基于Intel RealSense的物品展示系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

張姣姣 司占軍 劉穎

摘要：該設(shè)計(jì)是基于Intel RealSense 的物品展示系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)，這里的展示系統(tǒng)主要是展示汽車模型的外觀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，汽車和汽車展廳形成一個(gè)三維空間并且汽車和汽車展廳都是動(dòng)態(tài)的，通過手部的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)基本的控制，包括打開車門觀看車內(nèi)的結(jié)構(gòu)，讓你有一種身臨其境的感覺，感覺真實(shí)地站在展廳里面欣賞汽車。

關(guān)鍵詞：感知計(jì)算；Intel RealSense技術(shù)；人機(jī)交互；展示系統(tǒng)

中圖分類號：TP23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）15-0109-00

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展和便攜式智能設(shè)備的瘋狂增長，人們對既繁瑣又傳統(tǒng)的人機(jī)交互形式已經(jīng)不再滿足。人機(jī)交互的方式已經(jīng)由傳統(tǒng)的一些圖形用戶界面、鍵盤鼠標(biāo)等輸入輸出設(shè)備的交互形式[1]，慢慢發(fā)展到屏幕觸摸、語音識別控制、姿勢追蹤、生物及動(dòng)作的識別等更加直觀、人性化的交互形式。Intel Realsense技術(shù)的研究以及出現(xiàn)，很大程度上縮短了人與電腦間的距離[2]，讓用戶和人機(jī)互動(dòng)的渴望得到滿足，并且使用戶和人機(jī)交互感覺更加真實(shí)。該設(shè)計(jì)是根據(jù)現(xiàn)在市場上最新的體感技術(shù)來實(shí)現(xiàn)物品的展示系統(tǒng)，需要展示的物品是汽車。首先展示系統(tǒng)是通過手勢的捕捉來控制物品的展示，在交互過程中可以通過體感技術(shù)來獲取物品展示系統(tǒng)想要傳達(dá)的信息，對想要展示的系統(tǒng)包括展示的物品有一個(gè)很深刻的印象，在獲取展示系統(tǒng)的和展示物品信息的過程中，還可以從里面獲取很多樂趣。

1 開發(fā)環(huán)境與軟件

電腦配置：第四代英特爾處理器或更高版本，8G可用內(nèi)存，USB3.0接口。IntelRealsense 3D camera（SR300） 范圍：0.2—1.2 米，室內(nèi)和間接陽光照射；景深/IR：640x480 分辨率 （60 FPS）；彩色攝像頭：高達(dá) 1080p （30 FPS），720p （60 FPS）；景深攝像頭：高達(dá) 640x480 60 FPS（快速 VGA，VGA），HVGA 110 FPS；IR 攝像頭：高達(dá) 640x480 200 FPS；主板接口：USB 3.0， 5V， GND；所需操作系統(tǒng)：Microsoft Windows* 10 64 位 RTM；語言：C++， C#， Visual Basic*， Java*， JavaScript*

系統(tǒng)要求：Windows8.1或者以上版本，64位，Microsoft.NET 4.0或者更高的統(tǒng)一游戲開發(fā)處理框架。

2 設(shè)計(jì)思路及流程圖

首先收集相關(guān)素材，然后在Autodesk 3ds Max中創(chuàng)建模型，并分別在Photoshop和Unity中進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)以及編程設(shè)計(jì)，并撰寫代碼，實(shí)現(xiàn)手勢控制等交互功能，最終發(fā)布測試。設(shè)計(jì)思路及流程圖如圖1所示。

3 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 前期素材準(zhǔn)備

物品展示系統(tǒng)是一個(gè)綜合的場景，前期的材料收集必不可少，所需要的素材有汽車和汽車展廳的紋理貼圖，展示系統(tǒng)的背景音樂，還有所需要做的汽車模型的具體參數(shù)。與物品展示系統(tǒng)還有Intel Realsense技術(shù)相關(guān)的視頻。

3.2 創(chuàng)建模型

構(gòu)建需要展示的物品展示系統(tǒng)的模型需要兩部分，第一部分是需要展示的汽車的模型，第二部分是放置汽車的汽車展廳。

汽車三維模型的制作。在這里采用的是用三視圖的方法制作汽車模型，首先創(chuàng)建一個(gè)平面，并創(chuàng)建一個(gè)材質(zhì)球，選擇位圖貼圖，將汽車的平面圖形賦予所創(chuàng)建的平面。然后復(fù)制這個(gè)平面，復(fù)制三份，并將剩下的視圖按照相同的方法貼給三個(gè)平面，接下來使用旋轉(zhuǎn)工具三視圖調(diào)整到正確的角度。放置好三視圖之后，將窗口切換到左視圖。然后在右邊的編輯器界面選擇創(chuàng)建點(diǎn)擊圖形，選擇線工具，然后用線勾勒出車身的基本結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)封閉的曲線平面，接下來對面執(zhí)行擠出的命令，回到透視圖，將平面擠出一半。再回到頂視圖按住alt+x將模型編程半透明狀態(tài)然后將模型調(diào)整到和車身一樣的寬度。再回到透視圖，將模型轉(zhuǎn)化為可編輯多邊形，選擇點(diǎn)，將所有的點(diǎn)連接起來，并進(jìn)行調(diào)整，創(chuàng)建出汽車的基本模型，如圖2為汽車模型的制作過程圖。

