人机交互设备精.ppt

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1、人机交互设备人机交互设备第1页，本讲稿共82页2本章主要内容本章主要内容 n n输入设备：文本输入设备；语音输入设备；图像文本输入设备；语音输入设备；图像/视频输入视频输入设备；指点输入设备设备；指点输入设备n n输出设备：显示器；数字纸显示器；数字纸/打印机打印机/绘图仪；音响绘图仪；音响/喇叭喇叭n n虚拟现实交互设备 第2页，本讲稿共82页3输入设备第3页，本讲稿共82页43.1 文本输入设备文本输入设备 n n文本输入是人机交互输入的重要组成部分文本输入是人机交互输入的重要组成部分文本输入是人机交互输入的重要组成部分文本输入是人机交互输入的重要组成部分;n n键盘输入是最常见、最主要的

2、文本输入方式键盘输入是最常见、最主要的文本输入方式键盘输入是最常见、最主要的文本输入方式键盘输入是最常见、最主要的文本输入方式;n n手写手写手写手写、语音是更自然的文本输入方式。语音是更自然的文本输入方式。语音是更自然的文本输入方式。语音是更自然的文本输入方式。第4页，本讲稿共82页51.键盘键盘 n n键盘是文本输入的最重要手段，而键盘是文本输入的最重要手段，而键盘是文本输入的最重要手段，而键盘是文本输入的最重要手段，而键盘布局键盘布局键盘布局键盘布局对于文本输入的对于文本输入的对于文本输入的对于文本输入的速度和准确性至关重要。速度和准确性至关重要。速度和准确性至关重要。速度和准确性至关重

3、要。n n为了提高键盘在某些场合下的使用舒适度，许多键盘在设计的过为了提高键盘在某些场合下的使用舒适度，许多键盘在设计的过为了提高键盘在某些场合下的使用舒适度，许多键盘在设计的过为了提高键盘在某些场合下的使用舒适度，许多键盘在设计的过程中还加入了更多人性化的程中还加入了更多人性化的程中还加入了更多人性化的程中还加入了更多人性化的人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学考虑。考虑。考虑。考虑。第5页，本讲稿共82页6键盘的布局 n nQWERTYQWERTY键盘布局键盘布局n n1919世纪世纪7070年代，年代，SholesSholes发明了发明了QWERTYQWERTY键盘布局，其名称来源于

4、该布局方键盘布局，其名称来源于该布局方式最上行前式最上行前6 6个英文字母，最常用的几个字母安置在相反方向，最大限度放慢敲个英文字母，最常用的几个字母安置在相反方向，最大限度放慢敲键速度以避免卡键。键速度以避免卡键。这种布局方式依然是今天最为常见的排列方式，成为一种事这种布局方式依然是今天最为常见的排列方式，成为一种事实上的标准。实上的标准。n nDUORAKDUORAK键盘布局键盘布局n n2020世纪世纪2020年代的年代的DUORAKDUORAK键盘布局，据推测可以大大减少手指移动距离，键盘布局，据推测可以大大减少手指移动距离，从而大大提高输入速度，但由于受到传统从而大大提高输入速度，但

5、由于受到传统QWERTYQWERTY布局的影响，没有成布局的影响，没有成为主流的键盘布局。为主流的键盘布局。第6页，本讲稿共82页7人性化设计的多功能集成键盘人性化设计的多功能集成键盘 n n这类键盘这类键盘集成了鼠标、无线集成了鼠标、无线等功能，在键盘布等功能，在键盘布局以及外观设计方面，针对游戏、上网浏览等局以及外观设计方面，针对游戏、上网浏览等常用娱乐功能做了改进。常用娱乐功能做了改进。n n键盘正上方设计的键盘正上方设计的快捷键快捷键，包括，包括 “IEIE主页主页”、“打开文件夹打开文件夹”、“查找文件查找文件”和和“进入信箱进入信箱”等等1212个，许多操作可以一键完成。键盘的无个

