人機交互技術精選(九篇)

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第1篇：人機交互技術范文

關鍵詞：人機交互技術；藝術教育；人機協(xié)同

1新一代人機交互技術概況

人機交互是人機信息交換的對話接口。［1］在人機交互發(fā)展過程中，經(jīng)歷了命令行界面（CLI）、圖形用戶界面（GUI）和自然用戶界面（NUI）。自然用戶界面作為新一代人機交互技術，利用人類視覺、語音、觸覺、嗅覺交互和情感計算、多通道交互等交互能力與機器自然交互。自然用戶界面依托于1991年MarkWeiser提出的普世計算（UbiquitousComputing）和平靜技術（CalmTechnology）兩大理論基礎，主張技術應該不動聲色地服務于人類。

2新一代人機交互技術在藝術教育中的應用

藝術正是實驗和探索技術帶來的變革，以進入這些復雜的、多時空的、不確定的、非線性的刁頑問題（WickedProblems）的世界。新一代人機交互技術在藝術教育中的應用豐富了新媒體藝術、交互設計、信息設計等專業(yè)的教學視域，借助技術創(chuàng)造大量智能時代的藝術形式；另一方面，技術又反哺于藝術教育，層出不窮的智能藝術創(chuàng)作工具，使藝術教育中的“默會知識”能夠更高效地傳遞，促使藝術教育更加形象化、情境化、多元化、智能化，給藝術教育中創(chuàng)造力、想象力、洞察力和好奇心的培養(yǎng)提供有力的技術支持。

2.1語音交互技術在藝術教育中的應用

語言作為人類思維表達的工具，是最簡單、最自然的表達方式。語音交互技術經(jīng)歷了3次關鍵技術迭代。第一階段是20世紀90年代出現(xiàn)的語音應答（InteractiveVoiceResponse，簡稱IVR），用戶通過電話與機器客服交流，我國電信、聯(lián)通和移動的客服運營都采用了這項語音技術；第二階段是語音助手，如谷歌GoogleOK、微軟Cortana和蘋果Siri，將語音交互手段植入手機等便攜設備中，以語言和圖像相結合形成多模態(tài)交互；第三階段是近3年來出現(xiàn)的智能家居音箱，如谷歌HOME音箱、亞馬遜ECHO音箱、天貓精靈、騰訊小Q等，作為純語音設備介入智能家居環(huán)境，為生活的去屏幕化交互做好準備。語音交互技術不但改變了日常生活形態(tài)，同時也變革著藝術教育的教與學。首先，語音交互技術驅動新媒體藝術、交互設計、錄音藝術、動畫設計、產(chǎn)品設計等專業(yè)發(fā)展，使藝術教育不僅僅停留在視覺教育的層面，聽覺作為人機交互的重要媒介在藝術教育中大放異彩。例如MusicTransformer通過語音識別和人工智能技術實現(xiàn)了長篇音樂的自動生成，可通過基于自我主義的序列模型生成連貫地闡述特定主題的音樂。

2.2圖像交互技術在藝術教育中的應用

圖像交互技術是運用計算機處理、分析和理解圖像，從而識別各種不同模式的目標和對象的技術。圖像識別分為文字識別、數(shù)字化圖像識別與物體識別三個階段。近幾年隨著計算機視覺技術的不斷成熟，相關的圖像分割和圖像計算方法不斷更新，在保證識別準確性的同時，也在藝術及藝術教育中進行了探索與創(chuàng)新。隨著圖像風格遷移（NeuralStyle）技術的發(fā)展，計算機通過深度學習掌握了大量藝術大師的繪畫風格，可快速將圖像進行藝術風格化處理。在藝術史教學的藝術作品賞析環(huán)節(jié)，可以讓學生運用現(xiàn)有的圖像交互軟件如DeepDreamGenerator、PicsArtPhotoEditor、Ostagram、Prisma等上傳頭像，計算機可以制作出融合了歷史上各時期藝術大師風格的藝術作品，不但有助于學生掌握各時期繪畫大師的藝術風格，豐富藝術史教學的趣味性和互動性，而且生成的繪畫作品就如大師在學生面前制作的范畫，學生們可以從中觀察形式、技法是如何服務于特定內(nèi)容的，有助于學生們更高效地理解和掌握各類繪畫風格，引導學生思考內(nèi)容與形式間的關系，從而逐漸形成個人特有的藝術風格。

2.3體感交互技術在藝術教育中的應用

體感交互技術通過肢體動作、眼球轉動、面部表情等身體變化的方式與裝置互動，由計算機識別、解析用戶的動作，并作出反饋。體感交互技術根據(jù)識別方式的差異，可分為光學感測、慣性感測和綜合感測三大類。體感交互技術已作為藝術創(chuàng)作的智能工具在工業(yè)設計、建筑設計、動畫設計等教學中得到應用。如GravitySketch作為一種直接與視覺和空間思維對話的工具，設計師可自由選擇Htcvive、OculusRift或WindowsMixedReality體感交互設備實現(xiàn)三維空間快速構思、可視化和信息交流，改變了原有的用鼠標、鍵盤操控3Dmax、Maya、Rhino等三維軟件通過在三視圖的各個視角構建原型從而建立三維實體的過程，通過肢體動作、手勢等自然的交互形式在三維空間中創(chuàng)作，大大激發(fā)了學生的創(chuàng)造力和想象力。MoveMirror可記錄用戶的動作并與資料庫超過80000幅圖像匹配得出最相似的影像，包括體育運動、舞蹈、武術及表演動作等，為動畫設計、新媒體藝術中人物肢體動作的構思和想象提供豐富的素材，也為肢體動作的結構和生成原理的教學提供藝術教具支撐。體感交互技術不但成了藝術教育的創(chuàng)意工具，也使動手技能培養(yǎng)和實踐更為高效。Dynamics365Guides運用全息圖、混合現(xiàn)實、手勢識別、人工智能等技術，運用全息指令將復雜的動手技能培養(yǎng)的教學任務與環(huán)境無縫連接，讓學習者可跟隨全息影像動手實踐，將學習與實踐一體化，從而快速高效地掌握知識技能，并可數(shù)據(jù)化評估學生的實踐全流程，便于后期的改進及修正。這樣的體感交互技術大大增加了藝術類學生動手操作的樂趣，增強了便捷性。

第2篇：人機交互技術范文

關鍵詞：圖形用戶界面(GUI)；嵌入式Linux；設計思想

1 引言

人機交互一般是指人與計算機系統(tǒng)的交互，通常是通過計算機系系統(tǒng)的輸入，輸出設備，以有效的方式來實現(xiàn)的，嵌入式系統(tǒng)作為以應用為中心、以計算機技術為基礎，軟件硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)，其人機交互的實現(xiàn)同樣需要硬件的支持和相應的軟件協(xié)同來完成。本文對工業(yè)控制領域中對嵌入式的特殊性能要求，對于嵌入式GUI設計進行相關探討。

2嵌入式系統(tǒng)與工業(yè)控制網(wǎng)絡

美國電氣工程師協(xié)會（IEE）的一個定義：嵌入式系統(tǒng)是用來控制或監(jiān)視機器、裝置或工廠等大規(guī)模系統(tǒng)的設備。嵌入式系統(tǒng)通常具有如下特性：

（1）通常只執(zhí)行特定功能；是在特定領域內(nèi)完成特定的功能的專用計算機系統(tǒng)，比如，它可用于一種工業(yè)儀器，也可能用于航天設備中的某個電子裝置。這一點與一般桌上型辦公設備或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有很大區(qū)別。

（2）嵌入式系統(tǒng)中硬件配置一般是根據(jù)系統(tǒng)的性能指標來確定的；除了附加的調(diào)試接口外，沒有多余的硬件設備，一般是以計算機周邊器件構成核心，其規(guī)?？稍诖蠓秶鷥?nèi)變化。如從8051芯片到X86芯片。而且嵌入式系統(tǒng)中是軟件和硬件緊密結合。

（3）嚴格的時序和穩(wěn)定性要求；這是因為在機器控制的大型系統(tǒng)中，程序運行稍有差錯則可能使得整個系統(tǒng)失去控制，甚至釀成災害。而且系統(tǒng)一般不進行交互動作，所以要求系統(tǒng)的自動運行要穩(wěn)定、糾錯能力強，可靠運行。

（4）具有實時性；因為在工業(yè)控制應用中大多數(shù)是屬于過程控制，這些領域對系統(tǒng)要求是必須具有實時性，而且還要求有實時性的嵌入式操作系統(tǒng)。

（5）嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)一般采用宿主機／目標機模式；在某個環(huán)境下調(diào)試好目標機器的軟件和硬件，才能使目標機器離開開發(fā)環(huán)境，從而獨立運行。

工業(yè)控制網(wǎng)絡是由傳感器、執(zhí)行機構、顯示和數(shù)據(jù)記錄設備等組成，用于監(jiān)視和控制電氣設備的系統(tǒng)。通常除遇到系統(tǒng)不能自愈的故障需要人工干預排除外，均應有自動實現(xiàn)監(jiān)控功能。在工業(yè)應用中，控制網(wǎng)絡可以用于監(jiān)視設備的狀態(tài)、調(diào)節(jié)轉速和流量等、采集模擬輸入量、順序開關／起停設備、與主控機通信并在顯示器或專門定制的顯示設備上顯示各參量的大小和狀態(tài)。

3嵌入式GUI系統(tǒng)概述

3.1 嵌入式系統(tǒng)概述。與通用計算機不同，嵌入式系統(tǒng)是針對具體應用的專用系統(tǒng)，一般具有成本敏感性，它的硬件和軟件必須高效地設計，好的嵌入式系統(tǒng)是完成目標功能的最小系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)一般要求高的可靠性，例如在高溫、高壓、電磁干擾嚴重的工業(yè)環(huán)境就對嵌入式系統(tǒng)有很高的要求嵌入式處理器的功耗、體積、處理能力在具體應用中也有很高的要求，這在消費類電子產(chǎn)品方面的表現(xiàn)非常明顯。

3.2 圖形用戶界面概述。圖形用戶界面系統(tǒng)通常由三個基本層次組成顯示模型、窗口模型和用戶模型。與該系統(tǒng)相關的還有相應硬件平臺、這三個模型的應用程序接口和操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)之上的是顯示模型，它決定了圖形在屏幕上的基本顯示方式，即用位映射圖形顯示各種圖形對象的方式。不同的圖形用戶界面系統(tǒng)所采用的顯示模型各不相同。

3.3 嵌入式GUI。從用戶的觀點來看，GUI是系統(tǒng)的一個最至關重要的方面:用戶通過GUI與系統(tǒng)進行交互，所以GUI應該易于使用并且非常可靠，而且它還需要有內(nèi)存意識可以在內(nèi)存受限的、微型嵌入式設備上運行。從二次開發(fā)者的角度看，GUI是一個友好的開發(fā)環(huán)境，開發(fā)者無需經(jīng)過艱苦的學習就能適應開發(fā)過程，這樣才能使得基于此平臺的應用很快地豐富起來。對于二次開發(fā)商而言，也才有興趣使用此產(chǎn)品為終端產(chǎn)品制造商提供解決方案。

