四種方法在動態指向上的實驗

在動態指向中，由於在實驗場景中無法精確地讓指向物固定在同一平面上移 動，所以我們讓使用者站在固定的位置，手持指向物分別沿著鉛直及水平的方 向，在不同的鉛直線與水平線中比劃。我們分別以 5.2.1 節至 5.2.4 節所述的四種 方法，在鉛直與水平方向各作了 6 次的實驗，每次的實驗時間固定約 15 秒鐘，

而 5.2.1 節與 5.2.2 節所介紹的方法中，是以五點平均來做底下的實驗。圖 5.14 至圖 5.17 分別表示 5.2.1 節至 5.2.4 節所述的方法，在鉛直與水平方向的實驗結 果。紅色線是沿著鉛直方向的實驗，藍色線是沿著水平方向的實驗，但為了方便 觀察，在描繪鉛直線的實驗點時，我們將x、 y 座標軸對調來描繪，（a）-（f）

則分別表示 6 次的實驗。

圖 5.14 利用 5.2.1 節的方法，沿著鉛直及水平的方向，各比劃六次的結果。

圖 5.16 利用 5.2.3 節的方法，沿著鉛直及水平的方向，各比劃六次的結果。

圖 5.17 利用 5.2.4 節的方法，沿著鉛直及水平的方向，各比劃六次的結果。

從圖 5.14 與圖 5.15 可以發現，方法一與方法二中所呈現的點數較為零散，

也較為凌亂。這是因為此兩方法是累積五點

R

L I

I t

t = 的資料點才作運算。所以在 每一滑鼠游標之間的間隔會較大，看起來就會較為零散，也因此會導致 Latency 較長。由於是選取

R

L I

I t

t = 的資料點，但因為

IL

t 與t 時間點常會有差 1 的情況，IR

導致我們選取作平均的資料點時間間隔太長，平均點間的數值差距就會較大，以 致於重建結果會較為凌亂，重建分佈範圍較廣，但約略可以感覺每次所指的是一 直線。

而從圖 5.16 與圖 5.17 中可以發現，方法三與方法四重建點數較多且較密，

表示滑鼠游標一直在改變，其 Latency 也就會較短。方法三的跳動情形比方法四

明顯，這是因為每次作重建時，都是取佇列中的前九個資料點作平均，所以如果 使用者在進行指向的過程中，有過於劇烈的晃動，則有劇烈晃動的幾張畫格產生 的資料點，將會很明顯地影響到之後的指向點重建位置，就會造成指向錯誤。而 方法四因為是選取在系統重建當下時間點的前一秒資料點，所以只與重建當下時 間點的前一秒的資料點有關，故不管是因為雜訊所造成之前的資料點偏差，或之 前的指向情況，將不會影響此次的重建，所以系統也會較為穩定。

從這次的動態指向實驗中，可以看出，整體移動的趨勢是存在的，即滑鼠游 標會跟循著使用者所指的路徑移動。而水平移動的穩定性較鉛直移動的穩定性 高，我們預測一方面是使用者在指鉛直線時，手抖動的情況比在指水平線時嚴 重。另一方面，則是可能平面交角的關係，誤差對鉛直方向的影響較水平方向的 影響大。故當使用者在鉛直方向比劃時，誤差跳動的情況會較水平方向比劃時嚴 重。

5.5 結論

本章中，我們在系統流程的不同步驟中，利用簡單的平均觀念來達到降低雜 訊對重建點造成的誤差，讓每次重建時，指向物的兩端點座標變化幅度小，使得 重建點的跳動幅度小，進而達到穩定的重建效果。在我們提出的四種簡單的方法 中，取重建時一秒內的指向物端點平均作重建，所得到的效果最好，誤差範圍最 小。以此方法，在靜態指向中，由於多數點作平均，且不受時間點的影響，所以 在每一次重建時，指向物端點的平均值差距很小，故重建點較為穩定；而在動態 指向中，由於是取重建時一秒內的資料作平均，所以計算出來的重建點座標，約 為重建前 0.5 秒的位置，對於人的感覺來說，應該是可以接受的延遲時間。所以 在系統中，最後我們採用重建時一秒內的指向物端點平均作重建的方法。

第六章 結論與未來展望

6.1 結論

在本篇論文中，我們參考[8][9]的作法，提出並實作了不同於以往方法的指向 系統。我們基於立體視覺，先擷取出在影像上的指向物端點座標，以平面投影轉 換和三維幾何的觀念為基礎，計算出指向物的朝向，最後正確地重建出重建點，

並控制滑鼠游標位置，藉以完成一套簡單的指向系統。我們在影像端與滑鼠端作 分析，以簡單的平均概念，來降低雜訊、量測及計算上對系統穩定度的影響。我 們也透過分析在影像端的誤差，與重建誤差間的關係，瞭解到在影像端的小誤 差，可能會對系統造成極大的影響，且誤差對指向線在鉛直方向的影響較水平方 向的影響大。從實驗結果可以知道，滑鼠游標雖然會有些許跳動，但其穩定度是 可以接受的，而滑鼠游標會循著使用者所指的路徑移動，使得整個系統能正確的 運作。