1、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)能夠實現(xiàn)聲音、影像以及觸覺等多通道的信息傳遞,為實現(xiàn)高效、靈活的人機交互提供了可行途徑。運動捕捉技術可以獲取真實環(huán)境中物體的運動狀態(tài),從而為實現(xiàn)虛擬環(huán)境和真實環(huán)境之間的通信提供了技術保障。為此本文采用被動式光學運動捕捉系統(tǒng),對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的人機交互技術進行了研究。
　　為了構建基于光學跟蹤捕捉的虛擬交互系統(tǒng),對虛擬交互系統(tǒng)的功能結構、性能要求以及其中關鍵技術進行了分析。在此基礎上,對整個系統(tǒng)進行了框架結構的總體設計,

2、確定了系統(tǒng)的硬件組成和軟件結構,并且完成了軟件層和相關類的設計。
　　建立了系統(tǒng)的交互環(huán)境,包括幾何模型數(shù)據(jù)接口的開發(fā),實現(xiàn)了商用CAD模型數(shù)據(jù)與虛擬交互系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞;對人體骨骼結構的分析,完成人體幾何模型的構建;對人手的運動特點進行了分析,構建了人體上肢的層次結構模型,確定了手部模型的運動參數(shù),完成了人體上肢運動模型的構建;對常用的碰撞檢測算法的檢測精度和檢測效率進行了分析,確定了系統(tǒng)的碰撞檢測方法,通過使用層次包圍盒以及三角

3、圖元的檢測,實現(xiàn)了符合系統(tǒng)實時性要求的碰撞檢測。
　　根據(jù)人體的運動模型確定標記點的放置位置,進行了相機標定以及Vicon系統(tǒng)參數(shù)的調整,對人體手部的運動進行了實時的運動捕捉;分析了 ViconReal-Time Energy的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)結構,使用Vicon的SDK軟件開發(fā)包進行了運動數(shù)據(jù)接口的開發(fā),實現(xiàn)了Vicon系統(tǒng)與虛擬交互系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信;對人體幾何模型進行運動控制,完成了人手運動到虛擬手模型運動的映像;分析了人手抓取物