[发明专利]一种基于旋转角度和距离的三维笔式交互界面缩放方法

摘要

本发明提供一种基于旋转角度和距离的三维笔式交互界面缩放方法，应用于三维笔式人机交互技术领域。采用超声波三维高精度无线定位技术获得智能笔与主机的距离；采用加速度和陀螺仪信号获得智能笔的旋转角度；判断智能笔的旋转角度属于可控角度范围时，根据智能笔的旋转角度和距离计算虚拟标尺的长度，并基于虚拟标尺及长度因子计算用户界面的缩放比例系数，得到对应的缩放比例，将用户界面调整至相应的显示比例。智能笔在执行绘画或交互任务时，无需中断任务，可同时通过调整智能笔的旋转角度或用户的空间位置来连续的选择用户界面的缩放比例，提高调整速率，既可节省功耗又可降低用户的视觉负担。

主权项

1.一种基于旋转角度和距离的三维笔式交互界面缩放方法，其特征在于包括下列步骤：1)长按智能笔的定位按键，读取智能笔的初始状态信息，计算智能笔与主机之间的距离D；所述智能笔的初始状态信息包括智能笔尖的三维坐标A＝(x0,y0,z0)及智能笔的姿态角信息；2)旋转智能笔，读取智能笔的输入信息，计算智能笔的旋转角度△θ，所述智能笔的旋转角度是旋转前后智能笔在三维坐标系中XZ平面上的投影量与X轴正方向夹角的相对角度变化量；3)判断智能笔旋转角度的所属控制范围，当△θ<‑80°时，用户界面直接缩小至最小显示比例；当△θ>80°时，用户界面直接放大至最大显示比例；当旋转角度属于可控角度范围内时，该可控角度范围是‑80°≤△θ≤80°，计算虚拟标尺的长度L，所述虚拟标尺是智能笔与主机之间的距离在三维坐标系中XY平面上的映射量，所述虚拟标尺的长度L的计算方法如下：1)计算初始状态下智能笔与主机之间的距离D以及智能笔的旋转角度△θ的正切值tan(△θ)；2)计算虚拟标尺的长度：L＝D·tan(△θ)；计算缩放比例系数k的方法如下：k＝L/lengthF；其中，lengthF是长度因子的初始参数，L是虚拟标尺的长度；确定缩放比例大小，将用户界面缩放至相应的显示比例，方法如下：1)当k>0时，用户界面的显示比例为原来的k+1倍，即放大；2)当k<0时，用户界面的显示比例为原来的1/(|k|+1)倍，即缩小；3)当k＝0时，用户界面显示比例不发生变化。