4 基于多線程處理的GUI系統(tǒng)的設計

4.1 需求分析。嵌入式系統(tǒng)的需求一般包括四個方面:可靠性、效率性、開發(fā)工具、面向應用需求。(1) 可靠性需求，嵌入式系統(tǒng)的可靠性依賴于系統(tǒng)的實時性和容錯性。(2) 效率性需求。高效率需求來自兩方面：時間效率和空間效率。時間效率必須考慮到嵌入式系統(tǒng)的硬件核心一單片機或微控制器(MCU)。(3) 開發(fā)工具需求。嵌入式系統(tǒng)具有特殊的開發(fā)平臺，開發(fā)采用獨特的宿主機―目標機模式，在這個環(huán)境下調(diào)試好目標機的硬件和軟件，才能使目標機(最終的嵌入式系統(tǒng))脫離開發(fā)環(huán)境，獨立運行。(4) 面向應用需求，嵌入式系統(tǒng)通常只運行存儲在ROM或閃存中的可執(zhí)行映像，而通用計算機可以加載、運行磁盤上的各種軟件。

4.2 GUI的體系結構

平臺抽象層。嵌入式系統(tǒng)應用領域面向的底層軟硬件平臺，在針對不同需求進行定制時可能存在很大的變化。工業(yè)機對處理器和存儲設備的要求普遍較高，一般需要使用實時操作系統(tǒng)(如嵌入式Linux)。因此移植性好是GUI的重要目標之一，我們必須提供良好的平臺抽象，以實現(xiàn)GUI自身的平臺無關性。通常大家所指的平臺無關主要涉及兩個方面，一個是設備無關，一個是操作系統(tǒng)無關。因此，平臺抽象層設計了硬件抽象模塊和操作系統(tǒng)抽象模塊來抽象和隔離不同的實際平臺。

（2）系統(tǒng)核心層。系統(tǒng)核心層實現(xiàn)了此GUI的關鍵功能，根據(jù)功能可劃分為圖形模塊、對象模塊、事件模塊和其它模塊等幾個部分。圖形模塊。圖形設備接口GDI (Graphics Device Interface)是系統(tǒng)核心層的核心模塊，主要支持與設備無關的圖形操作，提供一般繪圖操作、文本輸出和位圖顯示等，它主要基于輸出設備抽象接口實現(xiàn)，所有的基本圖形繪制及操作都需要GUI來實現(xiàn)。對象模塊，對象模塊包括窗口和控件，把此GUI對象的全部屬性和全部服務結合在一起，對上層應用隱蔽GUI對象的內(nèi)部細節(jié)，只是提供一些與上層應用發(fā)生聯(lián)系的接口?；诖私⒌膽贸绦蜷_發(fā)模式，將有利于開發(fā)人員快速的完成軟件二次開發(fā)。事件模塊，在事件模塊中主要介紹了消息隊列和消息管理機制。

(3) 應用接口層。應用接口層封裝了GUI為用戶提供的一切接口，向應用開發(fā)者提供較為完備的應用編程接口API集，便于開發(fā)者定制不同的界面風格或擴展自定義的控件等。通常開發(fā)者只需關心有哪些功能被提供以及如何使用這些功能。

5結束語

本文首先介紹了圖形用戶界面的一些基本概念和基本特征，并介紹了與GUI相關的嵌入式系統(tǒng)和目前幾種比較成熟的GUI方案，然后主要是對GUI系統(tǒng)設計的整體分析，包括對GUI的需求分析和確立具體實現(xiàn)目標，還詳細介紹了GUI的體系結構。

參考文獻：

第3篇：人機交互技術范文

【關鍵詞】人機交互；電子產(chǎn)品；設計應用

1引言

21世紀是信息化技術飛速發(fā)展的時代，在這種背景下的社會發(fā)展中，人們越來越注重對智能化電子產(chǎn)品的應用研究，在進行智能化電子產(chǎn)品的應用研究中，首先要進行的就是對人機交互技術的掌握和研究，在充分掌握了人機交互技術之后，才能夠更好地將人機交互和電子產(chǎn)品的設計進行結合，在兩者結合的過程中，充分發(fā)揮出新時代下電子產(chǎn)品的應用特色。本文在研究中針對人機交互在電子產(chǎn)品設計中的應用從三個方面展開，只有在實際研究中，能夠將三個方面的設計理念應用到實際的設計中，才能夠實現(xiàn)人機交互和電子產(chǎn)品的有效結合。

2人機交互概念綜述

人機交互是現(xiàn)代化社會發(fā)展中，逐漸形成的一種新型設計理念，指的是在實際設計過程中將用戶和系統(tǒng)應用之間的關系進行表述。在雙方關系表述的過程中其對應的系統(tǒng)可以是各種各樣的機械，也可以是各種各樣的智能化軟件。廣義上的人機交互可以表述為用戶通過人機交互操作實現(xiàn)和系統(tǒng)之間的對話關系表述[1]。例如，人通過對電視遙控器中的按鈕控制，能夠輕松自如地對電視機進行調(diào)控，在人按動按鈕控制電視機的過程中，就能夠實現(xiàn)人和電視機系統(tǒng)之間的對話。另外人機交互在其實際應用過程中具有多樣性和廣泛性，所謂的多樣性，就是在實際人機交互過程中，其面對的人機交互系統(tǒng)應用比較多樣，同時由于人機交互涉及領域比較廣，因此在其實際應用過程中，也具有了廣泛性。

3現(xiàn)代化電子產(chǎn)品設計的缺陷分析

3.1體驗感較差

在我國當前的電子產(chǎn)品市場發(fā)展中，很多電子產(chǎn)品在其設計過程中都注重對其技術的應用設計進行“炫耀”，而在電子產(chǎn)品設計中的技術應用越來越復雜的同時，其系統(tǒng)的操作也變得越來越復雜。因此在這種背景下的電子產(chǎn)品的設計和應用，在一定程度上忽略了對用戶體驗感的反饋研究，導致其產(chǎn)品的應用體驗感較差。要知道現(xiàn)代化社會發(fā)展中，一項產(chǎn)品能否在社會上立足，首先要確定的就是這項產(chǎn)品的用戶滿意度，也就是說這項產(chǎn)品能不能被用戶認可，只有用戶認可了這項產(chǎn)品，才能夠在產(chǎn)品的發(fā)展中，使產(chǎn)品的應用設計朝著更好的方向發(fā)展[2]。

3.2風格形式單一

在我國當前的電子產(chǎn)品花樣式發(fā)展中，其產(chǎn)品應用同人機交互技術相結合，使產(chǎn)品自身具備了多樣性，但是由于在實際設計和應用過程中，沒有更加深入地對人機交互概念進行理解，導致產(chǎn)品的設計缺少風格化。即使在產(chǎn)品的設計中添加了人機交互元素，也都只是些簡單的人機交互技術，比如在實際設計過程中虛擬鍵盤的應用，可以說是對人機交互理念應用的一個重要表現(xiàn)，但是由于在實際設計過程中，缺少新意，因此設計出的產(chǎn)品很難滿足大眾客戶對于基本人機交互技術的應用需求。這種情況下的人機交互技術應用，由于風格形式較為單一，不能夠為客戶帶來更加豐富的用戶體驗[3]。

4人機交互在電子產(chǎn)品設計中的應用分析

4.1功能創(chuàng)新

在當前形勢下的社會發(fā)展中，電子產(chǎn)品的應用越來越廣泛，在這種背景下的電子產(chǎn)品設計，應該注重對電子產(chǎn)品的功能進行提升和整合，只有電子產(chǎn)品的功能得到了創(chuàng)新和整合，才能全面而又完善地將電子產(chǎn)品的性能發(fā)揮出來。例如，眾所周知的蘋果手機，在其實際應用過程采用的是iOS系統(tǒng)，其屏幕設計采用的是電容觸摸式屏幕，通過多點觸摸的操控方式，來控制整體的屏幕應用，在觸摸操控過程中實現(xiàn)了用戶體驗感的提升。另外蘋果手機在其實際應用過程中，其系統(tǒng)設計應用中的Siri更是人機交互應用的直接表現(xiàn)。通過對Siri的語音指令發(fā)送，能夠快速對手機系統(tǒng)進行操控，因此在這種背景下的手機系統(tǒng)應用，在一定程度上提升了系統(tǒng)的功能性、創(chuàng)新性[4]。

4.2提升感官認知

現(xiàn)代化社會發(fā)展中，人們在進行電子產(chǎn)品的人機交互設計中，應該注重對人機交互的感官認知進行提升，只有全面提升了人機交互的感官認知，才能夠有效地將人機交互的設計理念表現(xiàn)出來。在人機交互理念的電子產(chǎn)品設計應用中，應該從觸覺、視覺以及思維方式轉變上，進行專門的電子產(chǎn)品技術應用感官認知提升。例如，在實際電子產(chǎn)品的設計過程中，為了保障電子產(chǎn)品的用戶感官認知能力提升，增加了專門的用戶體驗程序設計，從而保障了產(chǎn)品能夠滿足用戶對于人機交互應用體驗的基本需求。只有這樣才能夠全面而又準確地將人機交互和電子產(chǎn)品的設計應用結合在一起，并且在結合的過程中，能夠全面發(fā)揮出人機交互在電子產(chǎn)品設計中的應用特色。

4.3以人為本的設計理念

人機交互在現(xiàn)代化電子產(chǎn)品的設計過程中，要注重對電子產(chǎn)品應用的用戶體驗能力進行構建。也就是說在實際電子產(chǎn)品的應用過程中，由于缺少專門的電子產(chǎn)品設計用戶反饋體驗建設，使得人機交互的技術在電子產(chǎn)品的設計中，并沒有充分發(fā)揮其特色[5]。因此在這種背景下，對于人機交互技術的應用應該注重對用戶體驗的構建，也就是說在電子產(chǎn)品的設計過程中，應該突出對以人為本理念的構建，只有將以人為本的理念全面添加到電子產(chǎn)品的設計和應用中，才能夠全面而又完善地將產(chǎn)品的特色和性能發(fā)揮出來。例如，在實際人機交互產(chǎn)品的設計過程中，為了保障不同的用戶群體在電子產(chǎn)品的應用中，能夠有不同的用戶體驗，在實際產(chǎn)品的應用過程中，專門設計了面向老年群體和少年群體的智能化電子產(chǎn)品。老年群體的電子產(chǎn)品設計，在其實際應用中可以對字體的大小進行伸縮轉換，而少年群體則為其設計成可以打電話的手表，這就是人機交互設計中，以人為本理念應用的一項重要轉變。

5結語

綜上所述，在現(xiàn)代化電子產(chǎn)品的設計中，要想全面將電子產(chǎn)品設計同人機交互進行整合，就應該在實際研究設計過程中，加強對于技術應用的提升，在提升技術應用的同時，還要注重對人機交互理念的設計進行研究。本文在實際研究過程中，針對人機交互在電子產(chǎn)品中的應用，首先從其功能創(chuàng)新上進行了設計，其次從感官認知提升上進行了設計，最后在設計過程中將以人為本的設計理念應用到實際的設計過程中。只有在實際設計過程中，將以上三點設計添加進電子產(chǎn)品的設計中，才能夠全面將人機交互設計理念應用到電子產(chǎn)品的設計中。

【參考文獻】

【1】丁峰，蔣竹鳴.移動設備中的人機交互設計研究[J].包裝工程，2015，35（16）：46-49.

