LeapMotion體感的原理是什么?
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責任編輯：傳說的落葉 |
發(fā)布時間： 2013-07-24 11:56 | 瀏覽量：
了解完leapmotion是什么，再帶大家了解一下leapmotion的原理。本文作者從API的角度大概描述了leapmotion的原理，圖片解析很到位，是個不錯的教程。
Leap Motion體感器的結構圖
大體上，Leap 傳感器根據內置的兩個攝像頭從不同角度捕捉的畫面，重建出手掌在真實世界三維空間的運動信息。檢測的范圍大體在傳感器上方25 毫米到600 毫米之間，檢測的空間大體是一個倒四棱錐體。
首先，Leap Motion 傳感器會建立一個直角座標系，座標的原點是傳感器的中??心，座標的X 軸平行于傳感器，指向屏幕右方。 Y 軸指向上方。 Z 軸指向背離屏幕的方向。單位為真實世界的毫米。如圖：
在使用過程中，大躍進運動傳感器會定期的發(fā)送關于手的運動信息，18 per這樣的信息稱為“幀的”（框架）。每一個這樣的幀包含檢測到的：
Leap 傳感器會給所有這些分配一個唯一標識（ID），在手掌、手指、工具保持在視野范圍內時，是不會改變的。根據這些ID，可以通過Frame::hand( ) , Frame::finger( ) 等函數來查詢每個運動對象的信息。
Leap 可以根據每幀和前幀檢測到的數據，生成運動信息。例如，若檢測到兩只手，并且兩只手都超一個方向移動，就認為是平移；若是像握著球一樣轉動，則記為旋轉。若兩只手靠近或分開，則記為縮放。所生成的數據包含：
其中，手掌的法向量和方向如下圖所示：
「手掌球」的圓心和半徑：
對于每個手掌，亦可檢測出平移、旋轉（如轉動手腕帶動手掌轉動）、縮放（如手指分開、聚合）的信息。檢測的數據如全局變換一樣，包括：
Leap 除了可以檢測手指外，也可以檢測手持的工具。像上文所說的，就是細的、筆直的、比手指長的物件：
對于手指和工具，會統(tǒng)一地稱為可指向對象對象（Pointable，抱歉不太會翻譯），每個Pointable對象包含了這些信息：
根據全局的信息、運動變換，手掌、手指和工具的信息和變換，開發(fā)者就可以靠這些來制作游戲、程序了。(本文來源：知乎)
Leap Motion體感器的結構圖
大體上，Leap 傳感器根據內置的兩個攝像頭從不同角度捕捉的畫面，重建出手掌在真實世界三維空間的運動信息。檢測的范圍大體在傳感器上方25 毫米到600 毫米之間，檢測的空間大體是一個倒四棱錐體。
首先，Leap Motion 傳感器會建立一個直角座標系，座標的原點是傳感器的中??心，座標的X 軸平行于傳感器，指向屏幕右方。 Y 軸指向上方。 Z 軸指向背離屏幕的方向。單位為真實世界的毫米。如圖：
- 所有手掌的列表及信息;
- 所有手指的列表及信息;
- 手持工具（細的，筆直的，比手指長的東西，例如一枝筆）的列表及信息;
- 所有可指向對象（Pointable對象），即所有手指和工具的列表及信息;
Leap 傳感器會給所有這些分配一個唯一標識（ID），在手掌、手指、工具保持在視野范圍內時，是不會改變的。根據這些ID，可以通過Frame::hand( ) , Frame::finger( ) 等函數來查詢每個運動對象的信息。
Leap 可以根據每幀和前幀檢測到的數據，生成運動信息。例如，若檢測到兩只手，并且兩只手都超一個方向移動，就認為是平移；若是像握著球一樣轉動，則記為旋轉。若兩只手靠近或分開，則記為縮放。所生成的數據包含：
- 旋轉的軸向向量;
- 旋轉的角度（順時針為正）;
- 描述旋轉的矩陣;
- 縮放因子;
- 平移向量;
對于每只手，可以檢測到如下信息：
- 手掌中心的位置（三維向量，相對于傳感器座標原點，毫米為單位）;
- 手掌移動的速度（毫米每秒）;
- 手掌的法向量（垂直于手掌平面，從手心指向外）;
- 手掌朝向的方向;
- 根據手掌彎曲的弧度確定的虛擬球體的中心;
- 根據手掌彎曲的弧度確定的虛擬球體的半徑;
其中，手掌的法向量和方向如下圖所示：
- 旋轉的軸向向量;
- 旋轉的角度（順時針為正）;
- 描述旋轉的矩陣;
- 縮放因子;
- 平移向量;
Leap 除了可以檢測手指外，也可以檢測手持的工具。像上文所說的，就是細的、筆直的、比手指長的物件：
- 長度;
- 寬度;
- 方向;
- 指尖位置;
- 指尖速度;
-
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