汽車展廳的制作。首先在3DMAX中建立一個(gè)長方體，或者其他3D模型也可以，將建設(shè)好的長方體轉(zhuǎn)化成為可編輯多邊形[3]，在3DMAX中如果想對一個(gè)模型進(jìn)行編輯一定要將模型轉(zhuǎn)化成為可編輯多邊形才可以多模型的點(diǎn)、線、面進(jìn)行編輯，建設(shè)好模型后，我們通過對正繁體的加線減線，擠出，倒角等多個(gè)功能做出我們所需要的模型的基本形狀，在經(jīng)過更加細(xì)致的微調(diào)打到我們所需要的效果。然后對展廳的內(nèi)部進(jìn)行建模，將搜集到的素材導(dǎo)入到所建的展廳中，放置到事先設(shè)想好的位置。最后對其進(jìn)行貼圖，并添加燈光效果即可完成[4]。

3.3 展示系統(tǒng)交互功能的實(shí)現(xiàn)

首先配置環(huán)境，為電腦安裝SDK。該程序具有提供腳本語言和SDK的深度開發(fā)能力，從而實(shí)現(xiàn)對用戶定制的制作工具的創(chuàng)建和無縫化集成。然后，在電腦程序中找到SDK的程序之后，連接Intel RealSense攝像頭，并調(diào)試攝像頭讓其運(yùn)行。

然后將準(zhǔn)備好的模型及素材導(dǎo)入U(xiǎn)nity。首先將導(dǎo)入的模型拖拽到hierarchy窗口中形成預(yù)制件，這時(shí)模型就會(huì)在sense窗口顯示；然后將導(dǎo)入的模型拖拽到hierarchy，并在sense窗口里面將模型擺放到需要的位置，在右側(cè)Inspector的Transfom中進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整，調(diào)整到自己需要的位置，然后進(jìn)行比例的調(diào)整，讓汽車和展廳以合適的比例在sense場景中顯示，然后在game窗口中觀察物體的位置，進(jìn)行再一步的調(diào)整，運(yùn)行程序在game中觀看展廳和汽車的比例，位置，如果不滿意再進(jìn)行微調(diào)。接下來就是給模型設(shè)置手勢，賦腳本。模型需要實(shí)現(xiàn)的功能有移動(dòng)，縮放，旋轉(zhuǎn)；其次，設(shè)置手勢實(shí)現(xiàn)上述的功能，以旋轉(zhuǎn)為例，首先新建一個(gè)GameObject，將編寫好的旋轉(zhuǎn)物體的代碼腳本直接拖拽給GameObject，這時(shí)GameObject腳本選項(xiàng)上面會(huì)有一個(gè)Traget選項(xiàng)，這是我們就將汽車模型拖拽給Traget，然后我們給GameObject賦予三個(gè)sendmessage，通過三個(gè)sendmessage分別來控制時(shí)間的開始，追蹤，結(jié)束，并在第一個(gè)sendmessage上選擇需要的手勢和需要觸發(fā)的事件，如圖3所示。其余功能與上述步驟相似，在這里就不一一贅述了。

3.4 測試與發(fā)布

點(diǎn)擊運(yùn)行進(jìn)行測試與完善。然后進(jìn)行發(fā)布，點(diǎn)擊工具欄中File里面的Build Setting，點(diǎn)擊下面的Add Open Sense，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將你所做的場景添加到Sense In Build中，然后在下面的Platfrom中選擇第二個(gè)選項(xiàng)，將我們所做的程序發(fā)布到PC端。點(diǎn)擊Build發(fā)布完成。

4 總結(jié)

該設(shè)計(jì)基于IntelRealsense技術(shù)開發(fā)出一款物品展示系統(tǒng)，該展示系統(tǒng)主要展示了汽車各個(gè)功能場景，通過該系統(tǒng)可以直觀的體驗(yàn)到汽車的性能、外觀，實(shí)現(xiàn)鏡頭的拉近拉遠(yuǎn)、視角切換等功能。將做好的汽車模型放在建設(shè)好的展廳當(dāng)中，利用IntelRealsense技術(shù)實(shí)現(xiàn)物品的展示，該系統(tǒng)通過手勢控制來展示汽車的旋轉(zhuǎn)，縮放，移動(dòng)，打開車門觀看汽車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過手勢，讓客戶能更加直觀的觀看汽車，了解到汽車的外形，性能。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 喬戈. 室內(nèi)設(shè)計(jì)中的3Dmax建模技巧探析[J]. 藝術(shù)研究， 2017（2）： 176-177.

[4] 黃科進(jìn). 基于Virtools的汽車模擬駕訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[D]. 成都： 四川師范大學(xué)， 2010.