以下是一個(gè)基于Python的簡化版全息投影沙盤互動(dòng)系統(tǒng)人機(jī)交互軟件框架示例。請(qǐng)注意這需要根據(jù)具體硬件接口進(jìn)行調(diào)整，實(shí)際開發(fā)需結(jié)合設(shè)備SDK和三維渲染引擎（如Unity/Unreal）：
```python
# -*- coding: utf-8 -*-
import sys
import time
import threading
import serial? # 用于串口通信
import socket? # 用于網(wǎng)絡(luò)控制
from PyQt5.QtCore import Qt, QTimer
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget
from gestures import GestureRecognizer? # 需要手勢識(shí)別庫
class HolographicSandTable:
? ? def __init__(self):
? ? ? ? # 硬件初始化
? ? ? ? self.projector = ProjectorController("192.168.1.100")? # 網(wǎng)絡(luò)投影控制
? ? ? ? self.touchscreen = TouchInput("/dev/ttyUSB0")? # 觸摸屏設(shè)備
? ? ? ? self.motors = MotorController(port='COM3', baudrate=115200)? # 機(jī)械控制
? ? ? ? # 三維模型數(shù)據(jù)
? ? ? ? self.terrain_model = None
? ? ? ? self.current_scale = 1.0
? ? ? ? self.rotation = [0, 0]
? ? ? ? # 交互系統(tǒng)初始化
? ? ? ? self.gesture_recognizer = GestureRecognizer()
? ? ? ? self.init_ui()
? ? def init_ui(self):
? ? ? ? self.app = QApplication(sys.argv)
? ? ? ? self.window = InteractiveWindow()
? ? ? ? self.window.touchEvent = self.handle_touch
? ? ? ? self.timer = QTimer()
? ? ? ? self.timer.timeout.connect(self.update_display)
? ? ? ? self.timer.start(30)? # 30ms刷新周期
? ? def handle_touch(self, event):
? ? ? ? """處理觸摸輸入"""
? ? ? ? touch_points = self.touchscreen.get_points()
? ? ? ? # 手勢識(shí)別
? ? ? ? gesture = self.gesture_recognizer.analyze(touch_points)
? ? ? ? if gesture == "pinch_zoom":
? ? ? ? ? ? self.adjust_scale(gesture.params['scale'])
? ? ? ? elif gesture == "rotate":
? ? ? ? ? ? self.rotate_model(gesture.params['angle'])
? ? ? ? elif gesture == "tap":
? ? ? ? ? ? self.handle_selection(touch_points[0])
? ? def adjust_scale(self, factor):
? ? ? ? """調(diào)整模型比例"""
? ? ? ? self.current_scale *= factor
? ? ? ? self.projector.set_scale(self.current_scale)
? ? ? ? self.motors.adjust_height(self.current_scale)? # 同步調(diào)整物理沙盤高度
? ? def rotate_model(self, angle):
? ? ? ? """旋轉(zhuǎn)模型"""
? ? ? ? self.rotation = [angle[0], angle[1]]
? ? ? ? self.projector.set_rotation(angle)
? ? ? ? self.motors.rotate_base(angle)? # 同步旋轉(zhuǎn)沙盤底座
? ? def update_display(self):
? ? ? ? """刷新投影顯示"""
? ? ? ? # 與三維引擎交互更新畫面
? ? ? ? self.projector.update_frame(self.terrain_model)
? ? def run(self):
? ? ? ? self.projector.power_on()
? ? ? ? self.motors.initialize()
? ? ? ? sys.exit(self.app.exec_())
class ProjectorController:
? ? """網(wǎng)絡(luò)投影控制類"""
? ? def __init__(self, ip):
? ? ? ? self.sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
? ? ? ? self.sock.connect((ip, 6000))
? ? def set_scale(self, scale):
? ? ? ? self.sock.send(f"SCALE:{scale}\n".encode())
? ? def set_rotation(self, angle):
? ? ? ? self.sock.send(f"ROTATE:{angle[0]},{angle[1]}\n".encode())
? ? def update_frame(self, model_data):
? ? ? ? # 此處需對(duì)接三維渲染引擎
? ? ? ? pass
class MotorController:
? ? """串口電機(jī)控制類"""
? ? def __init__(self, port, baudrate):
? ? ? ? self.ser = serial.Serial(port, baudrate, timeout=1)
? ? def adjust_height(self, scale):
? ? ? ? # 根據(jù)比例調(diào)整升降電機(jī)
? ? ? ? self.ser.write(f"H{int(scale*100)}\r\n".encode())
? ? def rotate_base(self, angle):
? ? ? ? # 控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)
? ? ? ? self.ser.write(f"R{angle[0]},{angle[1]}\r\n".encode())
if __name__ == "__main__":
? ? system = HolographicSandTable()
? ? system.run()
```
需要配合以下硬件組件：
1. 蟻利定制觸摸屏（需提供SDK接口）
2. 全息投影設(shè)備（如：HoloLens或定制光場投影）
3. 電動(dòng)沙盤機(jī)械結(jié)構(gòu)（帶步進(jìn)電機(jī)控制）
4. 三維渲染服務(wù)器（建議使用Unity/Unreal Engine）
擴(kuò)展功能建議：
1. 增加AR手勢識(shí)別模塊（可使用MediaPipe或OpenCV）
2. 集成語音控制模塊
3. 添加多點(diǎn)觸摸軌跡預(yù)測算法
4. 實(shí)現(xiàn)沙盤物理模擬（可用Box2D/PhysX）
5. 開發(fā)內(nèi)容管理系統(tǒng)（CMS）用于載入不同場景
實(shí)際開發(fā)時(shí)需要：
1. 根據(jù)硬件接口協(xié)議修改通信部分
2. 集成三維渲染引擎的API調(diào)用
3. 添加詳細(xì)的異常處理機(jī)制
4. 實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控模塊
5. 開發(fā)校準(zhǔn)和調(diào)試界面
請(qǐng)根據(jù)具體硬件規(guī)格調(diào)整通信協(xié)議和參數(shù)，并添加適當(dāng)?shù)陌踩珯C(jī)制和異常處理。
