浅议新型人机交互方式的种类及应用特性

引言:我一直这么认为，要想深入认知一个行业或者专业技能，必须先对其传播媒介有所研究，因为这才是能否将意图准确传递给大众的关键，能否实现的良好互动体验的关键。所以这篇论文我对时下流行的交互方式和新型交互设备做了类比分析，清晰指出各自的优缺点。同时针对不同的行业提出了相对适宜的互动形式，以此来针对性地支持之后的个人专项研究。

人类进化的方向是从工具使用到语言和数学使用的过程，也就是从具象思维像抽象思维转变的过程，而现在交互的发展确实是从抽象变得具象，是跟进化方向相反的。交互门槛的降低实际上是催生人的惰性，激发原始本能的一个过程。从最初需要学习高深的数学语言，到现在只要用指头点一点，三岁小孩都能玩。于是我们可以看到，计算机变得越来越聪明，越来越像人，甚至是超人，而人却相对变得越来越懒惰，越来越原始，当然这里只是针对交互过程来讲的。

那么接下来，我就按照自己的计划思路来将本篇论文的观点按条理表述。

一、人机交互

1.1 概念

“交互”英文译作“Interac t”，有互动、交流、沟通、合作、相互影响、相互作用的意思。简单来说，交互，即双向互动的意思。交互设计支持人们的行为，是人本质的又一体现。那么什么是“交互设计”呢?

交互设计，英文译作“Interac tion Design”，由IDEO 的创始人比尔·莫格里奇于上世纪八十年代首次提出。他著作中曾给出一定的解释: 起源于 20 世纪 80 年代的关注交互体验的新学科“交互设计”，从用户角度来说是一种如何让产品易用、有效而让人愉悦的技术，它致力于了解目标用户和他们的期望，了解用户在同产品交互时彼此的行为，了解“人”本身的心理和行为特点，同时，还包括了解各种有效的交互方式，并对它们进行增强和扩充。

这么说来，人机交互设计的实质不仅仅是令人愉悦的形式设计; 是需要通过有效和合适的行为组织的，否则没有价值。换句话说，在人机交互设计中，如果缺乏严密的逻辑结构来帮助解决用户的实际问题，就好像是电影拍摄中只关注特效，而忽视故事情节的叙述是一个道理。可见，对于数字产品的交互而言，人和设计的人工制品之间的交流行为的期望和设计才是交互设计的实质所在。

人机交互的目的是为了让人产生更好的体验。我们作为设计者，无法设计一种人工制品或者系统的用户体验，但我们能够通过设计与人工制品交互的机制，来达到增强与改善用户体验的目的。就是说，人们不能设计体验本身，但人们能设计引导良好体验的交互行为。因此，我们可以把人机交互设计理解为设计一种机制，这种机制是体现人与数字产品或信息服务的交流互动。机制的设计创立必须考虑用户的背景、使用经验以及情感体验。最终目的是使得交互产品符合用户的思维逻辑，使用户在与产品交流时能够产生良好的体验。

1.2 发展历程

新的交互方式的出现实际上是人与计算机关系的重新解读。当我们追溯人机交互的历史，最早计算机的发明人图灵使用打了空的纸条与他的计算机交流。那个时候的计算机很笨，但是人很聪明，人使用

非常高级的语言来跟计算机交流。因为语言太高端，所以也只有少数人可以跟笨拙的计算机交流。到80年代盖茨先生和乔布斯创业的时候，人们已经可以用相对简单的语言来跟计算机交流，例如用指令来跟dos交流，这时候的交流介质是键盘，不再是纸条。由于语言变得简单，有更多的人可以跟计算机交流。之后就是乔布斯称为改变世界的发明——图形界面的产生，以及鼠标的使用，使得人不需要通过学习某种语言来跟计算机交流，而是通过在屏幕上点击鼠标。于是所有人都可以跟计算机交流了。再后来的多点触控更上一层楼，输入与输出统一，真正做到了人机交互的理想状态，有了完美的情感体验。

所以综合来看，人机交互的发展已经从早期的命令行式交互，发展为基于窗口、菜单、图标、指针的可视化图形界面，向着多通道、多感官、自然化交互的方向发展。同时，技术的发展使得计算机越来越拟人化，苹果的Siri个人助理的出现让许多人有一种预感，以后的人机交互越来越像人和人的交流，机器伪装成一个人，或者说他就是一个人，有自己的思维和情感。所以未来的交互在某种层面上会变成人与人的交流，也许这才是历史的选择。

二、新型交互方式类型及特性

“人类自然形成的与自然界沟通的认知习惯和形式必定是人机交互的发展方向。”微软创始人比尔.盖茨如是说。因此，研究者们也正在努力让未来的计算机能听、能看、能说、能感觉。“过去，一直都是人类去适应计算机，学习计算机语言。”中科院研究所总工程师戴国忠说，“未来计算机将朝着适应人类的方向发展，计算机要理解人类的语言和动作。”

目前主要的新型人机交互方式有：触摸交互，语音交互，体感技术（手势交互、动作识别），无声语音识别等方式，下文仅对几种最广泛使用和具有发展前景的交互方式进行分析。

2.1触摸式交互

触摸交互目前应用非常广泛，随着触摸屏手机、触摸屏电脑、触摸屏相机、触摸屏电子广告牌等等触摸屏发明创新的广泛应用与发展，触摸屏与人们的距离越来越近，真的是到了可以“触摸”的程度。而触摸屏，由于其便捷、简单、自然、节省空间、反应速度快等优点，而被人们广泛接受，成为了时下最便捷的人机交互方式来源。

而时下最火爆的触摸方式还属多点触摸方式，多点触控技术(Muft i-Touch Techniques)是一种新兴的人机交互技术，在同一个应用界面上，没有鼠标、键盘，而是通过人的手势、手指和其他外在物理物直接与电脑进行交互，改变了人和信息之间的交互方式，实现多点、多用户，同一时间直接与虚拟的环境交互，增强了用户体验，达到了随心所欲的境界。传统的触摸屏仅仅支持单点操作，如果多个点同时触碰，则会出现输入混乱的现象。

苹果、三星、HTC、摩托罗拉、魅族等各大手机厂商都推出了自家的多点触摸手机。

2.2语音识别

语音识别技术，也被称为自动语音识别Automatic Speech Recogn ition，(ASR)，其目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入，例如按键、二进制编码或者字符序列。不可否认，语音识别是未来人机交互最被看好的的交互方式。尤其是针对当下的各种可穿戴式智能设备，通过对话的方式

发出命令产生交互是最高效可行的。

语音交互的优势很明显，简单、直接、零学习成本。日常生活中，语言是人与人交流的最常用和直接方式。自然语言对话式的交互，即使是老人和小孩也无需学习。用户可以“无感”地唤醒设备，“无缝”地获取信息、给予指令，毫无生涩和违和感，这才是最好的智能设备交互方式。

那么问题来了，既然语音是最简单直接的交互方式，为何现在难以成为主流，甚至仍被用户诟病呢?

首先，输入难以有效识别，原因主要有三个：

（1）方言种类繁多，口音各异，需要建立及其庞大的数据库才能分辨，因此指令的准确性难以保证；

（2）语言含义非常丰富，歧义甚多，且与语言环境和表达习惯关系密切。同样一句话，因场合不同或者说话的人不同，可能表达完全不同的意思；

（3）采用异步串行单工模式，传输效率极其低下，且完全不支持多人操作。

其次，输出方面也有类似的问题无法解决，主要包含两个：

（1）异步串行模式无法实现快速交流，就像听新闻一样，必须从头听到尾，否则就不知道中间拉了什么内容；

（2）同样由于理解障碍，很难用正确的语气表达，现有的机器朗读只属于纯粹的信息播报，缺少实实在在的人情味。

目前市面上很多所谓的人工智能语音，大部分还是要求用户按照预置命令模板进行交互，用户需要付出较大的学习成本来适应机器。能否尽快的实现真正的智能全语音交互，在根本上还是取决于技术的进步和产品的完善。用户看似简短的一个个语音指令输入的背后涉及到了整合优化语音识别、自然语言处理、机器学习、大数据、精准搜索等诸多技术难点，难度可想而知。

令人鼓舞的是，过去的几年内，人工智能语言技术已经有了长足的发展。目前，国内外已经出现了一些商业化的产品，如全球首个能同时提供语音合成、语音搜索、语音听写的移动互联网智能交互平台，讯飞语音云，基于云计算技术基础，将智能语音技术向移动互联网开发者开放，可为合作伙伴提供语音合成、语音识别以及语音听写等智能语音交互式服务。而且，许多著名的大公司都对语音识别技术关注甚多，如google，IBM、苹果等从上世纪九十年代开始就对语音识别系统的实用化研究投以巨资。

随着技术和产品的高速成熟和发展，全智能语音时代的到来绝不会太久。智能语音技术成熟爆发之时，便是传统触摸操作和繁琐的App 交互的终结之日。

2.3 体感技术

体感技术也可称之为动作识别，亦称作手势识别技术。一提到体感技术，很多人都会觉得未来感十足，像是科幻电影里的情节再现。但这一概念在游戏领域早有涉及，全球三大游戏厂商均推出过自己的体感控制器，如微软和索尼推出的体感辅助设备Kinect和PS Mov e，任天堂的Wii则一直是以体感进行控制的游戏机。

