多通道三維交互研究與在城市規(guī)劃系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality，VR)作為一種嶄新的計(jì)算方式，在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事等重要領(lǐng)域獲得了日益廣泛的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)交互，自然、高效的人機(jī)交互方式一直是虛擬現(xiàn)實(shí)研究的核心內(nèi)容之一。然而，虛擬環(huán)境(VirtualEnvironment，VE)中存在的交互不自然、界面控制手段單一和用戶動(dòng)作與反饋存在距離感等問題已成為制約虛擬現(xiàn)實(shí)深入應(yīng)用的“瓶頸”。解決該問題的關(guān)鍵在于充分利用人的多個(gè)感知通道和控制行為的并行性，擴(kuò)展輸入/

2、輸出帶寬，提高交互的自然性、靈活性，即通過多通道交互(MultimodalInteraction，MMI)來解決。將多通道引入到三維交互中，對VE下多通道交互信息融合與顯示技術(shù)的研究已逐漸成為交互技術(shù)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)之一。 城市規(guī)劃是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)需求最為迫切的領(lǐng)域之一，而當(dāng)前的城市規(guī)劃存在著交互性低、修改成本高等問題。本文在系統(tǒng)地介紹三維交互的基礎(chǔ)上，對多通道三維交互的優(yōu)勢、支撐技術(shù)和設(shè)計(jì)方法等方面進(jìn)行深入的探討與研究；借鑒已有的

3、面向任務(wù)整合方法，提出結(jié)合概率、時(shí)間約束的基于交互語義的多通道分層整合算法；以城市規(guī)劃為應(yīng)用背景，將日常的紙筆操作引入三維場景中，融合跟蹤器的空間方位信息、語音和基于筆的勾畫及手勢，構(gòu)建基于多種隱喻的個(gè)人交互面板(PersonalInteractionPanel，PIP)；在充分分析跟蹤器的精確定位、語音的描述性優(yōu)勢與二義性、筆畫草圖及筆手勢的自然性等因素前提下，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一系列通用或面向應(yīng)用的交互技術(shù)，包括基于跟蹤器和語音的多維度導(dǎo)