【2】馮志全，楊波，徐濤，等.基于自然手勢跟蹤的直接操作型三維人機交互范式[J].計算機學報，2016，37（06）：1309-1323.

【3】張婷.人機交互界面設計在產(chǎn)品可用性中的應用研究[J].包裝工程，2014，35（20）：63-66.

【4】袁保宗，阮秋琦，王延江，等.新一代(第四代)人機交互的概念框架特征及關鍵技術[J].電子學報，2014，S1（03）：1945-1954.

第4篇：人機交互技術范文

【關鍵詞】Kinect；體感人機交互；學習平臺；多媒體科普電子書；研發(fā)

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2013）07/08-0096-06

所謂“體感交互”，就是指人能夠以身體最自然（比如手勢、體態(tài)、表情、語音等）的方式與終端進行信息的交互并完成互動，這是真正意義上的“自然人機交互”。

體感交互技術代表著人機交互技術的發(fā)展方向，體現(xiàn)了對人的因素的重視，給人“充分的自由”，標志著人機交互技術從“人適應計算機”向“計算機不斷地適應人”的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的人機交互技術構建的交互界面事實上成為隔離物質(zhì)世界和信息世界之間的屏障[1]。微軟公司新近推出的Kinect體感硬件及其交互技術的廣泛應用，能有效地消除物理對象和抽象對象、輸入裝置和輸出裝置在交互空間中的差別，為人提供多感覺通道的自然臨境體驗，從而使交互系統(tǒng)能夠根據(jù)上下文及人的特點主動識別人的身體姿態(tài)、手勢、語音和表情等各種自然行為，進而判斷出人的意圖。交互系統(tǒng)的使用和操控更加符合人的習慣，人可以用手勢、表情、語言、文字、圖像等自然方式與交互系統(tǒng)打交道，恰如與他人交流一樣自然。因此，Kinect深受IT教育領域的青睞，Kinect在教育領域的人機交互系統(tǒng)中的應用研究如火如荼。

本文根據(jù)課題研究成果，在精要分析Kinect的結構特性及其體感人機交互機理的基礎上，詳細闡述基于Kinect的兒童體感交式互多媒體電子書及其學習平臺（Basic On Kinect Posture Interaction learning System for Children，以下簡稱KPILSC）的結構功能、系統(tǒng)模型、體態(tài)捕捉與識別、體態(tài)數(shù)據(jù)庫的構建、學習內(nèi)容的設計及其開發(fā)工具與實現(xiàn)。

Kinect的結構特性及其體感人機交互機理

Kinect工作時，首先是以紅外線發(fā)出人眼看不見的Class 1雷射光，透過鏡頭前的光柵擴散片（Diffuser）將雷射光均勻分布投射在偵測空間中，再透過紅外線攝影機記錄下空間中的每個散斑，擷取原始數(shù)據(jù)后，透過晶片計算成具有3D深度的圖像[3]，然后將偵測到的3D深度圖像轉換到骨架追蹤系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)最多可同時偵測到6個交互者的精確位置，并同時辨識2個交互者的動作；每個交互可記錄包含軀干、四肢以及手指等追蹤范圍的20組細節(jié)，實現(xiàn)全身體感交互操作[4]。

KPILSC的結構功能

1. KPILSC的基本結構

KPILSC是一套運行在X86架構的PC機及Windows操作系統(tǒng)環(huán)境中，采用Microsoft Kinect體感硬件，借助Kinect捕捉交互者實時深度圖像視頻流與人體骨骼點追蹤的功能及其人體骨骼數(shù)據(jù)庫和體態(tài)捕捉與識別算法，通過人體動作捕捉與識別而實施的兒童體感交互式學習平臺。

2. KPILSC的基本功能

在KPILSC平臺中可以根據(jù)兒童的學習需要設計與開發(fā)一系列體感交互式學習產(chǎn)品。比如，（1）開發(fā)自然和諧的交互式科普實驗室：讓兒童在虛實結合的實驗室中以手勢互動方式解剖青娃、制作氫氣、駕馭太空飛船等。（2）構建實時虛擬交互學習課堂：有效地實現(xiàn)學習內(nèi)容中虛擬世界的事物和兒童周圍真實環(huán)境的結合，加上體感隔空的互動方式，符合兒童天真、好動的心理，使其脫離呆板的學習模式，全身心融入到學習內(nèi)容之中，促進其手眼協(xié)調(diào)，開發(fā)其智力、鍛煉其腦力，促進兒童綠色地學習與健康成長。（3）制作交互式多媒體電子書：將科普圖書中原本用文字描述的情節(jié)轉換為具象、活靈活現(xiàn)的科普立體場景，兒童采用手指隔空翻頁：五指張開，頁面放大；手上下?lián)]動，頁面移動；雙手合攏，頁面關閉……使兒童在更加自然的操控界面中進行更加自然的人機交互學習。

采用KPILSC學習平臺可有效地使兒童實現(xiàn)以下自然和諧的創(chuàng)新交互學習模式：

（1）實現(xiàn)以兒童為中心（Children-Centered）的多模態(tài)交互學習

KPILSC以兒童對人機交互的需求變化為出發(fā)點，充分利用人類多種感覺和效應通道的互補特性[5]，使之可選擇地、充分地并行和協(xié)作來捕捉兒童的交互學習意圖，從而增進兒童交互學習的自然性，交互學習時實現(xiàn)人機交互的外在形式和內(nèi)部機制都能符合不同兒童的需要，兒童可利用手勢、體態(tài)、語音、表情等自然方式，不受地點限制地與計算機進行隔空交互，既能滿足兒童個性化的需要，又使得兒童不脫離自然社會關系，從而實現(xiàn)以兒童為中心的多模態(tài)交互學習。如通過模擬駕駛太空飛船的手勢來進行漫游交互的操作、通過雙手的伸展來達到電子圖書的放大縮小等。

（2）實現(xiàn)多媒體感知式（（Multimdia Perceptive）的交互學習

KPILSC利用其感知及推理能力對來自兒童感覺和效應通道的交互信號進行識別、集成和協(xié)調(diào)，并獲取兒童動作和行為習慣、偏好及其他相關信息，并以人類易理解的多媒體信息方式為兒童輸出交互信息，從而提供不受時空限制而又效能最大化的個性化交互計算服務[6]。這種人機交互方式的雙向信息流動是以多媒體感知和處理為核心的：兒童通過其感覺和效應通道傳遞的交互意圖在計算機內(nèi)表示為文本、語音、圖形和圖像等多媒體信息；人到機（Human to Compute）的信息流動是多媒體信息的獲取及識別過程；計算機經(jīng)過處理的信息是以文本、語音、圖形和圖像等兒童理解概念所需的多媒體信息形式展現(xiàn)出來；機到人（Computer to Human）的信息流動是多媒體信息的合成和呈現(xiàn)過程，從而使兒童能有效地實現(xiàn)多媒體感知式的交互學習。例如，在KPILSC中兒童可閱讀集文本、圖形、圖像、視頻和音頻為一體的體感交互式多媒體科普電子書，使兒童沉浸在活靈活現(xiàn)的科普立體場景中，通過手的移動隔空調(diào)控實驗儀器，通過手勢的擺動來達到切換科普立體場景中圖形、圖像、視頻和音頻等。

KPILSC的研發(fā)

1. 開發(fā)工具

KPILSC的開發(fā)工具包括C++與C#編程語言、Visual Studio 2010、Kinect for Windows SDK（簡稱Kinect SDK）、Adobe及Autodesk Maya三維設計軟件等。

其中Visual Studio 2010用來開發(fā)KPILSC學習系統(tǒng)的基本框架和用戶界面；C++與C#編程語言用來編寫KPILSC中體感交互的功能模塊；Kinect For Windows 1.0版SDK負責控制和讀取Kinect捕捉的人體骨骼數(shù)據(jù)流，Kinect for Windows SDK內(nèi)含驅動程序、豐富的原始感測數(shù)據(jù)、自然用戶和流程式開發(fā)接口（Raw Sensor Streams API）及安裝文件和參考數(shù)據(jù)；Autodesk Maya三維設計軟件用來設計和制作KPILSC系統(tǒng)中學習內(nèi)容所包含的三維模型素材；Adobe多媒體設計軟件用來負責KPILSC系統(tǒng)中音頻、視頻、圖片素材的處理。

2. KPILSC的系統(tǒng)模型

3. 肢態(tài)捕捉與識別

KPILSC系統(tǒng)結合Kinect的人體骨骼跟蹤引擎，采用動態(tài)圖像序列的識別方法，充分考慮兒童動作圖像的運動信息，把肢體變化的時間和空間信息結合起來，注重人體骨骼變化的過程，利用Kinect捕捉兒童姿態(tài)，經(jīng)過圖像識別分析、圖像跟蹤算法，對兒童基本骨骼點的空間位移進行圖像信息檢索。將采集到的骨骼點的位置信息通過Kinect SDK進行編碼，形成一組固定的位移數(shù)據(jù)。將這組位移數(shù)據(jù)的特征進行分類，形成一套體態(tài)數(shù)據(jù)庫。

4. 體態(tài)數(shù)據(jù)庫特征匹配

在KPILSC中預先定義好一部分骨骼坐標數(shù)據(jù)，并將這些坐標數(shù)據(jù)與兒童不同類型的體態(tài)進行特征匹配，建立一個帶觸發(fā)機制的體態(tài)數(shù)據(jù)庫。當Kinect硬件捕捉到兒童骨骼的不同姿態(tài)，形成骨骼數(shù)據(jù)流輸入到計算機，骨骼數(shù)據(jù)流經(jīng)過體態(tài)數(shù)據(jù)庫的時候，數(shù)據(jù)庫會對當前的骨骼數(shù)據(jù)坐標做出特征匹配，讓電腦做出條件判斷邏輯，提取相對應的學習內(nèi)容。我們可以預先針對這些被觸發(fā)的體態(tài)，設計好不同的操作方式或對應的學習內(nèi)容。圖6為體態(tài)數(shù)據(jù)庫特征匹配的預設體感控制演示圖。

在KPILSC系統(tǒng)中，對體態(tài)數(shù)據(jù)庫設計的體態(tài)姿勢具體有以下幾種。

（1）兒童的右手“上”“下”“左”“右”的運動軌跡，分別控制鼠標光標的上下左右位移，功能為選擇相應的學習內(nèi)容。

（2）兒童的左手“向上”運動，定義為鼠標左鍵確認鍵。

（3）兒童的左手“向下”運動，定義為鍵盤上的“ESC”退出鍵。

5. KPILSC學習內(nèi)容的交互設計

這里以兒童體感交互式多媒體科普電子書為例，介紹KPILSC中學習內(nèi)容的交互設計。

（1）肢態(tài)動作捕獲：兒童揮動雙手，進行體感交互操作，Kinect硬件將這個過程進行深度圖像流采集。

（2）肢態(tài)動作識別：KPILSC系統(tǒng)的體感交互模塊處理Kinect體感硬件采集的深度圖像流，對圖像流中的兒童動作進行體態(tài)捕捉與識別，識別出兒童的交互意圖。接著將交互意圖轉換為電腦鍵盤的操作功能，從而實現(xiàn)兒童隔空對多媒體科普電子書的體感交互式操作功能。