从键盘到鼠标、再到语音和触摸，再到多点触控，人机交互模式随着其使用人群的扩大和不断向非专业人群的渗透，越来越回归一种“自然”的方式。而体感技术的突破则预示着未来的主要发展方向，

它让交互方式更为便捷，以一种最原始的方式进行互动。

动作感应技术是目前几乎所有互动体感娱乐产品的核心技术，也是下一代高级人机交互技术的核心。动作感应技术主要是通过光学感知物体的位置，加速度传感器感知物体运动加速度，从而判断物体所做的动作，继而进行交互活动。

目前看来，体感技术已广泛应用。在全球互动体感娱乐市场中，任天堂、微软和索尼三大巨头占据了欧美主要和亚洲部分市场，市场空间巨大，竞争异常激烈。近几年在国内已经涌现不少小公司，呈遍地开花之势，包括日本软银全资投资公司速位互动，盛大子公司盛开互动，广州闪动等公司。

2.4 增强现实

增强现实（Augmented Realit y，简称AR），简单的说，就是将计算机生成的信息覆盖在现实世界之上。是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术，也被称之为混合现实。是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。

AR系统具有两个突出的特点：真实世界和虚拟世界的信息集成；具有实时交互性。

增强现实将真正改变我们观察世界的方式。这项技术有数百种可能的应用，其中游戏和娱乐是最显而易见的应用领域。可以给人们提供即时信息，增强现实系统可以立即识别出人们看到的场景以及事物，并且检索和显示与该景象相关的数据。

增强现实技术，在事物上覆盖一层信息的想法对许多人都产生了吸引力，目前智能手机上 GPS、摄像头和指南针的搭配已经可以初步实现现实增强——发现附近的餐馆、地铁入口或者其它有趣的地方，也可以将镜头对准某个著名建筑物，直接搜索它的信息，或将镜头对准餐馆，关于这个餐馆的评价会浮现在画面之上。

google 发布的 google glass 是全球唯一一款真正意义上实现增强现实技术的硬件设备。但它仍然有许多局限性。Google Glass价格过于昂贵，应用领域和方式还十分有限，而更小型化的版本在现在看来仍然是一种奢望。如果要在Googl e Glass上移除触控，这样反而会引发其他的问题，因为要是使用语音控制或眼球追踪技术的话，就目前的技术而言，这两者还是拥有各自独特的问题。

总体来讲，增强现实在中国处于起步阶段，许多虚拟现实领域的企业已经开始专注于“增强现实”的研发和应用。比如中视典数字科技研发的VRP12.0就集成了增强现实的功能。自问世以来，以极高的性价比获得国内广大客户的喜爱，已经成为目前中国国内市场占有率最高的一款国产虚拟现实仿真平台软件。

VRP虚拟现实平台是一款由“中视典数字科技”独立开发的具有完全自主知识产权的直接面向三维美工的一款虚拟现实软件。该产品适用性强、操作简单、功能强大、高度可视化、所见即所得。VRP所有的操作都是以美工可以理解的方式进行，不需要程序员参与。

2.5 无声识别技术

无声语音识别即通过默读识别，使用者不需要发出声音，系统就可以将喉部声带动作发出的电信号转换成语音，从而破译人想说的话，但该技术目前尚处于初级研发阶段。

眼动追踪、人脸表情识别、脑电波操控都可以划归到无声识别技术里来。在嘈杂喧闹的环境里、水下或者太空中，无声语音识别是一种有效地输入手段，有朝一日可被飞行员、救火队员、特警以及执行特殊任务的部队所运用。

三、应用研究

3.1 新型交互设备

鉴于大多数人仍在使用键盘和鼠标的传统交互方式，通过在空中挥动或与像钢铁侠中贾维斯一样的个人助理交谈来完成人机交互似乎是一个难以实现的梦想。

不过，许多公司都在尝试，并希望在现有的科技水平下推动这个梦想的实现。他们的成果令人着迷，而且的确会影响现有使用科技产品的方式。更棒的是，我们已经可以使用到它们中的一部分了。

3.1.1 Google Glass

谷歌眼镜（图1）是由谷歌公司于2012年4月发布的一款增强现实眼镜，它具有和智能手机一样的功能，可以和任何一款具有蓝牙功能的智能手机连接。谷歌眼镜通过声音控制拍照、视频通话和辨明方向，以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。眼镜前方悬置了一台摄像头和一个位于镜框右侧的宽条状的电脑处理器装置，配备的摄像头像素为 500 万，可拍摄 720p 视频。镜片上配备了一个头戴式微型显示屏，它可以将数据投射到用户右眼上方的小屏幕上。显示效果如同 2.4 米外的 25 英寸高清屏幕。

2014年7月，谷歌眼镜正式开放了直播功能，需要在其My Glass 商店中安装Live Stream视频分享应用，就可把所见所闻免费分享给你的好友。

谷歌眼镜是一款时代性的产品，建立在增强现实的基础上使他有了更多的发挥余地。我们可以真正的解放双手，来更便捷的获取信息。而且它在某些专业领域更有使用价值，比如作为医学院的手术教学工具，医生可以佩戴谷歌眼镜直播自己的手术过程，这样学生就能通过视频直接观看到手术，而不必站在手术室内。

图1 Google Project Glass

但作为一款未来性十足的产品，想要改变人们的操作习惯还是有一定的难度，这说明它还是有一些缺陷。首先，成本过高，作为一款可穿戴式智能设备，价位的不亲民难以使得谷歌得到大范围的推广。其次，分散注意力，在获取信息时，用户必须观看镜片右上方的投影微光，在很多场合下，这会带来潜在危险。最后，侵犯隐私，谷歌眼镜受到了社会舆论的压力，毕竟作为一款穿戴式的智能手机，它的确具备摄像与录音功能。这样就时刻有隐私泄露的情况，成为一款监视设备的可能也大大提高。事实上，许多公共场合和数字影院时禁止使用谷歌眼镜的，这说明人们仍然对谷歌眼镜有一些质疑。

但这并不能说明Google Glass 是一款缺憾的产品，好的设计作品必然是服务大众的，谷歌也一直在不断提高旗下产品的性能，让我们继续怀揣对这款产品的期待吧。

3.1.2 Kinect

Kinect（图2）是一款通过红外发射器和摄像头分析玩家动作的动

作感应器，是XBOX 360的一款外设，就像一个摄像头，只不过更加智能，在 2010 发布时是一个新颖的创意。Kinect 能够跟踪用户全身动作的能力创造了很多让人印象深刻的体验，但精确度是它最大的困扰。

Kinect彻底颠覆了游戏的单一操作。使人机互动的理念更加彻底的展现出来。微软发布的新一代Xbo x游戏主机，体感控制将成为主机的标配。与目前比较，Kinect 2的重要性将会大大提升。它会像游戏手柄一样，成为Xbox游戏体验不可或缺的一部分。

图2 Kinect

可以肯定的是，Kinect 2性能将会得到很大提升。有传言称，它会像Siri一样，具备更为自然的语音命令系统。也有人猜测，利用Kin ect 2，新一代Xbox或许可以通过语音唤醒。不管怎样，Kinect 2将会在识别多人玩家精细手势方面得到长足的进步。

近期，微软团队和中国科学院计算技术研究所团队合作通过Kinec t For Windows创建一个手语识别软件，能够根据手语动作的追踪识别进而转换成为正常人能够读懂的内容。这就意味着，科技真正的可以为大众特别是特殊群体进行服务，就算是没有学过手语的人也可以和聋哑人进行正常的交流。

作为一种全新娱乐体验必不可少的一环，现在展示的功能只是一个传奇的开始，让我们拭目以待！

3.1.3 G-speak

现在，由 Oblong Industries 开发的 G-Speak（图3）技术就可以实现完美人机交互体验的梦想。用户带上一副特质的手套就能通过手臂的运动和手势与电脑交互了。

这项技术与大尺寸屏幕和多屏幕结合，将促进大规模协作项目以及更直观的问题解决方式的实现。将会改变现有的工作方式，协作项目的开展将会直接在现实空间中进行操作，更加直观。或许手套本身可能不那么吸引人，但它意味着任何人都可以无需重新校准硬件设备而使用系统了。虽然和钢铁侠里斯塔克的个人实验室还是有些差距，但这个技术近在咫尺，实现了这种先驱性的交互方式。

图3 G-Speak

G-Speak已经在一些公司和高校得到应用。但奥布朗公司仍在继续完善这项技术，以便它将来不会成为少数人的专利。开发出这项技术的奥布朗工业公司首席科学家约翰·乌德科夫勒认为G-Speak手套将取代鼠标，因为这套系统打破了显示器的限制，在现实世界中直接与计算机互动交流，可以给用户带来更直观的体验。

3.1.4 MYO

MYO腕带（图4）是加拿大Thal micLabs公司于2013年初推出的一款控制终端设备。现有的手势交互，比如 Kinect或者Leap Motio

n ，往往是基于摄像头及红外线识别用户动作。MYO 这款神奇的臂带则独辟蹊径，通过检测用户运动时胳膊上肌肉产生的生物电变化，配合手臂的物理动作监控来做人机交互。

MYO 超越其他体感设备的一点是对用户的位置没有限制，交互显得更加自然。MYO 的宣传视频中展示了用户在房间的另一头通过简单用手腕画圆来调节台式电脑的音量。尽管 MYO 只听令于身体的一个部分，但是可以使用 MYO 的场合还是不胜枚举啊，不仅可以用于玩电脑游戏、浏览网页、控制音乐播放等娱乐活动，甚至还可以操控无人机。

