32、桌面三维拓展：技术与分类解析

桌面三维拓展：技术与分类解析

一、引言

近年来，水平直接触摸桌面成为研究热点，但多数工作聚焦于二维应用和交互。然而，我们在现实桌面进行的任务往往是三维的。例如，医生团队可用患者身体的三维虚拟模型规划手术；建筑师能在创建实体模型前检查新建筑及其周边区域的三维虚拟模型；汽车设计工作室可在制作1:1实体黏土模型前展示和注释新车模型。鉴于这些应用的三维特性，有必要考虑三维显示、输入和交互技术。

目前虽有不少项目将桌面拓展到三维，但相关应用和研究成果分散在不同领域，如交互式三维图形、虚拟现实、增强现实和有形用户界面等。这给三维桌面应用的界面设计师带来挑战，他们需梳理过往工作以做出合适的设计决策。接下来将回顾和分类过往三维桌面交互工作，为未来应用和研究提供见解。

二、交互式三维桌面系统定义

交互式三维桌面系统指在水平表面上或上方呈现三维虚拟环境的系统，且不局限于特定交互隐喻。多数桌面系统提供直接触摸交互，但间接触摸和使用辅助输入设备的系统也有探索，三维桌面同样适用。

三、现有技术

3.1 二维桌面技术

最基础的三维桌面系统采用二维桌面显示器，通常在多点触摸输入设备上显示二维图像。尽管这类表面技术起源于20世纪80年代初，但近期有大量用于桌面多点触摸输入的技术涌现。这类系统虽常用于二维应用，但也可用于与三维数据交互。例如：
- Roomplanner：允许用户使用正交顶视图投影与平面图进行交互。
- Active Desk：大型绘图桌，设计师可像在传统绘图桌上一样工作。
- 近期，为二维桌面环境开发了许多三维交互技术：
- Hancock等人探索了使用二维桌面进行