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多点触摸技术

软件和应用程序9——制作一个Rear-DI(背投式DI)多点触摸设备

       红外线从触摸屏下方照亮触摸平面。议个散射体被放置在触摸表面的底部,所以,当有物体接触到触摸表面时,反射的光线比散射体或者背景反射的光线要多。被反射的光线被摄像头捕捉到(使用追踪软件)并被识别为“触点”,同时把这些点的位置转换成x,y 坐标。图1 是Rear-DI 示意图。

图1:Rear-DI 示意图
图1:Rear-DI 示意图
 

       第一步:建一个箱子
       做DI 多点触摸桌的第一步是建了一个封闭的箱子。DI 要求完全封闭的箱子防止红外线溢出。如果有红外线溢出,则会影响到红外线的均匀程度。下图所示的是一个用Google SketchUp 建立的ORION 多点触摸桌3D 模型。

图2:封闭箱子示例
图2:封闭箱子示例
 

       这个箱子(图2 所示)用12mm 厚的中密度木板制作。在箱子的上部有一个格架,可以放镜子,增加投影的投射距离。这个格架还可以用来安置小喇叭或者用来放键盘。图3 中的玻璃后来被换成一块71x56cm,4mm 厚的单面打磨毛玻璃,作为投影面和散射体来用。

图3:基于3D 模型的半成品
图3:基于3D 模型的半成品
 

       第二步:投影仪
       SHARP DLP 投影,型号:PG-M15S。
       第三步:摄像头
       Xbox360 USB 摄像头。分辨率:320x240@60fps。这个摄像头可以很方便的拆卸红外截止滤镜,价格也便宜,很适合做多点触摸摄像头。
       第四步:红外照明
       在ORION 多点触摸桌中采用了3 个光源( 1x140 红外LED,1x80 红外LED,1x45 红外LED)。具体分部如图4-1,图4-2 所示。图中圆形区域标出了各种照亮的区域。

图4-1:光源的光照区域
图4-1:光源的光照区域
 

       由于红外光源的发射角比较小,会在屏幕上形成一个高亮区域。所以140个红外LED 光源转了一个角度,通过反射来照亮屏幕。
       具体的放置方式参考图4-2:


 

       在图4-2 所示的设置中,各个光源的照明区域是有重叠的,以保证整个触摸屏都布满红外光线。
       图5 是一些140 个红外LED 灯的细节:

图5:DI 设置—投影仪,光影,镜子
图5:DI 设置—投影仪,光影,镜子
 

       ·内置的感光器(被盖住了)
       ·照明范围:距离80m,角度60 度(户外)
       ·额定功率:18W
       ·波长:850nm
       ·电源:12V 直流1000mA
       80LED 和45LED 光源是平博·(pinnacle)体育平台官方网站根据平博·(pinnacle)体育平台官方网站设计的LED 计算器自己做的。
       一开始,只用了140 个LED 的光源。但是光线太弱,以至不能形成清晰的点,这意味着需要更多的红外照明,所以,又加了两个光影(2 和3)。
       第五步:摄像头和投影仪的位置


 

       摄像头,镜子和投影仪的位置非常重要,要保证摄像头可以捕捉整个屏幕区域,投影仪可以将画面投到整个屏幕。一开始,摄像头被放在底部的中间,发现没法捕捉整个区域,所以通过镜子进行一次反射,这样整个屏幕就可以被捕捉到了。
       第六步:触摸表面
       你需要一个足够厚的触摸屏,而且受按压不会变形,另外还需要一个投影幕和散射体。一般采用的有描图纸(硫酸纸),桌布甚至浴帘(在我的方案中,这个效果最好)放在触摸屏上面,在购买投影介质前最好测试一下耐用性,投影成像质量和红外线散射效果。

图6:Touchlib(触点捕捉软件)截图—调节模式
图6:Touchlib(触点捕捉软件)截图—调节模式
 

       第七步:最终产品
       下一步是用触点捕捉软件进行测试。如果你仔细观看图6,你会发现3 个被照亮区域,这正是3 个光源所形成的区域被摄像头捕捉到后的原始画面(前两个窗口)
 


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