（3） 輸出多媒體學習內(nèi)容：KPILSC系統(tǒng)將多媒體學習內(nèi)容（電子書）輸出到顯示設備上，兒童揮動雙手隔空操作，能夠對多媒體電子書進行翻頁瀏覽及激活并播放其中的視頻、音頻與動畫等多媒體學習內(nèi)容。

7. KPILSC運行與調(diào)試

程序運行后如圖9所示，其中紅色圓顯示為實時跟蹤定位的骨骼點狀態(tài)，綠色圓表示了手部做了運動，按鍵被觸發(fā)。經(jīng)測試，程序能夠正確處理手部的追蹤與按鍵的觸發(fā)。本程序主要的功能為：通過Kinect硬件捕獲手部運動，觸發(fā)鍵盤上的“Right”、“Left”方向鍵，從而達到體感人機交互，隔空翻書的目的。

本文研究的“基于Kinect的兒童體感交式互學習平臺”可以運行在一般家庭現(xiàn)有的電腦系統(tǒng)中，讓活潑好動的兒童在學習時能遠離電腦輻射的傷害，通過揮動雙手來進行隔空操控，只要在Kinect紅外攝像頭所能捕捉的有效范圍內(nèi)，兒童手指的任意移動都能被精確地確認位置。由于該學習平臺的人機界面是能模擬多種智能和真實環(huán)境的虛擬空間，實現(xiàn)“無形而又無處不在，有形而又自然和諧”的普適交互方式，兒童能以最自然和“身臨其境”的方式來完成所需要的互動學習，使兒童的雙手得到了全身心的解放，從而為兒童創(chuàng)造了激發(fā)無限想象力的空間?？梢灶A計，隨著體感交互技術的成熟及其應用研究的深入，體感交式互學習平臺代表著未來兒童學習媒體研發(fā)的新方向。

第5篇：人機交互技術范文

【關鍵詞】  腎移植;術后;護理;健康教育

腎移植是終末期腎病病人恢復健康而有活力生命的最佳選擇。對10例腎移植術后因缺乏自我保護常識而致不同程度并發(fā)癥病人臨床資料進行分析，并提出針對性健康教育與護理措施，現(xiàn)報告如下。

1 臨床資料

本組腎移植術后病人10例，男7例，女3例;35歲～65歲;2例因勞累及飲水量不足，造成機體抵抗力下降，引發(fā)尿路感染;1例因移植后效果不佳，繼續(xù)行抗排斥、血液透析治療;1例因飲食不當，致腎功能逐漸喪失，行移植腎摘除。通過對10例腎移植術后病人進行護理和健康教育，病人術后異常情況能及時發(fā)現(xiàn)和處理，并發(fā)癥減少，生活質(zhì)量提高。

2 護理

2.1 心理護理 術后護理是一個漫長的過程，病情多變，加上醫(yī)療費用昂貴，使病人和家屬產(chǎn)生急躁情緒而出現(xiàn)焦慮，心理負擔較重。根據(jù)病人生理、心理等特征的不同，加強與病人和家屬的溝通，多巡視，幫助病人穩(wěn)定情緒，向其解釋治療計劃，取得病人及家屬的合作，使病人感到親情的溫暖，樹立戰(zhàn)勝疾病的信心，主動配合治療[1]。

2.2 一般護理 為病人創(chuàng)造良好的住院環(huán)境，給病人以心理安慰，使病人心情舒暢，消除因住院引起的恐懼感，有利于疾病的恢復。保持室內(nèi)空氣清新，每天通風2次，通風時注意室溫在20 ℃，濕度60%，同時注意病人保暖，避免受涼。

2.3 生命體征的觀察 密切觀察生命體征變化，對高熱38 ℃ 以上者，4 h測體溫1次，遵醫(yī)囑給予藥物或物理降溫。術后24 h內(nèi)每小時測血壓、脈搏1次。24 h后若病人血壓脈搏穩(wěn)定可改為4 h測定1次。

2.4 口腔護理 觀察口腔黏膜有無潰瘍、口腔炎，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。給予生理鹽水、1%呋喃西林或5%碳酸氫鈉液含漱，保持口腔清潔濕潤，增進食欲，預防口腔感染。

2.5 皮膚護理 及時更換被服，保持床鋪干燥、整潔、舒適、柔軟，囑病人勤換內(nèi)衣，同時注意觀察病人皮膚顏色等有無異常，減少皮膚感染。

2.6 飲食護理 病人術后禁食，腸道排氣后可進半流質(zhì)飲食，1 d～2 d后可改為普通飲食。飲食應補充營養(yǎng)和水分，給予清淡、易消化、高熱量、高維生素、優(yōu)質(zhì)蛋白、流質(zhì)或半流質(zhì)飲食。囑病人少食多餐，鼓勵多飲水，飲水量不少于2 000 ml/d，但忌食各種補品，以免誘發(fā)排異反應。

2.7 記錄出入量 每日準確記錄出入量，術后24 h內(nèi)每小時記錄1次，以后可根據(jù)病人情況改為4 h記錄1次。觀察尿液性質(zhì)和量。

3 健康教育

3.1 自我護理指導 指導病人自我護理方法，避免因護理不當導致病情復發(fā)、感染引起不良后果。檢查移植腎的大小、軟硬度，觸摸時有無疼痛以及伸直下肢時有無牽引痛等。預防感冒，腎移植病人因長期服用免疫抑制劑，機體抵抗力下降，容易引發(fā)上呼吸道感染及其他感染。注意增減衣服和自我保健，避免到公共場合或與有感染的人接觸，出現(xiàn)咳嗽、發(fā)熱及其他不適應立即就診。

3.2 飲食指導 控制飲食能提高病人生活質(zhì)量，延緩移植腎功能減退，減少抗排斥藥物引起的并發(fā)癥[2]。指導病人養(yǎng)成良好的飲食習慣,注意飲食衛(wèi)生并告知病人少食多餐，根據(jù)尿量、出汗多少決定飲水量，不能暴飲暴食以免增加腎臟負擔?？谖肚宓?避免油膩，注意平衡營養(yǎng)，以優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、高熱量和多種維生素、低脂、少鹽、易消化飲食為好，多吃水果，盡量避免食用豆制品,多食綠色蔬菜，避免進對胃腸道刺激性食物,如咖啡、茶等，戒煙、酒，少食用嘌呤類如海鮮類、動物內(nèi)臟等，限鹽，補鈣以防止骨質(zhì)疏松。不吃或少吃罐頭制品，嚴禁服用人參、蜂乳之類補品，以免誘發(fā)排斥反應。

3.3 活動指導 身體鍛煉對病人恢復重新生活和工作的信心和能力是非常必要的,如散步、打太極拳，增強體質(zhì)，多呼吸新鮮空氣，避免直接暴曬于太陽下，可戴太陽帽、涂防曬霜。鍛煉強度由少到多，不要傷及藏在髂窩里的移植腎。

3.4 門診復查 定期到門診復查，開始為每周1次，病情穩(wěn)定后3個月～ 6個月逐漸改為2周1次，6個月～12個月后，每個月或2個月1次。主要檢查血常規(guī)、尿常規(guī)、肝功能、腎功能及環(huán)孢素a(csa)濃度測定，必要時檢查胸片，移植腎b型超聲，掌握移植腎的功能情況，控制血壓、體重，按時服藥，不能擅自停藥，如出現(xiàn)高熱、咳嗽、咽痛、少尿、尿路不適感、腹瀉等癥狀，應立即就診，以防發(fā)生不良后果。

腎移植術后的護理對病人的恢復非常重要。因此加強健康指導，幫助病人掌握自我防護知識是改善病人生活質(zhì)量，延長移植腎壽命的關鍵。

【參考文獻】

第6篇：人機交互技術范文

[關鍵詞]Web2.0型人　人機交互　用戶行為　以用戶為中心設計

[分類號]G302

1　前言

當前數(shù)字圖書館面臨的網(wǎng)絡環(huán)境受到Web2.0時代的沖擊和挑戰(zhàn)，對知識服務對象的了解、刻畫、模擬是圖書館迎接這種沖擊和挑戰(zhàn)以及拓展新形態(tài)知識服務的重要基礎工作。

因應Web2.0的發(fā)展，圖書情報學界提出Library2.0概念，認為通過用戶自組織、自創(chuàng)造、自聯(lián)結可以達到Web2.0概念中信息共建、共享、共創(chuàng)的理想。這種以用戶為中心的設計理念，是建立在用戶研究的基礎之上。而針對Web2.0環(huán)境下的用戶行為研究，則是將用戶視為網(wǎng)站建設、信息服務、情報研究(信息產(chǎn)品)的第一要素，把用戶需求置于一切需求之上。

然而，如同中國科學院院士張鈸所言：“當工程技術人員設計一件產(chǎn)品時，他首先想到的是產(chǎn)品的功能，而不是用戶的感受……事實上，人是產(chǎn)品的創(chuàng)造者與設計者，同時又是最終的使用者，‘人’本應該是被關注的焦點”。新形態(tài)知識服務工作，不僅要求從行為習慣對用戶進行歸類要求，更要求進一步深刻認識用戶，而“型人”可以符合這種實現(xiàn)人性化設計的要求。

2　相關研究

2.1　Web2.0相關研究

在Web1.0的思維下，網(wǎng)站設計習慣將服務對象視為計算機的一部分：終端機用戶。然而Web2.0則相反，IanDavis(2005年)曾生動地說明：Web1.0將人們捕捉給信息，而Web2.0則是將信息捕捉給人們。在Web2.0的思維下，網(wǎng)站設計者開始考慮到服務對象是個人(Person)，而創(chuàng)建型人(Personas)是2.0式服務的最佳方式。

這種舍棄技術迷信(technologies myth)而轉向人文關懷(humanity centered)的Web2.oga勢日益明顯，如Luke Tredinnick(2006年)認為Web2.0不是一項技術創(chuàng)新，而是對于信息、知識與用戶三者有了不同的認識。這類主張除了要求Web2.0相關技術的應用，也要求知道用戶期望哪些服務、不期望哪些服務。如同Coper所言：“……期望的滿足會建立品牌，有利于提高價格，提高客戶忠誠度，使產(chǎn)品具有更長、更強的生命周期。這樣做不僅會降低成本，而且非常有助于質(zhì)量改進……”。

過去將服務對象視為單一特征、沒有選擇權力的“大眾(Mass)”而提供過多服務的批評，受到Personas將服務對象視為一組一組具有鮮明特征與不同需求人群(Persons)的改進。變成了既節(jié)省投資，又準確命中目標市場(targetmarket所服務的用戶群)，并且在交互過程中及時提供用戶所需服務的新形態(tài)服務模式。

