陈冠宇， 李雯文， 佘建国

(江苏科技大学 a. 电子信息学院； b. 能源与动力工程学院； c. 机械工程学院，江苏 镇江 212003)

0 引 言

虚拟手技术是实现自然环境迈入虚拟环境的一种高效的人机交互仿真技术.利用虚拟手技术，人可以直接对虚拟环境中的对象进行操纵.在船舶机舱的虚拟仿真中引入虚拟手技术[1]，可以对虚拟的可操纵设备如阀件、开关等进行操控.与传统方法中通过计算机的二维输入设备进行驱动的简单操纵相比，虚拟手技术可以将人在日常生活中获得的经验和技术，通过外部的映射介入，直接运用到人机交互的虚拟环境中，使得交互过程更自然、高效，同时也使计算机能完成更为复杂的仿真任务.

本系统以5DT数据手套作为数据传输设备，通过Creator三维软件建立虚拟人手模型，开发出一个可交互的虚拟手模型.以开源场景图形(OSG)作为虚拟现实平台与MFC混合编程使用，可实现虚拟手在虚拟船舶机舱中对虚拟对象的操作.图1为虚拟手交互操作任务的实施过程.

图1 虚拟手交互操作任务的实施过程

1 虚拟手的建模与运动映射

1.1 虚拟手的建模

1.1.1 人手解剖结构和运动特性分析

虚拟手模型是人手在虚拟环境中反映人对虚拟物体操控意志的媒介，因此应该尽可能真实地反映人手的解剖结构.人手共由27块骨骼组成，结构比较复杂.在满足对虚拟对象操控的前提下，对应于5DT数据手套的输入传感器，可以把它简化成1个手掌、1个大拇指和4个手……