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

5691. Генетика вирусов. Структурная организация генома клетки 138.5 KB
  Величайшие достижения середины XX века - открытие дискретных единиц наследственности (генов), разработка хромосомной теории наследственности, развитие биохимической генетики микроорганизмов и установление принципа один ген...
5692. Россия на пути суверенного развития (1991-2001 гг.) 59.64 KB
  Россия на пути суверенного развития (1991-2001 гг.) Переход к рыночным реформам. - Политический кризис 1993 г. Принятие Конституции РФ. Первая Чеченская война. Второй срок президентства Б. Ельцина и углубление кризиса. Вторая Чеченская война. И...
5693. Ответственность за нарушение экологического законодательства 155.5 KB
  Введение. Понятие и состав экологического правонарушения. Понятие и состав экологического преступления. Административная и гражданско-правовая ответственность за экологическое правонарушения. Заключение. Цель лекции: ознакомить сту...
5694. Организация производства мясных полуфабрикатов и мясоперерабатывающего цеха 747.55 KB
  Тема данной курсовой работы в настоящее время является актуальной, так как в России на долю пищевой и перерабатывающей промышленности приходится более половины продовольственного товарооборота страны. В состав этой отрасли входит более 30 подотраслей...
5695. Организация технологического процесса по приготовлению блюд Азу по-татарски и Сочни с творогом 484.94 KB
  Организация технологического процесса по приготовлению блюд Азу по-татарски и Сочни с творогом Общая характеристика кулинарии как науки Известно ли вам, что есть на свете две профессии, которые мы знаем с самого детства? Не просто знаем, а сразу...
5696. Технология татарской кухни и ее изучение в средней общеобразовательной школе 514.84 KB
  В настоящее время наряду с традиционными кухнями люди используют в своей жизнедеятельности достижения национальных кухонь. Многочисленные путешественники называли татарскую национальную кухню сытной и вкусной,простой и изысканной...
5697. Фінансове планування. Зміст та задачі фінансового планування 442.78 KB
  Зміст та задачі фінансового планування Лекція Сутність та задачі фінансового планування на підприємстві Логічна послідовність процесу фінансового планування Інтегроване фінансове планування Види фінансового планування ...
5698. Охорона праці. Системи управління охороною праці 373.27 KB
  Міжнародні норми в галузі охорони праці Соціальне партнерство (соціальний діалог) в охороні праці. Соціальне партнерство як принцип законодавчого та нормативно-правового забезпечення охорони праці. Соціальний діалог у Європейському Союзі (ЄС...
5699. Гроші та кредит. Роль грошей в економіці, їх необхідність, сутність та функції 1.32 MB
  Тема 1. Роль грошей в економіці, їх необхідність, сутність та функції. Питання, які необхідно розглянути. Необхідність та еволюція грошей Сутність грошей. Функції грошей. Сутність раціонування. Грошові потоки в кругообігу продуктів і ...