Leap Motion でアプリ開発 - Leap Motion で認識できるエリア
By 山下 雅也 2231 days ago
今回は WPF の 3D 機能を使って、Leap Motion のサンプルアプリケーションをつくります。
WPF の 3D 機能を使うにあたっては、3DTools というモジュールが Microsoft より公開されていますので、以下のサイトからダウンロードしておきましょう。
ちなみに、3DTools はソースコードも公開されていますので、プロジェクトという形で追加することもでき、好きなようにカスタマイズして利用することもできます。
http:/
ダウンロードしたら 3DTools に含まれる 3DTools.dll も参照の追加を行っておきます。
今回は 3DTools に含まれる TrackballDecorator クラスと ScreenSpaceLines3D クラスを使います。
TrackballDecorator クラスは Viewport3D クラスの外側に置くだけで、マウス操作でカメラ位置を操作することができるようになります。
また、WPF の 3D には単に線を引くという機能がありませんが、ScreenSpaceLines3D クラスでそれが可能になります。
Leap Motion の座標系は右手系と呼ばれる座標系になっており、右がX軸、上がY軸、手前がZ軸の正方向です。WPF の 3D 空間も同じく右手系となっていますので、座標系について特別な変換は必要ありません。
Leap Motion で認識できるエリアは、Leap Motion デバイスの上に、以下のような形で広がっています。逆ピラミッド型で、Z軸方向が少し狭くなっています。
上図で、内側にある直方体は InteractionBox と呼びます。
一般的なアプリケーションでは逆ピラミッド型での座標より、直方体での座標のほうが扱いやすいことから InteractionBox という概念が用意されており、相互に変換を行うことができるようになっています。
今回はとりあえず、座標軸と、Leap Motion が認識する逆ピラミッド型のエリアを作ってみます。
MainWindows.xaml.cs を以下のように書き換えます。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Data;
using System.Windows.Documents;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System.Windows.Media.Media3D;
using System.Windows.Navigation;
using System.Windows.Shapes;
namespace LeapSample
{
/// <summary>
/// MainWindow.xaml の相互作用ロジック
/// </summary>
public partial class MainWindow : Window
{
private Leap.Controller controller = new Leap.Controller();
private ModelVisual3D trackingAreaModel = null;
public MainWindow()
{
InitializeComponent();
var root = this.Content as Grid;
root.Children.Add(new TextBlock());
Init();
CompositionTarget.Rendering += CompositionTarget_Rendering;
}
private void CompositionTarget_Rendering(object sender, EventArgs e)
{
var root = this.Content as Grid;
var textBlock = root.Children[0] as TextBlock;
Leap.Frame frame = controller.Frame();
string msg = string.Format("IsValid={0}\n", frame.IsValid);
msg += string.Format("Id={0}\n", frame.Id);
msg += string.Format("Timestamp={0}\n", frame.Timestamp);
msg += string.Format("InteractionBox={0}\n", frame.InteractionBox);
msg += string.Format("CurrentFramesPerSecond={0}\n", frame.CurrentFramesPerSecond);
msg += string.Format("Hands.Count={0}\n", frame.Hands.Count);
msg += string.Format("Pointables.Count={0}\n", frame.Pointables.Count);
msg += string.Format("Fingers.Count={0}\n", frame.Fingers.Count);
msg += string.Format("Tools.Count={0}\n", frame.Tools.Count);
textBlock.Text = msg;
var td = root.Children[1] as _3DTools.TrackballDecorator;
var viewport = td.Content as Viewport3D;
if (frame.IsValid)
{
if (trackingAreaModel == null)
{
trackingAreaModel = CreateTrackingAreaModel(frame.InteractionBox);
viewport.Children.Add(trackingAreaModel);
}
}
else
{
viewport.Children.Remove(trackingAreaModel);
trackingAreaModel = null;
}
}
private void Init()
{
var root = this.Content as Grid;
// trackball
var td = new _3DTools.TrackballDecorator();
root.Children.Add(td);
// viewport
var viewport = new Viewport3D();
td.Content = viewport;
// camera
var camera = new PerspectiveCamera();
camera.Position = new Point3D(0, 1000, 1200);
camera.UpDirection = new Vector3D(0, 1, 0);
camera.LookDirection = (new Point3D(0, 100, 0) - camera.Position);
viewport.Camera = camera;
// light
var model = new ModelVisual3D();
var light = new DirectionalLight { Color = Colors.White, Direction = new Vector3D(-1, -1, -1) };
model.Content = light;
viewport.Children.Add(model);
// axis
viewport.Children.Add(CreateAxisModel());
}
private ModelVisual3D CreateAxisModel()
{
var xAxis = new _3DTools.ScreenSpaceLines3D();
xAxis.Points.Add(new Point3D(-2000, 0, 0));
xAxis.Points.Add(new Point3D(2000, 0, 0));
xAxis.Color = Colors.Red;
xAxis.Thickness = 1;
var yAxis = new _3DTools.ScreenSpaceLines3D();
yAxis.Points.Add(new Point3D(0, -2000, 0));
yAxis.Points.Add(new Point3D(0, 2000, 0));
yAxis.Color = Colors.Green;
yAxis.Thickness = 1;
var zAxis = new _3DTools.ScreenSpaceLines3D();
zAxis.Points.Add(new Point3D(0, 0, -2000));
zAxis.Points.Add(new Point3D(0, 0, 2000));
zAxis.Color = Colors.Blue;
zAxis.Thickness = 1;
var axis = new ModelVisual3D();
axis.Children.Add(xAxis);
axis.Children.Add(yAxis);
axis.Children.Add(zAxis);
return axis;
}
private ModelVisual3D CreateTrackingAreaModel(Leap.InteractionBox ib)
{
double k = (ib.Center.y + ib.Height / 2) / (ib.Center.y - ib.Height / 2);
var lb = new Point3D((ib.Center.x - ib.Width / 2) * k, ib.Center.y + ib.Height / 2, (ib.Center.z - ib.Depth / 2) * k); // left back
var rb = new Point3D((ib.Center.x + ib.Width / 2) * k, ib.Center.y + ib.Height / 2, (ib.Center.z - ib.Depth / 2) * k); // right back
var rf = new Point3D((ib.Center.x + ib.Width / 2) * k, ib.Center.y + ib.Height / 2, (ib.Center.z + ib.Depth / 2) * k); // right front
var lf = new Point3D((ib.Center.x - ib.Width / 2) * k, ib.Center.y + ib.Height / 2, (ib.Center.z + ib.Depth / 2) * k); // left front
var origin = new Point3D(0, 0, 0);
var m = new _3DTools.ScreenSpaceLines3D();
m.Points.Add(lb);
m.Points.Add(rb);
m.Points.Add(rb);
m.Points.Add(rf);
m.Points.Add(rf);
m.Points.Add(lf);
m.Points.Add(lf);
m.Points.Add(lb);
m.Points.Add(origin);
m.Points.Add(lb);
m.Points.Add(origin);
m.Points.Add(rb);
m.Points.Add(origin);
m.Points.Add(rf);
m.Points.Add(origin);
m.Points.Add(lf);
m.Color = Colors.SlateGray;
return m;
}
}
}
実行結果は以下となります。
マウスを左クリックしながら動かすとカメラ位置を移動できます。右クリックしながら動かすと拡大縮小となります。
今回はここまでです。
