本发明涉及图形控制领域，尤指一种图形旋转平滑控制方法及装置。
背景技术：
1、在图形交互领域，精确且自然的图形旋转控制一直是提升用户体验和增强应用功能的关键。传统的图形旋转控制方法往往存在诸多不足，如旋转不流畅、无法适应用户习惯、对旋转速度和路径的响应不灵敏，在触控设备上进行图形旋转操作时，用户往往需要将图形旋转到特定角度，图形旋转到这些特定角度时缺乏平滑吸附效果，导致用户体验不佳。此外，旋转角度校正缺乏动态适应性，不能根据用户的旋转习惯进行优化，影响了旋转控制的精确度。在现有技术中，缺乏高效准确的算法和策略，难以实现平滑的吸附与脱离效果，也不能根据用户的独特操作模式进行自适应调整。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本发明提供一种图形旋转平滑控制方法及装置，能够实现自然流畅的旋转效果、适应个性化需求并保证在交互过程中对图形旋转控制的准确性。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
3、一种图形旋转平滑控制方法，包括以下步骤：
4、s1：持续监听屏幕的触摸事件，获取触摸点和触摸起点坐标，计算手指划过的向量和图形的旋转角度；
5、s2：根据当前的旋转角度实时更新图形在屏幕上的显示位置；
6、s3：监测当前旋转角度，当靠近特定角度且从阈值区域外进入阈值区域时，使用插值器和缓动函数实现平滑吸附，当远离特定角度且从阈值区域内脱离阈值区域时，使用插值器和缓动函数实现平滑脱离；
7、s4：根据用户的旋转速度和旋转路径，动态调整旋转角度的校正参数；
8、s5：记录和分析用户的旋转习惯，使用机器学习算法优化旋转校正参数。
9、进一步地，所述持续监听屏幕的触摸事件，获取触摸点和触摸起点坐标，计算手指划过的向量和图形的旋转角度；包括以下步骤：
10、s11：通过触摸屏传感器获取触摸点的平面坐标，通过加速度计获取在三个轴上的线性加速度，通过陀螺仪获取设备绕三个轴的角速度，对加速度和角速度数据进行滤波；
11、s12：根据屏幕方向和分辨率的影响，将触摸屏的坐标转换到与设备坐标系一致的空间中，并校准加速度计和陀螺仪传感器数据；
12、s13：通过卡尔曼滤波算法，结合触摸屏坐标的测量值和由加速度计、陀螺仪预测的位置和姿态变化，估计触摸位置和设备姿态；
13、s14：当触摸事件开始时，通过记录经过算法优化后的触摸坐标作为起点坐标，以及在触摸过程中持续获取算法优化后的触摸点坐标，计算得出向量；
14、s15：根据陀螺仪数据计算设备的旋转角度，以及手指划过的向量在设备旋转后的坐标系中进行投影，设陀螺仪测量的绕轴的旋转角度为θgyro，则旋转矩阵为：
15、
16、将手指划过的向量乘以旋转矩阵，再通过反正切函数获得图形的旋转角度。
17、进一步地，所述步骤s13中，还通过互补滤波算法，根据加速度计测量的低频准确信息与陀螺仪测量的高频动态信息进行融合，且通过调整权重得到更精确的姿态估计。
18、进一步地，所述根据当前的旋转角度实时更新图形在屏幕上的显示位置；包括以下步骤：
19、s21：通过图形在屏幕上的初始位置，根据图形的几何特征旋转基准点作为旋转的中心点(xcenter，ycenter)；
20、s22：根据通过算法优化获得图形的旋转角度θ，构建旋转矩阵r
21、
22、s23：设图形有多个顶点，其原始位置为(xvertex，yvertex)，旋转后的顶点位置为(xvertexrotated`，yvertexrotated),则顶点位置的计算公式为：
23、xvertexrotated＝(xvertex-xcenter)cosθ-(yvertex-ycenter)sinθ+xcenteryvertexrotated＝(xvertex-xcenter)sinθ+(yvertex-ycenter)cosθ+ycenter；
24、s24：根据计算得到的旋转后顶点的新位置，以及图形的边界情况和剪裁处理，重新绘制图形在屏幕上显示。
