專利名稱：三維空間觸控操作的方法及其手勢的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控操作的方法及其手勢，尤其是指在三維空間下的觸控操作方 法和手勢操作。
背景技術(shù)：
近年來，隨著觸控技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的產(chǎn)品開始利用觸控系統(tǒng)來完成對 目標對象的直接操作，從而代替了傳統(tǒng)的鼠標、操作球等輸入設(shè)備，這樣不但節(jié)省了空間， 而且攜帶更加方便。目前市場上比較常見的有個人數(shù)碼助理，即所謂的掌上電腦，其就很好 的利用觸控系統(tǒng)來完成了很多功能，如對目標對象的單擊、雙擊、縮放、拖拽等，再者掌上電 腦與其它電腦相比，其體積更加輕便、小巧，所以更適宜隨身攜帶；還有目前較為流行的觸 控式點菜機，其也是利用觸控系統(tǒng)來完成整個點菜操作，用戶只需要通過點擊菜單上的選 項就可直接將所選擇的食品通過主機發(fā)送到終端，從而完成整個點菜命令；更為先進的是 目前還出現(xiàn)了一種無需手指直接觸碰就可操作目標物件的觸控系統(tǒng)，用戶只需在觸控面板 的上方作相應的操作手勢就可控制其執(zhí)行相應的命令。以上所述無論何種實例，用戶雖然都可以通過觸控對象如手指直接觸碰操作，但 也只能是在二維空間下實現(xiàn)對目標物件的一個觸碰操作，如何在三維空間中實現(xiàn)像觸碰真 實物件一樣操作目標對象還沒有一個具體的操作方法，例如，如何在觸控面板上實現(xiàn)對立體 的目標物件的觸碰操作方法，以使得整個觸碰操作更加具體、形象，目前還沒有明確論述過。因此我們希望能夠為廣大用戶提供一種更加便捷的方法來解決以上問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實際所要解決的技術(shù)問題是如何提供可針對三維空間對象進行觸控操作 的方法及其手勢。為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種三維空間觸控操作的方法，該三 維空間中設(shè)有觸控系統(tǒng)，所述觸控系統(tǒng)在三維空間內(nèi)投射出虛擬三維空間目標物件，通過 觸控系統(tǒng)中的觸控面板掃描偵測其由電場變化而引起的電容變化趨勢，從而確定觸控對象 的外部形態(tài)、相對位置以及觸控動作，并計算出相關(guān)參數(shù)，最終執(zhí)行相應的操作手勢。本發(fā)明所述的三維空間觸控操作方法及其手勢，不但操作方法和相關(guān)手勢簡單， 而且實現(xiàn)了將觸控屏上顯示的二維目標物件轉(zhuǎn)換成了三維空間下的立體物件，因此，用戶 在觸碰操作時更加具體、形象。


圖1是本發(fā)明三維空間觸控 系統(tǒng)下操作方法的一個流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
本發(fā)明所述的對三維空間對象進行觸控操作的方法，為了便于說明，我們以全息 圖為例具體說明。所謂全息圖，是以激光為光源，用全景照相機將被攝目標物件記錄在高分 辨率的全息膠片上構(gòu)成的圖。它是以干涉條紋形式存在，因為用同種激光照射，所以膠片前 后出現(xiàn)了原目標物件的虛實兩個立體影像，視角不同，所見影像也不同。全息圖是一種三維 圖像，它與傳統(tǒng)的照片有很大的區(qū)別，傳統(tǒng)的照片呈現(xiàn)的是真實的物理圖像，而全息圖則包 含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息，這些信息被存儲在一個很微小但卻很 復雜的干涉模式中，而這個干涉模式就是由激光產(chǎn)生的。