3D虚拟环境中的选择技术分类

Posted 2020-11-06 mysunnytime

我们在3D虚拟环境（Virtual Environment, VE）中需要完成的操作有3种：选择物体，操纵（改变）物体，漫游。这里来总结一下3D VE中的选择技术的种类。本文根据Argelaguet和Andujar于2013年发表的survey¹，以及相关文献总结。

Ryan，Kopper和Bowan提出的分类²（以用户指出物体的方式分类）

1. Virtual Hand 虚拟手

像现实中一样，用虚拟手来接触VE中的物体来做选择。

2. Pointing 隔空指物

不直接接触物体，隔空指物来做选择。一般是raycasting，从手上发射一条射线指向物体，也有利用视线来选择的。

3. Occlusion 三点一线

眼睛发射射线，但是用手来控制射线的方向。眼、手和物体在同一直线上时选择该物体。

4. Volume-Based 创造体积

让远处的物体或者小的物体更好选择，给物体一个额外的选择范围（虚拟体积）。这种就需要解决一个问题，就是空间内有多个物体时，虚拟体积重合了，如何做选择的问题。现有的方法有，选择接近选择射线的，选择离用户近的，以及列出独立的物体列表进行二次选择。

5. Indirect 非直接选择

用一些其他方式来做非直接选择，比如设计好按某个按钮，某物体就被选择。

我们可以看出，这些选择分类并不是互斥的，比如虚拟手和隔空指物都可以和创造体积的方式结合起来。

 

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1 Argelaguet, F., & Andujar, C. (2013). A survey of 3D object selection techniques for virtual environments. Computers & Graphics, 37(3), 121-136.

2 McMahan, R., Kopper, R., & Bowman, D. (2014). Principles for Designing Effective 3D Interaction Techniques. In K. Hale & K. Stanney, Handbook of Virtual Environments (Vol. 20143245, pp. 285–311). CRC Press. https://doi.org/10.1201/b17360-16