计算机视觉交互设计研究及实践

论文摘要

在科学技术的推波助澜下,数字媒体表现形式不断创新,数字媒体创作进入一个崭新的时期,并带动计算机人机交互技术发展。人机交互将计算机与人的生活环境融合在一起,也改变了我们对于传统艺术媒体的思考与认知。计算机技术给予创作设计强大地支持,并提供设计师多元创作地可能性,其作品的内容更超越传统印象中的样貌,作品内容不再是单一向度的静态表现,更多的互动关系、生活感觉、场景美学,与作品的互动,营造出一种共同的体验。透过计算机视觉交互将真实影像与虚拟空间呈现真实感。以虚拟空间制造真实空间的虚拟实境,是科技与创作整合创作形态独特的表现手法,科技与创作的融合,让作品呈现出全新的视觉经验与感官体验,在虚拟中感受真实,在真实中体验虚拟。视觉交互的艺术设计与相关技术同等重要,应以视觉交互发展历程及相关领域应用入手,循序渐进分析设计视觉交互的策略及艺术化展现,在研究视觉交互实现原理及相关技术后,体会视觉交互作品的传达效果同时掌握相关设计与技术细节。本文并非是一篇纯技术论文,它着重通过技术人员视角探讨视觉交互发展历程、应用领域及相关技术,结合数字媒体艺术发展,解决如何将视觉交互体验和创作设计更好的结合,分析视觉交互作品创作流程、设计、技术等要点。并阐述了计算机视觉原理与相关技术,分析视觉交互的行为模式。让读者更直观地感受到视觉交互作品所传达的效果,同时又了解相关设计与技术细节。最后以用摄像头来实现视觉交互的开发例子。进一步证明,现阶段基于视觉的交互系统是一种自然舒适,符合人体感官的人机交互方式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 前言
• 1.2 基于“视觉”人机交互
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 本章小结
• 2 视觉交互发展历程及相关领域应用
• 2.1 视觉交互的发展历程
• 2.2 视觉交互应用领域
• 2.2.1 数字媒体设计领域
• 2.2.2 娱乐游戏领域
• 2.2.3 智能视觉监控领域
• 2.3 本章小结
• 3 视觉交互设计的探讨及研究
• 3.1 人机交互设计的探讨
• 3.2 设计和开发视觉交互的策略
• 3.2.1 视觉交互的反馈一致性考虑
• 3.2.2 设计视觉交互的艺术化的展现
• 3.3 视觉交互案例体验
• 3.4 本课题视觉交互演示系统设计
• 3.4.1 系统的设计方案
• 3.4.2 虚拟场景和虚拟图形
• 3.4.3 视觉目标识别跟踪
• 3.5 本章小结
• 4 视觉交互系统目标检测跟踪
• 4.1 视觉交互系统下目标检测跟踪工作过程
• 4.2 图像采集
• 4.3 初始化过程
• 4.4 图像处理过程
• 4.4.1 图像色彩空间及转换
• 4.4.2 图像的平滑滤波
• 4.4.3 图像的二值化
• 4.5 图像识别跟踪
• 4.5.1 图像识别跟踪方法介绍
• 4.5.2 本视觉交互演示系统手和脸的识别
• 4.6 实验结果和不足
• 4.7 本章小结
• 5 视觉交互演示系统实现
• 5.1 视觉交互演示系统
• 5.2 一台摄像头的距离变化
• 5.3 虚拟场景和虚拟对象的实现
• 5.4 虚拟场景中立体图形及颜色显示范围
• 5.5 系统整体构成和效果演示
• 5.6 实验环境和结果
• 5.7 进一步的技术探讨
• 5.7.1 运动检测
• 5.7.2 人脸检测
• 5.8 本章小结
• 6 全文总结
• 6.1 主要结论
• 6.2 视觉交互前景展望
• 参考文献
• 附录-演示程序部分源代码
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文