基于OpenGL和機構(gòu)學(xué)的手語合成.pdf

1、在近些年來,手勢的應(yīng)用已經(jīng)成為人機交互(HCI)的重要組成部分.手勢在所有人類的對話中扮演了一個自然而直觀的交流手段.讓計算機能從視覺方面識別手勢對未來的人機界面發(fā)展有著重要的作用.它的研究涉及到很多研究領(lǐng)域,如模式識別、圖形圖像處理、心理和感知科學(xué)、計算機筆跡學(xué)、機器人運動學(xué)和物理學(xué)等.手勢語的研究能被廣泛應(yīng)用在眾多領(lǐng)域中,比如:計算機手語教學(xué)、電視雙語廣播、虛擬人的研究、聾啞人與正常人的交流、VR的控制和機器人的研究等.在聾啞人社區(qū)

2、里,手勢語看來是交流的重要手段.盡管在許多國家,直到目前為止,它仍然受到來自各個方面的限制和壓抑,但它依舊保持旺盛的生命力.我們的手語合成計劃是基于這樣一個事實,就是聾啞人在閱讀的時候遇到很多困難,從而導(dǎo)致其所受的教育明顯不足.如能合成出手語,無疑會給他們帶來極大的興趣和幫助.從手勢合成到虛擬動畫的研究是專為聾啞人量身定做的人機界面之重要基礎(chǔ).在這篇論文中,我們的重點是在求手指的運動學(xué)和逆運動學(xué)的解上,首先,我們提出了三關(guān)節(jié)平面手指的機

3、構(gòu)學(xué)模型以及運動學(xué)合成分析的解析辦法.這是通過連續(xù)而有規(guī)律地解一組能描述所有三關(guān)節(jié)的平面或空間機構(gòu)的數(shù)學(xué)模型的方程得以完成的,關(guān)節(jié)的固定長度在解這些方程時帶給我們很多的便利,與同時求解這些線性和非線性方程相關(guān)聯(lián)的一些問題從而得以避免.該文引用了機器人學(xué)中的機構(gòu)學(xué)里的Denavit-Hartenberg矩陣方法來合成手指語,結(jié)果自然、可信.并推導(dǎo)出一個簡化手指的運動學(xué)和逆運動學(xué)方程,用類似的方法還可以解決更為復(fù)雜的通用手指運動學(xué)和逆運動學(xué)

4、方程.根據(jù)所得方程我們可以較好地實現(xiàn)手指語的合成,實際上,這種方法可以同樣地應(yīng)用于四、五和六關(guān)節(jié)的機構(gòu)學(xué)模型中,只要我們考慮到肩、肘、腕等關(guān)節(jié),我們可以得到通用的七關(guān)節(jié),適用于42種類型的空間數(shù)學(xué)模型.手指模型方程解的編程實現(xiàn)是通過OPENGL技術(shù)實現(xiàn)的.OPENGL是在開發(fā)便攜式、交互的2D和3D圖像應(yīng)用程序中最主要的環(huán)境之一.自從1992年被引進以來,在各種計算機應(yīng)用平臺上,在支持2D和3D圖像應(yīng)用編程方面OPENGL都得到了最廣泛