张田田，何聚厚

(1.陕西师范大学 计算机科学学院，陕西 西安 710119；2.陕西师范大学 现代教学技术教育部重点实验室，陕西 西安 710062)

0 引 言

虚拟现实技术是近年来发展较为迅速的计算机技术，因其具有极好的沉浸、交互和构想的特性，以及能够高精度地对现实世界和假象世界进行模拟和表现，在军事、医学、交通、游戏和文化教育等行业和部门的研究中应用广泛。虚拟现实中的人机交互是用户在虚拟环境中操作各种虚拟对象，获得逼真感知的必要条件[1]。

LEAP公司推出的Leap Motion小型传感设备，是目前较为新型的基于手部运动的虚拟现实人机交互设备。Leap Motion体感设备通过采用两个广角相机传感器和3个红外LED，能够捕捉在150°视场以及25～600 ms的有效探测范围内的多个物体，且能够对用户的手部以超过每秒200帧的速度实现实时的动态跟踪探测，精度高达1/100 ms。

在人机交互中，人体手部姿态是传递信息的重要方式[2]，因此如何能够更加高效准确地实现手部操纵物体是一个重要的研究方向。现今，国内外很多学者对虚拟现实研究领域内的虚拟手操纵物体的人机交互理论都进行了不同程度的研究。例如，文献[2]研究了数据手套针对不同形状下物体的操纵方式；文献[3]对基于数据手套的虚拟手精确抓取物体的各种姿态的方法进行了研究；文献[4]研究了在工业生产中的机械手抓取物体的方法；文献[5]研究了不同的凸面物体下虚拟手抓取物体的情况；文献[6]通过建立虚拟手模型及其坐标系统，设计了根据虚拟手与物体在接触面的法向量的不同夹角决定其抓取物体的状态条件；……