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多點(diǎn)觸摸技術(shù)

軟件和應(yīng)用程序9——制作一個(gè)Rear-DI(背投式DI)多點(diǎn)觸摸設(shè)備

       紅外線從觸摸屏下方照亮觸摸平面。議個(gè)散射體被放置在觸摸表面的底部,所以,當(dāng)有物體接觸到觸摸表面時(shí),反射的光線比散射體或者背景反射的光線要多。被反射的光線被攝像頭捕捉到(使用追蹤軟件)并被識別為“觸點(diǎn)”,同時(shí)把這些點(diǎn)的位置轉(zhuǎn)換成x,y 坐標(biāo)。圖1 是Rear-DI 示意圖。

圖1:Rear-DI 示意圖
圖1:Rear-DI 示意圖
 

       第一步:建一個(gè)箱子
       做DI 多點(diǎn)觸摸桌的第一步是建了一個(gè)封閉的箱子。DI 要求完全封閉的箱子防止紅外線溢出。如果有紅外線溢出,則會影響到紅外線的均勻程度。下圖所示的是一個(gè)用Google SketchUp 建立的ORION 多點(diǎn)觸摸桌3D 模型。

圖2:封閉箱子示例
圖2:封閉箱子示例
 

       這個(gè)箱子(圖2 所示)用12mm 厚的中密度木板制作。在箱子的上部有一個(gè)格架,可以放鏡子,增加投影的投射距離。這個(gè)格架還可以用來安置小喇叭或者用來放鍵盤。圖3 中的玻璃后來被換成一塊71x56cm,4mm 厚的單面打磨毛玻璃,作為投影面和散射體來用。

圖3:基于3D 模型的半成品
圖3:基于3D 模型的半成品
 

       第二步:投影儀
       SHARP DLP 投影,型號:PG-M15S。
       第三步:攝像頭
       Xbox360 USB 攝像頭。分辨率:320x240@60fps。這個(gè)攝像頭可以很方便的拆卸紅外截止濾鏡,價(jià)格也便宜,很適合做多點(diǎn)觸摸攝像頭。
       第四步:紅外照明
       在ORION 多點(diǎn)觸摸桌中采用了3 個(gè)光源( 1x140 紅外LED,1x80 紅外LED,1x45 紅外LED)。具體分部如圖4-1,圖4-2 所示。圖中圓形區(qū)域標(biāo)出了各種照亮的區(qū)域。

圖4-1:光源的光照區(qū)域
圖4-1:光源的光照區(qū)域
 

       由于紅外光源的發(fā)射角比較小,會在屏幕上形成一個(gè)高亮區(qū)域。所以140個(gè)紅外LED 光源轉(zhuǎn)了一個(gè)角度,通過反射來照亮屏幕。
       具體的放置方式參考圖4-2:


 

       在圖4-2 所示的設(shè)置中,各個(gè)光源的照明區(qū)域是有重疊的,以保證整個(gè)觸摸屏都布滿紅外光線。
       圖5 是一些140 個(gè)紅外LED 燈的細(xì)節(jié):

圖5:DI 設(shè)置—投影儀,光影,鏡子
圖5:DI 設(shè)置—投影儀,光影,鏡子
 

       ·內(nèi)置的感光器(被蓋住了)
       ·照明范圍:距離80m,角度60 度(戶外)
       ·額定功率:18W
       ·波長:850nm
       ·電源:12V 直流1000mA
       80LED 和45LED 光源是我們根據(jù)我們設(shè)計(jì)的LED 計(jì)算器自己做的。
       一開始,只用了140 個(gè)LED 的光源。但是光線太弱,以至不能形成清晰的點(diǎn),這意味著需要更多的紅外照明,所以,又加了兩個(gè)光影(2 和3)。
       第五步:攝像頭和投影儀的位置


 

       攝像頭,鏡子和投影儀的位置非常重要,要保證攝像頭可以捕捉整個(gè)屏幕區(qū)域,投影儀可以將畫面投到整個(gè)屏幕。一開始,攝像頭被放在底部的中間,發(fā)現(xiàn)沒法捕捉整個(gè)區(qū)域,所以通過鏡子進(jìn)行一次反射,這樣整個(gè)屏幕就可以被捕捉到了。
       第六步:觸摸表面
       你需要一個(gè)足夠厚的觸摸屏,而且受按壓不會變形,另外還需要一個(gè)投影幕和散射體。一般采用的有描圖紙(硫酸紙),桌布甚至浴簾(在我的方案中,這個(gè)效果最好)放在觸摸屏上面,在購買投影介質(zhì)前最好測試一下耐用性,投影成像質(zhì)量和紅外線散射效果。

圖6:Touchlib(觸點(diǎn)捕捉軟件)截圖—調(diào)節(jié)模式
圖6:Touchlib(觸點(diǎn)捕捉軟件)截圖—調(diào)節(jié)模式
 

       第七步:最終產(chǎn)品
       下一步是用觸點(diǎn)捕捉軟件進(jìn)行測試。如果你仔細(xì)觀看圖6,你會發(fā)現(xiàn)3 個(gè)被照亮區(qū)域,這正是3 個(gè)光源所形成的區(qū)域被攝像頭捕捉到后的原始畫面(前兩個(gè)窗口)
 


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