6、，许多操作可以一键完成。键盘的无线接收器采用线接收器采用USBUSB接口，安装使用也非常方便。接口，安装使用也非常方便。第7页，本讲稿共82页8人机工程学键盘人机工程学键盘n n是在标准键盘基础上将指法规定的左手键区和右手是在标准键盘基础上将指法规定的左手键区和右手键区这两大板块左右分开，并形成一定角度，这样键区这两大板块左右分开，并形成一定角度，这样可使操作者不必有意识的夹紧双臂，从而保持一种可使操作者不必有意识的夹紧双臂，从而保持一种比较自然的形态，这种设计的键盘被微软公司命名比较自然的形态，这种设计的键盘被微软公司命名为自然键盘（为自然键盘（Natural KeyboardNatural

7、 Keyboard）。）。第8页，本讲稿共82页9(手写板手写板手写板手写板+手写笔手写笔手写笔手写笔+手写汉字识别软件手写汉字识别软件手写汉字识别软件手写汉字识别软件)2.手写设备手写设备 第9页，本讲稿共82页10手写板手写板n n电阻式压力手写板：几乎已经被淘汰电阻式压力手写板：几乎已经被淘汰n n电磁式感应手写板：目前市场主流产品电磁式感应手写板：目前市场主流产品n n电电容容式式触触控控手手写写板板：市市场场的的新新生生力力量量，具具有有耐耐磨磨损损、使使用用简简便便、敏敏感感度度高高等等优优点点，是是今今后后手手写板的发展趋势。写板的发展趋势。第10页，本讲稿共82页11手写板的评

8、测指标手写板的评测指标n n压感级数：压感级数：n n手写板可以感应到笔在手写板上的力度的级别，最高为手写板可以感应到笔在手写板上的力度的级别，最高为512512级。级。n n精度：精度：n n精精度度又又称称分分辨辨率率，指指的的是是单单位位长长度度上上所所分分布布的的感感应应点点数数，精精度度越越高高对手写的反映越灵敏，对手写板的要求也越高对手写的反映越灵敏，对手写板的要求也越高n n书写面积：书写面积：n n是是手手写写板板一一个个很很直直观观的的指指标标，手手写写板板区区域域越越大大，书书写写的的回回旋旋余余地地就就越越大大，运运笔笔也也就就更更加加灵灵活活方方便便，输输入入速速度度往

9、往往往会会更更快快，当当然然其其价价格格也也相相应应更更高高。书书写写面面板板的的尺尺寸寸大大体体有有以以下下几几种种：76mm51mm76mm51mm、76mm114mm76mm114mm、10mm13mm10mm13mm和和11mm15mm11mm15mm第11页，本讲稿共82页12手写笔手写笔n n有线笔有线笔有线笔有线笔:手写笔尾部均有一根电缆与手写板相连，从手写板手写笔尾部均有一根电缆与手写板相连，从手写板手写笔尾部均有一根电缆与手写板相连，从手写板手写笔尾部均有一根电缆与手写板相连，从手写板上输入电源上输入电源上输入电源上输入电源 。n n无线笔无线笔无线笔无线笔:借助于一些特殊技

10、术而不需要任何电源。无线借助于一些特殊技术而不需要任何电源。无线借助于一些特殊技术而不需要任何电源。无线借助于一些特殊技术而不需要任何电源。无线笔的优点是携带和使用起来非常方便，同时也较少出现笔的优点是携带和使用起来非常方便，同时也较少出现笔的优点是携带和使用起来非常方便，同时也较少出现笔的优点是携带和使用起来非常方便，同时也较少出现故障。故障。故障。故障。n n手写笔一般还带有两个或三个按键，其功能相当于鼠手写笔一般还带有两个或三个按键，其功能相当于鼠手写笔一般还带有两个或三个按键，其功能相当于鼠手写笔一般还带有两个或三个按键，其功能相当于鼠标按键，这样在操作时不需要在手写笔和鼠标之间来标按

11、键，这样在操作时不需要在手写笔和鼠标之间来标按键，这样在操作时不需要在手写笔和鼠标之间来标按键，这样在操作时不需要在手写笔和鼠标之间来回切换。回切换。回切换。回切换。第12页，本讲稿共82页13手写汉字识别软件手写汉字识别软件n n除了硬件外，手写笔和手写板的另一项核心技除了硬件外，手写笔和手写板的另一项核心技术是手写汉字识别软件术是手写汉字识别软件;n n目前各类手写笔的识别技术都已相当成熟，识目前各类手写笔的识别技术都已相当成熟，识别率和识别速度也能够满足实际应用的要求。别率和识别速度也能够满足实际应用的要求。第13页，本讲稿共82页143.语音文本输入设备语音文本输入设备(麦克风麦克风麦