若用光照射全息圖時，儲存在干涉 模式中的信息就會借助入射光再現(xiàn)由物體反射出來的原始光波波陣，從而眼睛和大腦就會 覺得原來的物體好像又出現(xiàn)在面前了。本發(fā)明是在三維投射空間下，首先建立一個三維空間觸控系統(tǒng)，其包括觸控面板、 主機和三維空間投射成像設(shè)備。其中觸控面板可以是觸控屏或者是觸控板；而主機包括中 央處理器，如此以來，我們就可以完成利用全息圖實現(xiàn)對目標物件的觸控。首先通過顯示端 的全息投影儀在三維空間中投射固定高度的虛擬目標物件，由于此時空間存在電場，所以 我們利用觸控面板上的電容式觸控芯片掃描檢測出由該固定三維空間各點的電場改變而 產(chǎn)生的電容變化，再通過主機內(nèi)的中央處理器送出各個改變點的三維坐標，根據(jù)各點的運 動變化從而最終確定觸控對象的部位，這時對虛擬目標物件的觸碰操作就實現(xiàn)了像觸碰真 實物件一樣的立體操作，達到了在三維空間下觸碰立體目標物件的操作。下面再詳細介紹下本發(fā)明三維空間觸控操作方法的一個流程圖，請參考圖1所示，首先確定在三維空間內(nèi)投射出了虛擬的目標物件，然后掃描檢測其所在三維空間內(nèi)由 電場變化而引起電容變化的趨勢，從而確定出該觸控對象的外部形態(tài)以及相對三維空間的 觸控位置和觸控動作，通過對觸控點不同時刻的坐標關(guān)系從而計算出其運動方向以及運動 速度等參數(shù)，最后執(zhí)行相應的操作。由于是利用全息圖的原理，經(jīng)過本發(fā)明所述的投射空間 觸控系統(tǒng)處理后，再通過掃描檢測三維空間中虛擬觸控對象電場的變化趨勢，所以可以確 定出觸控對象如手的外部形態(tài)和數(shù)目，以及與虛擬目標物件相接觸點的三維坐標。由此用 戶在觸碰操作立體的目標物件時，不但更加形象、具體，而且更加方便。在確定出了所述參數(shù)后，我們就可以在三維空間中實現(xiàn)對虛擬目標物件的具體操 作動作，如對虛擬目標物件的握抓、推拉、縮放等手勢。首先以握抓的動作手勢為例，此時若 所述觸控對象的坐標位于虛擬目標物件的相對前、后或上、下的位置，或環(huán)繞于該虛擬目標 物件，則判定該觸控動作為握抓的手勢。此時的觸控對象可以是一只手、兩只手，亦或是二 指和多指。而對于推的動作手勢，若所述觸控對象的坐標位于且只位于虛擬目標物件的相 對前或后或上或下的位置，并沿虛擬目標物件的方向運動，且在運動過程中保持觸控或者 是該觸控對象在運動一定的時間后離開了該虛擬目標物件，那么就判定該觸控動作為推。 當然在上述推的動作手勢中，若在所述一定時間內(nèi)離開了所述虛擬目標物件的表面，則虛 擬目標物件將沿觸控對象離開時的最后速度，以預先設(shè)定的一個負加速度運動直到速度為 零時停止運動。此時的觸控對象可以是一只手、兩只手或者是一指、多指。同理，對于拉的動作手勢，若所述觸控對象的坐標位于該虛擬目標物件的相對前 后或上下位置，或環(huán)繞于虛擬目標對象，并沿同一方向運動且觸控點坐標相對位置沒有改 變，并保持觸控，則判定該觸控動作為拉。而對于放大的動作手勢，若所述觸控對象的坐標 位于該虛擬目標物件表面的相對前后或上下位置，或是環(huán)繞于該虛擬目標物件，并沿相反方向運動，且保持觸控，則判定該觸控動作為放大。此時的觸控對象可以是兩只手或者每只 手的至少兩根手指。而對于縮小的動作手勢，若所述觸控對象為兩只手時且其坐標位于該 虛擬目標物件表面的相對前或后或上或下位置，或環(huán)繞于該虛擬目標物件，并沿相對方向 運動且保持觸控，則判定該觸控動作為縮小。而若所述觸控對象位于該虛擬目標物件的相 對前后或上下位置，或環(huán)繞于虛擬目標物件并沿相對方向運動，并保持觸控，則判定該觸控 動作也為縮小。此時該觸控對象可以 是一只手或者至少兩根手指。
總之，本發(fā)明所述的三維空間觸控操作的方法，利用三維空間的觸控系統(tǒng)，借助全 息圖，再利用觸控面板上電容式觸控芯片不斷掃描偵測出其所在三維空間由電場變化而引 起的電容變化趨勢，最終確定出觸控對象的操作手勢。
