CN102236414A - 三维显示空间中的图片操作方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维显示空间中的图片操作方法和系统，可以基于操作者的三维手势对三维显示空间中的图片执行各种操作，且这些操作基于由手势运动轨迹量化而来的参数，是一种更为精确的操作。

Description

三维显示空间中的图片操作方法和系统

技术领域

本发明涉及图像处理技术，尤其涉及三维显示空间中的图片操作方法和系统。 

背景技术

常见的图片浏览器有windows自带的图片和传真查看器、手机图片浏览器、微博图片浏览器、漫画图片浏览器以及其他可以显示图片的终端，将这些图片浏览器统称为二维图片浏览器，它们只能向用户展示平面的显示效果。 

随着3D技术的迅速发展，三维立体图片浏览器的出现更好的满足了人们的需求，它可以在三维显示空间中展示图片，使用户切实体验立体的显示效果。 

针对这种新的三维立体图片浏览器，如何能够通过更丰富的途径来实现对三维空间中显示的图片执行各种操作，已经成为研究热点。 

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种三维显示空间中的图片操作方法，可以基于操作者的三维手势对三维显示空间中的图片执行各种操作。 

本发明的第二个目的是提供一种三维显示空间中的图片操作系统，可以基于操作者的三维手势对三维空间中的图片执行各种操作。 

可见，利用本发明提出的三维显示空间中的图片操作方法及系统，可以基于操作者的三维手势对三维显示空间中的图片执行各种操作，且这些操作基于由运动轨迹量化而来的操作参数，是一种更为精确的操作。 

说明书附图 

图1为本发明三维显示空间中的图片操作方法的流程图； 

图2为本发明实施例一中的运动轨迹示意图； 

图3为本发明实施例一中图片的折叠示意图； 

图4为本发明实施例一中图片的卷曲示意图； 

图5为本发明实施例一中图片的卷筒示意图； 

图6和图7为本发明实施例二中图片的翻转示意图； 

图8为本发明实施例三中图片的缩放示意图； 

图9为本发明实施例四中图片在与纵深方向垂直的方向上移动的示意图； 

图10为本发明实施例四中图片在纵深方向上移动的示意图； 

图11为本发明实施例四中新图片移动显示示意图； 

图12为本发明实施例五中在图片中选定点的示意图； 

图13为本发明实施例五中在图片中剪切的示意图； 

图14为本发明实施例五中在图片中画线的示意图； 

图15为本发明三维显示空间中的图片操作系统的结构示意图。 

  

具体实施方式

本发明中的三维显示空间包括两种情况： 

第一、在基于3D显示系统实现时，三维显示空间就是操作者所处的真实空间，图片将在真实空间中显示出来；

第二、在基于2D显示系统实现时，三维显示空间是虚拟的立体显示空间，图片并没有在操作者所处的真实空间中显示出来，但操作者可以感受到一种虚拟的三维效果。

首先介绍本发明中的图片操作方法。 

图1为本发明三维显示空间中的图片操作方法的流程图，该流程包括： 

步骤101：识别操作者的手势及其在真实空间中的运动轨迹。

本步骤中，识别操作者的手势可以通过测算该手势上的所有点在真实空间中的坐标实现。识别手势在真实空间中的运动轨迹时，可以将手势上的一个点作为测算基准点，例如将一个手指指端作为测算基准点，通过测算该测算基准点在运动过程中在每一位置的坐标，识别出运动轨迹。 

上述测算坐标，均可以基于立体视觉技术实现，这里不再赘述。 

步骤102：根据操作者的手势判定操作类型，由运动轨迹量化操作参数。 

本步骤中，可以利用预设的手势模板，确定操作者的手势对应的操作类型。 

本步骤中，运动轨迹指示的操作量化参数可以包括：运动轨迹的形状、和/或运动轨迹上选定点的量化参数。这里的形状可以包括线条、封闭图形等，选定点可以包括起始点和结束点等。在下面的实施例中将给出多种具体的实现方式。 