2.2　型人相關研究

型人旨在為商業(yè)對策、傳播行銷、網(wǎng)站建設、嵌入式驅動程序開發(fā)等透過量化研究與質(zhì)化研究的實踐，提出各方面的綜合建議。

2.2.1　開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)前的用戶研究 例如Alissa Nicole Antle(2006年)建立成年與小孩的人物角色，用以設計人機交互界面(Human-Computer Interface，HCI)，就是區(qū)別了呈現(xiàn)信息的方式與內(nèi)容傳遞。不只是界面設計，如Ljungblad，S.等人(2006年)建立四個personas用以設計符合人類每日生活需求的機器人，從調(diào)查人性化器、參與模式、規(guī)則與行為，進而設計輔助人類日?；顒又械臋C器人的模式。personas被廣泛利用的原因，如同Jianming Dong等人(2007年)認為，是因為利用personas來了解用戶態(tài)度、行為與需求，可以強化產(chǎn)品可用性。知道用戶的使用習慣與偏好，才能有良好的交互性設計。在UCD的研究基礎上，personas將這種服務過程更加細致化，使設計思路更為開闊與多變。

2.2.2　系統(tǒng)開發(fā)后的升級　成功案例有Stefanie Panke等人(2007年)透過personas評估E-learning系統(tǒng)，獲得更多用戶參與的實證研究。他們實證personas的功效后認為：personas因為可以讓設計者看到設計以外的、涉及其他生活的、具有圖像與故事的、具有不同風格的用戶，而使得他／她們能有創(chuàng)造性思路，進而更準確地設計符合目標對象理想中的服務功能與模式。另外一個案例是Stephen P.Capps等人(2006年)為移動裝置設計的多元personas，考慮到移動裝置的特性，必須設計從persona到persona的遷移功能。這種新的思維，確定了personas不是固定某些人，在研究其特性，而是研究人的行為，歸納幾個虛構人(fiction Person)的特性。

2.2.3　運用型人調(diào)查學術環(huán)境　Dhaval Vyas等人(2006年)考慮到受訪者的教育程度、專業(yè)類別，透過“情景研究方法”，將人類學研究運用到系統(tǒng)設計的用戶建模中。而JukkaHaikar_a等人(2007年)討論了personas如何促進交互性設計與可用性。

由于personas著重將研究成果建立在經(jīng)驗研究的基礎上，因此在工業(yè)與科學界受到重視。運用personas數(shù)字圖書館嵌入式服務模型，是可行的與前瞻的。

3　研究設計

3.1　問卷調(diào)查與統(tǒng)計分析

分析數(shù)據(jù)來自對中國科學院北京青年公寓的隨機抽樣問卷調(diào)查，相關數(shù)據(jù)已公布于《圖書情報工作》2007年第9期。數(shù)據(jù)轉化后，采用列聯(lián)表分析。

3.2　型人繪制

根據(jù)不同樣本組，將Web2.0使用程度分為高、中、低三等分繪制表格。

3.3　交互性界面設計

Web2.0應用中，對網(wǎng)站實現(xiàn)2.0化的關鍵是Ajax技術線路，本文的交互性界面設計所參考的框架是提出Ajax的JesseJames Garrett所提的設計框架：戰(zhàn)略層、范圍層、結構層，框架層、表現(xiàn)層。

4　研究結果

4.1　數(shù)據(jù)分析結果如表1所示：

4.2　web2.0型人的繪制如表2所示

4.3　根據(jù)人物角色的交互性界面設計如表3所示：

5　討論

5.1　總體web2.0型人情況

從調(diào)查得知中國科學院研究生使用社會軟件具有“高度娛樂性、低度工作性”的特性：①移動學習可能成為新一代的平臺；②及時通訊雖然普及，但是多用于感覺分享上，而不是較為規(guī)范化的工作討論，這涉及到了情

感化的傳播行為，而不是單純的雙向接受發(fā)送模式；③P2P的使用亦很廣泛，但是用于下載傳播娛樂事物的用途遠多于工作文檔或者軟件工具；④博客雖然是較容易進行深度溝通的平臺，但是用戶多以非正式的閑談交流為主；⑤使用RSS的比率以接受較為規(guī)范的文章內(nèi)容為多；⑥利用社會書簽的人不多，利用的同時也不表示愿意付出。

5.2　對A型人的服務設計

相對其他型人，A型人對博客的使用程度最高。服務于這類用戶時，可能需要注意到問答過程之中，A型人對于問題定義的變化。在經(jīng)過一定程度的熟悉與了解后，對于這類用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(亦即推薦其他相關服務功能)的成功幾率相對較大。

5.3　對B型人的服務設計

相對其他型人，B型人對：P2P的使用程度最低?？焖賯鬏?shù)墓δ芸赡懿皇沁@類用戶的需要，相關的服務無需特別強調(diào)或推薦。此外，在網(wǎng)絡公共空間，如BBS的討論可能比個人博客還受到這類用戶的歡迎，因此進入“科院星空BBS站”比較能夠找到這類用戶。

5.4　對C型人的服務設計

相對其他型人，C型人對五種社會軟件工具的使用程度最平均。在服務一開始就推薦所有的相關服務，再任由這類用戶去自由選擇需要的服務功能，會比較能符合這類用戶的瀏覽和查詢路徑。此外，這類用戶對于每一項服務的完善程度也比較挑剔，進行服務時可能需要注意滿意度問題。

5.5　對D型人的服務設計

相對其他型人，D型人對五種社會軟件工具的使用程度最大差異。對于及時與快速傳輸?shù)囊罂赡懿攀沁@類用戶的最愛。越是簡化的操作與方便的查詢相對越受到歡迎。與A型人相反，D型人很清楚自己需要那些信息或服務。

5.6　對文獻回顧的討論

對于完全達到Web2.0的理想：信息自組織、自創(chuàng)造、自聯(lián)結以及資源共建、共享、共創(chuàng)，目前似乎還有一段距離。采用型人的方法是從用戶對于品牌的想法、對于功能的需求、對于查詢路徑的習慣、對于交互和導航的習慣與要求以及對于美感的要求等五點深入了解什么才是用戶所想、所需與所要。

6　結論

6.1　實踐意義

在服務于一線科研人員和研究生隊伍的圖書情報機構，對以科學信息活動為主的用戶進行新型網(wǎng)絡形態(tài)Web2.0概念下的信息共建、共享、共創(chuàng)活動調(diào)查，可以從用戶的行為活動中，歸納出用戶的類型，成為UCD和2.0化的建議。

Personas的優(yōu)勢有：①它融合而且必須要用多種研究方法來研究用戶的目標、行為和觀點；如此提升研究深度，并且利于研究結果的推廣；②它在研究之初就考慮到未來的應用和影響，所以要求研究者本身具備跨學科的團隊合作能力；如此提升研究結果轉化生產(chǎn)力的可行性。

應用Personas的優(yōu)點：①研究結果能夠清楚揭示幾個典型用戶；②過去的用戶研究分別屬于網(wǎng)站設計、服務策略、產(chǎn)品行銷與技術開發(fā)等，透過跨學科的Personas研究，可以讓不同部門的工作人員具備相同的用戶模型，而不會各自為政。

6.2　研究限制

首先，型人如同其它用戶研究的方法一樣，不是萬能的。目前它被廣泛應用于網(wǎng)站的交互性界面上，對于更為深入的嵌入式系統(tǒng)、行為驅動與智能只有有限的參考作用。

其次，這次試驗性的研究，因為數(shù)據(jù)來自問卷調(diào)查，這種社會科學研究方法不可避免會因為調(diào)查對象的獨特性，而導致研究結論不適合作為具有普遍性的原理。對研究結論進行推廣時，還需要考慮其他新的驗證。

6.3　未來研究

型人是一種用戶分類的方式，與傳統(tǒng)用戶分類的不同點在于，它首先考量用戶的整體網(wǎng)絡行為，分類后，再考量個別型人具有的特殊行為、需求與系統(tǒng)要求，而不是直接從系統(tǒng)功能進行用戶分類。目前這種研究方興未艾，值得深入研究。

6.3.1　從質(zhì)化到量化的方式　先對典型用戶進行訪談，從而了解其需求與建議，從訪談的內(nèi)容中分析具有測量意義的問題，再對所有可能潛在用戶的母體中抽樣，進行問卷調(diào)查，研究型人能夠代表所有用戶的程度與范圍。此時，型人之于數(shù)字圖書館的意義在于使得已建立的服務功能的效率最佳化，同時挖掘潛在用戶。

第7篇：人機交互技術范文

【關鍵字】在線教育；系統(tǒng)框架；人機交互：眼球定位；場景分析；顆粒度

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009-8097（2013）07-0081-04

引言

近幾年來，隨著網(wǎng)絡信息技術及移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和大規(guī)模普及，在線教育受到越來越多的學者和高校機構的追捧，美國幾乎所有的公立高校都已經(jīng)開設在線教育課程，國內(nèi)也已有超過一百所高校開設了網(wǎng)絡教育學院，并制作了大量的在線課程資源。大量的優(yōu)質(zhì)課程資源吸引大批商業(yè)機構和風險資本進入，催生了MOOC（Massive Open Online Courses，大規(guī)模開放在線課程）、Flipped Class（翻轉課堂）、SCOC（Small-scaleClose Online Courses，小規(guī)模封閉在線課程）等在線教育模式。

一 問題背景

相對傳統(tǒng)課堂而言，在線教育具有很多優(yōu)點，如學習時間靈活、以較低學習費用可獲得相對優(yōu)質(zhì)的課程資源、解放教師以創(chuàng)造更多優(yōu)質(zhì)課程資源等等。然而，在線教育的實際效果一直飽受爭議。國外的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示：已開設MOOC在線教育課程并參與調(diào)查的教授中有高達72%認為參加MOOC在線學習的學生并不滿足課程考核要求，無法獲取相應學分。

此外，根據(jù)美國杜克大學關于在線教育課程的公開數(shù)據(jù)顯示：2012年秋季開設的Bioelectricity（生物電學）在線課程中，選課學生12725名，但最后參加考試并且考試合格拿到學分的學生僅僅占到總選課人數(shù)的2.5%。具體數(shù)據(jù)如表1。

由表1的數(shù)據(jù)可以得知，目前在線教育的學習效果差強人意，這也反應出在線教育現(xiàn)在面臨的普遍問題，即在線教育對學習者學習過程的實際行為無法或者很難進行監(jiān)控和干預，造成學習效率低下，學習效果較差；且在線教育對學習者學習結束后的知識掌握程度也沒有做到及時收集和分析，錯過最佳指導和反饋再學習的時機。

哈佛大學心理學研究學者Karl Szpunar等人最近發(fā)表在美國PNAS（Proceedings oftheNationalAcademy ofSciences.美國國家科學院院刊）的一項研究報告顯示，可以總結出當前在線教育課程教學低效的一些原因。該研究表明：由于學習者在進行在線教育課程學習過程中沒有有效的過程監(jiān)督和行為干預，觀看視頻的過程中，學習者的注意力無法保持持續(xù)集中，并且不同程度地出現(xiàn)學習期間做其他事情的現(xiàn)象，這是影響在線教育課程的學習效果的一個普遍性的問題。

