第一按钮相对应，按下该第一按钮，则进行跳跃；
所述视角旋转状态的设定包括：视角旋转状态对应着压感笔与数位板X、Y轴形成夹角而产生的倾斜值，且压感笔需处于数位板上方感应区域内，此时压感笔不与数位板接触，但系统仍能获得压感笔的方位信息；用一个四元数来执行一个旋转，对应的四元数q公式表示为：
其中，单位向量轴为u＝(x,y,z),θ2为旋转角度；
当压感笔与数位板X轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，对应视角水平向第一方向旋转；
当压感笔与数位板X轴的夹角为90度时，倾斜值为0，视角在第一方向和第二方向上不旋转；
当压感笔与数位板X轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，对应视角水平向第二方向旋转；
当压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，对应视角水平向第三方向旋转；
当压感笔与数位板Y轴的夹角为90度时，倾斜值为0，视角在第三方向和第四方向上不旋转；
当压感笔与数位板Y轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，对应视角水平向第四方向旋转；
其中，第一方向、第二方向、第三方向和第四方向与上下左右四个方向相对应，且第一方向与第二方向为反向，第三方向与第四方向为反向；
所述视角缩小放大状态的设定包括：视角缩放状态对应着数位板上的触摸环，手沿触摸环顺时针旋转，视角放大，逆时针旋转，视角缩小；或者，手沿触摸环顺时针旋转，视角缩小，逆时针旋转，视角放大；
所述空中自由位移状态的设定包括：所述空中自由位移状态的决定因素包括倾斜值、压力值和第二按钮信号，倾斜值由压感笔与数位板X、Y轴形成夹角而产生，压力值由压感笔与数位板接触所产生，第二按钮信号由按压压感笔或数位板上的第二按钮所产生；
当提起压感笔，但压感笔仍处于感应区域内，且按住第二按钮时，则向上运动，进入空中自由位移状态；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触，同时与数位板X轴或Y轴的倾斜值为0～1之间，则向前运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板X轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第五方向运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板X轴和Y轴的夹角均为90度时，倾斜值为0，则在第五方向和第六方向上不运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第六方向运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第七方向运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角为90度时，倾斜值为0，则在第七方向和第八方向上不运动；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，则向第八方向运动；
其中，第五方向、第六方向、第七方向和第八方向与前后左右四个方向相对应，且第五方向与第六方向为反向，第七方向与第八方向为反向；
处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于下移压力值设定范围，且按住第二按钮时，则向下运动；
所述空中加减速状态的设定包括：在空中进行位移操作时的速度大小分别对应数位板上的第三按钮和第四按钮，按下第三按钮实现加速，按下第四按钮实现减速；
S101在用户正常使用阶段，获取、处理、分析压感笔与数位板的属性值变化，推断用户的漫游意图，并将其转化为相应的漫游状态；
S102将这些状态在Unity漫游场景中展现出来；
为压感笔与数位板X、Y轴的倾斜度给出一个容错设定值，当小于该容错设定值时，系统认定是用户的误操作，不会就执行相应操作；
其中，采用最大似然估计算法来确定所述容错设定值，具体方法包括：
1)给定一个概率分布D以及一个分布参数θ1，θ1为容错设定值，假定其概率密度函数或概率聚集函数为fD，从这个分布中抽出一个具有n个值的采样X1,X2,...,Xn，这n个值的采样即对应n个压感笔的倾斜值P，则
P＝(x1,x2,...,xn)＝fD(x1,x2,...，xn|θ1)
2)利用最大似然估计算法估计寻找关于θ1的最可能的值，即在所有可能的θ1取值中，寻找一个值使这个采样的“可能性”最大化；
3)因为倾斜值是非连续的，因此将似然函数L(θ1)简化为：
计算得到θ1的值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111180789.XA CN114035735B (zh) | 2021-10-11 | 2021-10-11 | 一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111180789.XA CN114035735B (zh) | 2021-10-11 | 2021-10-11 | 一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114035735A CN114035735A (zh) | 2022-02-11 |
| CN114035735B true CN114035735B (zh) | 2024-07-02 |
Family
ID=80141057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111180789.XA Active CN114035735B (zh) | 2021-10-11 | 2021-10-11 | 一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114035735B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115937476A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-04-07 | 长江空间信息技术工程有限公司(武汉) | 一种海量空间数据下Web端第一人称视角漫游方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102841700A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-12-26 | 索尼公司 | 用于3-d游戏的手写笔设备 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102789267A (zh) * | 2011-05-19 | 2012-11-21 | 程国亮 | 一种课堂电脑 |
| US8749533B2 (en) * | 2011-05-20 | 2014-06-10 | Sony Corporation | Haptic device for carving and molding objects |
| CN103886631A (zh) * | 2014-02-21 | 2014-06-25 | 浙江大学 | 基于移动设备的三维虚拟室内展示系统 |
| US9703400B2 (en) * | 2015-10-09 | 2017-07-11 | Zspace, Inc. | Virtual plane in a stylus based stereoscopic display system |
| WO2020016861A1 (en) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | Lam Yuen Lee Viola | Method and system for conducting electronic commerce and retailing using emotion detection |
-
2021
- 2021-10-11 CN CN202111180789.XA patent/CN114035735B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102841700A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-12-26 | 索尼公司 | 用于3-d游戏的手写笔设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114035735A (zh) | 2022-02-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11175726B2 (en) | Gesture actions for interface elements | |
| US12118201B2 (en) | Devices, methods, and graphical user interfaces for a unified annotation layer for annotating content displayed on a device | |
| CN108885521B (zh) | 跨环境共享 | |
| Zhang et al. | Visual panel: virtual mouse, keyboard and 3D controller with an ordinary piece of paper | |
| JP6812579B2 (ja) | 仮想基体として使用するための平面及び／又は四分木を検出するための方法及びデバイス | |
| US9542010B2 (en) | System for interacting with objects in a virtual environment | |
| EP2352112B1 (en) | Remote control system for electronic device and remote control method thereof | |
| CN110933355A (zh) | 创意相机 | |
| EP1837741A2 (en) | Gestural input for navigation and manipulation in virtual space | |
| WO2007053116A1 (en) | Virtual interface system | |
| CN104081307A (zh) | 图像处理装置、图像处理方法和程序 | |
| WO2015099731A1 (en) | Remote multi-touch control | |
| US11886894B2 (en) | Display control method and terminal device for determining a display layout manner of an application | |
| CN113546419B (zh) | 游戏地图显示方法、装置、终端及存储介质 | |
| CN114035735B (zh) | 一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法 | |
| US20070247426A1 (en) | Pointing device for navigating three dimensional space using multiple finger actuated sensors | |
| CN107807774A (zh) | 一种分体式智能眼镜的操控方法和分体式眼镜 | |
| CN116974373A (zh) | 人机交互方法及装置、存储介质及电子设备 | |
| WO2009008872A1 (en) | Multi-dimensional input device with center push button | |
| Dudhapachare et al. | Voice Guided, Gesture Controlled Virtual Mouse | |
| Zhang | Vision-based interaction with fingers and papers | |
| CN114816088A (zh) | 线上教学方法、电子设备和通信系统 | |
| US8363011B2 (en) | Control apparatus and method | |
| Lee et al. | Mouse operation on monitor by interactive analysis of intuitive hand motions | |
| CN114115689B (zh) | 跨环境共享 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |