[发明专利]一种基于手势交互的沙画系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种沙画实现系统，尤其是一种操作简单、效果逼真、互动和体验效果好的基于手势交互的沙画系统。

背景技术

手势交互作为实现体感交互的方法之一，是人通过手和前臂有意义的运动表达信息的一种方式，用户可以简单地定义一种适当的手势来对周围的机器进行控制，或记录文字，或情感表达。手势交互技术在现实社会中有广泛的应用：针对听力缺陷人群的帮助系统；婴幼儿和计算机交互系统；手语识别系统；军事导航系统；远程医疗系统等。研究手势交互，可以为人类提供更为细致贴切的服务。

基于手势交互的沙画系统，通过手势交互，进行沙画创作。让人们无需使用真实的沙画作画工具，打开电脑，就能创作沙画。将现代科技融入中国的传统艺术形式，继承并传递传统艺术形式的内涵，使更多的人了解沙画。

现有的一些相关技术提供了利用鼠标或触屏的方式实现了简单的沙画作画功能，但是他们都是基于使用鼠标或手指点击来实现的，整个操作过程都依赖于不断的点击，有过多的间断性和机械性。比如在PC上运行的沙画软件，基本就是利用鼠标来作画，当想换一种作画方式的时候，需要停下当前的作画任务，去点击菜单，然后选择想要使用的方式，最后点击应用设置，再返回到作画的任务中继续之前的作画过程。当需要产生更宽的沙画轨迹的时候、当你需要改变沙子的颜色的时候、当你需要产生更浓密的沙子的时候，需要不断重复之前的过程。

现有的利用鼠标或触屏的沙画作画方式，具有过多的间断性、机械式的操作过程，严重影响了作画的心情和创作的思路，降低了人机交互的体验效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种操作简单、效果逼真、互动和体验效果好基于手势交互的沙画系统，包括依次设置的会话层模块，表示层模块，应用层模块；

所述会话层模块上设置有WebSocket接口和本机接口，所述表示层包括上层语义模块和帧结构模块，所述应用层包括沙画手法分类模块、笔画实现模块和沙粒效果实现模块；

所述WebSocket接口或本机接口连接手势识别设备LeapMotion，所述上层语义模块包括手势识别模块和跟踪模块，所述帧结构模块包括ID帧结构、hands帧结构、pointables帧结构、fingers帧结构和tools帧结构。

所述沙画手法分类模块将沙画手法分成如下几类：1)撒沙、2)铺沙、3)勾沙、4)抹沙；

所述笔画实现模块将笔画的实现分成如下步骤：1)设定一固定距离数值L，当本点距离上一点的距离大于等于L时，取该点，否则舍弃该点，2)采用贝塞尔曲线的方法将曲线拟合描绘成素材；

所述沙粒效果实现模块将沙粒效果的实现分成如下步骤：1)找出运用贝塞尔曲线画出的素材的中心线，并设置遍历参数t，2)在素材的上下边界线上根据遍历参数t进行遍历，并且保持上下边界遍历参数t相等，3)连接对应的两个点，形成一条直线，即可填充整个宽线区域，使素材形成由笔画中心线向两侧透明度越来越大的沙粒效果。

本专利可以使用手势来实现沙画的创作，减少了用触摸屏或鼠标创作沙画的的间断性，提高了作画的效率，增强了人机交互的体验效果，使得创作沙画更加随心所欲。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为模拟圆的效果示意图

图3为在直线AB上随机产生沙粒点来填充圆的效果图

图4为改变图2所示的圆的饱和度后的效果图

图5和图6为调整沙子透明度的操作示意图

具体实施方式

下面结合实施例对本专利进行进一步描述：

如图1所示，一种基于手势交互的沙画系统，包括依次设置的会话层模块，表示层模块，应用层模块；

所述会话层模块上设置有WebSocket接口和本机接口，所述表示层包括上层语义模块和帧结构模块，所述应用层包括沙画手法分类模块、笔画实现模块和沙粒效果实现模块；

所述WebSocket接口或本机接口连接手势识别设备LeapMotion，所述上层语义模块包括手势识别模块和跟踪模块，所述帧结构模块包括工D帧结构、hands帧结构、pointables帧结构、fingers帧结构和tools帧结构。

所述沙画手法分类模块将沙画手法分成如下几类：1)撒沙、2)铺沙、3)勾沙、4)抹沙；

所述笔画实现模块将笔画的实现分成如下步骤：1)设定一固定距离数值L，当本点距离上一点的距离大于等于L时，取该点，否则舍弃该点，2)采用贝塞尔曲线的方法将曲线拟合描绘成素材；