12、克风麦克风+声卡声卡声卡声卡+语音识别软件语音识别软件语音识别软件语音识别软件)n n语音输入为文本输入提供了更加自然的交互手段，也许在将来，语音输入为文本输入提供了更加自然的交互手段，也许在将来，语音输入为文本输入提供了更加自然的交互手段，也许在将来，语音输入为文本输入提供了更加自然的交互手段，也许在将来，我们能够真正抛弃键盘，实现和计算机的我们能够真正抛弃键盘，实现和计算机的我们能够真正抛弃键盘，实现和计算机的我们能够真正抛弃键盘，实现和计算机的“对话对话对话对话”;n n语音录入并不限于输入文本语音录入并不限于输入文本语音录入并不限于输入文本语音录入并不限于输入文本,其中还有身份其中还有

13、身份其中还有身份其中还有身份,情绪情绪情绪情绪,健康状况等多健康状况等多健康状况等多健康状况等多种信息。种信息。种信息。种信息。第14页，本讲稿共82页153.2 语音输入设备语音输入设备(麦克风麦克风麦克风麦克风+声卡声卡声卡声卡+语音识别情感分析身份认证软件语音识别情感分析身份认证软件语音识别情感分析身份认证软件语音识别情感分析身份认证软件)n n在语音录入过程中所涉及的设备主要是麦克风和声卡在语音录入过程中所涉及的设备主要是麦克风和声卡n n语音识别语音识别、情感分析情感分析、身份认证身份认证是语音输入的核心是语音输入的核心技术技术第15页，本讲稿共82页161.麦克风麦克风/话筒话筒n

14、 n对于语音的输入，麦克风/话筒是最基本的设备。第16页，本讲稿共82页17麦克风技术n n为了过滤背景杂音，达到更好的识别效果，许多麦克风为了过滤背景杂音，达到更好的识别效果，许多麦克风采用了采用了NCATNCAT（Noise Canceling Amplification TechnologyNoise Canceling Amplification Technology）专利）专利技术。技术。n nNCATNCAT技术结合特殊机构及电子回路设计以达到消除背景噪音，技术结合特殊机构及电子回路设计以达到消除背景噪音，强化单一方向声音（只从配戴者嘴部方向）的收录效果，是专为强化单一方向声音（只

15、从配戴者嘴部方向）的收录效果，是专为各种语音识别和语音交互软件设计的，提供精确音频输入的技术，各种语音识别和语音交互软件设计的，提供精确音频输入的技术，采用采用NCAT/NCAT2NCAT/NCAT2技术的麦克风会着重采集处于正常语音技术的麦克风会着重采集处于正常语音频段（介于频段（介于350Hz-7000Hz350Hz-7000Hz）的音频信号，从而降低环境）的音频信号，从而降低环境噪音的干扰。噪音的干扰。第17页，本讲稿共82页182.声卡声卡 n n声卡的功能声卡的功能n n是一种安装在计算机中的最基本的声音设备，是实现声波数是一种安装在计算机中的最基本的声音设备，是实现声波数字信号相互

16、转换的硬件字信号相互转换的硬件:可把来自话筒、磁带、光盘的原始可把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，完成对声音信息进行录制与回放机等声响设备，完成对声音信息进行录制与回放 。n n声卡的结构声卡的结构n n声卡可分为模数、数模转换电路两部分声卡可分为模数、数模转换电路两部分:n n模数转换电路负责将麦克风等声音输入设备采集到的模拟模数转换电路负责将麦克风等声音输入设备采集到的模拟声音信号转换为计算机能处理的数字信号；声音信号转换为计算机能处理的数字信号；n n而数模转换电路负责将计算机使用

