Pottery Wheel Throwing Using Leap Motion Controller以 Leap Motion操作的拉坯模型

Advisor: Shing-Min LiuMember: 張家銓、孫昕霈、蘇郁翔、邱彥鈞

Department of Computer Science and Information Engineering, National Chung Cheng University, Taiwan

Introduction 本專題建出一個拉坯模擬系統，可以用手指來即時操作的拉坯立體模型。主要概念是在以 Bullet 建構的物理環境中 , 生成一個柔性物質的 Mesh 模型當作坯體，並且以「擴增實境」的技術，把該模型呈現在某個限定的區域。偵測手部動作則是使用 leap motion 這個新產品。當使用者擺出手勢， mesh 模型就會合理的受力及型變，進而達到模擬手拉胚的效果。Development tools• Visual studio 2010• Bullet Physics 物理引擎• Leap motion SDK (Software Development Kit)• Artoolkit 擴增實境

Components 程式實作部分 使用的開發者工具虛擬世界與拉坯模型建立

感測器控制、拉坯手勢的選擇

模型的即時顯示

Bullet physics 物理引擎Leap motion SDK

ARtoolkit

Bullet 物理引擎物件 Artoolkit 擴增實境應用

Methodology 為了模擬將陶土放置在旋轉的轉盤上，開始操作陶土的這些過程，我們設計出一套模式能同時旋轉陶土並進行受力的形變計算。 每個 frame 刷新的同時，利用旋轉函式將坯體旋轉一定角度，能達到旋轉的視覺效果。接著，便開始將手指與手掌的力作用於這個旋轉的坯體，此概念為計算坯體節點與指間 ( 或手掌 ) 的直線距離，假如該距離在偵測範圍內 ( 指尖寬度以及手掌面積 ) ，則對節點產生適當的物理變化；如此一來，便能模擬轉動過程中操作胚土的互動行為。

LEAP 指尖和手掌向量示意圖

Result坯體模型建立Flowchart

以 AR技術顯示於真實世界

使用者操作

Leap Motion 偵測並回傳手部資訊

物理型變計算

更新顯示結果

基本手勢 完成品範例

中央凹陷

托高

壓平

高腳杯

盤子

桶子

使用者使用情景