16、基于多触摸技术的 3D 对象自由操作新方法

基于多触摸技术的 3D 对象自由操作新方法

1. 引言

在科学可视化领域，3D 数据的交互操作是一项基础且关键的任务。传统桌面环境中基于鼠标和键盘的间接交互方式存在一定局限性，而直接触摸设备具有诸多优势，如更直观的操作体验等，这促使我们充分利用其特性，构建更直观的科学 3D 数据触摸交互方式。不过，使用 2D 多点触摸显示屏在虚拟 3D 世界中与 3D 数据进行交互是一项艰巨且具有挑战性的任务，需要从 2D 触摸输入到 3D 操作建立本能的映射。

2. 相关工作

触摸交互在人机交互中具有重要意义，在科学可视化的人机交互领域，其挑战在于定义从 2D 触摸输入到 3D 操作的本能映射。此前，已有不少研究和工具开发者针对这一挑战开展工作：
- Screen - space 技术 ：基于操作 2D 数据的 RST 标准技术，将其扩展到 3D 操作，用三个或更多手指以整体方式控制 6 个自由度。
- Z - 技术 ：通过添加另一个手指进行深度定位，可作为设计直观 3D 位置交互的基线。
- Sticky 工具 ：通过划分 3D 操作任务的自由度，设计了完整的 6 - DOF 交互。
- Depth - Separated Screen Space (DS3) ：扩展了分离自由度的概念，结合 Z - 技术控制平移和 Screen - space 技术控制旋转。
- Eden ：专业的多触摸工具，用于构建虚拟有机环境，使用联合触摸而非单触摸来区分交互。