步骤103：根据操作类型和操作参数，对三维显示空间中的当前图片执行操作。 

本步骤中，操作者可以通过特定的手势选中的一副图片作为当前图片，假设该特定手势为五指伸开的手掌，当基于3D显示系统实现时，如果在真实空间中，图片上存在超过六个的点与操作者的手势重合，则该图片为当前图片，当基于2D显示系统实现时，如果根据预设的真实空间的坐标与三维显示空间的坐标的映射关系，图片上存在超过六个的点与操作者的手势对应，则该图片为当前图片。 

可见，利用本发明提出的三维显示空间中的图片操作方法，可以基于操作者的三维手势对三维显示空间中的图片执行各种操作，且这些操作基于由手势运动轨迹量化而来的参数，是一种更为精确的操作。例如，可以基于操作类型和操作参数，对图片进行对应尺寸的缩放、对应角度的折叠和卷曲等等。 

  

实施例一：对三维显示空间中的图片进行折叠、卷曲或卷筒操作。

在本实施例一中，识别操作者做出的手势为伸出大拇指。 

在本实施例一中，将运动轨迹的起始点和结束点之间的连线称为第一连线，与第一连线距离最远的点称为第一顶点，将运动轨迹的起始点和第一顶点之间的连线称为第二连线，与第二连线距离最远的点称为第二顶点。 

    在本实施例一中，由运动轨迹量化操作参数，可以通过如下步骤实现： 

步骤1：测算第一连线的长度及第一顶点到第一连线的距离，测算第二连线的长度及第二顶点到第二连线的距离。

图2为本发明实施例一中的运动轨迹示意图，其中P1为起始点、P2为结束点、P3为第一顶点、P4为第二顶点。 

设P1的坐标为 

，P2的坐标为

，P3的坐标为

，P4的坐标为

。 

设线段P1P2的长度为L1，P3到线段P1P2的距离为d1，线段P1P3的长度为L2，P4到线段P1P3的距离为d2。 

线段P1P2的长度按照如下公式（1）计算。 

                              （1） 

P3到线段P1P2的距离按照如下公式（2）计算。

（2） 

上述公式（2）中的

为线段P1P2与线段P1P3之间的夹角，在按照公式（1）求出线段P1P2的长度L1和线段P1P3的长度L2的前提下，可得出该角度的值。

同理，d2的长度也可以按照公式（2）求出。 

步骤2：利用步骤1中的计算结果和预设的阈值，确定运动轨迹的形状。 

如果步骤1中的

，其中

为预设第一阈值，则确定运动轨迹为一条直线。 

如果步骤1中的

且，其中

为预设第二阈值，则确定运动轨迹为一条折线。线段P1P3和线段P2P3的夹角

为折叠角，按照如下公式（3）计算。 

（3） 

如果步骤1中的，则确定运动轨迹为一条弧线。如图2所示，线段P1P3的中垂线为h1，线段P2P3的中垂线为

，

与

的交点P0就是该弧线所处圆的圆心，线段P0P1的长度就是该圆的半径，可根据公式（1）来求线段P0P1的长度，并根据公式（3）来计算线段P1P3和线段P2P3的夹角，即该弧线的弧度角。

如果步骤1中的

，其中为预设第三阈值，则确定运动轨迹为圆。 

上述的预设第一阈值到预设第三阈值均可以根据试验确定。 

基于由运动轨迹量化而来的操作参数，在本实施例一中，对三维显示空间中的当前图片执行操作，包括以下三种情况： 

当运动轨迹为折线时，以图2中的P3为折点，以图2中的

角为折叠角度，在三维显示空间中折叠当前图片；折叠的方向与手势的运动方向相同；

当运动轨迹为弧线时，根据弧度角卷曲当前图片；

当运动轨迹为圆时，在三维显示空间中对当前图片进行卷筒操作，操作完成后图片的底面圆周长为图片的长度。

图3至图5分别为本实施例一中折叠、卷曲和卷筒操作的示意图，其中图片和手势之间的线条为手势的运动轨迹，手势上的实线箭头为手势的运动方向。 

  

