高精度MoireWidget：通过Moiré效应实现被动 tangible 接口的高精度交互
论文总结
研究机构
University of Washington、MIT CSAIL、Adobe Research
- Daniel Campos Zamora：华盛顿大学保罗·戈尔德计算机科学学院
- Mustafa Doga Dogan：麻省理工学院CSAIL
- Alexa F Siu：Adobe Research
- Eunyee Koh：Adobe Research
- Chang Xiao：Adobe Research
摘要
本研究提出了MoiréWidgets，这是一种利用Moiré效应实现高精度、被动式 tangible 用户界面（TUI）的创新方法。通过在3D打印的机制上集成视觉特征，MoiréWidgets能够通过 Moiré 效应对用户的微小动作进行高精度检测。作者们进行了技术评估，结果显示其比标准 fiducial markers（如 ArUco markers）具有更好的性能，并且在1米距离和宽视角下能保持亚毫米级的准确性。为了演示他们的方法，研究人员制作了音频控制台示例，并指出该方法可扩展至其他领域，如增强现实（AR）、机器人和数据可视化。
问题发现
- 传统TUI依赖于嵌入式电路，需要电源且复杂度高。
- 无电子设备的交互方式有诸多探索，但现有技术在距离、精度或应用范围上有所局限。
- 视觉基追踪对于自由移动物体是一种灵活的方法，但容易受到遮挡和视角影响。
解决方案
- 利用 Moiré 效应来增强视觉基追踪的敏感性和精度。
- 通过3D打印机制转换用户输入为基本运动类型（1D平移、2D平移和旋转）。
- 结合纸张上的印刷图案，形成对用户微小动作敏感的 Moiré 图案。
结果
- 基于MoiréWidgets的技术评估显示，在100厘米距离和宽视角下能保持亚毫米级精度，优于ArUco markers。
- 通过创建一个音频控制台展示了MoiréWidgets在真实应用中的潜力。
- 经对比测试，证明了MoiréWidgets在不同距离和角度下的性能优越性。
举一反三
Q1：MoiréWidgets的精确度如何？
A1：MoiréWidgets在各种距离和视点下显示出高精度，特别是在100厘米的距离和宽视角下仍能保持亚毫米级的准确性，优于标准 fiducial markers。
Q2：MoiréWidgets有哪些潜在应用领域？
A2：MoiréWidgets可以应用于增强现实（AR）、虚拟现实（VR）、机器人、数据可视化等领域，提供精细且无需电池的实物用户界面。
Q3：MoiréWidgets面临的主要局限是什么？
A3：MoiréWidgets的主要局限包括可能发生的遮挡问题，这需要通过多摄像头或在不显眼的地方增加更多Moire窗口来解决。此外，当前的3D打印技术限制了完全整合的设计，更先进的制造方法可能是必要的。
原文地址：https://dl.acm.org/doi/fullHtml/10.1145/3613904.3642734
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