本文針對在線教育現(xiàn)在面臨的這些普遍性問題，引入一些較成熟的人機交互技術，提出一種可行并能夠在學習者學習的同時有效監(jiān)控學習者學習過程中注意力、分段學習時間等信息的解決方案。

二 人機交互和實際應用結合形成巨大創(chuàng)新力量

人機交互技術（Human-Computer Interaction TechniQues）是指通過計算機的輸入輸出設備，以特定有效的方式實現(xiàn)人與計算機溝通對話和交互的技術。隨著計算機技術的發(fā)展，人機交互技術越來越多地應用在我們的日常生活中：尤其是近年來移動智能設備如智能手機、平板電腦等的快速發(fā)展，一系列人機交互技術如觸摸屏、攝像頭、虛擬鍵盤、圖像識別、語音識別等技術被廣泛地應用。通過這些人機交互技術的使用，我們可以很方便地通過各種傳感器和設備來讓計算機為我們實現(xiàn)特定具體的工作。日常生活中常見的人機交互技術如表2。

人機交互和實際的應用需求相結合后可以形成巨大的創(chuàng)新力量。Apple公司iPhone智能手機取得的巨大成功，其很重要的一個原因就是將人機交互技術和用戶體驗很好地統(tǒng)一起來，如Multi-Touch（多點觸控）技術可以方便用戶進行縮放圖片；陀螺儀傳感器使得手機可以自動調(diào)節(jié)畫面的顯示；光線傳感器實現(xiàn)了屏幕亮度的自動調(diào)節(jié)；距離傳感器使得手機貼近耳朵接聽電話或貼近身體時自動關閉屏幕以避免產(chǎn)生的觸碰誤操作；智能語音助手Siri可以讓用戶在雙手被占用的情況下也能夠進行撥打電話或信息查詢等……這些人機交互技術給用戶帶來前所未有的優(yōu)質(zhì)體驗，雖然這些功能并沒有加強甚至脫離了作為手機的第一功能——打電話，但是這使得iPhone取得了巨大的成功。

隨著人機交互技術及網(wǎng)絡等技術的不斷進步和發(fā)展，眼球定位技術使得具備攝像頭的移動智能終端實現(xiàn)了通過攝像頭來進行監(jiān)控用戶眼球的活動，如三星Galaxy s Ⅲ智能手機等。那么通過這項技術就可以做很多創(chuàng)新，如果用在在線教育上面，則可以實現(xiàn)學習者學習過程的檢測和數(shù)據(jù)采集，通過數(shù)據(jù)的分析則可以及時了解學習者的學習態(tài)度、進展情況等信息，以便于在線教育機構及服務提供者通過一些方式來進行及時補習或提醒。

下文介紹基于眼球定位的人機交互技術的在線教育系統(tǒng)框架設計應該怎么實現(xiàn)，并總結其能夠實現(xiàn)的具體應用場景。三基于眼球定位技術的在線教育系統(tǒng)框架設計思考

眼球定位技術是近兩年才出現(xiàn)的人機交互技術，通過智能移動終端的前置攝像頭來監(jiān)控眼球的運動，并根據(jù)眼球的視點所在位置判斷用戶正在注視的屏幕區(qū)域，從而實現(xiàn)定位功能。雖然目前僅有三星Galaxy S Ⅲ、Galaxy Note Ⅱ智能手機等產(chǎn)品上已經(jīng)集成了基于眼球定位技術的相關功能，在3月份，研究定位技術的發(fā)明者一一以色列創(chuàng)業(yè)公司uIVloove（http：//umoove.me）已經(jīng)計劃于4月份推出眼球定位及追蹤（Eye-Tracking）技術的SDK（Software Development Kit），開發(fā)者將可以輕松的使用此SDK提供的API（ApplicationProgram Interface/應用程序接口庫）來實現(xiàn)Smart Scroll（用眼球運動控制頁面滾動）、Smart Pause（目光離開屏幕，視頻即可暫停播放）和用眼球的運動控制游戲取代游戲手柄等功能’。我們可以預見將會有越來越多的智能終端包括平板電腦，筆記本電腦等產(chǎn)品也會擁有眼球定位技術，所以本文基于眼球定位技術研究并設計在線教育系統(tǒng)的框架模型是很有意義的。

以下從幾個場景進行分析和闡述該框架模型針對在線教育的具體問題及解決方法。

1 學習者學習過程中注意力的監(jiān)控和提醒

在線教育課程大多是通過視頻播放來進行教學。在學習過程當中，對著枯燥的視頻，學習者難免會出現(xiàn)注意力不集中或打瞌睡等現(xiàn)象，也會出現(xiàn)一定程度邊學習邊切換窗口聊天等其他與學習無關的操作和行為，這些行為勢必會影響到學習的效果和效率。

為解決這樣的問題，可以基于眼球定位技術，通過兩個步驟來設計解決辦法。第一，當學習者眼球視點位于屏幕有效區(qū)域內(nèi)進行計時，獲取學習者學習過程中每段注意力集中和“走神兒”的時間；第二，當學習者在學習過程中多次或者長時間不集中注意力時，通過“走神兒”時間長度及次數(shù)的評判對學習者進行及時的提示。

如圖1（虛擬數(shù)據(jù)）所示：在一節(jié)55分鐘的課堂上，學習者真正學習的時間為T1+T2+T3+T4=51分鐘，那么每段注意力集中的持續(xù)時間大概15分鐘左右，在學習者注意力不集中的時間段的學習內(nèi)容被記錄下來并打上該學習者的標識，則可以在接下來的測試中重點進行考察，以確定該學習者是否真正掌握這些內(nèi)容，并在一定程度上可以補習注意力不集中時間段的學習內(nèi)容。同時，如果“走神兒”時間較長，系統(tǒng)可以及時發(fā)出提醒，以使學習者盡快恢復注意力學習，提高有效學習時間。

2 課程內(nèi)容顆粒度設計

對大量學習者的每段注意力集中的時間數(shù)據(jù)信息進行匯總和分析，并按照學習者年齡/年級、學習科目、學習形式等進行分類評估和挖掘，得出不同情況下不同人群能夠保持注意力持續(xù)集中的平均時間，這個平均時間可以作為設計課程內(nèi)容知識點顆粒度的重要參考，盡量將每個知識點的講解時間片段控制在近似相等或者短于學習者注意力持續(xù)集中的平均時間。這對于提升學習效率和保證學習效果具有重要的意義。

表3為一個例子（虛擬數(shù)據(jù)）。由表3可以知道學習者學習不同科目知識點時能夠保持的注意力集中時間不同，對于數(shù)學中的三角函數(shù)，平均注意力集中持續(xù)時間為20分鐘，則設計該課程時盡量能夠使得顆粒度在20分鐘內(nèi)能夠讓學習者在注意力最集中的時候進行學習完，理論上講，學習效率應該較高；同樣c++派生類知識點應該在28分鐘更加合理。

3 在線測試的內(nèi)容和時間設計

在線課堂中插入隨堂測試可以有效的減少學習者注意力不集中時間，并能夠在一定程度上提高學習效率。在線測試現(xiàn)在己經(jīng)成為在線教育比較常見的檢查學習效果的方法之一，但是，怎樣才能讓在線隨堂測試的數(shù)據(jù)更有價值和意義呢？

引入眼球定位技術可以挖掘和抓取隨堂測試的更多準確的數(shù)據(jù)信息?，F(xiàn)有的隨堂測試已經(jīng)可以記錄每道題目的答題時間，但是無法準確獲取每道題目實際有效的答題時間。通過眼球定位技術，可以準確獲取學習者視點位于某一題目區(qū)域內(nèi)的時間，從而獲取該題目實際有效的答題時間。根據(jù)不同學習者對同一題目的有效答題時間、準確率等數(shù)據(jù)的對比和分析，可以得出題目的平均答題時間、難度系數(shù)、是否存在作弊等統(tǒng)計信息。這些數(shù)據(jù)可以作為試題內(nèi)容設計和測試時間評估等的重要參考。表4為一個例子（虛擬數(shù)據(jù)）：

根據(jù)表4中的數(shù)據(jù)，同學D每道題目都能夠很短時間內(nèi)完成，則可以得出同學D作弊抄襲的可能性很大，因為不管答案是否正確，在A、B、C同學都需要大量時間進行答題的情況下，D同學的有效答題時間非常短則說明很有較大作弊可能。同時根據(jù)A、B、C同學的有效答題時間可以獲取每道題目的平均答題時間為40/20/119/67/70/153s，則可以將該試卷的測試時間定為每道題目平均答題時間之和469s加上一定冗余時間（如1800s）則比較合理，既能節(jié)省時間又能夠最大限度測試出學習者的學習效果情況。

4 教學內(nèi)容板塊位置編排和教學內(nèi)容設計

各種教學網(wǎng)站是在線教育現(xiàn)在最常見的形式，通過頁面進行展現(xiàn)學習內(nèi)容。我們知道，頁面空間內(nèi)不同區(qū)域能夠獲得學習者關注的程度不同。眼球定位技術則可以提供一種有效的方法來研究屏幕不同區(qū)域得到學習者的關注程度，通過學習者眼球的視點在不同區(qū)域內(nèi)停留的時間即可得知屏幕對于學習者的有效區(qū)域。根據(jù)停留時間的范圍進行頁面區(qū)域劃分和設計，將比較重要的學習內(nèi)容或需要更長時間進行學習的內(nèi)容放在學習者停留時間較長的區(qū)域，次重要的內(nèi)容或較少顆粒度的學習內(nèi)容放在學習者停留時間較短的區(qū)域等，按照這樣的板塊劃分和編排對于學習者學習效率的提高是有很大的價值和參考意義的。

如圖2（虛擬數(shù)據(jù)）所示，D區(qū)域中用戶注意力停留時間最長，而B、G等區(qū)域不受學習者關注，通過合理的分區(qū)來進行統(tǒng)計性測試則可以得到比較客觀和有價值的數(shù)據(jù)，這對于在線教育系統(tǒng)的頁面子板塊劃分和編排是很有意義的。

此外，在讀書學習的時候我們可以根據(jù)學習者在不同章節(jié)停留的時間長短，可以分析推斷得出該學習者對某一些章節(jié)比較有興趣或某些內(nèi)容對于該學習者是相對困難的；在線測試過程中，同樣可以根據(jù)學習者在每道題目上所花費的時間來進行判斷題目的難度系數(shù)，推斷該學習者對不同內(nèi)容掌握的情況。通過眼球定位技術也可以給UGC（User Generated Content，用戶自生成內(nèi)容）模式注入創(chuàng)新力量，通過用戶對某些資源的某些片段的停留時間的分析，就可以將相對用戶感興趣或用戶認為有價值的內(nèi)容片段進行重新編排形成新的優(yōu)質(zhì)課程資源，這對于優(yōu)質(zhì)課程資源的沉淀有極高的應用價值。