權(quán)利要求
一種三維空間觸控操作方法，其特征在于該三維空間中設(shè)有觸控系統(tǒng)，所述觸控系統(tǒng)在三維空間內(nèi)投射出虛擬三維空間目標物件，通過觸控系統(tǒng)中的觸控面板掃描偵測其由電場變化而引起的電容變化趨勢，從而確定觸控對象的外部形態(tài)、相對位置以及觸控動作，并計算出相關(guān)參數(shù)，最終執(zhí)行相應的操作手勢。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述計算相關(guān)參數(shù)是通過觸控點不同時刻 的坐標關(guān)系計算而來的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述相關(guān)參數(shù)是指運動方向、運動速度 等參數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述觸控系統(tǒng)還包括主機和三維空間投射 成像設(shè)備。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述三維投射空間觸控系統(tǒng)可以利用全息 圖來完成觸控操作。
6.如權(quán)利要求1所述方法形成的操作手勢，即對虛擬三維空間目標物件的操作，其特 征在于判定所述觸控對象在所述虛擬三維空間目標物件的相對位置，及其運動和變化，根 據(jù)該位置從而判斷出對應的手勢動作。
7.如權(quán)利要求6所述方法形成的操作手勢，其特征在于若所述觸控對象的坐標在所 述虛擬三維空間目標物件的相對前后或上下位置，或環(huán)繞于所述該虛擬三維空間目標物 件，則判定該觸控動作為握抓。
8.如權(quán)利要求6所述方法形成的操作手勢，其特征在于若所述觸控對象的坐標在所 述虛擬三維空間目標物件的相對前或后或上或下位置，并沿虛擬三維空間目標物件的方向 運動，且在運動過程中保持觸控或者是該觸控對象在運動一定的時間后離開了該虛擬三維 空間目標物件，那么就判定該觸控動作為推。
9.如權(quán)利要求6所述方法形成的操作手勢，其特征在于若所述觸控對象的坐標位于 所述虛擬三維空間目標物件的相對前后或上下位置，或環(huán)繞于虛擬目標對象，并沿同一方 向運動且觸控點坐標相對位置沒有改變，并保持觸控，則判定該觸控動作為拉。
10.如權(quán)利要求6所述方法形成的操作手勢，其特征在于若所述觸控對象的坐標位于 虛擬三維空間目標物件的相對前后或上下位置，或環(huán)繞于虛擬三維空間目標物件，并沿相 反或相對方向運動，且保持觸控，則判定該觸控動作為縮放。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三維空間觸控操作的方法，該三維空間中設(shè)有觸控系統(tǒng)，所述觸控系統(tǒng)在三維空間內(nèi)投射出虛擬三維空間目標物件，通過觸控系統(tǒng)中的觸控面板掃描偵測其由電場變化而引起的電容變化趨勢，從而確定觸控對象的外部形態(tài)、相對位置以及觸控動作，并計算出相關(guān)參數(shù)，最終執(zhí)行相應的操作手勢。本發(fā)明所述的三維空間觸控操作方法及其手勢，不但操作方法和相關(guān)手勢簡單，而且實現(xiàn)了將觸控屏上顯示的二維目標物件轉(zhuǎn)換成了三維空間下的立體物件，因此，用戶在觸碰操作時更加具體、形象。
文檔編號G06F3/041GK101866243SQ20101022359
公開日2010年10月20日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者劉代強 申請人:蘇州瀚瑞微電子有限公司