图4 MYO 智能臂带

从上图可以看到MYO 采用了非连续的设计，通过弯曲的线将模块相连，看起来更酷更有未来感。相信这个产品虽然在精确性上仍存疑点，但便捷性与可移动性势必会是它抢占未来体感交互产品市场的重要砝码。

3.1.5 第六感设备

2008年，MIT 印度裔学生Prarn av Mistry 发明了一套叫做“第六感”的设备，一套简陋的包括一个投影仪和摄像头的随身设备。他演示了几个非常有趣的功能，比如在一则报纸上观看奥巴马的演讲，在一张地图上显示实时天气预报。在这两个令人惊叹的小案例中，普拉纳夫，也就是上文提到的那个了不

起的印度裔的学生，向我们展示了未来交互的一种可能性，一种充满了想象与科幻色彩的理想情境。 在这两个案例中，真正的主角不是报纸和地图，而是他身上携带的投影仪与摄像头。让我们来分析一下这个第六感系统是怎么工作的，以在地图上显示天气预报为例：摄像头是这个系统的输入设备，一方面它观察人手的动作，另一方面它将地图作为一种图形符号输入进系统里。之后系统对输入的信息进行处理，就如同所有的计算机一样，这包括理解人手动作的含义，理解地图作为一种图形符号的含义。当计算机知道你的意图之后，他就可以从网路上下载天气信息，并通过投影仪将天气信息投影在地图上。

从交互方式上讲，普拉纳夫提出的这种方式是对传统的交互方式的一种颠覆，或者说是一次革命。

当07年苹果发布iphone 一代的时候，多点触控技术的优势被无限扩大。其实对于属于上个世纪八十年代的键盘和鼠标，多点触控的确是革命者，它让我们的手指得以恢复到文艺复兴时代的优雅。然而“第六感”的出现是另一场革命，它不仅是我们的双手从平面中解脱出来，更是一种对虚拟与现实之间关系的重新定义。

“第六感”是对接虚拟与现实的设备，而且他真的做到了，而不仅仅是一种理想状态。在这个系统里，软件必须完全理解人手的抽象含义，这要求计算机具有一定的智能，也就是拥有一定的人的认知能力。从交互方式上来说，“第六感”让人更加的原始，从平面回到了三维，从静止的坐着回到了运动在各种空间中。而多点触控相对来说就差了一些，它不过是对图形界

面的又一次创新，把交互体验做得更丰富而已。

3.1.6 Pebble

它是第一款成功的智能手表，集丰富的功能和强大迷人的硬件配备于一身（图5）。是由硅谷创业公司Pebble Technology公司设计的一款兼容iPhone和Android手机的智能手表，用户可以直接通过Pebbl e手表查看移动设备中的信息。它可以显示来电信息，也可以上网浏览，实时提醒你邮件、短信和社交网络信息。

图5 Pebble

Pebble智能手表是众筹募资网站Kick starter史上最成功的项目之一，筹资过程打破了多个记录。同时这也表明了消费者对于一款能够和智能手机进行同步、推送短信、电话、提醒的智能手表产品的巨大兴趣。

3.1.7 Leap Motion

Leap Motion（图6）的出现把三维空间和手势操控引入个人电脑，能让人通过手指直接控制电脑，系统的感应区间能够精确到百分之一毫米。而且还以小巧毫无违和感的外观而独具一格。放在键盘和显示器之间的小小金属棒，就能让任何一位用户通过简单的手势完成人机交互。

图6 Leap Motion

Leap Motion对各种自然而简洁的手势都能识别，是简单而毫不费力的交互方式。而且它的价位实在亲民，去年年底发布了国行版本，取名为厉动，京东的售价为688元。但它也有其局限性，多指混合识别性较差，应用有效性不高，感应区域较为局限，而且作为一款未来性的产品，仍然采用USB链接电脑未免有些廉价。希望可以尽快实现供电优化，实现无线传输，否则真的会阻碍进一步发展。

3.3 应用领域

在分析了诸多新型交互方式以及交互设备后，最重要的就是看在当下的各种产业领域如何去通过不同的交互机制产生针对性的互动效果，以达到良好的交互体验。下面，就针对两个领域的具体交互应用进行粗浅分析。

3.3.1 会展产业

近年中国经济与社会的快速发展使会展业的地位显得愈发突出，特别是北京奥运会与上海世博会的顺利举办，大力推动了我国会展业的发展。我国会展业整体规模在不断扩大，具有一批国际水平的现代化会展场馆，大中型会展场馆总面积已达300万平方米以上，超过了号称“世界会展之国”的德国。

会展业有其自身特点，周期短、节奏快、内容多、信息量大，对于新的发布和推荐活动，企业需要最大程度地吸引媒体和大众的关

注，因此对视觉、听觉以及传播方式有迫切的需求。传统的展示方式以实物展示为主，大量使用站台、展板、模型等手段来实现，手法过于单一，信息量缺乏，对观众的吸引力自然不够强烈。交互式多媒体的介入使得展示、展览的发展进入了一个新纪元。例如，上海世博会的各大场馆中我们几乎都可以看到各种交互式多媒体的展示形式，内容逼真、生动地展示于观众眼前，带给观众超强的视觉冲击力与震撼效果。

同样的，交互式设计思维在现代博物馆展示中也需要有所体现。传统的博物馆展示设计思维模式由于受到技术、观念和展览场地等方面的限制，其运作的舞台越来越狭小、发展的空间也越来越局限。目前博物馆的陈列形成的是一种单向型和填鸭式的单一展览方式，很难使观众产生共鸣，导致观众少，出现经营困难的现象。但数字全球化使我们对博物馆的展览方式有了新的认识，国外众多的博物馆对当今方兴未艾的数字技术可谓无所不用其极，而数字化博物馆建立的基础就是数码影像技术的运用：从展示静态的展品图像，到全方位三维立体动态的展馆环境；从进入现实的博物馆空间，到进入遗址、遗迹的虚拟历史空间；数码影像技术都可以一一实现，它让人们从沉寂的展品中，感受到人类文明、历史长河在眼前流过。这是一个从静态到动态，从单向到互动的变化，这样，我们博物馆的展品在观众的面前“活”起来了，我们的遗址、遗迹也不再是静止的，而是通过虚拟现场，活灵活现地成为某一个历史阶段的生活场景。

在这些领域，虚拟现实、增强现实以及诸多可视化技术占得了应用先机，不仅是信息量的扩充，更为重要的是一次可以建立起一种全新的用户体验，是展示形式有了更加灵活的表现方式，是古早的信息也变得更生动，达到引人入胜的艺术效果，受众的信息接收方式从被动接受转变成对信息的渴求。

3.3.2影视娱乐

数字影视是一个全新的领域，包括数字电视、数字电影、网络流媒体视频、手机电视等。影视领域的数字化已经是大势所趋，使人们越来越多的感受到数字化带来的技术上的便利，内容上的丰富性和形式上的融合性。而且现在，随着交互技术在影视行业的渗透，更增添了这种艺术形式的魔力。现在许多一线城市的影院内都为观众提供互动电影的体验服务，虽然还处于初步发展阶段，但就目前来看，这种能参与到影片剧情发展的新形式对大众还是很有吸引力的。

交互式视频，是当代信息技术，尤其是通信网络技术、多媒体技术和计算机技术发展的产物，大众可以根据自己的性情喜好来选择性的获取信息，或是创造全新的故事结构，大大增强了用户在信息服务和提供者中的主动性。交互式视频注重的是观众与计算机的互动，提倡人的参与。

国内的互动视频机具发展潜力，如2012年上海电影节期间，北京电影学院首次将自己研发出的“交互式电影”带到了放映现场，代表着国内视频交互技术的一个新的跨越。《亡命鸡礼花》则是其中最受关注的，通过特定情节的设置，让观众在影院就可以参与甚至改变电影剧情发展。影片中间设置了一个情节，由观众直接参与，观众按压座椅旁按钮频率的快慢将会影响到村民是否可以逃脱被追杀的命运。

数字游戏是以数字技术为手段开发，并以数字化设备为平台实施的各种游戏。包括网络游戏、手机游戏、单机游戏以及目前很火热的体感电视游戏等。数字游戏是一种全新的具有特别吸引力和参与性的大众媒体，又是具有巨大能量的文化传播的工具，在数字媒体中占据着及其重要的地位。体感技术、虚拟现实与增强现实目前已经与数字游戏有了紧密的结合，像前面提到的基于Kinect体感操控的游戏就是最鲜明的例子。

