项目负责人

项目组成员

项目介绍

该项目旨在培养学生对关中民俗艺术的理解和制作过程，利用信息技术进行虚拟仿真。利用交互式仿真平台将传统艺术数字化、形象化和可视化，为以年画、剪纸以及皮影艺术为代表的非物质文化遗产的传承和发展打好基础。该项目需要了解计算机图像处理基本原理，掌握利用多媒体技术的基本步骤。该项目考核方式为考察，学生分组完成互动展览系统。所需预备知识有图像处理、人机交互、程序设计。

一、实验目的

1. 了解剪纸的种类，剪纸过程和剪纸效果；

2. 了解剪纸制作的基本原理，将剪纸成品和激光雕刻机结合，增强学生对非物质文化遗产的了解，同时增强学生的动手能力；

3. 了解《中国传统文化》，《计算机图形学》及《图像处理》的相关知识。

二、实验原理及内容

1. 交互式剪纸：基于Kinect的虚拟手势识别，为了实现NUI（自然用户界面），要获取模拟剪刀的手势；在虚拟剪纸过程中捕捉收移动的轨迹；获取表示特点含义的姿势；

2. 剪纸的过程：是一种图像分割的过程，在捕捉到的图像中，采用区域生长算法对将感兴趣的区域保留，其他区域的图像去掉；

三、实验仪器设备及平台

1. 激光雕刻机,普通的PC机；

2. 基于B/S架构设计的云平台服务器后台；

3.  matlab+Java编程平台。

四、实验内容与步骤

1. 手势捕捉—基于视觉的手势识别

通过利用Kinect进行静态手势识别，和单手、双手动态手势识别，以提供无接触式互动交互

1）数据分割：利用手势分割算法来确定手在图片中的位置，然后在分割后的图片中进行分析。

2）手势样本：建立手势样本库，基本常见手势有：挥手、悬浮按钮、下压按钮、磁性按钮、划动、磁性幻灯片、垂直划动条、通用暂停按钮。剪纸手势，可以通过训练样本进行训练。加入到手势库中。

3）分类建模：根据手势样本库，对手势进行分类建模。

4）手势分析：对于静态手势和动态手势采用不同的识别方法，对手势进行分析，并根据分类建模对手势进行分析，以便于进行手势识别。

5）手势识别：通过分析，建模等对手势进行识别，识别出手势的意义，从而得到手势描述。

2. 软件平台—交互式剪纸平台的实现

该软件平台包多个剪纸功能模块：如：福喜剪纸：剪纸的一种布局格式。样式中包含福字，喜字，喜则福来，福来则喜。喜与福相伴而生、而长。团花剪纸；团花剪纸是剪纸的一种常见布局格式。允许用户进行各种形状的纸张折叠，如对角折叠二次、三次、四次不等，再使用模拟剪刀完成折叠后的修剪，将团花展开后的图案呈现给用户。拼接剪纸：通过交互式方法，模拟剪刀或刻刀在纸张上进行雕刻，用户可以根据自己的意愿来剪裁或利用剪纸纹样来构造各种剪纸图案等。

 3. 输出打印设备

另外在本系统中用户还可以从纹样库中选择自己喜欢的模板直接打印，或者对其进行编辑，从而得到满意的图案，能够将剪纸的图案按部就班地标注在任意尺寸的纸张草样上，方便人们留作纪念等，同时还提供文件输出接口，可以输出各种文档类型，以便于用户将其分享，从而吸引更多的年轻人。还提供演示播放模式功能，记录用户的每一步，使用户可以实时地看到自己的剪纸每步展开的过程，方便用户学习，模拟剪纸。

五、实验结果与数据处理

1）福喜剪纸

 在福喜剪纸模块，分别有福字模板库和喜字模板库以供用户选择使用。

2）生肖剪纸

 在生肖剪纸模块，有十二生肖模板库以供用户选择使用。

3）拼接剪纸

 拼接剪纸最主要的特色功能是将剪纸和其他照片拼接，拼接剪纸模块提供剪纸模板 库以供用户选择。

4）团花剪纸

在团花剪纸模块，用户可进行各种形状的纸张折叠，如对角折叠二次、三次、四次不等，并可利用团花剪纸界面提供的形状进行剪辑，最终呈现团花展开后的图案。系统会进行步骤分解并进行步骤记录，保存已有的剪纸步骤供初学的用户学习。

5）魔幻剪纸

在魔幻剪纸模块，用户可根据自己的喜好，任意选择图片，只需一键点击，即可得到与其匹配的剪纸效果图。

六、注意事项

1. 图像需要进行预处理；

2. 感兴趣区域定位的准确性；

3. 图像分割算法的有效性。

【思考题】

1. 如何对搜集到的图像进行图像预处理操作；

2. 图像的预处理操作就有什么内容；

3. 现有的图像分割就有什么技术。