幾何結構解析方法、其系統及其電腦程式產品GEOMETRIC STRUCTURE ANALYING METHOD,GEOMETRIC STRUCTURE ANALYZING SYSTEM,AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

美國

專利申請案號

14/259,601

專利證號

US 9,607,433 B2

專利獲證名稱

幾何結構解析方法、其系統及其電腦程式產品GEOMETRIC STRUCTURE ANALYING METHOD,GEOMETRIC STRUCTURE ANALYZING SYSTEM,AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣大學

獲證日期

2017/03/28

技術說明

我們提出幾何結構可被即時解析、且不需電力供應的透明積木系統GaussBricks。GaussBricks系統包含了一系列的透明壓克力元件，每個元件內部裝有磁鐵，因此各元件可以如同樂高積木一般地透過磁力被組裝成任意結構與外型。由於高斯積木各元件內部磁鐵排列方式經過特殊設計，透過GaussBricks組裝後的模型將會帶有與其外型結構相似的均勻磁場。只要能夠使用磁場顯影器（analog Hall-sensor grid）解析其磁場形狀資訊，便能即時解析模型之結構外型等資訊。磁場顯影器可與液晶顯示器面板結合成一個可拼湊透明積木的即時互動平台，透明積木讓使用者可以看到底下螢幕顯示的內容，並利用手中組裝的物件即時與畫面做互動。 本系統的創新包含積木設計與偵測演算法的部份，我們提出以下三種高斯積木磚的設計：分別是建構磚（construction bricks）、支撐磚（supporting bricks）和鎖定磚（locking bricks），可以實現穩定、易重組、透明的積木組裝。偵測演算法的部份，我們提出的演算法能透過即時偵測磁場來解析GaussBricks拼出的架構的骨架與幾何資訊。我們也進一步探索了多種方法來延伸高斯積木的應用範圍，包含藉由馬達促動積木的擺動、使積木表面支援多點觸控、透過光纖組合使高斯積木可以顯示出螢幕畫面內容。這樣的技術豐富了在可攜式螢幕上的實體互動模式。 This paper presents a novel material for tangible interaction design, GaussBricks, which is a system of magnetic building blocks that enables real-time constructive tangible interactions on portable displays. The mechanical design of the magnetic building blocks is simple, and thus effective to enable configurable form construction. The form constructed by the magnetic building blocks, which are connected by the magnetic joints, allows users to stably manipulate with various elastic force feedbacks. With an analog Hall-sensor grid mounted to the back, the portable display resolves the geometry of the constructions and detects various user interactions in real time. We also introduce several methods to enable shape changing, multi-touch input, and display capabilities on the construction. This building block system enriches the way we interact with the portable displays physically.

備註

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33669945

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