眼球定位技術對于在線教育教學內(nèi)容的設計和內(nèi)容板塊劃分及板塊位置編排都有極好的研究和參考價值，合理的設計能夠潛移默化地影響學習者的學習過程，提高學習效率。

5 提升模擬駕駛等學習的效率和體驗

在交互式教學領域，模擬駕駛是一個很典型的例子。眼球定位技術的引入可以改善模擬駕駛等類似學習過程的有效率和用戶體驗。

模擬駕駛需要學習者能夠在模擬的真實路況下進行駕駛學習，需要眼、手、腦并動，其中“用眼看”是很重要的前提，那么如果學習者沒有集中注意力進行觀察，那么學習的效率就會降低。通過眼球定位技術的應用，就可以對學習者的注意力等進行實時監(jiān)控，在注意力不集中的時候或沒有觀察應該觀察的區(qū)域時給予及時的提醒，這樣可以提高學習者的學習效率，并能夠使學習者在學習過程中養(yǎng)成真實環(huán)境中的良好習慣。

在真實駕駛環(huán)境中，眼球定位技術也可以用于疲勞駕駛、危險告知等方面的監(jiān)控提醒等，保護駕駛安全。

6 定時提醒學習者休息以保護眼睛健康

眼球定位技術可以實現(xiàn)按照學習者實際有效的學習時間對學習者定時進行提醒休息，以保護眼睛的健康。由于計算機的快速普及和應用，電子屏幕對其使用者的眼睛健康構成了較大的威脅，越來越多的小學生都不得不戴上眼鏡以調(diào)節(jié)視力。教育的本質(zhì)并沒有涉及學習者身體健康的內(nèi)容，但身體健康也應該作為保證教育和教育保證的一項內(nèi)容。平衡學習效率和適度休息是一個值得研究的課題，我們希望眼球定位技術能夠在這一領域內(nèi)有所作為。

眼球定位技術在在線教育領域的應用不僅僅是以上六個方面能夠涵蓋的，隨著技術的發(fā)展和跨學科的應用，眼球定位技術及其他更多的人機交互技術將會為在線教育的發(fā)展提供新的內(nèi)容、思考方式等的創(chuàng)新，提高在線教育的學習效率和學習體驗。

四 結束語

第8篇：人機交互技術范文

1交互設計概述

自1990年比爾•莫格里奇提出交互設計概念以來，交互設計不斷被人關注和研究。交互設計的概念目前尚未有統(tǒng)一的準確定義?！督换ピO計——超越人機交互》的Preece等人認為交互設計是“設計支持人們?nèi)粘９ぷ髋c生活的交互式產(chǎn)品”，強調(diào)的是設計結果[3]；DonaldANorman強調(diào)用戶體驗，他在《設計心理學》中說交互設計超越傳統(tǒng)意義上的產(chǎn)品設計在于產(chǎn)品具有良好的交互功能，即在使用產(chǎn)品過程中用戶能感覺到一種體驗，這種體驗是由于人和產(chǎn)品之間的雙向信息交流所帶來的，具有“很濃重的情感成分”[4]。他們對交互設計概念理解雖然有差異，但也存在目標上的共同點，即交互設計非常關注滿足用戶需求。

1.1交互設計在產(chǎn)品設計中的具體運用

盡管交互設計在當前許多產(chǎn)品設計中被不自覺地使用，但必須承認，大多數(shù)產(chǎn)品并沒有上升到具有“很濃重的情感成分”與“很個性完美的體驗成分”，要真正實現(xiàn)產(chǎn)品的人性化，必須加強交互意識，自覺運用更能實現(xiàn)人機一體化的交互設計方法。

1.1.1人機交互的基本方式傳統(tǒng)人機交互注重視覺交互和聽覺交互，其在產(chǎn)品設計中的目的主要在于最大限度地實現(xiàn)產(chǎn)品的使用功能。現(xiàn)代交互方式包括但不限于行為交互、感覺交互等方式。相對于傳統(tǒng)設計，現(xiàn)代交互設計更加關注用戶是否在使用過程中產(chǎn)生更真實的親切感和參與感。當前科技發(fā)展日新月異，諸多產(chǎn)品尤其是電子產(chǎn)品的功能變得非常復雜而且強大。要實現(xiàn)人機和諧一體，必須要做到讓使用者更好、更方便地綜合利用這些功能，并讓使用者體驗參與等方面的情感需求得到滿足，而傳統(tǒng)的交互方式在這方面的局限越來越突出。目前，新的交互技術已經(jīng)有了產(chǎn)品化的曙光，其中蘊含的新興交互方式讓人覺得新奇而又觸動人心。

1.1.2觸覺交互在前沿產(chǎn)品設計中的運用觸覺交互是一種人們最容易直觀理解和體驗的新興交互形式，在當前產(chǎn)品設計中倍受喜愛，然而觸摸技術卻影響著使用者的參與感和情感交互程度。因此有人在手機、計算機等電子產(chǎn)品設計領域主張“得觸摸屏技術者得未來天下”。電子產(chǎn)品市場中，眾多品牌每年都會推出各種觸摸屏手機，iPhone卻引起了轟動，見圖1。蘋果公司率先將更為先進的“多點觸摸”技術應用到手機上，用戶只要用兩根手指在觸摸屏上張開或者合攏，iPhone就能重新調(diào)整窗口和圖片的大小。iPhone開創(chuàng)了移動設備軟件尖端功能的新紀元，重新定義了移動電話與用戶的交互方式及其使用功能。2007年11月，iPhone被《時代》雜志評選為“2007年最佳發(fā)明”。其實，iPhone并沒有創(chuàng)造全新的東西，只是實現(xiàn)了人們的交互和體驗愿望。iPhone通過充滿活力的圖形界面、多點觸摸和手勢、數(shù)字鍵盤以及放大鏡等讓人們有了更多、更直接的人機交互體驗，讓手機從工具變成了有“靈性”和“生命”的生活伙伴。微軟研發(fā)的平面計算機，見圖2，則是對電腦進行了徹底革命，它沒有鼠標鍵盤，是觸控技術徹底淘汰鼠標和鍵盤的先兆。通過人的手勢，觸摸和其他外在物理物來和電腦進行交互，改變了人機交互方式。相比觸摸屏手機，它將多觸點技術創(chuàng)造性地延伸到了許多新的領域。比如，它的物品識別功能。將咖啡放到“桌上”，屏幕馬上顯示咖啡及其溫度等相關信息；買東西時把銀行卡放到“桌上”，屏幕就會顯示存款余額，然后進入網(wǎng)上商店，只需用手將商品直接“拖入”信用卡，即可完成所有支付過程。顯然，這樣的電腦在各行各業(yè)都有著廣泛的商業(yè)前景。最近兩年，觸摸屏在手機、GPS、筆記本、MP4領域全面開花，巨大市場潛力印證了人們對觸覺交互產(chǎn)品的喜愛。有人抱怨觸摸屏雖然方便好用，卻不如傳統(tǒng)鍵盤的手感好。美國Immersion“力反饋觸摸屏”針對這個問題，給觸摸屏添加了震動功能，當手指接觸屏幕時將受到反作用力的震動，感覺就像是按下了一個真實的按鍵一樣。近年已經(jīng)有多家手機廠商推出了“力反饋觸摸屏”手機，如諾基亞S60，見圖3。觸覺交互作為一種新的交互方式開始全面走進人們的生活。

1.1.3虛擬現(xiàn)實交互在前沿產(chǎn)品設計中的運用當今世界，生活節(jié)奏前所未有地加快，人們在高速工作過程中，都希望身邊有事物陪伴，讓心里有依托和歸屬感。各類電子寵物和虛擬網(wǎng)絡就迎合了人們這樣的心理現(xiàn)實。人們心理呵護的需要使得虛擬現(xiàn)實交互技術將大有作為。虛擬現(xiàn)實交互技術是一種新興的綜合信息技術。它融合了數(shù)字圖像處理、多媒體技術、計算機圖形學、傳感器技術等多方面信息技術，可生成逼真的視、聽、觸覺一體化的虛擬環(huán)境，用戶可借助必要的設備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互，從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗。在E32009大展上，微軟公布了“Natal”計劃?！癙rojectNatal”是世界首款將RGB攝像頭、深度傳感器、多點陣列麥克風以及定制處理器和微軟的定制軟件于一身的產(chǎn)品。與普通2D攝像頭不同，“ProjectNatal”能夠以3D的方式追蹤身體的動作，不需要手持任何控制工具。通過使用3D攝像頭與動作識別軟件，用戶可用身體運動與聲音命令來控制游戲，從而置身于逼真的3D游戲界面之中，見圖4。來自微軟研發(fā)部門的一份聲明確認，Xbox360視頻游戲體感外設ProjectNatal將在2010年年底。這種人性化的交互方式除在游戲中使用，也可應用到諸多其他工業(yè)產(chǎn)品中，來加強產(chǎn)品與人的情感交互，其發(fā)展前景不可限量。

1.2交互設計是以人為本設計思想的重要表達方式

以上是對觸覺交互和虛擬現(xiàn)實的交互方式在世界高端產(chǎn)品中初步運用的分析。實際上，這些產(chǎn)品只走進了少數(shù)人的生活，構成人們生活的一小部分，而大多數(shù)產(chǎn)品在上述技術的掌握和運用甚至還沒有開始，人們的生活距離情感化的人機環(huán)境還很遙遠。令人欣慰的是，現(xiàn)實困難并未阻斷產(chǎn)品設計者以人為本，對用戶體驗的孜孜追求。這已經(jīng)預示了未來的產(chǎn)品設計方向，而交互設計在未來則必將成為以人為本設計思想的最重要表達方式之一。

1.3交互設計是未來產(chǎn)品創(chuàng)新的新途徑

體驗是人類生活的重要組成部分。體驗的對象包括產(chǎn)品，增強產(chǎn)品體驗的個性化、完美化是以人為本設計的必然。個性、完美體驗為產(chǎn)品帶來創(chuàng)新，而體驗的創(chuàng)新則需要完美的人機交互。中國先哲說，“以身體之，以心驗之”。身和心的體驗才是真正的體驗，也是衡量未來產(chǎn)品設計創(chuàng)新的重要指標。目前，很多大型國際企業(yè)如微軟、諾基亞、Google等都著眼于未來，加大了將技術、設計和體驗融為一體的研發(fā)力度。許多設計師也開始在日常用品設計中通過增強身心體驗來進行創(chuàng)新。如DanielRozin的作品木頭做的鏡子見圖5。人站在它面前，頭像就會顯現(xiàn)在木塊鏡子中。它雖是一簡單的反饋性機器，卻給人們帶來奇妙的體驗。相信不久的將來，交互體驗將無處不在，會有更多、更先進、更人性的交互技術應用在產(chǎn)品設計中，并讓人們更加“完美自由”地享受體驗的樂趣。

2交互設計的未來展望

“預測未來的最好方法，就是把它創(chuàng)造出來”，面向對象編程和個人信息產(chǎn)品的先驅者AlanKay如是說。事實上，人們已經(jīng)在創(chuàng)造了。未來的交互設計將走進日常生活的方方面面。在嵌入式技術、計算機技術、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和智能技術不斷發(fā)展，微型處理器、傳感器不斷被置于各種機器的現(xiàn)狀下，通過交互設計產(chǎn)生的未來產(chǎn)品將會更加智能化、人性化。