实施例二：对三维显示空间中的图片进行立体翻转操作。

在本实施例二中，识别操作者做出的手势为握拳。 

    在本实施例二中，由运动轨迹量化操作参数，具体为测算运动轨迹的起始点和结束点在纵深方向上的距离。 

基于由运动轨迹量化而来的操作参数，在本实施例二中，对三维显示空间中的当前图片执行操作，通过如下步骤实现： 

步骤1：确定操作者双手在当前图片中的对应点。

本步骤中，在操作者左右手上各选择一个测算基准点，例如分别选择左右手攥拳后的中指关节为测算基准点。在基于3D显示系统实现时，如果某只手的测算基准点在真实空间中的坐标与图片在真实空间中的某一点坐标相同，则该点为这只手在当前图片中的对应点。在基于2D显示系统实现时，预设真实空间的坐标和三维显示空间的坐标的映射关系，按照该映射关系，如果某只手的测算基准点在真实空间中的坐标与图片的某一点在三维显示空间中的坐标相同，则该点为这只手在当前图片中的对应点。 

步骤2：根据操作者的双手对应的运动轨迹的起始点和结束点在纵深方向上的距离，将当前图片上的对应点在三维显示空间的纵深方向上移动对应的距离，并以两个对应点移动后的位置为基准，移动图片上其他点的位置。 

本步骤中，在基于3D显示系统实现时，将当前图片上的对应点在三维显示空间的纵深方向上移动相同的距离，在基于2D显示系统实现时，根据真实空间的坐标和三维显示空间的坐标的映射关系，将当前图片上的对应点在显示空间的纵深方向上移动相应的距离。 

图6和图7为本实施例二中图片翻转示意图，操作者双手在当前图片中的对应点正好是图片的两个对角点，可以看出，随着双手在纵深方向的来回移动，图片在三维显示空间中进行立体翻转。 

  

实施例三：对三维显示空间中的图片进行缩放操作。

    在本实施例三中，识别操作者做出的手势为伸开五个手指。 

在本实施例三中，由运动轨迹量化操作参数，具体是测算运动轨迹的起始点和结束点在纵深方向上的距离。 

基于由运动轨迹量化而来的操作参数，在本实施例三中，对三维显示空间中的当前图片执行操作，通过如下步骤实现： 

步骤1：将运动轨迹的起始点和结束点在纵深方向上的距离，转换为三维显示空间中图片在与纵深方向垂直的平面上的尺寸变化。

本步骤中，可以预设一种映射关系，即将真实空间中起始点和结束点在纵深方向上的距离，转换为三维显示空间中图片在与纵深方向垂直的平面上的尺寸变化。预设的原则可以根据应用需求任意选择，例如设置当真是空间中起始点和结束点在纵深方向上的距离为5厘米时，三维显示空间中图片在与纵深方向垂直的平面上缩小或放大20%。 

步骤2：根据确定出的尺寸变化，在三维显示空间中缩放当前图片。 

图8为本实施例三中的图片缩放示意图。 

  

实施例四：对三维显示空间中的图片进行移动。

在本实施例四中，识别出操作者做出握拳的手势。 

在本实施例四中，由运动轨迹量化操作参数，具体包括：测算运动轨迹的起始点和结束点的方向、及在该方向上起始点和结束点之间的距离。 

基于由运动轨迹量化而来的操作参数，在本实施例四中，对三维显示空间中的当前图片执行操作，通过如下方式实现：当运动轨迹的起始点和结束点的方向为纵深方向时，将当前图片在三维显示空间中的纵深方向上移动对应的距离；或者，当所述方向为与纵深方向垂直的方向时，将当前图片在该方向上移动对应的距离。同样的，这里所说的对应的距离与基于3D显示系统还是2D显示系统实现有关，这里不再赘述。 

图9和图10分别为本实施例四中的图片在与纵深方向垂直的方向移动及在纵深方向移动的示意图，其中在纵深方向上移动时，操作者会感觉图片远离或靠近的效果，但图片本身的尺寸并没有改变。 

