【技术实现步骤摘要】
一种基于三维网格模型的超声空中触觉渲染方法
本专利技术属于人机交互，虚拟现实领域，具体涉及一种基于三维网格模型的超声空中触觉渲染方法，能够通过超声触觉完成对三维图形的渲染，提高三维图形的真实度。
技术介绍
随着人机交互技术的发展，各种以人为中心的高效自然的人机交互方式相继出现，与此同时，在人机交互过程中的多种感知反馈也随之发展。在人机交互过程中，用户时常需要通过各种感知反馈来进行操作引导或者增强用户的体验，比如：初次使用软件时，使用文字或语言进行引导；玩游戏时，使用振动和声音增强沉浸感。随着科学技术的发展，人机交互渐渐从二维平面交互向三维空间交互过渡。在三维人机交互中，随着视觉和听觉反馈技术的不断成熟，人们着手探索触觉反馈，目的是进一步增强三维人机交互的便利性和沉浸感。在三维触觉反馈的研究中，由于接触式触觉反馈方法(在人体上额外附加的设备，如机械臂，手套等)在人体的自由运动方面存在限制，并且在使用过程中容易产生不舒适感，人们渐渐将研究目标放在非接触式触觉反馈方法上。目前存在的几种非接触式触觉反馈方法有空气式触觉反馈(...
【技术保护点】
1.一种基于三维网格模型的超声空中触觉渲染方法，其特征在于，包括下列步骤：/n(1)使用三维网格模型处理软件，载入相应的三维图形，选用三角形网格模型，并对网格增密和简化进行选择；/n(2)针对已经确定的网格模型，获取其所有网格顶点的三维坐标；/n(3)将获取的三维坐标导入场景中，启用手势识别，获取模型手的手指各关节坐标和手掌中心位置坐标以及手掌平面的法向量，并通过手掌中心坐标和手掌平面的法向量，计算确定手掌平面方程S；/n(4)确定手指部分的超声聚焦点的位置，计算手指关节部分与网格顶点的距离并通过距离的数值，确定该手指关节点处的网格顶点的坐标，以此针对该关节的超声聚集点的位...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于三维网格模型的超声空中触觉渲染方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)使用三维网格模型处理软件，载入相应的三维图形，选用三角形网格模型，并对网格增密和简化进行选择；
(2)针对已经确定的网格模型，获取其所有网格顶点的三维坐标；
(3)将获取的三维坐标导入场景中，启用手势识别，获取模型手的手指各关节坐标和手掌中心位置坐标以及手掌平面的法向量，并通过手掌中心坐标和手掌平面的法向量，计算确定手掌平面方程S；
(4)确定手指部分的超声聚焦点的位置，计算手指关节部分与网格顶点的距离并通过距离的数值，确定该手指关节点处的网格顶点的坐标，以此针对该关节的超声聚集点的位置，同一手指只能有确定一个超声聚焦点，并且同时确定的聚焦点数量由参与图形交互的手指数量决定；
(5)确定手掌部分的超声聚焦点的位置，计算手掌平面的距离与网格顶点的距离，并通过距离数值，确定手掌平面网格顶点的位置坐标；
(6)针对三维图形的棱，顶点位置的网格顶点，进行超声聚集时，改变强度和频率。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维网格模型的超声空中触觉渲染方法，其特征在于：步骤(1)中针对选定的三维图形使用三角形网格，以及确定网格的增密和简化的方法如下：
在进行网格的增密和简化时，要保证相邻网格顶点的最大距离要小于超声聚焦控制点的直径，控制点的直径等于超声波的波长，即相邻网格顶点的最大距离要小于一倍的波长。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维网格模型的超声空中触觉渲染方法，其特征在于：步骤(3)中启用手势识别后，获取模型手的手指各关节坐标(xb,yb,cb)和手掌中心位置坐标(x0,y0,z0)以及手掌平面的法向量n＝(A,B,C)，取手掌平面内侧为正向，通过手掌中心坐标和手掌平面的法向量计算得到参数D：
D＝-Ax0-By0-Cz0
并通过计算得到手掌平面的方程S：
Ax+By+Cz+D＝0。
技术研发人员：陈建，王知强，孙晓颖，林琳，燕学智，于帆，王庆龙，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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