算盘手势：一套大规模基于数学的适用于空中交互的可用手指计数手势

设计一套既易于学习又能快速执行的广泛空中手势是一个重大挑战。更具挑战的是使用常见硬件（如2D普通相机）实现高精度检测这些手势。先前的工作通常提出较小的、特定应用的手势集，需要专用硬件且难以适应不同环境。针对这些限制，本文介绍了算盘手势，这是一个包含100种空中手势的综合集合。借鉴算盘计数的隐喻，手势由各种开合手指组合形成，每种组合被赋予不同的值。我们开发了一种使用现成计算机视觉库的算法，能够从2D普通相机画面中检测这些手势，对掌心朝相机的手势准确率超过98%，对掌心朝身体的手势准确率达95%。我们在一项包含20名参与者的用户研究中评估了这些手势的检测精度、学习易用性和可用性。研究发现，参与者在执行15个手势后五分钟内即可学会算盘手势，并在四个月后仍能回忆。此外，大多数参与者在执行100个手势后形成了运动记忆。大多数手势易于用指定的手指组合执行，且使用多种手指组合执行手势的灵活性进一步增强了可用性。基于这些发现，我们创建了一个分类法，将算盘手势根据运动记忆发展分为五组，并根据执行难度分为三个等级。最后，我们提供了设计指南并提出了算盘手势在空中交互领域的潜在用例。