17、的数字声音信号转换为耳而数模转换电路负责将计算机使用的数字声音信号转换为耳机、音箱等设备能使用的模拟信号。机、音箱等设备能使用的模拟信号。第18页，本讲稿共82页19n n声卡拥有的接口：n nLINE OUTLINE OUT（或者（或者SPK OUTSPK OUT）n n用于连接音箱耳机等外部扬声设备，实现声音回用于连接音箱耳机等外部扬声设备，实现声音回放；放；n nMIC IN MIC IN n nOUTMIC INOUTMIC IN用于连接麦克风，实现录音功能；用于连接麦克风，实现录音功能；n nLINE IN LINE IN n nLINE INLINE IN则是把外部设备的声音输入到

18、声卡中则是把外部设备的声音输入到声卡中n n游戏杆（外部游戏杆（外部MIDIMIDI设备接口）设备接口）第19页，本讲稿共82页20n n与声卡相关的重要概念与声卡相关的重要概念 n n声音的采样声音的采样n n采样的位数采样的位数n n决定了声音采集的质量。采样位数可以理解为声卡处理声音的解析决定了声音采集的质量。采样位数可以理解为声卡处理声音的解析度，这个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音也越真实度，这个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音也越真实n n1616位声卡位声卡能将声音分为能将声音分为64K64K个精度单位进行处理，而个精度单位进行处理，而8 8位声卡位声卡只能处理只

19、能处理256256个精度单位，造成较大的信号损失个精度单位，造成较大的信号损失 n n采样的频率采样的频率n n采样频率是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数，采样频采样频率是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数，采样频率越高则声音的还原就越真实越自然。在当今的主流声卡上，率越高则声音的还原就越真实越自然。在当今的主流声卡上，采样采样频率一般分为频率一般分为22.05KHz22.05KHz、44.1KHz44.1KHz、48KHz48KHz三个等级三个等级 第20页，本讲稿共82页21n n声道数声道数n n声音在录制过程中被分配到两个独立的声道，从而达到了很好的声音在录制过程中被分配

20、到两个独立的声道，从而达到了很好的声音定位效果，用户可以清晰地分辨出各种乐器来自的方向，从声音定位效果，用户可以清晰地分辨出各种乐器来自的方向，从而使音乐更富想象力，更加接近于临场感受。而使音乐更富想象力，更加接近于临场感受。n n四声道环绕音频技术较好实现了三维音效，四声道环绕规定了四声道环绕音频技术较好实现了三维音效，四声道环绕规定了4 4个发音个发音点：前左、前右，后左、后右，听众则被包围在这中间。点：前左、前右，后左、后右，听众则被包围在这中间。第21页，本讲稿共82页223.3 图像图像/视频输入设备视频输入设备 n n图像输入是人与计算机交互的另外一个重要组成部图像输入是人与计算机

21、交互的另外一个重要组成部分分;n n扫描仪可以快速地实现图像输入，且经过对图像的分析扫描仪可以快速地实现图像输入，且经过对图像的分析与识别，可以得到文字、图形等内容；与识别，可以得到文字、图形等内容；n n而摄像头则是捕捉动态场景最常用的工具。而摄像头则是捕捉动态场景最常用的工具。第22页，本讲稿共82页231.扫描仪扫描仪 n n光电、机械一体化的高科技产品光电、机械一体化的高科技产品光电、机械一体化的高科技产品光电、机械一体化的高科技产品n n独特的数字化独特的数字化独特的数字化独特的数字化“图像图像图像图像”采集能力，低廉的价格以及优采集能力，低廉的价格以及优采集能力，低廉的价格以及优采

22、集能力，低廉的价格以及优良的性能，得到了迅速的发展和应用良的性能，得到了迅速的发展和应用良的性能，得到了迅速的发展和应用良的性能，得到了迅速的发展和应用n n目前已成为计算机不可缺少的图文输入工具之一，目前已成为计算机不可缺少的图文输入工具之一，目前已成为计算机不可缺少的图文输入工具之一，目前已成为计算机不可缺少的图文输入工具之一，被广泛地应用于图形、图像处理的各个领域。被广泛地应用于图形、图像处理的各个领域。被广泛地应用于图形、图像处理的各个领域。被广泛地应用于图形、图像处理的各个领域。第23页，本讲稿共82页24扫描仪的性能指标扫描仪的性能指标n n(1)(1)分辨率分辨率:n n扫描仪的