作为一种特殊的场景，当操作者需要从三维存储空间中将一幅新的图片移动到三维显示空间中显示时，仍可采用本实施例四中的方法，如图11所示，操作者握拳并在水平方向移动，将一幅新的图片移动到三维显示空间中。 

  

实施例五：对三维显示空间中的图片进行局部操作。

在本实施例五中，识别出操作者连续做出伸出大拇指和食指的手势、伸出食指和中指的手势及伸出一根手指的手势。 

在本实施例五中，由运动轨迹量化操作参数，具体包括：测算运动轨迹的形状。 

基于由运动轨迹量化而来的操作参数，在本实施例五中，对三维显示空间中的当前图片执行操作，通过如下方式实现： 

当识别出的手势为伸出大拇指和食指时，将该手势在当前图片上的对应点作为选定点显示在当前图片上；这里的对应点可以是大拇指的指端或是食指的指端在当前图片上的对应点，不做限制；

当识别出的手势为伸出食指和中指时，从选定点开始，从当前图片上剪切与运动轨迹形状对应的区域。

当识别出的手势为伸出一根手指时，从选定点开始，在当前图片上画出与运动轨迹形状对应的线条。 

图12至图14分别示出了本实施例五中对图片进行选定点、剪切和画线的操作。其中图13中，在完成对图片的剪切后，操作者可以使用指示移动的手势，例如前文所介绍的攥拳，将剪切部分作为一副独立的小图片移出三维显示空间。 

  

实施例六：对三维显示空间中的图片进行操作的前进或后退。

在本实施例六中，识别操作者做出伸出大拇指和食指的手势。 

在本实施例六中，由运动轨迹量化操作参数，具体包括：测算运动轨迹的形状、及起始点到结束点的方向。测算的方法与实施例一中的相同。 

基于由运动轨迹量化而来的操作参数，在本实施例六中，对三维显示空间中的当前图片执行操作，通过如下方式实现： 

当运动轨迹为逆时针方向的弧线时，将当前图片改变为上一次操作前的状态，相当于“撤销”操作；

当运动轨迹为顺时针方向的弧线时，在当前操作不是最后一次操作的情况下，将当前图片改变为下一次操作后的状态，相当于“前进”操作。

  

下面介绍本发明提供的图片显示系统。

图15为本发明三维显示空间中的图片显示系统的结构示意图，该系统包括：识别装置151、解析装置152和操作装置153。 

上述识别装置151，用于识别操作者的手势及其在真实空间中的运动轨迹。 

上述解析装置152，用于根据操作者的手势判定操作类型；由所述运动轨迹量化操作参数。 

上述操作装置153，用于根据所述操作类型和所述操作参数，对三维显示空间中的当前图片执行操作。 

进一步上述解析装置152中包括手势解析模块1521和运动轨迹解析模块1522。 

上述手势解析模块1521，用于根据预设的手势模板，判定操作者的手势对应的操作类型。 

上述运动轨迹解析模块1522，用于由所述运动轨迹量化操作参数，所述操作参数包括：所述运动轨迹的形状，和/或所述运动轨迹上选定点的位置参数。 

本发明中的图片操作系统中的各个装置或模块，可以按照本发明中的图片操作方法中介绍的实施方式实现其功能，这里不再赘述实现细节。 

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应该以本发明权利要求所界定的范围为准。 

Claims (11)

1.一种三维显示空间中的图片操作方法，其特征在于，该方法包括：

A、识别操作者的手势及其在真实空间中的运动轨迹；

B、根据所述操作者的手势判定操作类型，由所述运动轨迹量化操作参数；

C、根据所述操作类型和所述操作参数，对三维显示空间中的当前图片执行操作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作参数包括：所述运动轨迹的形状，和/或所述运动轨迹上选定点的位置。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述操作参数的量化，具体包括：

