3-D空气触摸屏在移动设备上操作

(Phys.org)-虽然Wii和Kinect等交互式3D系统已经流行了几年，但3D技术尚未成为移动设备的一部分。 然而，研究人员正在研究这一问题，最近的一篇论文展示了一个3D“空中触摸”系统，允许用户触摸移动设备显示的浮动3D图像。 嵌入在显示像素中的光学传感器可以感知设备上方三维空间中裸指的运动，从而导致许多新的应用。

王在接受Phys.org的采访时说：“移动设备中的3D空中触摸系统可以提供非接触式手指检测和有限的视点来操作浮动图像，可应用于3D游戏、交互式数字标牌等。” 虽然目前的技术还存在一些问题，如屈服率、传感器均匀性等，但我们预测这种技术在不久的将来可能会出现。

由于移动设备的体积小和便携性，在这些设备上实现三维系统不同于在电视和其他大屏幕上使用的三维系统。 通常，大型三维系统需要额外的笨重设备或摄像机来进行运动检测。 对于移动系统，这些额外的设备将是不方便的，相机有一个有限的视野，以检测接近显示器的物体。 一些提出的移动设备的3D系统使用屏幕附近的传感器，但这些系统需要明亮的环境照明，因此它们在黑暗条件下不能很好地工作..

围绕这些限制，Wang等人设计了一个4英寸显示屏的三维系统，其中光学传感器直接嵌入到显示像素中，而红外背光则被纳入设备本身。 研究人员还在显示器的边缘添加了角度扫描照明器，以提供足够的照明。 总的来说，这三个组件提供了一个三维系统，它是紧凑的，具有广泛的视野，并且独立于环境条件。

研究人员解释说，计算指尖3轴(x，y，z)位置的算法不如图像处理所用的算法复杂，可以进行快速的实时计算。 首先利用红外背光和光学传感器确定指尖的2D(x，y)位置。 然后计算指尖的深度，角照明器以不同的倾斜角度发射红外光。 对不同区域累积强度的分析提供了具有最大反射率的扫描角，从而导致指尖的三维位置。

实验结果表明，原型三维空气触摸系统性能良好.. 2D触摸系统要求定位的最大误差不超过0.5cm，三维触摸原型在较大深度的最大误差为0.45cm，对于较小深度的误差较小。 原型的深度范围为3cm，但研究人员预测，通过提高传感器的灵敏度和扫描分辨率，这一范围可以进一步增加..

在未来，3D触摸接口也可能从单点触摸扩展到多点触摸功能，这可以启用更多的应用程序。 然而，多点触摸功能将需要克服遮挡效应，当一个指尖阻塞第二个指尖时，传感器无法区分两者。 研究人员还计划进行3D空气手势操作，以便在移动设备中制作3D签名。

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