同时还有一款最火热的虚拟现实设备，要在这里介绍。Oculus Ri ft 是由一款由 Oculus VR 开发的头戴式虚拟现实设备。它是一款为电子游戏设计的头戴式显示器。它将虚拟现实接入游戏中，使得玩家们能够身临其境，对游戏的沉浸感大幅提升。尽管还不完美，但它已经很可能改变将来的游戏方式，让科幻大片中描述的美好前景距离我们又近了一步。这款设备算不上完美，但建立虚拟现实的第一人称视角的愿景已经实现，从这个角度来说，Oculus Rift 是很迷人的。这款设备主要面向游戏玩家，但将其应用到人机交互中还是可以预见的。Oculus已经决心将Rift应用到更为广泛的领域，包括观光、电影、医药、建筑、空间探索以及战场上。

通过硬件实现虚拟现实总是让人们垂涎不已，能够在数字渲染的空间中漫步，随意地左顾右盼是一种全新的体验。再加上气味和触感反馈，用户将能够探索一个极其逼真的虚拟世界。这些都是交互技术与数字游戏融合的例子，而且随着科技的不断发展，相信这一结合会生出更多让人惊喜的成果。

四、总结与展望

交互技术未来仍将不断地在会展业中得到是用于发展，相对于欧美国家交互技术的使用，目前国内的发展起步晚，技术不够完善，具体的应用手段还比较单一。在中国经济飞速发展，会展业蓬勃壮大的背景下，我们必然要充分利用当代先进科技，提升我国新媒体艺术设计的整体水平，尊重人的个体感受，为观众创造全新的艺术体验，使观众得到更加愉快而难忘的审美享受。

我们需要融合各种交互方式，研发出最适合人机交互的方式，把人类彻底从机器中解放出来，享受与机器交互的过程。而且，要将先进的技术应用到多媒体作品的交互设计上，这样才能从根本上提高作品的交互功能。我们还要在技术和媒介的支持下，从设计的意义出发，创作符合作品主题、有意义、有目的的，既新颖又生动的，并且可以带给人们愉悦和满意的交互行为。有技术的支持，有艺术的形态，这样的多媒体交互设计才具有其存在的真正意义。

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https://www.wendangku.net/doc/4b17046554.html,/p/203663.html [13] 人机交互方式介绍.Yovae Studio. https://www.wendangku.net/doc/4b17046554.html,/blog/%E4%BA%BA %E6%9C%BA%E4%BA%A4%E4%BA%9 2%E6%96%B9%E5%BC%8F%E4%BB%8 B%E7%BB%8D.html

操作系统期末试卷(含答案)79149

操作系统复习题1 一、判断题 1.分时系统中，时间片设置得越小，则平均响应时间越短。（） 2.多个进程可以对应于同一个程序，且一个进程也可能会执行多个程序。（） 3.一个进程的状态发生变化总会引起其他一些进程的状态发生变化。（） 4.在引入线程的OS中，线程是资源分配和调度的基本单位。（） 5.信号量的初值不能为负数。（） 6.最佳适应算法比首次适应算法具有更好的内存利用率。（） 7.为提高对换空间的利用率，一般对其使用离散的分配方式。（） 8.设备独立性是指系统具有使用不同设备的能力。（） 9.隐式链接结构可以提高文件存储空间的利用率，但不适合文件的随即存取。（） 10.访问控制矩阵比访问控制表更节约空间。（） 二、选择题 1.在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（A）；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（B）；在设计批处理系统时，首先要考虑的是（C）。 A,B,C ：（1）灵活性和适应性；（2）交互性和响应时间；（3）周转时间和系统吞吐量；（4）实时性和可靠性。 2.对一个正在执行的进程：如果因时间片完而被暂停执行，此时它应从执行状态转变为（D）状态；如果由于终端用户的请求而暂停下来，则它的状态应转变为（E）状态；如果由于得不到所申请的资源而暂停时下来，则它的状态应转变为（F）状态。D,E,F:（1）；静止阻塞（2）；活动阻塞（3）；静止就绪（4）；活动就绪（5）执行。 3.我们如果为每一个作业只建立一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用（G）；为照顾紧急作业用户，应采用（H）；为能实现人机交互，应采用（I）；而能使短作业、长作业和交互作业用户满意时，应采用（J）。 G,H,I,J：（1）；FCFS调度算法（2）；短作业优先调度算法；（3）时间片轮转算法；（4）多级反馈队列调度算法；（5）基于优先权的剥夺调度算法。 4.由固定分区发展为分页存储管理方式的主要推动力是（K）；由分页系统发展为分段系统，进而发展为段页式系统的主要动力分别是(L)和(M)。 K,L,M:（1）提高内存利用率；（2）提高系统吞吐量；（3）满足用户需要；（4）更好地满足多道程序进行的需要；（5）既满足用户需求，又提高内存利用率。 5.在存储管理中，不会产生内部碎片的存储管理方式是（N）；支持虚拟存储器，但不能以自然的方式提供存储器的共享和存取保护机制的存储管理方式是（O）。 N：(1)分页式存储管理；(2)分段式存储管理；(3)固定分区式存储管理；(4)段页式存储管理。 O：（1）段页式存储管理；（2）请求分区页式存储管理；（3）请求分段式存储管理；（4）可变分区存储管理；（5）固定分区存储管理；（6）单一连续分区式存储管理。 6.磁盘调度主要是为了优化（P），下列算法中能避免磁盘粘着的现象的是（Q）。P：（1）寻道时间；（2）旋转延迟时间；（3）传输时间。 Q：（1）SSTF;（2）FCFS;（3）SCAN;（4）CSCAN;（5）FSCAN。 7.文件系统中，目录管理最基本的功能是（R），位示图的主要功能是（S），FAT 表的主要功能是（T）。 R，S，T：（1）实现按名存取；（2）提高文件存储空间利用率；（3）管理文件存储器的空闲空间；（4）指出分配给文件的盘块（首个盘块除外）的地址；（5）管理文件存储器的空闲空间，并指出分配给文件的盘块（首个盘块除外）的地址。 8.文件系统采用多级目录结构，可以（U）和（V）。 U,V：（1）缩短访问文件存储器时间；（2）节省主存空间；（3）解决不同用户文件的命名冲突；（4）方便用户读写文件；（5）提高检索目录的速度。9.计算机系统中信息资源的安全包括（W）、（X）和（Y）三个方面，其中程序被删除属于（W）方面的威胁，数据被非法截取属于（X）方面的威胁，消息被更改属于（Y）方面的威胁。 W,X,Y：（1）保密性；（2）完整性；（3）可用性；（4）方便性。 三、填空题 1.操作系统最基本的特征是（1）和（2），最主要的任务是（3）。 2.引入进程的主要目的是（4），进程存在的唯一标志是（5）。 3.（6）是指通过破坏死锁产生的必要条件来防止死锁的发生。引起死锁的四个必要条件中，（7）是不应该被破坏的，但对某些特殊的资源（如打印机），该条可通过（8）来破坏；而其他能被破坏的三个必要条件分别是（9）、（10）和（11）。 4.虚拟存储器管理的基础是（12）原理，在请求分页管理方式中，页表中的状态位用来只是对应页（13）修改位用来只是对应页（14），引用位则是供（15）使用；而在请求分段系统还增加了增补位，它用来指示（16）。 5.设备驱动程序是（17）与（18）之间的通信程序如果系统中有3台相同的单显和2台相同的彩显则必须为它们配置（19）种设备驱动程序 6.廉价磁盘冗余阵列可组成一个大容量磁盘系统，它利用（20）技术来提高磁盘系统的存取进度，而利用（21）技术来增加磁盘系统的可靠性 7.包过滤防火墙工作在（22）层，采用代理服务技术的防火墙则工作在（23）层 8.UNIX文件系统对文件存储空间采用（23）分配方式，它通过（24）来管理空闲的文件存储空间。 四、问答题 1.假设某多道程序设计系统中有供用户使用的内存100k，打印机1台。系统采用可变分区管理内存：对打印机采用静态分配，并假设输入输出操作的时间忽略不计：采用最短剩余时间优先的进程调度算法，进程剩余执行时间相同时采用先来先服务算法；进程调度时机在执行进程结束时或有新进程到达时。现有一进程序列如下： 假设系统优先分配内存的低地址区域，且不需移动已在主存中的进程，请：（1）给出进度调度算法选中进程的次序，并说明理由。 （2）全部进程执行结束所用的时间是多少？ 2.请用信号量解决以下的过独木桥问题：同一方向的行人可连续过桥，当某一方向的行人必须等待：另一方向的行人必须等待：当某一方向无人过桥是，另一方向的行人可以过桥。 3.提高内存利用率的途径有哪些？ 4.何谓脱机输入/输出技术？ 5. 将目录文件当作一般数据文件来处理有什么优缺点？ 操作系统复习题1答案 一、判断题 1、错 2、对 3、错 4、对 5、对 6、错 7、错 8、错 9、对10、错 二、选择题 1、A ：(2)；B：(4)；C：（3）。 2、D：（4）；E:(3)；F:(2)。 3、G：（2）；H:（5）；I:（3）；J：（4）。 4、K：（1）；L：（3）；M：（5）。 5、N：（2）；O：（2）。 6、P：（1）寻道时间；Q：（5）。 7、R：（1）；S：（3）；T：（5）。 8、U：（3）；V：（5）。 9、W：（3）；X：（1）；Y：（2）。