25、进一步地，所述监测当前旋转角度，当靠近特定角度且从阈值区域外进入阈值区域时，使用插值器和缓动函数实现平滑吸附，当远离特定角度且从阈值区域内脱离阈值区域时，使用插值器和缓动函数实现平滑脱离；包括以下步骤：
26、s31：根据设定的图形吸附或脱离的特定角度，以及围绕该特定角度的阈值区域，持续监测图形的当前旋转角度；
27、s32:当旋转角度从阈值区域外进入阈值区域时，触发平滑吸附操作，当旋转角度从阈值区域内脱离阈值区域时，触发平滑脱离操作；
28、s33：当进入阈值区域，通过三次样条插值和正弦曲线缓动函数来逐渐调整图形的旋转角度，当从阈值区域内脱离时，以方向相反的方式通过三次样条插值和正弦曲线缓动函数来逐渐调整图形的旋转角度；
29、s34：根据每一帧计算得到的插值后的旋转角度，按照步骤s21-s23的方法重新计算图形顶点的新位置，并更新图形在屏幕上显示。
30、进一步地，所述根据用户的旋转速度和旋转路径，动态调整旋转角度的校正参数；包括以下步骤：
31、s41：当用户进行屏幕触摸旋转操作的过程中，根据比较不同时间点的旋转角度计算并记录旋转角度的变化量a，以及相邻两次角度测量的时间差计算并记录时间间隔b，计算旋转速度c，公式为：c＝a/b，同时记录旋转路径上的多个点；
32、s42：通过计算相邻几个点之间的弯曲程度评估路径的曲率，统计路径方向改变的次数确定路径的方向变化频率；
33、s43：根据设立的矫正参数，进行基于速度的调整以及基于路径的调整；
34、s44：在每一帧的时间间隔内，重复步骤s41-s43，实时更新矫正参数并应用于旋转角度的矫正。
35、进一步地，所述根据设立的矫正参数，进行基于速度的调整以及基于路径的调整；包括以下步骤：
36、s431：通过设立的矫正参数k进行基于速度的调整，校正参数的表达式为：
37、
38、其中，1是校正参数初始值，a是旋转速度较快情况下根据经验确定的系数，b是旋转速度较慢情况下根据经验确定的另一个系数，c是旋转速度，d是根据用户历史旋转操作数据统计特征的旋转速度阈值；
39、s432：根据路径的曲率和方向变化频率，高曲率或频繁的方向变化，增加矫正参数k；低曲率和稳定的方向，减小矫正参数k；
40、s433：最终矫正后的旋转角度为矫正参数与未经矫正的测量旋转角度的乘积。
41、进一步地，所述记录和分析用户的旋转习惯，使用机器学习算法优化旋转校正参数；包括以下步骤：
42、s51：根据用户进行多次屏幕触摸旋转操作的过程中，收集每次旋转的起始角度、结束角度、旋转时间和旋转路径上的一系列坐标点，并收集用户的操作设备信息、操作环境信息，对收集到的数据进行预处理；
43、s52：从收集的数据中提取特征，包括：旋转速度的平均值、最大值、最小值、旋转路径的曲率特征，以及旋转方向变化的频率和幅度；
44、s53：将提取特征后的数据划分为训练集、验证集和测试集，通过多层感知机模型，根据特征数量确定输入层节点数，根据校正参数确定输出层节点数，激活函数relu函数用于隐藏层，根据校正参数的性质确定输出层的激活函数；
45、s54：使用训练集数据对多层感知机进行训练，定义损失函数，通过adam根据损失函数的梯度自动调整模型参数，并采用小批量的方式进行训练；
46、s55：对隐藏层的数量和节点数、学习率、正则化参数以及dropout概率进行超参数调整，通过测试集数据对训练好的模型进行最终评估，训练好的模型部署到实际应用中接收用户新旋转操作数据，定期通过新数据重新训练模型并调整。
47、进一步地，还包括：多层感知机模型结合卷积神经网络模型，通过集成学习平均预测结果避免过拟合。
48、一种图形旋转平滑控制装置，包括监听模块、更新模块、吸附脱离模块和自适应优化模块，其中：
49、监听模块用于通过传感器融合技术获取触摸点的位置信息以及设备的姿态和运动信息；
50、更新模块用于计算手指划过的向量和图形的旋转角度实时更新图形在屏幕上的显示位置；
51、吸附脱离模块用于监测旋转角度时，当靠近特定角度且从阈值区域外进入阈值区域时，使用插值器和缓动函数实现平滑吸附；当远离特定角度且从阈值区域内脱离阈值区域时，使用插值器和缓动函数实现平滑脱离；
