虛擬環(huán)境中基于語義的三維交互技術研究及應用.pdf

1、虛擬現(xiàn)實正在成為一種新的計算手段，它在國防、科學研究、工程設計和制造業(yè)等許多重要領域有著廣泛的應用前景。從交互的觀點看，虛擬現(xiàn)實是一類新出現(xiàn)的三維用戶界面(3D UI)，與現(xiàn)有的二維WIMP界面有很人不同，面臨著許多新的設計挑戰(zhàn)和更復雜的可用性問題。現(xiàn)有的3D UI不是過于簡易就是缺乏可用性，難以滿足實際應用的需求。為此，必須對高可用的三維交互技術進行深入研究；從應用的角度看，缺乏自然、和諧的交互方式已成為制約虛擬現(xiàn)實進一步應用的“瓶頸

2、”，將多通道交互與三維交互相結合，研究多通道三維交互技術已成為研究的熱點。 論文簡要介紹和分析現(xiàn)有的三維交互技術，從設計層次的角度上進行總結；現(xiàn)有的面向通用任務的交互技術還缺乏對應用的支持力度，為此，論文基于場景語義和語義對象的概念，給出場景語義的定義，設計基于場景語義的三維交互技術，使用戶通過與語義對象的基本交互實現(xiàn)復雜的應用；并通過具體應用(虛擬家居布局)驗證場景語義理論的有效性。采用多通道三維交互是實現(xiàn)自然、和諧的虛擬現(xiàn)實

3、系統(tǒng)的有效途徑，因此，論文從多通道輸入的角度，給出交互語義的定義，借鑒已有的任務語法分析的理論，提出新的分層整合算法，實現(xiàn)多通道的信息融合；設計基于交互語義的三維交互技術；并通過具體應用(虛擬城市規(guī)劃)驗證交互語義理論的有效性。 本文工作中的主要創(chuàng)新可以歸納為以下三點： 1.從面向應用的角度，給出場景語義的定義，基于場景語義和語義對象的概念，使用戶通過與語義對象的基本交互實現(xiàn)復雜的應用。提出場景語義的設計策略，設計和實現(xiàn)