人机交互技术的发展与现状

人机交互技术的发展与现状 一.什么是人机交互技术？ 二.人机交互技术（Human-Computer Interaction Techniques）是指通过计算机输入、 输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题及提示请示等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。它与认知学、人机工程学、心理学等学科领域有密切的联系。也指通过电极将神经信号与电子信号互相联系，达到人脑与电脑互相沟通的技术，可以预见，电脑甚至可以在未来成为一种媒介，达到人脑与人脑意识之间的交流，即心灵感应。二. 人机交互技术的发展人机交互的发展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史。 1959年美国学者B.Shackel从人在操纵计算机时如何才能减轻疲劳出发，提出了被认为是人机界面的第一篇文献的关于计算机控制台设计的人机工程学的论文。1960年，Liklider JCK首次提出人机紧密共栖（Human-Computer Close Symbiosis）的概念，被视为人机界面学的启蒙观点。1969年在英国剑桥大学召开了第一次人机系统国际大会，同年第一份专业杂志国际人机研究（IJMMS）创刊。可以说，1969年是人机界面学发展史的里程碑。在1970年成立了两个HCI研究中心：一个是英国的Loughbocough大学的HUSAT研究中心，另一个是美国Xerox公司的Palo Alto研究中心。 1970年到1973年出版了四本与计算机相关的人机工程学专着，为人机交互界面的发展指明了方向。 20世纪80年代初期，学术界相继出版了六本专着，对最新的人机交互研究成果进行了总结。人机交互学科逐渐形成了自己的理论体系和实践范畴的架构。理论体系方面，从人机工程学独立出来，更加强调认知心理学以及行为学和社会学的某些人文科学的理论指导；实践范畴方面，从人机界面（人机接口）拓延开来，强调计算机对于人的反馈交互作用。人机界面一词被人机交互所取代。HCI中的I，也由Interface(界面/接口)变成了Interaction(交互)。人机

人机交互发展历史

人机交互的发展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史。交互的信息也由精确的输入输出信息变成非精确的输入输出信息。 一、简单的人机交互界面 由于受到制造技术和成本等原因限制，早期的人机交互在设计上较少考虑人的因素，一味强调输入输出信息的精确性，因而使用不够自然和高效。 1.早期的手工作业。 当时交互的特点是由设计者本人(或本部门同事)来使用计算机，他们采用手工操作和依赖机器(二进制机器代码)的方法去适应现在看来是十分笨拙的计算机； 2.作业控制语言及交互命令语言。 这一阶段的特点是计算机的主要使用者—程序员可采用批处理作业语言或交互命令语言的方式和计算机打交道，虽然要记忆许多命令和熟练地敲键盘，但已可用较方便的手段来调试程序、了解计算机执行情况； 3.图形用户界面(GUI)。 GUI的主要特点是桌面隐喻、WIMP技术、直接操纵和“所见即所得(WYSIWYG)”。由于GUI简明易学、减少了敲键盘、实现了“事实上的标准化”。因而使不懂计算机的普通用户也可以熟练地使用，开拓了用户人群。它的出现使信息产业得到空前的发展； 4.网络用户界面。 以超文本标记语言HTML及超文本传输协议HTTP为主要基础的网络浏览器是网络用户界面的代表。由它形成的WWW网已经成为当今Internet的支柱。这类人机交互技术的特点是发展快，新的技术不断出现，如搜索引擎、网络加速、多媒体动画、聊天工具等； 二、自然的人机交互界面 随着网络的普及性发展和无线通讯技术的发展，人机交互领域面临着巨大的挑战和机遇，

传统的图形界面交互已经产生了本质的变化，人们的需求不再局限于界面的美学形式的创新，现在的用户更多的希望在使用多媒体终端时，有着更便捷、更符合他们的使用习惯，同时又有着比较美观的操作界面。利用人的多种感觉通道和动作通道(如语音、手写、姿势、视线、表情等输入)，以并行、非精确的方式与(可见或不可见的)计算机环境进行交互，使人们从传统的交互方式的束缚解脱出来，使人们进入自然和谐的人机交互时期。这一时期的主要研究内容包括：多通道交互、情感计算、自然语言理解、虚拟现实、智能用户界面等方面。 （1）多通道交互 多通道交互(Multi Modal Interaction,MMI)是近年来迅速发展的一种人机交互技术，它既适应了“以人为中心”的自然交互准则，也推动了互联网时代信息产业(包括移动计算、移动通信、网络服务器等)的快速发展。MMI是指“一种使用多种通道与计算机通信的人机交互方式。通道（modality）涵盖了用户表达意图、执行动作或感知反馈信息的各种通信方法，如言语、眼神、脸部表情、唇动、手动、手势、头动、肢体姿势、触觉、嗅觉或味觉等”。采用这种方式的计算机用户界面称为“多通道用户界面”。目前，人类最长使用的多通道交互技术包括手写识别、笔式交互、语音识别、语音合成、数字墨水、视线跟踪技术、触觉通道的力反馈装置、生物特征识别技术和人脸表情识别技术等方面。 （2）情感计算 让计算机具有情感能力首先是由美国MIT大学Minsky教授（人工智能创始人之一）提出的。他在1985年的专著“The Society of Mind”中指出，问题不在于智能机器能否有任何情感，而在于机器实现智能时怎么能够没有情感。从此，赋予计算机情感能力并让计算机能够理解和表达情感的研究、探讨引起了计算机界许多人士的兴趣。这方面的工作首推美国MIT媒体实验室Picard教授领导研究小组的工作。情感计算一词也首先由Picard教授于1997年出版的专著“Affective Computing(情感计算)”中提出并给出了定义，即情感计算是关于情感、情感产生以及影响情感方面的计算。 MIT对情感计算进行全方位研究，正在开发研究情感机器人，最终有可能人机融合。其媒体实验室与HP公司合作进行情感计算的研究。IBM公司的“蓝眼计划”，可使计算机知道人想干什么，如当人的眼瞄向电视时，它竟知道人想打开电视机，它便发出指令打开电视机。此外该公司还研究了情感鼠标，可根据手部的血压及温度等传感器感知用户的情感。CMU 主要研究可穿戴计算机。日本在对感性信息处理的研究中，有众多研究单位参与，主要集中在研究所和高校。特别值得一提的是，日本欧姆龙公司研制生产的机器玩具曾风行一时，最

人机交互基础考试试卷-20102625

人机交互上机考试内容 (考试时间：60分钟) 班级：软件工程学号： 20102625 姓名：周三 一、问答题（10分每题，共9题）： 1、什么是人机交互？ 答：所谓人机交互（Human-Computer Interaction，HCI），是指关于设计，评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，并围绕相关的主要现象进行研究的学科 2、注意是指什么？有哪些特征？ 答：注意作为认知过程的一部分，通常是指选择性注意，即注意是有选择的加工某些刺激而忽视其他刺激的倾向。它是人的感觉（视觉，听觉，味觉等）和知觉（意识，思维等）同时对一定对象的选择指向和集中（对其他因素的排除）。 注意有两个基本特征：一是指向性，是指心理活动有选择的反映一些现象而离开其余对象；二是集中性，是指心理活动停留在被选择对象上的强度或紧张。 3、常用的文本输入设备有哪些？常用的图像输入设备有哪些？ 答：常用的文本输入设备有： 1.键盘 2 手写输入设备 常用的图像输入设备有： 1 二维扫描仪 2 数码摄像头 3

4、手写识别技术分为哪两种方式？每种方式的定义是什么？ 答：手写识别技术分为联机（又称在线）识别和脱机（又称离线）识别两种方式。 联机手写识别：联机手写识别过程通常分为四个阶段：预处理，特征抽取，特征匹配和判别分析。在联机手写文字的识别过程中，系统通过记录文字图像抬笔，落笔，笔记上各像素的空间位置，以及各笔段之间的时间关系等信息，对这些信息进行处理。在处理的过程中，系统以一定的规则提取信息特征，再由识别模块将信息特征与识别库德特征进行比较，加以识别。最后转化为计算机所使用的文字代码。而笔输入的识别特征库是基于许多人习惯的书写笔顺的统计特征建立的。 脱机手写识别：脱机手写识别比印刷体汉字识别，联机手写体识别都要困难。因为脱机手写体识别时，手写板不停的采样，可以得到书写的动态信息。这些信息包括笔画数，笔画顺序，每笔的走向及书写的快慢等，得到的原始的数据是笔画的点坐标序列。脱机手写识别得到的描述则是点阵图像，要得到笔段的点阵通常需要细化运算。细化会损失一些信息，并且不可能得到时间顺序信息。脱机识别中，笔画与笔画之间经常粘连，很难拆分，而且笔段经过与另一笔段交叉分成两段后，也难以分清是否应该连起来。 5、图形用户界面包含了几个重要的思想？分别的定义是什么？ 答：图形用户界面包含了三个重要思想：桌面隐喻（Desktop Metaphor），所见即所得（What You See Is What You Get ，WYSIWYG）以及直接操纵（Direct Manipulation）。分别定义如下:

人机交互的发展历程及产业链分析

一、人机交互概念 人机交互（Human-ComputerInteraction，HCI）主要是研究用户与系统之间的信息交换，它主要包括用户到系统和系统到用户的信息交换两部分。系统可以是各种各样的机器，也可以是智能电视机、智能手机以及计算机系统和软件。用户可以借助操纵杆、数据服装、眼动跟踪器、位置跟踪器、数据手套、压力笔等各类穿戴设备，用手势、声音、姿势或身体的动作、眼睛甚至脑电波等向系统传递信息，同时，系统通过各类机器、显示器、音箱等输出或显示设备给人提供信息。 理想状态下，人机交互将不再需要依赖机器语言，在没有键盘、鼠标以及触摸屏等中间设备的情况下，实现随时随地实现人机的自由交流。从而实现人们的物质世界和虚拟网络的最终融合。 从本质上，人机交互技术是一个典型的模式识别问题，智能机器通过多种传感器，获取人的表情、姿态、手势、语音、语调、血压、心率等各种数据，结合当时的环境、语境、情境等上下文信息，识别和理解用户的情感。这包括传感器技术、计算机科学、认知科学、人机工程学、多媒体技术和虚拟现实技术、心理学、哲学以及人类学等诸多学科领域有密切的联系。 二、人机交互产业链 从人机交互过程来讲，可分为四步：通过传感器直接或间接与人接触获得感知信息；通过建立模型对感知信息进行分析与识别；对分析结果进行推理达到感性的理解；将理解结果通过合理的方式表达出来。也就完成了人机交互的全过程。 从功能实现看，人机交互作为一个闭环的模式识别系统，应该包括感知信号的获取、感知信息的分析与识别、感知信息的理解和信息表达等功能四个环节，当感知信息与标准信息存在差异时，将发出指令给予修正或反馈信息给予告警和提示。在这四个方面的环节中，感知信息的识别和感知信息的理解是核心技术的关键所在。 从技术实现过程看，信息获取和信息识别环节属于感知层的范畴，而感知信息的理解和信息表达属于应用层的内容。体感设备实现信息的获取，而嵌入芯片实现体感信号的模式识别，然后通过后台计算机或分布式计算平台建立数学模型、实现强大的运算系统，实现感知信息的理解（理解用户姿态或手势的真实目的），最后转入应用层，调用相关应用程序，满足用户的最终需求。

人机交互软件工程方法期末考试大作业申请及试卷

《人机交互软件工程方法》期末考试大作业申请 根据《人机交互软件工程方法》课程特点和教学基本要求，本课程希望学生能够较全面地学习有人机交互的基本理论和实用技术，掌握各种交互设备及其工作原理，人机交互技术，人机界面设计方法及其表示模型和实现方法。着重培养学生应用所学知识分析解决实际问题的动手能力、实践能力与创新能力。因此申请2018-2019（2）学期课程《人机交互软件工程方法》期末考试采取大作业项目设计的形式。 考试班级：16计科软件班 考试课程：人机交互软件工程方法 申请人：肖锋 2019.5.6

课程成绩说明 本课程最终成绩由平时成绩及期末大作业成绩组成，具体评分标准如下：1.平时成绩由实验成绩、平时作业及考勤成绩综合给出。其中： 实验成绩：需按照实验要求完成实验内容并提交实验报告，实验一共8次，每次5分，满分40分； 平时作业：根据平时作业提交及完成情况给出，满分20分。 考勤成绩：根据平时考勤记录给出，满分40分。 2.期末大作业成绩采取百分制，根据学生提交大作业的内容的完成情况进行评 分。 3.课程最终成绩采取百分制，60分及格，由平时成绩与大作业成绩加权计算得 出，平时成绩与大作业成绩各占总成绩的30%和70%。 课程大作业 大作业内容共四道题，要求见大作业试卷。 大作业要求：提交项目设计方案及程序代码，设计方案需条理清晰，格式齐整，程序代码需完整可运行。 提交时间及方式：提交设计方案电子档及程序源代码，第18周周四提交，由班干部收齐后统一提交。

学院数学与计算机科学出卷教师肖锋系主任签名 制卷份数专业计算机班级编号 江汉大学2018 ——2019 学年第2 学期 考试试卷 课程编号： 410802046 课程名称：《人机交互软件工程方法》试卷类型：项目设计考试形式：大作业考试时间：十八周周四提交一、考试说明 根据课程特点，考试采取大作业形式。为了考试学生的对课程基本理论、基本知识点的考察，要求学生完成项目设计的基本要求；同时，为了充分发挥学生的自我能动性、积极性、创造性，要求学生在满足基本要求的前提下，可以根据个人的能力充分发挥。 二、考核内容及评分标准 1.窗体程序界面设计 要求设计一个窗体程序界面，完成一个简单的计算器功能（实现加减乘除运算）。编程语言及编译环境任选（建议使用VS平台及C#），提交详细的项目设计文档及程序工程文件。 设计要求： 项目设计文档需调理清晰，格式齐整。完整地说明窗体设计的模型、窗体设计时考虑的人机交互原则，以及程序模块的具体设计关键代码的说明。 其中重点需要给出如下内容： ●画出任务设计的用例图及程序中各个界面视图的关联关系。 ●需利用GOMS划分设计程序的任务分解图，并利用LOTOS描述认为之 间的约束关系。 评分标准： ?程序界面正常运行：（5分）。 ?项目设计文档需调理清晰，格式齐整（5分）。 ?凸显方案的核心技术、步骤、以及人机交互界面的设计遵循的原则

现代人机交互技术最新情况

现代人机交互技术最新情况 普适计算 1.IBM研发的BlueBoard （蓝板）技术,BlueBoard是一片薄薄的屏幕板，使用者只用其胸前挂着的看上去与普通员工卡没什么两样的小卡片，对准蓝板一下，就可以显示出其个人主页及定制好的其它内容。其后的一切操作和任务都只靠使用者的手指在蓝板上指指划划就全部搞定了，包括查阅资料、共享文件、与同事实时互传信息、发送指令、布置任务、协同工作等。 2. Informedia 数字图书馆系统，Informedia采用了多模态输入方式，用户 可以用语音提出查询请求。当用户要求从数据库中查找指定的电视新闻资料时，系统将根据用户的请求返回相应的视频片段。In formedia集成了语音、图像和自然语言理解技术，在目前的原型系统中，系统可以自动地分析视频数据，从中提取出摘要信息并编加索引。视频数据的分析过程结合了针对视频的镜头检测、 图像分析，以及字幕文本（Close Caption ）和伴音信息分析。与仅采用单一模态数据的分析方法相比，这种合成方式能够更好地提取视频的语义。 3. MIT的Galaxy系统,Galaxy系统向人们展示了系统如何与用户相协调， 从而提供对多种异构数据源的无缝访问。对于用户的请求，系统不仅仅是返回来 自各方面的答案，而且还尽可能地找出不同领域中的相关答案，并根据用户感兴趣的程度排序。随后，用户与系统进行更进一步的对话，最终获得尽可能准确的结果。这种带有联想性质的交互过程使得用户感觉不是在跟一个死板的计算机系 统打交道，而是与一个聪明的代理人交互。 可穿戴计算 从谷歌、苹果、RIM相继发布的智能眼镜系列产品，到Fitbit 、Jaw bone、耐克相继推出的智能腕带，可穿戴计算逐步成为了IT界的热词。iwatch，可以 给智能手机和其他小型电子产品充电的太阳能比基尼，随行键盘牛仔裤，可以使聋人和盲人发送短信的移动框架手套，能更新Facebook状态的社交牛仔裤，能在衣服上呈现任何图案的内置电流回路K服饰，可以打电话的移动手套，电子鼓机T恤，乐器节拍手套，能通过行走的热能给智能手机充电的充电鞋，对饮食和睡眠状态进行跟踪的智能腕带,,,可穿戴计算设备层出不穷，不断丰富着新一代IT产品市场。盛大、百度等企业也不甘落后，近期已相继出手，分别推出了geak智能手表和咕咚健康手环等产品。 多点触控 1. 微软:Surface电脑,5月，《华尔街日报》的“ D:AII Things Digital ”会议上，微软演示了一种Surface Computing（表面计算）技术，并由此组建了一个

管理信息系统期末试卷A3(答案)

浙江经济职业技术学院2005-2006学年第一学期 《管理信息系统》期末试卷 A 卷(答案) 使用班级（ ） 装 订 线 系别： 班级： 学号： 姓名：

4.企业系统规划法() 一种信息系统规划方法,该方法自上而下地识别系统目标、企业过程、数据，然后自下而上地设计系统，支持目标实现。 [30] 5.程序调试 在计算机上用各种可能的数据和操作条件反复地对程序进行试验，以期发现和排除分析、设计和编程三阶段中产生的各种类型的错误，得到可运行的程序。 [概括117之意] 二、填空题（每空1分，共计20分） 1.信息系统的处理方式一般分为_批处理_方式、实时处理方式和分布式处理方式三种。[5] 2.生命周期法一般要经过系统调查与规划、系统分析、系统设计、系统实施_、运行测试_和系统维护这样几个阶段。[14] 3.代码设计的基本原则是_唯一性_、合理性、_可扩充性_、_简单性_、适用性及规范性。 [75] 4.管理信息系统规划和分析中通常用_决策树_、判定表_和结构式语言来表示加工处理逻辑。[56] 5、数据字典条目可以分为数据流条目、文件条目、数据项条目和加工条目。 [43]

