[发明专利]一种3D虚拟投影及虚拟触摸的用户交互界面及实现方法

权利要求书

1.一种3D虚拟投影及虚拟触摸的用户交互界面，其特征在于：其包括以下部件： 

深度探测器：用于探测用户头部和手部与3D显示设备的距离信息；

双眼图像视差计算模块：根据接收的距离信息计算出将用户交互界面通过3D显示虚拟投影到距用户头部臂长范围内的双眼图像视差；

双眼图像处理模块：将左右眼显示的图像进行处理达到双眼图像视差计算模块计算的双眼图像视差，再将处理后的图像发送给3D显示设备；

3D显示设备：把双眼图像处理模块处理过的双眼视差图像以3D显示，使用户交互界面以3D虚拟投影的方式显示在用户头部臂长范围内；

手势识别模块：使用摄像头摄取用户手部运动轨迹，并结合深度探测器得到的用户手部与3D显示设备的距离信息，识别手势；

摄像头：摄取用户手部的运动轨迹；

虚拟触摸控制器：接收手势识别模块的信息，并做出相应反应； 

其中，所述深度探测器的输出端与双眼图像视差计算模块的输入端连接，双眼图像视差计算模块的输出端与双眼图像处理模块的输入端连接；双眼图像处理模块的输出端与3D显示设备连接；手势识别模块的输入端分别与深度探测器和摄像头连接，手势识别模块的输出端与虚拟触摸控制器连接。

2.根据权利要求1所述的3D虚拟投影及虚拟触摸的用户交互界面，其特征在于：所述3D显示设备为电视机、电脑、一体机、手机或手持显示设备。

3.一种3D虚拟投影及虚拟触摸的用户交互界面的实现方法，其特征在于：所述实现方法包括以下步骤：

1）深度探测器探测得到用户头部和手部与3D显示设备距离信息，并将探测的距离信息发送给双眼图像视差计算模块；

2）双眼图像视差计算模块根据接收的距离信息计算出将用户交互界面通过3D显示虚拟投影到用户头部臂长范围的双眼图像视差，并将双眼图像视差信息发送给双眼图像处理模块；

3）双眼图像处理模块根据接收的双眼图像视差信息，将左右眼显示的图像处理达到双眼视差模块计算的双眼图像视差，再将处理后的图像发送给3D显示设备；

4）3D显示模块接收双眼图像处理模块发送的处理好的3D图像，以3D方式显示并将图像虚拟投影在用户臂长范围；

5）手势识别模块根据深度探测器和摄像头识别到用户手势及手指移动轨迹，并将接收的信息发送给虚拟触摸控制器，虚拟触摸控制器根据用户手势及移动轨迹做出相应的反应。

4.根据权利要求3所述的3D虚拟投影及虚拟触摸的用户交互界面的实现方法，其特征在于：所述步骤5中，当用户做出手势动作时，深度探测器探测用户手指到3D显示设备的距离，并将获取的距离信息发送给手势识别模块；摄像头摄取用户手势动作的图像，也将获取的信息发送给手势识别模块，手势识别模块接收两者的信息后，与3D虚拟显示的用户交互界面的位置做比对，判断用户是否触摸到3D虚拟显示的用户交互界面，并将判断结果发送给虚拟触摸控制器，若有触摸到，则虚拟触摸控制器做出反应，在用户手指触摸到的3D虚拟显示的用户交互界面上产生水波纹或高亮变化；若没触摸到，虚拟触摸控制器则不反应；

当用户手指在3D虚拟显示的用户交互界面上移动时，摄像头摄取手指移动轨迹，并将获取的信息发送给手势识别模块，手势识别模块判别用户的手势，并将判断结果发送给虚拟触摸控制器，虚拟触摸控制器收到信息后，做出相应反应。