论文解读In-Depth Mouse: Integrating Desktop Mouse into Virtual Reality

In-Depth Mouse: Integrating Desktop Mouse into Virtual Reality

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将2d的鼠标应用到3d的虚拟空间中,对可选对象进行选择

Challenge

1、如果单纯利用3d虚拟鼠标的3d位置对可选物体进行选择,有可能出现距离更近的物体将虚拟鼠标遮挡
2、物体之间的可见性和重叠关系根据用户的位置而不同,因此需要根据视点不同地应用鼠标的控制
3、鼠标的敏感度问题

Method

将鼠标的 2 个自由度映射到 VR 中的水平和垂直控件,而深度方向根据视觉中临近物体的深度进行连续性估计,从而改变鼠标的三维空间中的阴影(来体现深度感);头部运动会导致不同物体的可见性和重叠关系发生变化,而该方案能实时根据视觉中的临近物体进行估计,从而解决了遮挡等问题。

深度是使用基于 Voronoi 的拉普拉斯插值法,根据光标位置、视点和可选对象确定深度维度。拉普拉斯插值在深度维度上提供了线性连续性。
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如果鼠标和头部Xview的射线和物体有交叉(命中物体)则深度为命中物体的深度。
如果射线没有命中物体,则根据它在 Voronoi 图中的 N 个自然邻居的接近值进行加权平均(拉普拉斯插值)作为鼠标的深度值。是邻近度度量 λi 是共享边的长度 σi 与鼠标 P0 与其邻居 Pi 之间的欧几里德距离 di 之间的比率。
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三维位置:R1(θ , φ)
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Voronoi 图是基于 2D 中的投影坐标创建的,将鼠标和可选对象投影到相机视图中。

分辨率

作者将参数转换为角坐标,以便鼠标的 CD 增益以每英寸度数 (DPI) 而不是标准的每英寸点数 (dpi) 来描述。而且不同设备和场景用户的视觉敏感度不一样,因此角度分辨率也不一样,如下图所示。
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角度分辨率计算:
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以像素为单位检测到增量运动 (dxpx , dypx ),它就会转换为球坐标中的角运动 (dθ, dφ),Resmouse 是以每英寸点数为单位的鼠标分辨率。 CDgain 是以每英寸度数 (DPI) 表示的鼠标控制显示增益。CDgain是min-max之间的调参。
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Limit

物体采用中心的位置,因此对于大的物体,得接近物体的中心才能被选中。

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