52、自适应优化模块用于根据用户的旋转速度和旋转路径，动态调整旋转角度的校正参数，并记录和分析用户的旋转习惯，使用机器学习算法优化旋转校正参数。
53、进一步地，所述监听模块还用于通过卷积神经网络或循环神经网络对触摸屏幕产生的图像序列或触摸数据进行学习和分析，通过训练好的模型输出预测的触摸起点和后续的移动轨迹。
54、进一步地，自适应优化模块用于通过多层感知机模型或支持向量机模型优化旋转校正参数。
55、本发明的有益效果在于：
56、1.通过实现平滑的吸附和脱离效果，以及根据用户的旋转速度和路径进行动态调整，使用户在操作图形旋转时感觉更加自然和流畅，减少突兀感和不适感。
57、2.精确地监测和计算旋转角度，能够确保图形的旋转与用户的意图更加匹配，提高交互的准确性和精度。
58、3.记录和分析用户的旋转习惯，并使用机器学习算法进行优化，使得图形旋转控制能够适应不同用户的操作风格和偏好，提供个性化的交互体验，通过动态调整校正参数，可以避免图形旋转过度或不足，使其能够准确地停留在用户期望的位置或角度。
59、4.流畅、准确且个性化的图形旋转控制能够增加应用的易用性和趣味性，吸引更多用户使用，并提升用户对应用的满意度和忠诚度。
1.一种图形旋转平滑控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种图形旋转平滑控制方法，其特征在于，所述持续监听屏幕的触摸事件，获取触摸点和触摸起点坐标，计算手指划过的向量和图形的旋转角度；包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种图形旋转平滑控制方法，其特征在于，所述步骤s13中，还通过互补滤波算法，根据加速度计测量的低频准确信息与陀螺仪测量的高频动态信息进行融合，且通过调整权重得到更精确的姿态估计。
4.根据权利要求1所述的一种图形旋转平滑控制方法，其特征在于，所述根据当前的旋转角度实时更新图形在屏幕上的显示位置；包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种图形旋转平滑控制方法，其特征在于，所述监测当前旋转角度，当靠近特定角度且从阈值区域外进入阈值区域时，使用插值器和缓动函数实现平滑吸附，当远离特定角度且从阈值区域内脱离阈值区域时，使用插值器和缓动函数实现平滑脱离；包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种图形旋转平滑控制方法，其特征在于，所述根据用户的旋转速度和旋转路径，动态调整旋转角度的校正参数；包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种图形旋转平滑控制方法，其特征在于，所述根据设立的矫正参数，进行基于速度的调整以及基于路径的调整；包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的一种图形旋转平滑控制方法，其特征在于，所述记录和分析用户的旋转习惯，使用机器学习算法优化旋转校正参数；包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种图形旋转平滑控制方法，其特征在于，还包括：多层感知机模型结合卷积神经网络模型，通过集成学习平均预测结果避免过拟合。
10.一种图形旋转平滑控制装置，其特征在于，包括监听模块、更新模块、吸附脱离模块和自适应优化模块，其中：
11.根据权利要求10所述的一种图形旋转平滑控制装置，其特征在于，所述监听模块还用于通过卷积神经网络或循环神经网络对触摸屏幕产生的图像序列或触摸数据进行学习和分析，通过训练好的模型输出预测的触摸起点和后续的移动轨迹。
12.根据权利要求10所述的一种图形旋转平滑控制装置，其特征在于，自适应优化模块用于通过多层感知机模型或支持向量机模型优化旋转校正参数。