测算所述运动轨迹的起始点和结束点之间的第一连线的长度、及与所述第一连线距离最远的第一顶点到所述第一连线的距离；

测算所述运动轨迹的起始点到顶点之间的第二连线的长度、及与所述第二连线距离最远的第二顶点到所述第二连线的距离；

当所述第一顶点到所述第一连线的距离大于预设第一阈值、且所述第二顶点到第二连线的距离小于预设第二阈值时，确定所述运动轨迹为折线，计算所述第二连线与顶点到结束点的连线之间的夹角；

当所述第二顶点到第二连线的距离大于预设第二阈值时，确定所述运动轨迹为弧线，计算该弧线的弧度角；

当所述第一连线的长度与所述第一顶点到第一连线的距离之比小于预设第三阈值时，确定所述运动轨迹为圆。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对三维显示空间中的当前图片执行操作，具体包括：

当所述运动轨迹为折线时，以所述第一顶点为折点、并以所述夹角为折叠角度，折叠当前图片；

或者，当所述运动轨迹为弧线时，根据所述弧度角卷曲当前图片；

或者，当所述运动轨迹为圆时，对当前图片进行卷筒，卷筒后的图片的底面圆周长为图片的长度。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述操作参数的量化，具体包括：测算运动轨迹的起始点和结束点在纵深方向上的距离；

所述对三维显示空间中的当前图片执行操作，具体包括：

确定操作者的双手在当前图片中的对应点；

根据操作者的双手对应的运动轨迹的起始点和结束点在纵深维度上的距离，将当前图片上的对应点在三维显示空间的纵深方向上移动对应的距离；

以两个对应点移动后的位置为基准，移动图片上其他点的位置。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述操作参数的量化，具体包括：测算运动轨迹的起始点和结束点在纵深方向上的距离；

所述对三维显示空间中的当前图片执行操作，具体包括：

将所述运动轨迹的起始点和结束点在纵深方向上的距离，转换为三维显示空间中图片在与纵深方向垂直的平面上的尺寸变化；

根据所述尺寸变化，在三维显示空间中缩小或放大当前图片。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述操作参数的量化，具体包括：测算运动轨迹的起始点和结束点的方向、及起始点和结束点在该方向上的距离；

所述对三维显示空间中的当前图片执行操作，具体包括：

当运动轨迹的起始点和结束点的方向为纵深方向时，根据运动轨迹的起始点和结束点在该方向上的距离，将当前图片在该方向上移动对应的距离，或者，当运动轨迹的起始点和结束点的方向为与纵深方向垂直的方向时，根据运动轨迹的起始点和结束点在该方向上的距离，将当前图片在该方向上移动对应的距离。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述操作参数的量化，具体包括：测算运动轨迹的形状；

所述对三维显示空间中的当前图片执行操作，具体包括：

当识别出的手势指示选定点时，将该手势在当前图片上的对应点作为选定点显示在当前图片上；

当识别出的手势指示剪切时，从所述选定点开始，从当前图片上剪切与运动轨迹形状对应的区域；

当识别出的手势指示画线时，从所述选定点开始，在当前图片上画出与所述运动轨迹形状对应的线条。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述操作参数的量化，具体包括：测算运动轨迹的形状、及起始点到结束点的方向；

所述对三维显示空间中的当前图片执行操作，具体包括：

当所述运动轨迹的形状为逆时针弧线时，将当前图片改变为上一次操作前的显示状态；

当运动轨迹的形状为顺时针弧线时，如果当前操作不是最后一次操作，将当前图片改变为下一次操作后的显示状态。

10.一种三维显示空间中的图片操作系统，其特征在于，该系统包括：

识别装置，用于识别操作者的手势及其在真实空间中的运动轨迹；

解析装置，用于根据操作者的手势判定操作类型；由所述运动轨迹量化操作参数；

操作装置，用于根据所述操作类型和所述操作参数，对三维显示空间中的当前图片执行操作。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述解析装置包括：

手势解析模块，用于根据预设的手势模板，判定操作者的手势对应的操作类型；

运动轨迹解析模块，用于由所述运动轨迹量化操作参数，所述操作参数包括：所述运动轨迹的形状，和/或所述运动轨迹上选定点的位置。

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