數字化互動陳展技術與系統(tǒng)研究.pdf

1、實現友好的人機環(huán)境，是一個貫穿計算機發(fā)展始終的研究命題。本文工作以博物館陳展為應用背景，定位于實現數字陳展中逼真的信息顯示及自然的人機交互，提高展品信息展示的生動性，提高陳展過程中用戶的參與感。為了追求陳展的自然顯示效果，復雜表面的顯示對象近年來常被使用，使其顯示成為難題；為使參觀者自然地與陳展內容進行互動，基于視覺特征的交互成為首選，其在實時性、效率上的問題亟需解決；在系統(tǒng)實現上，需要有一種簡易、透明的開發(fā)框架，獨立于硬件設備環(huán)境。<

2、br>　　 針對上述研究問題，本文著重開展了數字化互動陳展技術的研究，具體包括以下幾個方面的工作：
　　 首先，對數字陳展的發(fā)展歷程及應用現狀進行了綜述，引出數字化互動陳展的關鍵技術問題，并著重分析了多投影校正拼接、基于視覺的交互、陳展的內容感知等支撐技術問題的現狀，對系統(tǒng)地研究數字化互動陳展技術提供了一種新的參考思路。
　　 其次，本文研究了一種復雜表面成像的可擴展多投影技術。與通過單應性變換與曲面求解的方法不同，該

3、方法能對復雜不規(guī)則表面進行自適應的分割，并由成像模型與透視關系保證多投影的正確校正與拼接，使得不能由統(tǒng)一變換進行幾何變形消除的復雜不規(guī)則對象也可用于陳展顯示中，此外該方法在保證顯示正確性的前提下，具有很好的可擴展性，適用于數字陳展，特別是便攜式數字陳展。
　　 再次，本文研究了一種數字陳展環(huán)境下的人機自然交互與感知技術。將運動連續(xù)性特征引入視覺跟蹤交互數據的預測匹配中，建立起人體交互數據的連續(xù)性預測模型，提高了視覺特征預測匹配的

4、精度，降低了視覺特征搜索的空間；同時，提出一種位置驅動的陳展感知技術，結合自然交互的位置數據，調度選擇陳展顯示的內容，使得在有限資源環(huán)境下陳展顯示內容對用戶的感知貢獻最大化。
　　 此外，本文研究了一種基于實時數據合成的互動展示技術。利用數據估算，在欠約束情況下實時合成散亂的多源交互數據，與等待足夠約束后計算交互數據的方法不同，該方法不需要多相機數據的嚴格同步，不需要有曝光時間間隔長短的假設，也不需要等待足夠的數據約束來進行計算

5、，而是利用估算方法，進行數據的合成，減少了交互數據延時，適用實時的互動陳展應用；面向多投影顯示環(huán)境，提出一種實時的渲染并行協議，驅動多臺主機與投影機，保證數據顯示的同步與實時性。
　　 最后，本文設計了一種數字化互動陳展系統(tǒng)的框架，保證了陳展應用開發(fā)與系統(tǒng)設備環(huán)境的獨立性，提高了數字陳展應用開發(fā)的透明性?；谠摽蚣?，設計了敦煌莫高窟、金沙遺址、良渚遺址、河姆渡遺址珍貴文物的數字化互動陳展應用，取得了較好的效果，部分成果得到了推廣