触摸仿真

LeapMotion API 提供了一些用于在你应用中实现触摸仿真的信息。触摸信息由 Pointable 类提供。

综述

Leap 定义了可适应的触摸平面，你可以给你应用的二维元素设计精心的交互。这个表面大致与XY平面平行，适应用户的手指和手的位置。当用户的手指达到这个平面的前方时，Leap 会给出可指向对象是接近还是已经接触到这个虚拟平面。API 会给出触摸的表面时的两个值：触摸的区域到触摸平面的距离。

触摸仿真 - 图1 虚拟触摸平面

触摸区可以表示 Pointable 对象接近触摸面、已经穿过出魔免和距离平面太远的状态（或指向了错误的方向）。这些区域分别是『Hovering』、『Touching』和『None』。

触摸的距离只当可指向对象在 Hovering 或 Touching 区域内才会有效，这个距离是[-1,1]之间的归一值。当可指向对对象首次进入 Hovering 区域时，触摸距离为 +1 并且会在触摸对象逐渐接近触摸平面时候逐渐减为 0。当Pointable刚好穿过表面时，距离会为0。当Pointable继续深入穿过平面时，距离会继续降低但不会超过-1。

你可以使用区域值来进一步更新接近接触面的 UI 元素。例如，当一个手指在位于 Hover 区域时高亮一个元素，以此来提供反馈给用户，进而表明当前的手指距离元素的接近程度。

触摸仿真作为 LeapMotion API 的一部分，除了提供给 Pointable 一个标准位置外，还有一个稳定位置。LeapMotion 软件会使用一个自适应滤波器对位置进行稳定，以保证用户在小区域上的交互平滑与稳定。当移动缓慢时，平滑将会达到一个理想的状态，用户便能轻松的接触到一个特定的点。

获取触摸区

触摸区由 Pointable 类的 touchZone 属性所表示。触摸区定义了 Zone 枚举量，分别是：

  • NONE - 距离触摸面太远，要么是太前面了，要么是太里面了；
  • HOVERING - 已经进入了 Hover 区，即将接触触摸面；
  • TOUCHING - 可指向对象穿过了虚拟触摸面。

下面的代码段展示了如何获取最前面的手指的触摸区：

  1. zone = pointable.touch_zone

获取触摸距离

触摸的位置由 Pointable 类中的 touchDistance 属性表示，表示手指在虚拟平面附近移动的距离，范围从 -1 到 +1。这个距离并不是物理距离，而是 LeapMotion 用来表示可指向对象距离触摸有多接近的一个量。

下面的代码段展示了如何获取最前面的手指的触摸位置：

  1. distance = pointable.touch_distance

获取可指向对象的稳定位置

稳定位置由 Pointable 类的 stabilizedTipPosition 属性表示。这个位置以标准的 LeapMotion 坐标系统为参考，但也和大量上下文的滤波和稳定有关。

下面的代码段展示了获取最前面的手指的稳定位置：

  1. frame = controller.frame()
  2. pointable = frame.pointables.frontmost
  3. stabilizedPosition = pointable.stabilized_tip_position

将 LeapMotion 坐标系统转换到应用的坐标系统

当实现触摸仿真时，你必须将 LeapMotion 的坐标变换到你应用程序的坐标中。为了保证这个映射足够简单，LeapMotion API 提供了 InteractionBox 这个类。InteractionBox 表示了 LeapMotion 视野内的一个立方体空间。这个类提供的函数可以将溶剂内的位置归一到[0,1]之间。你可以正规化这个位置然后变换到想要你应用的坐标系统中。

举个例子，如果你有一个由 windowWidth 和 windowHeight 代表的客户区大小的窗口，那么你可以获得触摸点的二维像素的坐标，代码如下：

  1. frame = controller.frame()
  2. finger = frame.fingers.frontmost
  3. stabilizedPosition = finger.stabilized_tip_position
  5. interactionBox = controller.frame().interaction_box
  6. normalizedPosition = interactionBox.normalize_point(stabilizedPosition)
  7. x = normalizedPosition.x * windowWidth
  8. y = windowHeight - normalizedPosition.y * windowHeight

示例：TouchPoints

下面的例子使用了触摸仿真 API 来显示检测到的所有可指向对象在应用程序串口中的位置。例子中使用了触摸区的颜色来表示触摸点的状态。稳定位置使用 InteractionBox 类映射到了应用程序的窗口。

  1. from Tkinter import Frame, Canvas, YES, BOTH
  2. import Leap
  4. class TouchPointListener(Leap.Listener):
  5.     def on_init(self, controller):
  6.         print "Initialized"
  8.     def on_connect(self, controller):
  9.         print "Connected"
  11.     def on_frame(self, controller):
  12.         self.paintCanvas.delete("all")
  13.         frame = controller.frame()
  15.         interactionBox = frame.interaction_box
  17.         for pointable in frame.pointables:
  18.             normalizedPosition = interactionBox.normalize_point(pointable.tip_position)
  19.             if(pointable.touch_distance > 0 and pointable.touch_zone != Leap.Pointable.ZONE_NONE):
  20.                 color = self.rgb_to_hex((0, 255 - 255 * pointable.touch_distance, 0))
  22.             elif(pointable.touch_distance <= 0):
  23.                 color = self.rgb_to_hex((-255 * pointable.touch_distance, 0, 0))
  24.                 #color = self.rgb_to_hex((255,0,0))
  26.             else:
  27.                 color = self.rgb_to_hex((0,0,200))
  29.             self.draw(normalizedPosition.x * 800, 600 - normalizedPosition.y * 600, 40, 40, color)
  31.     def draw(self, x, y, width, height, color):
  32.         self.paintCanvas.create_oval( x, y, x + width, y + height, fill = color, outline = "")
  34.     def set_canvas(self, canvas):
  35.         self.paintCanvas = canvas
  37.     def rgb_to_hex(self, rgb):
  38.         return '#%02x%02x%02x' % rgb
  40. class PaintBox(Frame):
  41.     def __init__( self ):
  42.         Frame.__init__( self )
  43.         self.leap = Leap.Controller()
  44.         self.painter = TouchPointListener()
  45.         self.leap.add_listener(self.painter)
  46.         self.pack( expand = YES, fill = BOTH )
  47.         self.master.title( "Touch Points" )
  48.         self.master.geometry( "800x600" )
  50.         # create Canvas component
  51.         self.paintCanvas = Canvas( self, width = "800", height = "600" )
  52.         self.paintCanvas.pack()
  53.         self.painter.set_canvas(self.paintCanvas)
  55. def main():
  56.     PaintBox().mainloop()
  58. if __name__ == "__main__":
  59.     main()

这个例子使用了 Tkinter，但是 LeapMotion 相关的代码适用于所有的 Python 项目。