三、判断题（每题1分、共10分） 1.管理信息系统新老系统之间最常用的切换方式有直接式、并列式和阶段式。 （ 对 ） 2.任何单位的管理信息系统项目建设都是符合时代发展要求的，因此，进行系统的可行性研究是多此一举的。 （错 ） 3.生命周期法开发方法的优点是研制周期短,运行维护费用低。 （ 错 ） 4.信息系统模块划分时耦合要大，聚合要小。 （ 错 ） 5.将同一处理内容重复执行两次,然后进行对比的校验方法称为重复校验。( 对) 6.所有信息系统的输出设计都只需考虑表格输出和显示输出。（ 错 ） 7.管理信息系统是一个人机交互的系统，人在其中的作用和影响 是不可忽略的。（ 对 ） 8.按照软件工程的要求，程序调试中查错应该由自己做，纠错应该由别人做。(错) 9.包括静态校验在内的各种校验方法是系统可靠性设计的重要内容。 （ 对 ） 10.模块内部元素的联系程度通过耦合来度量。 （ 错 ） 四、单项选择题（每题1分，共20分） 1. 校验相互有关的相反数据项之间是否平衡，这种校验方法是（A ） Ａ，平衡校验法 Ｂ，双工校验法 Ｄ，汇总校验法 [90]

人机交互考试复习题(含答案)

1、人机交互：是指关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，并围绕相关的 主要现象进行研究的学科。 2、人机交互是一门综合学科。认知心理学与人机工程学是人机交互技术的理论基础，虚拟 现实技术与人机交互是相互交叉和渗透的。 3、人机交互的发展历史：命令行界面交互阶段；图形用户界面交互阶段；自然和谐的人机 交互阶段。 4、人的感知交互过程主要是通过视觉、听觉和触觉感知进行的。 5、人类从周围世界获得的信息约有80%是通过视觉得到的。 6、RGB颜色模型通常用于彩色阴极摄像管等彩色光栅图形显示设备中。 7、CMYK颜色模型对于认识某些印刷硬拷贝设备的颜色处理很有帮助。 8、常见的认知过程：感知和识别；注意；记忆；问题解决；语言处理。 9、影响认知的因素：情感；人的个性差异。 10、分布式认知理论是传统认知理论的发展，和传统的认知理论并不冲突。 11、分布式认知理论的特征：强调个体与外部表象的结合，重视人工制品的作用；强调认知的分布性；强调交互作用和信息共享；关注具体情境和情境脉络。 12、输入设备：键盘、手写输入、二维扫描仪、数码摄像头、三维扫描仪、动作捕捉、鼠标、触摸板、触摸屏、控制杆设备。 13、输出设备：显示器、打印机、语音交互设备。 14、三维扫描仪成为了实现三维信息数字化的一种极为有效的工具。动作捕捉设置则用于捕捉用户的肢体甚至是表情动作，生成运动模型。 15、人机交互输入模式?请求模式：在请求模型下，输入设备的启动是在应用程序中设置的；采样模式：输入设备和应用程序独立地工作；事件模式：输入设备和程序并行工作； 16、基本交互技术？定位：定位是确定平面或空间的一个点的坐标，是交互中最基本的输入设备技术之一；笔画：笔画输入用于输入一组顺序的坐标点；定值：定值输入用于设置物体旋转角度、缩放比例因子等；选择；选择是在某个选择集中选出一个元素，通过注视。指点或接触一个对象，使对象成为后续行为的焦点，是操作对象时不可缺少的一部分；字符串：键盘是目前输入字符串最常用的方式，现在用写字板输入字符也已经很流行。 17、WIMP用户界面仍是主要的人机交换基础。WIMP界面由窗口、图标、菜单、指点设备。 18、用户界面可以分为：命令行界面、图形界面、多通道用户界面。 19、在目前的计算机应用中，图形用户界面仍然是最常见的交互方式。 20、图形用户界面的主要思想：桌面隐喻；所见隐喻；直接隐喻。 21、隐喻可以分为三种：直接隐喻；工具隐喻；过程隐喻。 22、隐喻的主要缺点是需要占用屏幕空间，并且难以表达和支持比较抽象的信息。 23、图形用户界面设计的一般原则：界面要具有一致性；常用操作要有快捷方式；提供必要的错误处理功能；提供信息反馈；允许操作可逆；设计良好的联机帮助；合理划分并高效地使用显示屏幕。 24、用户体验的元素：品牌、使用性、功能性、内容。 25、影响用户体验的因素：现有技术上的限制，使得设计人员必须优先在相对固定的UI框架内进行设计；设计的创新，在用户的接受程度上也存在一定的风险；开发进度表，也会给这样一种具有艺术性的工作带来压力；设计人员很容易认为他们了解用户需要，丹实际情况常常不是这样。 26、用户的区别：偶然型用户；生疏型用户；熟练型用户；专家型用户。 27、用户的观察主要方法有：情境访谈；焦点小组；单独访谈。 28、一个好的人机交互界面设计一开始就要考虑可用性问题。

人机交互实验报告

实验一： 实验名称最新人机交互技术 实验目的了解最新人机交互的研究内容。 实验内容通过网络查询最新人机交互相关知识。 1、在百度中找到“最新人机交互视频”的相关网页，查看视频。 2、什么是eTable 。 3、人机交互技术在各个领域的应用。 实验二： 实验名称立体视觉 实验目的掌握立体视觉的原理。 实验内容通过网络查询立体视觉相关知识。 1、在虚拟环境是如何实现立体视觉？ 2、3D和4D电影的工作原理。 实验三： 实验名称交互设备 实验目的掌握常用的交互设备的工作原理如键盘、鼠标、显示器、扫描仪。 实验内容通过网络查询人机交互设备相关知识。 1、重点查找液晶显示器和扫描仪的工作原理和方法 2、什么是数字纸？工作原理是什么？ 实验四： 实验名称虚拟现实系统中的交互设备 实验目的掌握虚拟现实系统中人机交互设备的工作原理和方法。 实验内容通过网络查询人机交互设备相关知识。重点查找虚拟现实中使用的交互设备和较新的交互设备的工作原理和方法，如：数据手套、三维鼠标、空间跟踪定位器、触觉和力反馈器、头盔式显示器等。（实验报告中写出3种以上） 实验五： 实验名称人机交互界面表示模型 实验目的掌握人机交互界面表示模型中的GOMS、LOTOS和UAN的方法。 实验内容1、简述GOMS和LOTOS表示模型的方法。 2、结合GOMS和LOTOS对任务“中国象棋对弈”进行描述。 3、UAN描述“文件拖入垃圾箱”。 实验六： 实验名称WEB界面设计 实验目的掌握WEB界面设计的原则，了解页面内容、风格、布局、色彩设计的方法。

实验内容1、找到三种类型的网站：旅游景区、购物网站、政府部门网站，每种类型找三个以上网站，总结功能、布局、风格、色彩设计有什么相同和不同。 实验七： 实验名称移动界面设计 实验目的掌握移动界面设计的原则。 实验内容比较移动界面设计与WEB界面设计有什么相同和不同。 实验八： 实验名称可用性分析与评估 实验目的掌握可用性分析与评估的方法。 实验内容对某个网上银行进行可用性分析与评估（银行自定）。 辅导教师成绩

人机交互技术的发展与现状定稿版

人机交互技术的发展与 现状精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

人机交互技术的发展与现状 一. 什么是人机交互技术 二. 人机交互技术（Human-Computer Interaction Techniques）是指通过计算机输 入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题及提示请示等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。它与认知学、人机工程学、心理学等学科领域有密切的联系。 也指通过电极将神经信号与电子信号互相联系，达到人脑与电脑互相沟通的技术，可以预见，电脑甚至可以在未来成为一种媒介，达到人脑与人脑意识之间的交流，即心灵感应。二.人机交互技术的发展人机交互的发展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史。 1959年美国学者B.Shackel从人在操纵计算机时如何才能减轻疲劳出发，提出了被认为是人机界面的第一篇文献的关于计算机控制台设计的人机工程学的论文。1960年，Liklider JCK首次提出人机紧密共栖（Human-Computer Close Symbiosis）的概念，被视为人机界面学的启蒙观点。 1969年在英国剑桥大学召开了第一次人机系统国际大会，同年第一份专业杂志国际人机研究（IJMMS）创刊。可以说，1969年是人机界面学发展史的里程碑。在1970年成立了两个HCI研究中心：一个是英国的Loughbocough大学的HUSAT研究中心，另一个是美国Xerox公司的Palo Alto研究中心。 1970年到1973年出版了四本与计算机相关的人机工程学专着，为人机交互界面的发展指明了方向。 20世纪80年代初期，学术界相继出版了六本专着，对最新的人机交互研究成果进行了总结。人机交互学科逐渐形成了自己的理论体系和实践范畴的架构。理论体系方面，从人机工程学独立出来，更加强调认知心理学以及行为学和社会学的某些人文科学的理论指导；实践范畴方面，从人机界面（人机接口）拓延开来，强调计算机对于人的反馈交互作用。人机界面一词被人机交互所取代。HCI中的I，也由

