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触觉动漫是采用触觉显示表达动漫信息的一种艺术表现形式。论文针对目前触觉动漫没有可用设备的问题,开发了触觉动漫装置,借助该装置,用户可通过触觉感知动漫信息,并可利用论文设计的动漫手语与动漫内容进行互动,此外,论文设计了触觉动漫二次开发平台,允许用户对触觉动漫装置进行自定义和扩展,定制属于自己的触觉动漫装置。 论文的主要内容包括: 1.理论分析。研究了触觉显示技术的现状、发展趋势和课题的意义,并深入研究了触觉的显示机理。触觉动漫装置属于一种典型的人机交互平台(Human Computer Interface,HCI),论文研究了HCI设计原则,为触觉动漫装置的开发提供了理论依据。 2.装置开发。设计了触觉动漫装置的总体架构,然后基于S3C2440A处理器开发了装置的硬件电路,主要包括图像采集模块、处理器模块、驱动模块、串口通讯模块、显示器及其接口和触觉刺激模块,最后开发了装置的上位机和下位机软件。 3.手语识别。对比研究了手势识别技术的现状,确定了通过视觉方法进行动漫手语识别的方案,并提出了一种基于全像素的神经网络手势识别方法。待识别手势图像先经过图像预处理,成为标准化的二值化图像,将图像的全像素二值化数据作为BP神经网络的输入,进行学习、分类和识别。实验表明,该识别方法能达到较好的准确率和识别速度。 4.平台设计。设计了触觉动漫二次开发平台,该平台基于论文所开发的触觉动漫装置,并借鉴了当前主流2D游戏开发引擎Cocos2D-x的设计思想,从便于用户理解的角度将触觉动漫装置的各功能进行封装,使得用户通过调用二次开发平台提供的API便能实现对装置的自定义和扩展。 5.实验研究。论文对触觉动漫装置的主要功能进行了实验,并对结果进行了分析。经实验验证,论文设计的触觉动漫装置能实现触觉显示的功能,动漫手语识别模块能达到较好的识别准确率和识别速度,二次开发平台可实现用户对装置的定制。 论文开发的触觉动漫装置不仅具有触觉显示器的功能,而且允许用户在通过触觉体验动漫信息的同时,与动漫内容进行交互。此外,用户可利用论文设计的二次开发平台对装置进行自定义和扩展,这是对触觉显示器功能的一次创新性尝试。