[发明专利]基于自然手势的虚拟数字雕塑方法

摘要

本发明公开基于自然手势的虚拟数字雕塑方法，包括如下步骤：手势位置获取，手势位置通过Leap Motion来获取得到；虚拟雕塑建模。本发明在进行虚拟雕塑的任务工作时有两个主要模型，一个是已构建好等待雕塑的模型，一个是由Leap Motion获取关节坐标构建的虚拟手模型；当人手在Leap Motion下运动进而控制虚拟手与固定的等待雕塑模型发生轻微碰撞，碰撞处检测以三维空间三角形与三角形相交的算法判断有无交点，与交点交线位置，再根据碰撞深度的计算，利用虚拟雕塑变形算法进而将相交点位置坐标进行实时修改，从而实现雕塑变形效果。

主权项

1.基于自然手势的虚拟数字雕塑方法，其特征在于包括如下步骤：/nS1、手势位置获取，手势位置通过Leap Motion来获取得到；/nS2、虚拟雕塑建模；包括以下步骤：/n(1)利用3DMAX构建出表示人手关节的圆柱体，转换为OpenSceneGraph中后缀为.osg的节点模型以便用于场景的处理；随后利用Leap Motion来获取人手的各个关节的相应坐标，在Leap Motion的API中，人手的关节识别中将手指分成了19部分，分别是尾指的掌骨、近侧指骨、 中段指骨和末梢指骨，无名指的掌骨、近侧指骨、 中段指骨和末梢指骨，中指的掌骨、近侧指骨、 中段指骨和末梢指骨，食指的掌骨、近侧指骨、 中段指骨和末梢指骨，拇指的近侧指骨、 中段指骨和末梢指骨，拇指的掌骨长度置为0，所以在OpenSceneGraph中需要用19个圆柱体来构建人手的模型；/n(2)由于Leap Motion中的坐标系与OpenSceneGraph中的坐标系不同，在由leapmotion在传入坐标时需要进行转换；Leap Motion采用的坐标系时以相对设备水平的方向为X轴，右边为正轴，相对设备垂直的方向为Y轴，向上为正轴，在水平面与X轴垂直的方向为Z轴，以指向使用者的方向为正轴，而在OpenSceneGraph以视窗水平的方向为X轴，右边为正轴，视窗设备垂直的方向为Z轴，向上为正轴，在水平面与X轴垂直的方向为Y轴，以指向使用者的方向为正轴，因此在OpenSceneGraph中采用传入的坐标数据时需要将传入的Y轴和Z轴的数据相互交换；在OpenSceneGraph中创建一个Group指针作为根节点，使用内带的矩阵转换函数与传入的坐标结合处理各个圆柱体，再分别将19个圆柱体作为节点node加入到根节点中，使用osg::Viewer将手指19个圆柱体显示在场景中；/n在构建完虚拟手后，还需要对虚拟雕塑用泥进行构建，由于现实生活中雕塑用泥一般不定形，因此在使用中提供虚拟泥的预设模型，即利用3dmax构建出长方体，正方体，圆柱，球体作为预设；/nS3、模型变形，在进行虚拟雕塑的任务工作时有两个主要模型，一个是已构建好等待雕塑的模型，一个是由Leap Motion获取关节坐标构建的虚拟手模型；当人手在Leap Motion下运动进而控制虚拟手与固定的等待雕塑模型发生轻微碰撞，碰撞处检测以三维空间三角形与三角形相交的算法判断有无交点，与交点交线位置，再根据碰撞深度的计算，利用虚拟雕塑变形算法进而将相交点位置坐标进行实时修改，从而实现雕塑变形效果。/n