23、分辨率决定了最高扫描精度扫描仪的分辨率决定了最高扫描精度 ;在扫描图像时，扫在扫描图像时，扫描分辨率设得越高，生成的图像的效果就越精细，生成的描分辨率设得越高，生成的图像的效果就越精细，生成的图像文件也越大。图像文件也越大。n nDPIDPI是指用扫描仪输入图像时，在每英寸上得到的像素点个数。是指用扫描仪输入图像时，在每英寸上得到的像素点个数。n n扫描仪的分辨率等于其光学部件的分辨率加上其自身通过硬扫描仪的分辨率等于其光学部件的分辨率加上其自身通过硬件及软件进行处理分析所得到的分辨率件及软件进行处理分析所得到的分辨率;n n分辨率为分辨率为1200DPI1200DPI的扫描仪，往往其光学部分

24、的分辨率只的扫描仪，往往其光学部分的分辨率只占占400400600DPI600DPI。扩充部分的分辨率由硬件和软件联合生成，。扩充部分的分辨率由硬件和软件联合生成，这个过程是通过计算机对图像进行分析，对空白部分进行这个过程是通过计算机对图像进行分析，对空白部分进行插值处理所产生的插值处理所产生的;第24页，本讲稿共82页25扫描仪的性能指标扫描仪的性能指标n n(2)扫描速度:n n扫描速度决定了扫描仪的工作效率扫描速度决定了扫描仪的工作效率.n n一般而言，以一般而言，以300DPI300DPI的分辨率扫描一幅的分辨率扫描一幅A4A4幅面幅面的黑白二值图像，时间少于的黑白二值图像，时间少于1

25、010秒钟，相同情况秒钟，相同情况下，扫描灰度图，约需下，扫描灰度图，约需1010秒左右，而如果使用秒左右，而如果使用三次扫描成像的彩色扫描仪，则要三次扫描成像的彩色扫描仪，则要2323分钟。分钟。第25页，本讲稿共82页26平板式扫描仪的结构平板式扫描仪的结构n n目前大部分的扫描仪都属于平板式扫描仪，主要由上盖、原稿台、光学成像部分、光电转换部分、机械传动部分组成。第26页，本讲稿共82页272.摄像头n n数码摄像头的用途数码摄像头的用途n n数码摄像头可以直接捕捉影像，然后通过计算机的串数码摄像头可以直接捕捉影像，然后通过计算机的串口、并口或者口、并口或者USBUSB接口传送到计算机里

26、。接口传送到计算机里。n n数码摄像头没有存储装置和其他附加控制装置，只有一数码摄像头没有存储装置和其他附加控制装置，只有一个感光部件、简单的镜头和不太复杂的数据传输线路，个感光部件、简单的镜头和不太复杂的数据传输线路，造价低廉。造价低廉。第27页，本讲稿共82页28n n2.2.衡量数码摄像头的关键因素衡量数码摄像头的关键因素n n感光元器件感光元器件n n大多为大多为CCD,CCDCCD,CCD的成像往往通透性、明锐度都的成像往往通透性、明锐度都很好，色彩还原、曝光可以保证基本准确很好，色彩还原、曝光可以保证基本准确;应用应用在摄像、图像扫描等对于图像质量要求较高的应在摄像、图像扫描等对于

27、图像质量要求较高的应用中用中,价格高价格高n n附加金属氧化物半导体组件（附加金属氧化物半导体组件（Complementary Complementary Metal-Oxide SemiconductorMetal-Oxide Semiconductor，CMOSCMOS）大多应用在）大多应用在一些低端视频应用中，价格低一些低端视频应用中，价格低n n像素数：像素数：n n像素数是影响图像质量的重要指标，也是判断摄像素数是影响图像质量的重要指标，也是判断摄像头性能优劣的重要条件。早期产品以像头性能优劣的重要条件。早期产品以1010万像素万像素的居多，目前则以的居多，目前则以百百万像素为主万像

28、素为主第28页，本讲稿共82页29n n2.2.衡量数码摄像头的关键因素衡量数码摄像头的关键因素n n解析度：解析度：n n分为照像解析度和视频解析度分为照像解析度和视频解析度 ：有：有352288352288、320240320240、176144176144、160120 160120 等规格等规格n n目前一般产品的解析度是目前一般产品的解析度是640480 640480 n n视频速度：视频速度：n n视频速度和视频解析度是直接相关的，基本成反比关系如视频速度和视频解析度是直接相关的，基本成反比关系如640480 640480 解析度可达解析度可达12.512.5帧秒（帧秒（Frame

