题目：基于数据手套的人机交互技术研究

自然高效的人机交互一直是计算机应用研究领域的一个热点。基于数据手套的虚拟手技术是一种自然高效的新型人机交互技术，并能给用户带来操作沉浸感。本文研究了基于虚拟手的人机交互的关键技术及实现方法。课题来源于虚拟座舱中人手的交互，因此本文首先提出了虚拟座舱的系统结构与创建，这是建立了基于虚拟手的交互操作框架体系，阐述了典型虚拟现实框架体系中各部分的主要功能，指出了整个框架体系中的关键技术。本文对从人手到虚拟手的运动映射技术进行了详细的探讨。在分析人手解剖结构和运动特点的基础上，提出了面向对象的虚拟手建模理论和方法；研究了运动跟踪理论，并结合数据手套和位置跟踪器，实现了对人手的运动跟踪；研究了运动映射理论，提出了在交互操作过程中从人手到虚拟手运动映射的解决方案。对于虚拟手交互过程中，手的动作造成的皮肤变形问题，本文作了深入的探讨，研究了目前主流的算法，最终采用顶点混合算法，并作了一定的改进，应用到虚拟手模型中，增强了交互过程中的真实感。本文还对虚拟手操作技术的理论和实现进行了详细的探讨。研究了虚拟场景的构造和管理理论；研究了碰撞检测技术，重点是基于OBB的碰撞检测理论和它的实现方法；对虚拟手的操作过程中物理理论进行了探讨，提出了改进的虚拟手操作的流程；以及研究了虚拟手操作的具体实现技术。最后，本文在Windows系统和VC++.net的编程环境下，以OGRE为软件平台，以5DT数据手套和FOB位置跟踪器为主要交互设备，开发了一个基于虚拟手的人机交互原型系统，并对其应用前景做了介绍。