体感设备与被动立体相结合的人机交互方法研究

谭剑波， 张光刘， 李 琳

(1.华东电子工程研究所，安徽合肥 230031;2.合肥工业大学计算机与信息学院，安徽合肥 230009)

0 引 言

在詹姆斯◦卡梅隆导演执导的3D技术创造的《阿凡达》带动下，相关产业发展迅速，各大显示设备硬件生产商，如德州仪器、三星、LG、优派等纷纷斥资研发新的 3D显示设备。在此基础上4D电影被提上日程，所谓4D电影是在3D立体电影的基础上加环境特效、动感座椅及其它特效辅助设备，形成下雪、下雨、闪电、烟雾等特效设备，用来营造一种与影片内容相一致的环境。随着影片内容的变化，观众可实时感受到下雨、振动、喷气、喷雾、拍腿等身边所发生与片中影像对应的事件，从而实现惊险刺激、身临其境的效果。4D电影也是一种用户与电影场景交互的体现，但限于设备的造价高，其应用并不十分广泛。

随着3D技术的日益发展和对各个领域不断的渗透，对立体显示所能带来的沉浸感和生动性的要求亟待提高;除了在视觉上给用户逼真的冲击之外，还可借助外围设备让用户与三维场景进行交互，为用户带来触觉上的有趣性[1]。本文基于此设想在被动立体显示环境中引入体感设备，并结合网球游戏实例进行分析。

1 相关背景及系统架构

1.1 立体视觉发展史

19世纪30年代，英国物理学家查尔斯◦惠斯通(Charles Wheatstone)开始研究人的视觉，并于1838年发明了立体镜，此举拉开了人类对三维立体显示研究的帷幕。随着计算机信息领域的发展及平板显示器的出现，三维立体显示蓬勃发展。……