29、s Per SecondFrames Per Second，FPSFPS），），352288 352288 的的解析解析度可得到度可得到30 FPS30 FPS，真正获取流畅的视频，真正获取流畅的视频 n n镜头：镜头：n n镜头性能的重要条件是它的调焦范围以及灵敏性等因素镜头性能的重要条件是它的调焦范围以及灵敏性等因素 ，好的摄好的摄像头，应该有较为宽广的调焦范围和较高的灵敏性像头，应该有较为宽广的调焦范围和较高的灵敏性第29页，本讲稿共82页30创新创新 Video Blaster WebCamVideo Blaster WebCam可以用可以用16.716.7兆颜色进行实时视频捕捉；兆颜

30、色进行实时视频捕捉；分辨率为分辨率为 352288 352288 时速度最快达时速度最快达 30 30 帧每秒，分帧每秒，分辨率为辨率为 640480 640480 时达时达15 15 帧每秒；帧每秒；支持支持160120160120、176144176144、320240320240、352288352288、和和 640480 640480 分辨率的静态图像捕捉；分辨率的静态图像捕捉；镜头免调焦距。镜头免调焦距。第30页，本讲稿共82页313.4 3.4 指点输入设备指点输入设备n n指点设备常用于完成一些定位和选择物体的交互指点设备常用于完成一些定位和选择物体的交互指点设备常用于完成一些

31、定位和选择物体的交互指点设备常用于完成一些定位和选择物体的交互任务。任务。任务。任务。n n鼠标是最常用的一种指点输入设备鼠标是最常用的一种指点输入设备鼠标是最常用的一种指点输入设备鼠标是最常用的一种指点输入设备,另外还有触另外还有触另外还有触另外还有触摸板摸板摸板摸板、控制杆控制杆控制杆控制杆、光笔光笔光笔光笔、触摸屏触摸屏触摸屏触摸屏、手写液晶屏手写液晶屏手写液晶屏手写液晶屏、眼动眼动眼动眼动跟踪系统等跟踪系统等跟踪系统等跟踪系统等 。第31页，本讲稿共82页321.鼠标n n19631963年，美国年，美国Douglas EnglebartDouglas Englebart发明了鼠标器。

32、他最初的想法是为了让计算机输发明了鼠标器。他最初的想法是为了让计算机输入操作变得更简单、容易。入操作变得更简单、容易。n n第一只鼠标器的外壳是用木头精心雕刻而成的，整个鼠标器只有一个按键，在底部安第一只鼠标器的外壳是用木头精心雕刻而成的，整个鼠标器只有一个按键，在底部安装有金属滚轮，用以控制光标的移动。装有金属滚轮，用以控制光标的移动。n n19841984年，苹果公司把经过改进的鼠标器安装在年，苹果公司把经过改进的鼠标器安装在LisaLisa微电脑上，从而使鼠标器声名显赫，微电脑上，从而使鼠标器声名显赫，它与键盘一道成为电脑系统中必备的输入装置。它与键盘一道成为电脑系统中必备的输入装置。第

33、32页，本讲稿共82页33鼠标的分类鼠标的分类n n1）机械式鼠标n n工作原理：在机械式鼠标底部有一个可以自由滚动工作原理：在机械式鼠标底部有一个可以自由滚动的球，在球的前方及右方装置两个支成的球，在球的前方及右方装置两个支成9090度角的编度角的编码器滚轴，移动鼠标时小球随之滚动，便会带动旁码器滚轴，移动鼠标时小球随之滚动，便会带动旁边的滚轴，前方的滚轴记录前后滑动，右方的滚轴边的滚轴，前方的滚轴记录前后滑动，右方的滚轴记录左右滑动，两轴一起移动则代表非垂直及水平记录左右滑动，两轴一起移动则代表非垂直及水平方向的滑动。编码器由此识别鼠标移动的距离和方方向的滑动。编码器由此识别鼠标移动的距离

