Adobe摸索VR绘画系统Multiplanes,为用户解决VR绘画挑战

Multiplanes是一个虚拟实际绘画系统,可以或许为用户供给徒手绘画的矫捷度和绘制完善图形的能力。经由过程结合美化绘画和2D绘画,Mutiplanes可以或许解决创建3D VR绘画的挑战。要做到这一点,系统在用户绘制笔画时基于最可能的预期外形来美化它们。系统同时将根据先前和当前笔划,和当前操纵器姿态主动天生批改平面和美化触发点。基于与先前笔划的几何关系,美化触发点将充当虚拟环境内的唆使。用户可以点击它们以(明白地)触发笔划美化。与其他系统比拟,Multiplanes的用户无需手动设置或履行任何类型的特别手势来进行激活,如许的唆使将许可用户专注于创作过程。

1. 先容

此刻我们已可以或许等闲猎取Oculus Rift和HTC Vive如许的高质量VR装备。因为用户可以或许在3D虚拟环境中直接绘制图形,这些产品从头燃起了人们在设计过程中利用VR技术的乐趣。贸易3D绘画系统的示例包括Tilt Brush和Gravity Sketch等。这些工具中的大多数都是基于徒手绘图技术,此中笔划将遵守操纵器的位置。尽管这类技术为具体化用户新设法供给了一种直观且有用的方法,但先前的研究表明,2D草图绘制比3D草图更加精确和有用。

一些系统采纳了新奇的交互来解决这个题目,其他系统则专注于美化用户的笔划。之前的研究还表明,用户对将3D空间作为概念设计的前言非常感乐趣,由于他们期望VR系统为草图绘制过程供给新工具,从而帮助他们猎取更多的灵感,更好地感知3D空间。是以,用户“需要新的工具,供给超越身体活动与数字几何操纵一对一映照的功能”。但与当前的CAD系统不同,主要的是这些新草图绘制工具不会阻碍创作过程,或者不需要经过大量培训才能高效利用。

2. Multiplanes

西蒙弗雷泽大学博士生Mayra Donaji Barrera Machuca、Adobe研究员等提出了一个名为Multiplanes的系统,其可以或许主动辨认绘制平面,并且根据先前和当前笔画,和操纵器的方向与位置来指导用户。他们选择3D徒手绘图的缘由是,这类技巧易于进修,而且VR经验丰富与否都能操纵相干的系统。此外,3D徒手绘图功能壮大,即使是经验丰富的用户也会对绘图感到对劲。图1申明了系统是若何创建出一个房屋图形。

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图1:绘制立方体两个相邻面的慢慢过程。右边是被试完成的绘图示例。玄色房屋是徒手绘制,紫色房屋则是由Multiplanes创建而成。

3D笔画美化:在Multipanes中,每一个笔划都投影到一个平面上。这类方法鼓舞用户专注于他们手臂的2D活动,由于第三维度的变化不会影响终究的笔画。即便是经由过程投影移除一个DOF,在在空中进行3D绘制依然相当坚苦。为了进步用户的精确性,Multiplanes会在用户绘制时主动美化笔划。它根据操纵器位置之间的几何关系将轨迹辨认为直线,圆弧或圆。若是几何关系不近似于任何已知外形,系统就将笔画调整成跟顺手部移动的一般曲线。

美化触发点(BTP):系统供给了一种名为美化触发点(BTP)的新型唆使。它们仅在用户开始或结束笔划时触发操纵,而且它们已嵌入3D环境当中,是以用户可从多个深度提醒中受益。BTP存在不同的种别和种类,具体取决于响应的父笔画类型。BTP经由过程显示几何关系来改进之前的操纵,而不仅仅是端点或交叉点。别的,为了创建BTP,研究团队不仅考虑了最接近的现有笔划,同时考虑了最好绘图平面和当前操纵器姿态。

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图2:根据不同笔画外形天生的BTP,和平面与操纵器法线之间的关系。

主动平面天生:Multiplanes利用当前操纵器姿态和先前利用的平面来定义新平面,而不是利用固定绘图参考或将平面映照到视图。这消弭了用户按下任何按钮,或做出任何手势来定义平面的需要。在系统中,用户在开始绘制之前将会看到绘图平面的直观表示。这类可视化已被证实可以或许进步3D绘图中的用户精确度。平面的主动天生包括两种状况:第一状况是,用户在虚拟环境中移动操纵器时创建的反馈平面。第二个状况是绘图平面,此中系统显示静态平面视觉唆使,从而申明将在此中创建笔划的平面。系统将存储在绘图平面状况中创建的每一个新平面,以便稍后在反馈平面状况中利用它们。若是他们在绘图时将操纵器移远当前的绘图平面(在任一侧),“Quickflip”交互将许可用户更改为与当前活动平面正交的平面。

其他用户交互:Multipanes同时许可用户改变笔画大小与色彩。只需在右手操纵器的触控板上移动垂直移动大拇指即可调整笔画大小;而在左手操纵器的触控板上移动拇指则可调整笔画色彩。色彩空间是一个HSL圆柱体,饱和度位于垂直轴,而色相则位于程度轴。

3. 评估

团队经由过程用户研究评估了原型。目标是收罗VR用户对这一全新交互方法的定见,并比较徒手绘画技术。凡是来讲,利用Multiplanes天生的结果在视觉上看起来比徒手结果更具吸引力。大多数被试都喜徒手绘画的自由感。但结果还表明,他们赏识Multipanes可带来的更高精度。别的,他们对交互的简易性,主动化且不显眼的美化操纵,和BTP功能给出了相当高的评价(均匀5.5分或以上,总分7分)。

4. 总结

Multiplanes是一种VR徒手绘图助手,其结合了新奇的交互技术,可以帮助用户更精确的绘制图形。对于笔划和当前操纵器姿态,Multiplanes能主动辨认合适的绘图平面。然后,系统显示基于先前笔划的美化触发点唆使,其申明了与先前笔划和校订点的几何关系。Multiplanes同时可以在用户绘图或用户点击BTP时及时主动美化笔划。团队的试点研究发现,参与者喜好这一系统,并且赏识系统带来的更高精确性。他们以为不显眼的美化操纵和触发点出格有帮助。

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