HPIPainting：一种用于虚拟现实（VR）绘画的手写笔交互方式

《Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies》：HPIPainting: A Hand-Pen Interaction for VR Painting

虚拟现实绘画系统HPIPainting基于手笔交互范式，通过识别9种微手势实现绘画、笔刷调节、几何建模等功能。实验表明其误差仅1.21毫米，响应速度222毫秒，用户易用性、自然度评分显著高于传统输入方式。

　　

摘要

虚拟现实（VR）绘画应用程序允许用户在三维空间中创建视觉图像。然而，现有的基于手势的VR绘画和草图系统通常依赖于通用的手势，这可能导致用户产生严重的误解。在本文中，我们提出了HPIPainting，这是一种基于手-笔交互（Hand-Pen Interaction, HPI）范式的裸手VR绘画系统。该范式利用微手势识别技术，将自然的手握笔动作融入到精确的交互模型中，使用户能够自然且沉浸式地在三维空间中进行绘画。具体而言，我们探索了VR绘画手势的设计空间，并通过主观评估筛选出了9种微手势，用于控制各种绘画功能，如开始绘画、编辑、画笔调整、几何形状创建和网格操作。研究表明，HPIPainting提升了裸手VR绘画的沉浸感、可用性和表现自由度；其绘图精度达到控制器级别，平均误差为1.21毫米；模式切换速度快且可靠（仅需222毫秒）；在易用性、手部疲劳感和自然度方面也显著优于基于捏合操作或控制器的输入方式。