数据可视化

3D 手部可视化

3D 面板用于在三维空间中实时渲染手部追踪和传感器数据,延迟通常小于 10ms。它包含三类核心可视化组件,以及触觉点云和坐标变换显示。

3D 面板详情

以下功能仅在连接 Wuji Glove 时可用:手骨架渲染指尖姿态可视化EMF 姿态触觉点云压力着色

组件图示说明
手骨架手骨架示意图21 个 MediaPipe 关键点和骨骼连接,支持单指置信度着色
指尖姿态指尖姿态示意图5 个指尖的位置和朝向,以子弹头几何体渲染
EMF 姿态EMF 姿态示意图电磁追踪发射/接收线圈,支持置信度着色
触觉点云触觉点云示意图触觉传感器压力数据以彩色点云渲染
TF 坐标变换TF 坐标变换示意图静态和动态坐标变换显示

手骨架 (hand skeleton)

手骨架组件渲染 21 个 MediaPipe 标准关键点及其连接关系:

  • 关节点:以球体渲染,分布在拇指(4 个)、食指(4 个)、中指(4 个)、无名指(4 个)、小指(4 个)和手腕(1 个)
  • 骨骼连接:以圆柱体渲染 21 条连接线,呈现手部拓扑结构
  • 手部网格:默认叠加一层半透明实心手部网格,与骨架同步动态变形。可在设置中切换为线框或关闭

每个关节的颜色反映该手指的追踪置信度,通过 Color Map 映射实现。

可配置项:

设置默认值说明
Color MapSafety颜色映射方案
Invert Colors反转色彩映射方向
Opacity0.9不透明度,1.0 为完全不透明
Point size5 mm关节球体大小
Line scale0.3骨骼线宽缩放
Show Axis可开关显示每个关节的坐标轴
Hand Model SourceSDK Managed手部模型来源,可选 SDK Managed(由 SDK 管理,含标定结果)或 Custom URDF
Custom URDF Path本地 URDF 绝对路径,选择 Custom URDF 后显示,供 SDK 端 IK 解算使用
Show Mesh叠加实心手部网格
Mesh Opacity0.5网格不透明度
Mesh Wireframe切换为线框模式
Mesh Color#cccccc网格基础颜色

指尖姿态 (fingertip poses)

指尖姿态组件独立于手骨架,渲染 5 个指尖的位置和朝向:

  • 几何体:定制的子弹头形状(椭圆体尖端 + 圆柱体延伸)
  • 坐标系:Z 轴指向手腕方向,X 轴从小指到拇指方向,Y 轴指向手背侧
  • 支持独立开关,可与手骨架同时或单独使用

可配置项:

设置默认值说明
Color MapSafety颜色映射方案
Invert Colors反转色彩映射方向
Opacity0.9不透明度,1.0 为完全不透明
Point size5 mm指尖几何体大小
Min Value / Max Value0.0 / 1.0色彩映射的值域范围
Show Axis可开关显示指尖坐标轴
Axis scale0.02坐标轴长度

EMF 姿态 (EMF poses)

EMF 姿态组件可视化电磁追踪系统的发射和接收线圈:

  • 发射线圈:渲染在 EMF 坐标原点
  • 接收线圈:渲染在每个手指的 EMF 传感器位置
  • 传感器外观:默认按真实 STL 模型渲染,可在设置中切换为立方体
  • 颜色反映定位置信度,置信度越高颜色越接近映射的"好"端
  • 在 Sidebar 的 Panel 中通过 Color Map 下拉菜单切换配色方案,默认使用 Safety (Okabe-Ito) 无障碍配色,是 3D 可视化的推荐选择

可配置项:

设置默认值说明
Color MapSafety颜色映射方案
Invert Colors反转色彩映射方向
Opacity0.7不透明度,1.0 为完全不透明
Sensor visualSTL传感器渲染模式(STL / Cube)
Min Value / Max Value0.80 / 0.92置信度映射范围
Show Axis可开关显示 EMF 坐标轴
Transfer Function传递函数类型
Gamma (γ)可调Gamma 传递函数(0.1–3.0)
EXP (k)可调指数传递函数(0.1–10.0)

触觉点云 (point cloud)

将触觉传感器数据在 3D 空间中以点云形式渲染,每个点的颜色反映压力值。在 Sidebar 的 Panel 中切换配色方案和调整色彩映射参数。

TF 坐标变换 (TF coordinate transforms)

3D 视图支持 TF(Transform)坐标变换显示。在 Sidebar 的 Panel 中展开 Transforms 查看坐标变换树,包含静态变换(tf_static)和动态变换。

为每个变换配置固定偏移值,或订阅 Topic 实时更新。

全局 Topic

tftf_static 是全局 Topic——无需设备名称前缀即可直接订阅。连接多台设备时,各设备的变换树自动合并为统一的变换树,两只手可同时显示在同一 3D 视图中。设备固件自动为左手和右手坐标系分配 l_r_ 前缀。