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OmniTouch

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计算领域最伟大的革命之一就是触摸屏。他们带来了一种与计算机交互的新方式,可以使用特殊指针或手指。 2011 年,微软更进一步推出了 OmniTouch,这是一个让任何表面都可触摸的项目。基本思路是在肩上安装一个摄像头和投影仪设备,投影屏幕并读取用户的击键。可能性是无限的,让我们可以把我们的手、墙壁、床单或任何其他表面变成触摸屏。

OmniTouch 的工作原理:识别击键

OmniTouch 项目最重要的部分是跟踪手指的位置和深度,以了解用户触摸的位置。为此,原型中使用了深度敏感的 PrimeSense 相机。与测量颜色的普通相机不同,PrimeSense 测量图像中每个点与相机镜头的距离。 1mm的精度和20cm的最小范围是项目中最初使用的Kinect相机的主要优势。

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为了定位手指,OmniTouch 首先捕获深度图(A)。然后,计算倾斜图>"

在 (B) 中,您可以看到转换为颜色的地图:红色表示 X 或 Y 轴正方向(向上或向右)的深度较小,蓝色表示有在 X 或 Y 轴的负方向(向下或向左)深度较小。紫色表示深度几乎没有变化。

有了这张地图,软件会寻找垂直的圆柱形部分,一个接近相机的表面,然后停留,最后移开。如果你把它从一边跑到另一边,那是什么手指,哇。在颜色图上,寻找红色部分,然后是紫色部分,然后是蓝色部分,都在同一个垂直轴上。

可能的候选项按高度过滤,过滤掉任何不能是手指的东西(例如,一个2毫米高的圆柱体不能被识别为手指,因此被丢弃)。在图 (C) 中,您可以看到所有已识别的手指部分。

一旦完成,所有的垂直部分就会聚集在一起形成手指(图D)。可能太短的手指被丢弃,并且假设由于用户是右撇子,所以手指的最左边部分是指尖。瞧,我们现在知道用户指向哪里了。

现在,我们如何知道手指是否接触到表面?大家都叫它泛滥,但是我告诉你就像用Paint的油漆桶来填充你会更熟悉

技巧很简单:定位手指的中点,开始向上、向左、向右填充像素,误差为13毫米。也就是说,如果像素的深度与手指​​中点的深度之差小于 13 毫米,它们只会填充一个像素。

这样,如果你的手指没有接触到任何东西,只会填充与你手指对应的像素。如果你正在触摸手,就会有更多的东西被填满。在图像中,您可以看到如果手指在空中(左)或触摸手(右)会发生什么。当超过一定的填充像素边距时,软件将在相应位置发送点击或点击。

OmniTouch 的工作原理:投影图像

虽然手指识别是核心部分,但我们不能忘记OmniTouch还必须将图像投射到任何表面上。深度室也用于此。使用连通分量算法检测图像中的所有表面,该算法非常有效地检测图像中的互连点。

一旦比手还小的表面被丢弃,我们继续固定一个中心或参考点来投影图像。这一点有助于检测表面的方向,因此可以创建看起来不失真的图像。

下一个难点是检测表面的大小。由于无法很好地识别表面的边缘,OmniTouch 使用组成点的均值和标准差将其分为五个点:手、手臂、笔记本、墙壁和桌子。他们每个人都有一定的大小和图像的中心。

软件生成要用所有数据投影的图像,对其进行扭曲,使其正确显示在表面上。然后它将图像传递给投影仪,投影仪将在任何表面上显示图像。

精准技术,多种可能性

用于衡量 OmniTouch 准确度的测试。

在测试中,OmniTouch被证明是一项非常精确的技术。识别点击时的准确率为 96.5%,这是一个非常好的数字,考虑到它是一个原型,更是如此。关于界面尺寸,2厘米直径的按键,95%的按键都能被识别。

这个最大尺寸对于投射在手上的界面是必要的。在更远的其他表面上,例如桌子或墙壁,它可以减少到 15 毫米,或多或少与传统触摸屏上按钮的推荐尺寸相同。

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至于可能性,是无穷无尽的。通过原型,创建了一个用于绘画的讲台:在您绘制的墙上,您可以在左手选择颜色。也用作荧光笔>"

但最有趣的是他们在文档末尾提到的内容:当我们不再考虑二维表面时,OmniTouch 开启的可能性,利用身体的形状来改变如何我们与计算机交互。

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OmniTouch 是一个真正令人兴奋的项目,无论是在技术上还是在其可能性上。我们很快会在特别节目中再次谈论他根据 Microsoft> 的未来"

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