AirCanvas - 隔空绘手 ✨

基于手势识别的虚拟演示系统，通过摄像头捕捉手势实现空中绘图、PPT控制和AR增强效果。

✨ 功能特性

🖌️ 核心绘图

• 捏合绘图：拇指+食指捏合即可书写
• 多种笔刷：实线、虚线、发光、马克笔、彩虹
• 多种颜色：8种预设颜色，支持手势/鼠标切换
• 线条粗细：6档可调
• 橡皮擦：捏合时擦除
• 激光笔：GoodNotes风格消失墨迹

🎯 智能图形识别

• 停留触发：画完后停留0.5秒自动识别
• 支持图形：圆形、矩形、三角形、直线
• 一键美化：手绘图形自动变规整

🎮 手势UI

• 悬停选择：手指悬停按钮0.4秒自动选中
• 捏合确认：捏合手势确认选择
• 鼠标支持：所有按钮支持鼠标点击
• 智能死区：UI区域不会误画

📊 PPT演示控制

• 挥手翻页：左右挥手切换幻灯片
• 墨迹模式：直接在PPT中绘图批注
• 手势切换：笔/橡皮/导航三种模式

🎨 AR增强效果

• 粒子特效：绘画时的华丽粒子效果
• 互动特效：粒子场、海浪、星空漩涡
• 激光指示：移动模式下的激光光标

🚀 快速开始

安装

# 克隆项目
git clone https://github.com/yourusername/AirCanvas.git
cd AirCanvas

# 创建虚拟环境（推荐）
python -m venv .venv
.venv\Scripts\activate  # Windows
# source .venv/bin/activate  # Linux/macOS

# 安装依赖
pip install -r requirements.txt

运行

python main.py

🎮 操作指南

手势控制

手势	功能
👌 捏合（拇指+食指）	绘画/擦除/激光
☝️ 食指单指	移动光标/UI悬停
✌️ 食指+中指	-
🖐️ 五指张开	-
✋ 向左/右挥手	PPT翻页
三指滑动	撤销(左)/重做(右)

键盘快捷键

按键	功能
q	退出程序
c	清空画布
s	保存画布
u	显示/隐藏UI
z	撤销
y	重做
t	切换工具
l	直线辅助开关
1	粒子效果开关
2	激光笔开关
3	掌心HUD开关
4	互动特效开关
5	切换互动特效
Tab	切换AirCanvas/PPT模式

鼠标操作

所有UI按钮均支持鼠标点击：

• 左侧：工具切换（笔/橡皮/激光）
• 顶部：颜色选择
• 右侧：笔刷类型
• 底部：线条粗细
• 右下角：Help按钮

📁 项目结构

AirCanvas/
├── main.py                    # 主程序入口
├── config.py                  # 配置参数
├── requirements.txt           # 依赖列表
├── CLAUDE.md                  # 开发指南
├── CHANGELOG.md               # 更新日志
├── README.md                  # 项目说明
├── README_CN.md               # 中文用户指南
│
├── core/                      # 核心模块
│   ├── hand_detector.py       # 手部检测
│   ├── gesture_recognizer.py  # 手势识别
│   ├── coordinate_mapper.py   # 坐标映射
│   └── async_detector.py      # 异步检测器
│
├── modules/                   # 功能模块
│   ├── canvas.py              # 画布（含撤销/重做）
│   ├── virtual_pen.py         # 虚拟画笔
│   ├── eraser.py              # 橡皮擦
│   ├── brush_manager.py       # 笔刷管理
│   ├── gesture_ui.py          # 手势UI界面
│   ├── shape_recognizer.py    # 图形识别
│   ├── temporary_ink.py       # 消失墨迹
│   ├── visual_effects.py      # 视觉特效
│   ├── particle_system.py     # 粒子系统
│   ├── interactive_effects.py # 互动特效
│   ├── laser_pointer.py       # 激光笔
│   ├── palm_hud.py            # 掌心HUD
│   ├── ppt_gesture_controller.py # PPT手势控制
│   ├── tutorial_manager.py    # 教程管理
│   └── viewport.py            # 视口管理
│
└── utils/                     # 工具函数
    └── smoothing.py           # 平滑算法（1€滤波器等）

⚙️ 配置参数

编辑 config.py 可调整：

# 摄像头设置
CAMERA_ID = 0
CAMERA_WIDTH = 1280
CAMERA_HEIGHT = 720

# 捏合手势阈值
PINCH_THRESHOLD = 0.065        # 触发距离
PINCH_RELEASE_THRESHOLD = 0.15 # 释放距离

# 平滑参数（1€滤波器）
ONE_EURO_MIN_CUTOFF = 1.5      # 最小截止频率
ONE_EURO_BETA = 0.008          # 速度系数

# 画笔设置
PEN_THICKNESS = 3
ERASER_SIZE = 40

🔧 依赖

• opencv-python >= 4.12.0 - 图像处理
• mediapipe >= 0.10.14 - 手部检测
• numpy >= 2.2.6 - 数值计算
• pyautogui >= 0.9.54 - 鼠标/键盘控制
• pywin32 >= 311 - Windows COM接口（PPT控制）

📝 技术亮点

自适应捏合检测

• 基于手掌宽度动态调整阈值
• 远近距离均保持稳定灵敏度
• 迟滞机制防止状态抖动

智能图形识别

• 停留触发：只有停留时才识别，避免干扰书写
• 闭合度检测：判断图形是否闭合
• 顶点分析：区分三角形、矩形
• 圆度评分：识别圆形

高精度平滑

• 1€滤波器：自适应低延迟平滑
• Catmull-Rom样条：平滑曲线插值
• 直线保护：小笔画不被曲线化

双坐标空间

• 画布空间：用于绘图（带平滑）
• UI空间：用于界面交互（无延迟）

🐛 已知问题

• 需要良好的光照条件
• 手部需在画面中完整可见
• 复杂背景可能影响检测准确度
• 某些摄像头可能需要手动调整对焦

📄 许可证

MIT License

👥 贡献者

• ZephyrHan - 项目维护
• MortalSnow - 核心开发

---

享受 AirCanvas 带来的空中绘画体验！ ✨🎨