2.1智能化

在清華大學2010中國人機交互研討會上，James斷言“未來的一個遠景是：人們在交互的時候，可以跟計算交互，而不是計算機?！蔽④洀娬{(diào)計算機的兩大轉變：收集輸入資料方式轉變，即從傳統(tǒng)鍵盤和鼠標輸入轉變成傳統(tǒng)方式輔之于手勢、觸控、感應等輸入機制；從被動聽從指令行事轉變?yōu)槟芤罁?jù)預設標準代替人們行動[5]。微軟SurfaceComputer采用圖像處理技術對用戶的位置、手勢進行更正和識別，并通過系統(tǒng)自動整合準確了解用戶交互意圖，進而作出正確反應，見圖6。這意味著未來產(chǎn)品可以判斷人的意圖并進行自適應調(diào)整，交互過程將更加智能化。

2.2人性化

科技發(fā)展驅動產(chǎn)品的研發(fā)，但服務于人，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求始終是其最終目標。無論科技發(fā)展到何種程度，人性化依然是產(chǎn)品設計根本原則。交互技術的不斷進步給人們提供了全新的走向未來社會的視角，既體現(xiàn)技術高度又關注人類需求的交互設計，必將影響世界的生活圖景。它會通過引導消費者從物境到情境、再到意境，產(chǎn)生感悟，即人的情感體驗過程，讓更多的產(chǎn)品趨于完美，趨于人性化，最終實現(xiàn)產(chǎn)品、科技與人文完美融合。

第9篇：人機交互技術范文

為了提供給廣大受眾更優(yōu)質(zhì)的計算機使用體驗，未來計算機輔助工業(yè)設計的應用前景會十分廣闊，本文以探究該人機交互的具體應用情況以及人機交互在輔助工業(yè)設計中的具體應用為主，為了得出更加完整和詳細的設計使用操作方法,針對有關計算機輔助工業(yè)設計中的人機交互相關方式方法進行研究和探討。

關鍵詞：

計算機輔助工業(yè)設計；人機交互研究；市場競爭力；勞動強度

1計算機輔助工業(yè)設計概述

計算機輔助工業(yè)設計顧名思義是指針對計算機輔助技術而設立的專門工業(yè)技術研究，同時也包括以計算機硬件、軟件、信息存儲、通訊協(xié)議、周邊設備和互連網(wǎng)等為技術手段，并有以信息科學為理論基礎的信息離散化表述、掃描、集成和聯(lián)網(wǎng)等領域的科學技術集合。在計算機輔助工業(yè)的技術運用中能夠進一步實現(xiàn)對機器的操作，且在輔助工業(yè)中展開設計能夠使得計算機輔助產(chǎn)品更加趨近人性化，更能迎合使用者的需求。這也凸顯了工業(yè)設計的特殊性，工業(yè)設計與美工設計不同，工業(yè)設計更加講究實用性，要能夠充分迎合人的行動特征，且工業(yè)設計的主要目的是服務，因此，在計算機輔助工業(yè)設計中的人機交互內(nèi)容研究里要充分結合人體的使用習慣等方面展開，如大小、操作便利性、使用舒適度等方面的研究。

2計算機輔助工業(yè)設計中人機交互的含義

計算機輔助工業(yè)設計中的人機交互主要是指人使用某種對話語言與計算機以一定的交互方式進行交流，為完成確定工業(yè)設計任務，換言之，就是人與計算機之間的信息交換過程。在人機交互方面的設計中通過用戶和計算機系統(tǒng)的交流，實現(xiàn)機器的智能化，從另一個角度來說，也拉近了人機互動。由此可以總結出，人機交互是指允許計算機與使用者進行信息交換和相關指令互傳的重要連接。

2.1計算機輔助工業(yè)設計中的人機交互功能減輕工作人員的勞動強度

通過人機交互可以使用戶直接對計算機技術中的相關產(chǎn)品設計進行操作，以常見設備鼠標和鍵盤為例，在這些產(chǎn)品使用中可允許各種模式識別設備，由此完成對工業(yè)設計里的各項指令。另外，在計算機輔助工具里設計相關產(chǎn)品外觀，通過鼠標在人機交互選項里對產(chǎn)品外形、產(chǎn)品尺寸、產(chǎn)品線形等多種方面展開設置，可以很簡單并高效地完成對應的工業(yè)設計，極大地減輕了工作人員的勞動強度，利用人機交互設計還能將計算機輔助工業(yè)設計充分地運用至實際產(chǎn)品制作里，有助于操作人員進行實質(zhì)性的操控，在輔助工業(yè)設計中，進行再操控軟件時人機交互可以實現(xiàn)使用者和產(chǎn)品的直接相連，從而完善整體的產(chǎn)品設計。

2.2計算機輔助工業(yè)設計中人機交互是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)

利用計算機輔助工業(yè)設計里的人機交互實現(xiàn)操作人員對產(chǎn)品設計等各個環(huán)節(jié)的直接操控，從而有效提高產(chǎn)品設計效率，使產(chǎn)品整體設計變得有條有理，相比于傳統(tǒng)的設計師通過圖紙進行加工制作，再進行修改這種重復且循環(huán)的繁瑣步驟，這種直接利用計算機輔助工業(yè)設計展開的產(chǎn)品制作會更加高效。操作員通過交互設計實現(xiàn)與計算機的交流，利用鼠標等交互工具指揮對應的產(chǎn)品設計技術，從而強化整體的操作體驗。這種交互式設計在事先提供的精細數(shù)據(jù)平臺上相比于人工也要更加準確，在這些準確的數(shù)據(jù)信息操作指導下便得以保障和提升整體的工業(yè)設計質(zhì)量。此外，還有助于產(chǎn)品的性能發(fā)揮，將操作者的創(chuàng)新思維、經(jīng)驗知識與計算機的海量數(shù)據(jù)信息收集、信息高速處理、信息檢索等結合起來，利用這種優(yōu)劣互補，給予產(chǎn)品創(chuàng)作更加完整和具體的設計指導。

2.3計算機輔助工業(yè)設計中人機交互有利于提高產(chǎn)品的市場競爭力

隨著工業(yè)設計行業(yè)中的科學技術不斷提升，人機交互應用也越來越廣泛地存在于工業(yè)設計各個領域中，人機交互強調(diào)的主要是人性化，并充分體現(xiàn)了以人為本的觀念，在滿足人性化的需求、提供給用戶更好的體驗中將該技術發(fā)揮到了極致。受眾的消費體驗得到增強，也使得產(chǎn)品的市場競爭力得到提高，為了保障產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，在提升質(zhì)量的同時注重人性化的結構構造，進而得以不斷優(yōu)化產(chǎn)品的制作和設計。同時具備技術與人性化的產(chǎn)品也能更受消費者喜愛，從而得以在激烈的市場競爭中占有一席之地，并處在不敗之位。

3計算機輔助工業(yè)設計中的人機交互應用

計算機信息網(wǎng)絡在全球范圍內(nèi)推廣發(fā)展的越來越快，信息網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳播也早成為了人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢商娲筒豢扇鄙俚囊徊糠?，為了提供給用戶更加便利和直接的計算機輔助工具使用，在滿足該要求的前提下創(chuàng)造出了人機交互應用系統(tǒng)，實現(xiàn)了操作者與計算機使用的直接對接，給設計使用提供多方面的便利。當下計算機輔助工業(yè)設備也成為了工業(yè)設計的基礎設施。為了提供給工業(yè)市場各類產(chǎn)品的更多元化，以及進一步確保工業(yè)市場中產(chǎn)品制造和生產(chǎn)的質(zhì)量和數(shù)量，計算機輔助工業(yè)設計里進行人機交互研究能夠有效提升計算機輔助工業(yè)的技術含量，給使用者帶來更便捷的服務體驗。計算機輔助工業(yè)設計中的人機交互應用也在很多方面都有推廣，下面就具體的幾個方面進行詳細說明和探討。

3.1虛擬裝配

通常來說工業(yè)產(chǎn)品的可安裝性、可維修性、可配合性都是實際工業(yè)設計中容易疏漏的問題，而利用人機交互應用實現(xiàn)對虛擬裝配的安放。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品工業(yè)設計中對相關配件的安置往往容易忽視掉，總是會等到在產(chǎn)品配件擱置很久或者產(chǎn)品本身在使用過程中出現(xiàn)問題時才會引起對配件質(zhì)量的檢修等環(huán)節(jié)的注意，而利用虛擬裝配在工業(yè)產(chǎn)品設計的階段中就能利用人機交互的方式，設計者通過三維輸入設備，直接對工業(yè)零件進行三維裝配的操作，在設計過程中就可檢查各個配件是否能融洽地與設備相符合，避免了之后的重復檢修。

3.2人機界面

其次，人機界面作為操作者與計算機進行交流和信息互換的紐帶在計算機輔助工業(yè)設計發(fā)揮著重要作用。在人機界面的交互技術應用上，既要重視計算機所能提供的各項技術，也要遵循于人性化，人機界面才能為操作員提供更加便捷的服務。在之后的人機界面設計中可以向著人機界面智能化、人機界面的人性化，以及人機界面真實化等發(fā)展方向展開研究。

3.3產(chǎn)品設計

此外，可以通過人機交互讓計算機以人的視角去感知產(chǎn)品設計的內(nèi)容，進而強化產(chǎn)品設計的人性化。反之，操作員對產(chǎn)品設計的整體把握將更直觀，能夠詳細了解到產(chǎn)品設計內(nèi)容中的圖案、形狀等多種內(nèi)容確定，由此人機交互在產(chǎn)品設計應用上能夠有效強化產(chǎn)品設計的高效性，給操作者帶來更加便捷的操作體驗。

3.4產(chǎn)品虛擬仿真技術上

最后，虛擬仿真技術能夠極大地擴展現(xiàn)實生活中局限的各個空間等的范圍限制，比如說3D網(wǎng)球游戲，就是利用了虛擬仿真技術，通過計算機輔助工業(yè)交互設計而創(chuàng)建的。該虛擬仿真技術除了游戲等內(nèi)容外，在其他很多方面都有運用，計算機輔助交互技術作為搭建現(xiàn)實和虛擬世界的平臺，在交互應用的各項操作中，進而得以充分發(fā)揮輔助工業(yè)的優(yōu)勢和性能。

4結語

綜上所述，人機交互能夠有效提升整體計算機輔助工業(yè)設計的科學技術含量，并帶給使用者更加便捷的服務體驗。能夠滿足在工業(yè)市場中對工業(yè)設計提出的更多元化和更趣味化的需求。建立人機交互是計算機輔助工業(yè)設計的發(fā)展趨勢。今后，我們還將繼續(xù)對有關計算機輔助工業(yè)設計的相關內(nèi)容進行深入的探究，以便提出更加科學有效的合理措施用以推進計算機輔助工業(yè)持久穩(wěn)定的進步。

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