多媒体技术基础期末考试试题

多媒体技术基础期末考试试题 一、单项选择题（在四个备选答案中，选出一个正确答案，并将其对应序号填入题后的答题卡,答在其他地方无效。每小题3分，共计30分） 1、1984年，在世界上首次采用计算机进行图像处理的公司是（ D ） A、IBM B、Microsoft C、Adobe D、Apple 2、下列实体中不属于“媒体”的是（ B ） A、软盘 B、光缆 C、磁带 D、U盘 3、下列关于多媒体的定义，错误的是（ B） A、多媒体技术是一种计算机技术 B、电视技术也属于多媒体技术的范畴 C、多媒体技术可以用来建立人、机之间的交互 D、多媒体技术面向对象进行综合处理，并建立逻辑关系。 4、下列属于多媒体产品制作中的“平台软件”的是（ C ） A、Photoshop B、ACDSee C、PowerPoint D、Flash 5、一幅彩色静态图像（RGB），设尺寸为256×512，每一种颜色用8bit表示，则该彩色静态图像的数据量为（ C ）。 A、512×512×3×8bit C、256×512×3×8bit B、256×256×3×8bit D、512×512×3×8×25bit 6、数字音频采样和量化过程所用的主要硬件是（ C ） A．数字编码器 B．数字解码器 C．模拟到数字的转换器（A／D转换器） D．数字到模拟的转换器（D／A转换器） 7、下列关于数码相机的描述，正确的是（ C ） (1)数码相机内部一般有存储介质 (2)数码相机的主要部件是CCD (3)数码相机拍摄的图像需要使用扫描仪输入到计算机 (4)分辨率是衡量数码相机质量的重要指标之一 A、(1)，(2) B、 (2)，(3)，(4) C、(1)，(2)，(4) D、全部 8、下列关于色彩的描述，不正确的是（ B ） A、色彩的三要素为明度、色相和纯度 B、白色一般象征严肃、刚直和恐怖 C、红色一般象征热情、喜庆和危险 D、黄色和蓝色混合可以得到绿色 9、下列关于电脑录音的说法，正确的是（ B ） A、录音时采样频率越高，则录制的声音音量越大 B、录音时采样频率越高，则录制的声音音质越好 C、Windows自带的“录音机”工具可以进行任意长度时间的录音 D、音乐CD中存储的音乐文件可以直接拷贝到计算机中使用 10、DVD数字光盘采用的视频压缩标准为（B ） A、MPEG-1 B、MPEG-2 C、MPEG-4 D、MPEG-7

人机交互风格及其发展趋势 (UI设计发展趋势)

人机交互风格及其发展趋势 (UI设计发展趋势) 摘要人机交互的风格经历了命令界面、图形界面、多媒体界面等主要发展阶段，目前正向虚拟现实技术和多通道用户界面的方向发展。本文简要回顾人机交互技术的历史，并进而探讨什么是理想、自然的人机交互模式。 关键词人机交互交互风格多通道用户界面虚拟现实 Abstract The style of human computer interaction has gone through several stages includingcommand user interface, graphical user interface, direct manipulation user interface,multimedia user interface, and is rogressing toward multimodal user interface and virtualreality. This paper reviews the history of human computer interaction and discuss what isthe ideal and natural human computer interaction mode. Key Words Human computer interaction Interaction style Multimodal user interface Virtualreality 引言 人们对人机系统关系的认识问题，伴随着人机关系基本观点的变化由来已久。在计算机出现的不足半个世纪的时间里，人机交互技术经历了巨大的变化。以下从几个不同的角度来观察和总结人机交互技术发生的变化及发展趋势： (1)就用户界面的具体形式而言，过去经历了批处理、联机终端(命令接口)、(文本)菜单等多通道——多媒体用户界面和虚拟现实系统。 (2)就用户界面中信息载体类型而言，经历了以文本为主的字符用户界面(CUI)、以二维图形为主的图形用户界面(GUI)和多媒体用户界面，计算机与用户之间的通信带宽不断提高。 (3)就计算机输出信息的形式而言，经历了以符号为主的字符命令语言、以视觉感知为主的图形用户界面、兼顾听觉感知的多媒体用户界面和综合运用多种感观(包括触觉等)的虚拟现实系统。在符号阶段，用户面对的只有单一文本符号，虽然离不开视觉的参与，但视觉信息是非本质的，本质的东西只有符号和概念。在视觉阶段，借助计算机图形学技术使人机交互能够大量利用颜色、形状等视觉信息，发挥人的形象感知和形象思维的潜能，提高了信息传递的效率。早期的计算机系统只有单调的峰鸣声，虽然多媒体技术将声频形式和视频形式同时带入人机交互，但仍缺少听觉交互手段，即人处于被动收听状态，声音缺少位置和方向的变化，交互输入方面仍沿用图形用户界面所采用的键盘和鼠标器等交互设备。当前，在人机交互中结合进视觉的、听觉的以及更多的通道是必然趋势，特别是将听觉通道作为补充的或替换的信息通道已显示出重要性和优越性〔1〕。 (4)就人机界面中的信息维度而言，经历了一维信息(主要指文本流，如早期电传式终端)、二维信息(主要是二维图形技术，利用了色彩、形状、纹理等维度信息)、三维信息(主要是三维图形技术，但显示技术仍利用二维平面为主)和多维信息(多通道的多维信息)空间。 不论从何种角度看，人机交互发展的趋势体现了对人的因素的不断重视，使人机交互更接近于自然的形式，使用户能利用日常的自然技能，不须经过特别的努力和学习，认知负荷降低，工作效率提高。这种“以人为中心”的思想特别是自80年代以来，在人机交互技术的研究中得到明显的体现。本文通过简要回顾和

人机交互实验作业

实验一图形用户界面的设计 一实验目的和要求 1) 熟悉图形用户界面的设计原则 2) 利用一种设计工具完成图形化的用户界面设计 二预备知识 图形用户界面又称为WIMP界面，由窗口(windows)、图标(icons)、菜单(menu)、指点设备(pointing device)四位一体，形成桌面(desktop) ，如图所示。 WIMP界面 用 户 手 眼 击键/指点 窗口、图标 菜单、文本 应用例程 图形用户界面是当前用户界面的主流，广泛应用于各档台式微机和图形工作站。图形用户界面的共同特点是以窗口管理系统为核心，使用键盘和鼠标器作为输入设备。窗口管理系统除了基于可重叠多窗口管理技术外，广泛采用的另一核心技术是事件驱动(event-driven)技术。 WIMP界面可看作是第二代人机界面，是基于图形方式的人机界面。在WIMP界面中，人被称为用户，人机通过对话进行工作。用户只能使用手这一种交互通道输入信息，通过视觉通道获取信息。在WIMP界面中，界面的输出可以为静态或动态的二维图形或图像等信息。 这种方式能同时输出不同种类的信息，用户也可以在几个工作环境中切换而不丢失几个工作之间的联系，通过菜单可以执行控制型和对话型任务。由于引入了图标、按钮和滚动条技术，大大减少键盘输入，提高了交互效率。基于鼠标和图形用户界面的交互技术极大地推动了计算机技术的普及。 (1)图形用户界面的三个重要思想 1）桌面隐喻(desktop metaphor) 指在用户界面中用人们熟悉的桌面上的图例清楚地表示计算机可以处理

的能力。隐喻的表现方法:静态图标、动画、视频 2）所见即所得(What You See Is What You Get，WYSIWYG) 显示的用户交互行为与应用程序最终产生的结果是一致的。 3）直接操纵(direct manipulation) 直接操纵是指可以把操作的对象、属性、关系显式地表示出来，用光笔、鼠标、触摸屏或数据手套等指点设备直接从屏幕上获取形象化命令与数据的过程。直接操纵的对象是命令、数据或是对数据的某种操作。 (2)设计图形用户界面的原则 1) 一般性原则：界面要具有一致性、常用操作要有快捷方式、提供简单的错误处理、对操作人员的重要操作要有信息反馈、操作可逆、设计良好的联机帮助、合理划分并高效地使用显示屏、保证信息显示方式与数据输入方式的协调一致 2) 颜色的使用：颜色是一种有效的强化手段，同时具有美学价值。使用颜色时应注意如下几点：限制同时显示的颜色数；画面中活动对象的颜色应鲜明，而非活动对象应暗淡；尽量避免不相容的颜色放在一起，如黄与蓝，红与绿等，除非作对比时用；若用颜色表示某种信息或对象属性，要使用户理解这种表示，并尽量采用通用的表示规则。 3)图标的设计：图标是可视地表示实体信息的简洁、抽象的符号。图标设计是方寸艺术，需要在很小的范围内表现出图标的内涵。设计图标时应该着重考虑视觉冲击力，要使用简单的颜色，利用眼睛对色彩和网点的空间混合效果，做出精彩图标。 4）按钮的设计：设计按钮应该具有交互性，应该有3到6种状态效果(点击时的状态、鼠标放在上面但未点击的状态、点击前鼠标未放在上面时的状态、点击后鼠标未放在上面时的状态、不能点击时的状态、独立自动变化的状态)，按钮应具备简洁的图示效果，应能够让使用者产生功能上的关联反应。属于一个群组的按钮应该风格统一，功能差异大的按钮应该有所区别。 5）屏幕布局的设计：设计屏幕布局(Layout)时应该使各功能区重点突出,应遵循如下几条原则：平衡原则、预期原则、经济原则、顺序原则、规则化6）菜单界面的设计：菜单在图形界面的应用程序中使用得非常普遍，是软