30480

GESTURE-BASED INTERFACE: TECHNOLOGY AND APPLICATION

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

Recently gesture-based interfaces are becoming more widely used. There are many advantages of gesture-based interfaces such as small learning time, wide availability (if they done properly), and, in some cases, the lack of manipulators, which is important for mobile devices

Английский

2015-01-19

35.5 KB

0 чел.

Alexander Zyryanov

GESTURE-BASED INTERFACE: TECHNOLOGY AND APPLICATION

Department of Informatics and Processes Management, Ural State University, Ekaterinburg, Russia

  1.  Introduction

Recently gesture-based interfaces are becoming more widely used. There are many advantages of gesture-based interfaces such as small learning time, wide availability (if they done properly), and, in some cases, the lack of manipulators, which is important for mobile devices. However, gesture-based interfaces perceived by many as the entertainment-only technology, which is not suitable for serious work. In this article we will talk about our gesture-based interface and its possible applications.

  1.   «Flashlight interface»

We have developed gesture-based interface which uses ordinary flashlight and standard webcam for three-dimensional input. In addition to low cost and ease of use this technology has one important advantage: camera sees a flashlight not as a point, but as a circle. This feature allows us to calculate 3D position and orientation of flashlight using only one camera. Therefore, we don’t need to calibrate the system before using. Researches have shown that our interface is convenient for users, it works effectively in all kind of ambient light, and it has sufficient accuracy and speed for successful gaming and working. It’s possible to add buttons to the flashlight (they can change its color) for mouse emulation.

To create a rich interface it is not enough to determine the three dimensional position of the hands of the user. We must also be able to recognize user gestures - a trajectory of user’s hands movement. To solve this problem we’ve developed an algorithm that allows finding gestures in a continuous user input and their recognition. Since we want to interact with virtual objects in the same way as if the object is real, and since user’s real hand hold an object (a flashlight), user’s virtual hand should also hold an object. In other words, all manipulations with the objects must be performed with virtual instruments. This approach has many important advantages. It is convenient for the user, because interaction with virtual world is based on the real life experience. This approach is also convenient for the developer, since the use of the virtual instrument sets the context of possible action and thus facilitates the gesture recognition process (and makes it more accurate because we have to choose from a smaller number of patterns). It should also be noted that such gestures are associated exclusively with the instrument and therefore does not depend on the national culture of the user.

When one camera is not enough, our system allows the simultaneous use of multiple cameras. In this case, camera calibration is performed automatically and in real time (by our special algorithm) that makes such systems as easy to install as systems with only one camera.

We performed a comparative test.  The task was to move object in three dimensional space using classic mouse interface and flashlight interface. Time required to solve the problem by using one or the other interface was roughly equal, and two-thirds of the subjects said that the our interface is more convenient to the traditional one.

  1.  Application

To be useful and convenient, the dimension of the interface must be equal to the dimension of display and the dimension of the application. Say, moving three-dimensional objects using three-dimensional interface and two-dimensional display is inconvenient, and creating three-dimensional input device for typing text is practically meaningless.

Thus, three-dimensional gesture-based interfaces are best used for interaction with the three-dimensional space using three-dimensional displays. These include, primarily, CAVE-system, where such interfaces are already used extensively, and virtual reality systems, where such interfaces are rare, but quite successfully. However, the development of three-dimensional displays for home computers and a large number of three-dimensional applications (such as entertainment and business software) allows us to hope that the three-dimensional interfaces will not only useful but also necessary for the widest range of users in a very near future.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54453. ЗАГАЛЬНИЙ НЕДОРОЗВИТОК МОВЛЕННЯ 79 KB
  Проте не у всіх випадках ці процеси проходять благополучно: у деяких дітей навіть при нормальному слуху та інтелекті різко затримується формування кожного із компонентів мови: фонетики лексики граматики. У всіх дітей із ЗНМ завжди спостерігається порушення звуковимови недорозвиток фонематичного слуху помітне відставання в формуванні словникового запасу і граматичної будови. У дітей із нормальним інтелектом на відміну від дітей олігофренів пасивний словник значно перевищує активний. Характерним для дітей цього рівня є використання...
54454. Ліс. Дерева. Кущі. Ягоди 38.5 KB
  Мета: Збагачувати активний словник дітей на основі знань і уявлень про навколишнє середовище: закріплювати узагальнювальні слова: ліс дерева кущі; учити добирати визначення до цих слів. Розглядання малюнків із зображення дерев кущів розширення словникового запасу “Поглянь на малюнки та скажи що там зображено†Іменники: береза горобина гущавина дерево дуб запах кущі ліс ліщина осика підлісок повітря сосна тополя хаща ялинка. Прикметники: березовий великий густий запашне змішаний листяний лісове сирий сосновий...
54455. 26 вересня - Європе́йський де́нь мо́в 5.69 MB
  Мета: ознайомити дітей зі святом Європейський День мов. Формувати в учнів інтерес до вивчення рідної та іноземної мов. Розвивати мислення, пам’ять, увагу та активізувати словниковий запас. Виховувати людяність, гуманність, пізнавальний інтерес, любов до слова та народних традицій, бажання самостійно вивчати мови.
54456. КУЛЬТУРА МОВЛЕННЯ. СПІЛЬНЕ ТА ВІДМІННЕ В УКРАЇНСЬКІЙ І РОСІЙСЬКІЙ МОВАХ 259.5 KB
  Учитель української мови. Доброго дня дорогі діти Учитель російської мови. Учитель української мови. А Олесь Гончар писав: Запашна співуча гнучка милозвучна сповнена музики і квіткових пахощів скількома епітетами супроводяться визначення української мови.
54457. Эмоции и волевая деятельность 95 KB
  Актуальность данной темы для студентов ВУЗа медицинского профиля определяется наличием тесной связи между эмоциональным состоянием человека и его соматическим благополучием. Хорошо известно благотворное действие некоторых эмоций на течение болезни
54458. Любовь к Родине, начинается с любви к матери 52.5 KB
  Мама мамочка. Повторяя движения губ матери мы произносим свое первое в жизни слово: мама. В этот день юноши и девушки которые работали подмастерьями или слугами возвращаясь домой приносили в подарок своим мамам фруктовый пирог.
54459. Подвижные игры: эстафеты, подвижные игры «Подкрадись к спящему», «Хитрая лиса», «Совушка» 90 KB
  Подготовительная 10 мин 1.Построение в шеренгу 2 мин Построились. Сначала сделаем разминку: ходьба прыжки на месте и в движении и беговые упражнения затем проведем эстафету и поиграем 3. 2 мин По спортзалу шагом марш Голову не опускаем спину держим прямо соблюдаем дистанцию.
54460. Шлифование древесины шкуркой 141 KB
  Организационная часть 35 Проверка наличия и готовности учащихся к занятию Оценивает внешний вид учащихся. Принимает доклад дежурного Дежурный докладывает о наличии и готовности учащихся к занятию 2. Актуализация знаний и опыта учащихся по вопросам предыдущего учебного материала 510 Воспроизведение знаний и умений учащихся являющимися опорными для формирования новых знаний и способов действий Прежде чем перейти к изучению новой темы вспомним предыдущий материал и обсудим следующие вопросы. Создание внутренней потребности в освоении...
54461. Финансы и кредит 512.82 KB
  Термин финансы возник в 13-15 веке в Италии. Сначала он обозначал любой ден. платеж, позднее начал означать систему ден. отношений (СДО). СДО - делится на финансовые отношения и кредитные отношения.