2016年人机交互技术.pptx

人机交互研究和发展0202012什么是人机交互？是指关于设计、评估和实现供人们使用的交互式计算系统，并围绕相关现象进行研究的学科。（ACM SIGCHI，1992，第6页）人机交互学科人机交互学科人机交互是一门研究系统与用户之间的交互关系的学问。系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。人机交互是指人与计算机之间使用某种对话语言，以一定的交互方式，为完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程。013什么是人机交互？人机交互涉及人机交互涉及的的领域域HCIPsychology心理学Ergonomics and human factors人机工程学和人为因素Engineering工程学Design设计学Semiotics and branding符号学与品牌Ethnography人种史Sociology社会学Language语言学Computer science计算机科学014什么是人机交互？认知心理学认知心理学（Cognitive Psychology）是20世纪50年代中期在西方兴起的一种心理学思潮，在20世纪70年代成为西方心理学的一个主要研究方向。它研究人的高级心理过程，主要是认识过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维和语言等，从心理学的观点研究人机交互的原理。该领域研究包括如何通过视觉、听觉等接受和理解来自周围环境的信息的感知过程，以及通过人脑进行记忆、思维、推理、学习和解决问题等人的心理活动的认识过程。其中人脑的认知模型神经元网络及其模型，已经成为新一代计算机、人工智能等领域中最热门的研究课题之一。认知心理学在人机界面设计方面具有非常重要作用，是人机交互技术的重要理论基础。025人机交互的研究内容狭义的讲，人机交互技术主要是研究人与计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。对于前者，人们可以借助键盘、鼠标、操纵杆、数据服装、眼动跟踪器、位置跟踪器、数据手套、压力笔等设备，用手、脚、声音、姿势或身体的动作、眼睛甚至脑电波等向计算机传递信息；对于后者，计算机通过打印机、绘图仪、显示器、头盔式显示器（HMD）、音箱等输出或显示设备给人提供信息。026人机交互的研究内容应用研究开发建模、设计、评估等理论和方法在Web、移动计算、虚拟现实等方面027人机交互的研究内容整体模型转换算法逻辑组织结构面板内部的事件分发及响应方式面板间的关系产生式规则状态转换网络GOMSLOTOSUAN任务模型行为模型结构模型模型转换表现模型人机交互界面表示模型与设计方法友好人机交互界面的开发离不开好的交互模型与设计方法。研究人机交互界面的表示模型与设计方法，是人机交互的重要研究内容之一。028人机交互的研究内容 可用性分析与评估可用性是人机交互系统的重要内容，它关系到人机交互能否达到用户期待的目标，以及实现这一目标的效率与便捷性。人机交互系统的可用性分析与评估的研究主要涉及到支持可用性的设计原则和可用性的评估方法等。029人机交互的研究内容多通道交互技术在多通道交互中，用户可以使用语音、手势、眼神、表情等自然的交互方式与计算机系统进行通信。多通道交互主要研究多通道交互界面的表示模型、多通道交互界面的评估方法以及多通道信息的融合等。其中，多通道整合是多通道用户界面研究的重点和难点。0210人机交互的研究内容认知与智能用户界面智能用户界面（Intelligent User Interface，IUI）的最终目标是使人机交互和人人交互一样自然、方便。上下文感知、眼动跟踪、手势识别、三维输入、语音识别、表情识别、手写识别、自然语言理解等都是认知与智能用户界面需要解决的重要问题。0211人机交互的研究内容虚拟环境中的人机交互“以人为本”的、自然和谐的人机交互理论和方法是虚拟现实的主要研究内容之一。通过研究视觉、听觉、触觉等多通道信息融合的理论和方法、协同交互技术以及三维交互技术等，建立具有高度真实感的虚拟环境，使人产生“身临其境”的感觉。0212人机交互的研究内容Web交互设计重点研究Web界面的信息交互模型和结构，Web界面设计的基本思想和原则，Web界面设计的工具和技术，以及Web界面设计的可用性分析与评估方法等内容。0213人机交互的研究内容移动界面设计移动计算（Mobile Computing）、普适计算（Ubiquitous Computing）等对人机交互技术提出了更高的要求，面向移动应用的界面设计问题已成为人机交互技术研究的一个重要应用领域。针对移动设备的便携性、位置不固定性和计算能力有限性以及无线网络的低带宽高延迟等诸多的限制，研究移动界面的设计方法，移动界面可用性与评估原则，移动界面导航技术，以及移动界面的实现技术和开发工具，是当前的人机交互技术的研究热点之一。0214人机交互的研究内容群件群件是指帮助群组协同工作的计算机支持的协作环境，主要涉及个人或群组间的信息传递、群组中的信息共享、业务过程自动化与协调，以及人和过程之间的交互活动等。目前与人机交互技术相关的研究主要包括：群件系统的体系结构计算机支持交流与共享信息的方式交流中的决策支持工具应用程序共享以及同步实现方法等内容。0315人机交互的发展历史图形用户界面图形用户界面自然和谐的交互自然和谐的交互命令行命令行0316人机交互的发展历史语言命令交互阶段计算机语言经历了由最初的机器语言，而后是汇编语言，直至高级语言的发展过程。这个过程也可以看作早期的人机交互的一个发展过程。0317人机交互的发展历史图形用户界面（GUI）交互阶段图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）的出现，使人机交互方式发生了巨大变化。GUI 的主要特点是桌面隐喻、WIMP技术、直接操纵和“所见即所得”。0318人机交互的发展历史自然和谐的人机交互阶段随着虚拟现实、移动计算、无处不在计算等技术的飞速发展，自然和谐的人机交互方式得到了一定的发展。基于语音、手写体、姿势、视线跟踪、表情等输入手段的多通道交互是其主要特点，其目的是使人能以声音、动作、表情等自然方式进行交互操作。笔式交互设备备语音交互设备视觉交互设备虚拟环境中的交互设备 触觉交互设备0419人机交互的应用制造业：虚拟现实 虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统，仿真使用户沉浸到该环境中。0420人机交互的应用教育科研：虚拟白板，虚拟实验0421人机交互的应用军事：飞机驾驶员培训，战术演习仿真 0422人机交互的应用文化娱乐：微软Kinect的体感游戏控制0423人机交互的应用商业领域：娱乐产品设计，商业展览生活：手机、平板0524课后作业 人机交互技术的发展将带给人们更多科技技术的期盼和惊喜。在未来的人机交互系统中，将更加强调“以人为本”、“自然、和谐”的交互方式，以实现人机的高效合作。畅想未来的一种人机交互方式（人与计算机、人与移动设备、人与家用电器、人与车载设备、人与机器等），以论文的形式呈现该交互方式。