34、和方位，产生相应的电信号传给电脑，以确定光标在屏位，产生相应的电信号传给电脑，以确定光标在屏幕上的正确位置。幕上的正确位置。第33页，本讲稿共82页34n n2）光电式鼠标 n n工作原理工作原理:利用一块特制的光栅板作为位移检测元件，利用一块特制的光栅板作为位移检测元件，光栅板上方格之间的距离为光栅板上方格之间的距离为0.5mm0.5mm。鼠标器内部有。鼠标器内部有一个发光元件和两个聚焦透镜，发射光经过透镜聚一个发光元件和两个聚焦透镜，发射光经过透镜聚焦后从底部的小孔向下射出，照在鼠标器下面的光焦后从底部的小孔向下射出，照在鼠标器下面的光栅板上，再反射回鼠标器内。当在光栅板上移动鼠栅板上，再

35、反射回鼠标器内。当在光栅板上移动鼠标器时，由于光栅板上明暗相间的条纹反射光有强标器时，由于光栅板上明暗相间的条纹反射光有强弱变化，鼠标器内部将强弱变化的反射光变成电脉弱变化，鼠标器内部将强弱变化的反射光变成电脉冲，对电脉冲进行计数即可测出鼠标器移动的距离。冲，对电脉冲进行计数即可测出鼠标器移动的距离。第34页，本讲稿共82页35鼠标与其接口的发展鼠标与其接口的发展n n串行接口设计串行接口设计(梯形梯形9 9针接口针接口)；n n随随着着PCPC机机器器上上串串口口设设备备的的逐逐渐渐增增多多，串串口口鼠鼠标标逐逐渐渐被被采采用用新新技技术术的的PS/2PS/2接口鼠标所取代接口鼠标所取代(小

36、圆形接口小圆形接口)；n n随着即插即用概念的提出，使得采用随着即插即用概念的提出，使得采用USBUSB接口的鼠标成为主流；接口的鼠标成为主流；n n而而对对于于一一些些有有专专业业要要求求的的用用户户而而言言，采采用用红红外外线线信信号号来来与与电电脑传递信息的无线鼠标也成为一种专业时尚脑传递信息的无线鼠标也成为一种专业时尚;n nBlueTooth BlueTooth 无线鼠标无线鼠标.第35页，本讲稿共82页36鼠标的按键发展鼠标的按键发展n n从按键而言，依次经历了两键、三键时代。从按键而言，依次经历了两键、三键时代。n n随着随着INTERNETINTERNET的普及，人们发现，在鼠

37、标上加上一个的普及，人们发现，在鼠标上加上一个小小的轮轴更便于浏览网页，这样，又出现了滚轮鼠标，小小的轮轴更便于浏览网页，这样，又出现了滚轮鼠标，目前的鼠标以三键滚轮鼠标为主。目前的鼠标以三键滚轮鼠标为主。n n虽然鼠标的发展速度和其他输入设备相比似乎慢了许多，虽然鼠标的发展速度和其他输入设备相比似乎慢了许多，但是鼠标对计算机操作带来的巨大便利，决定了其在短时但是鼠标对计算机操作带来的巨大便利，决定了其在短时间内是难以被完全替代的。间内是难以被完全替代的。第36页，本讲稿共82页372.触摸板（触摸板（Touchpad）n n触摸板能够在一定的区域内（通常是触摸板能够在一定的区域内（通常是50

38、755075毫米长度）毫米长度）感应接触，将这种接触信号转发给计算机处理。感应接触，将这种接触信号转发给计算机处理。n n目前，触摸板已应用到笔记本电脑上，可以替代鼠标。目前，触摸板已应用到笔记本电脑上，可以替代鼠标。触摸板通过电容感应来获知用户的手指移动情况，对触摸板通过电容感应来获知用户的手指移动情况，对手指热量并不敏感。手指热量并不敏感。n n同鼠标相比，触摸板的使用更加灵活，在使用过程同鼠标相比，触摸板的使用更加灵活，在使用过程中，通过更多的配置，可以得到更强的功能。中，通过更多的配置，可以得到更强的功能。第37页，本讲稿共82页383.控制杆控制杆 n n控制杆很适宜于跟踪目的（即追

39、随屏幕上一个移动的目标）的控制杆很适宜于跟踪目的（即追随屏幕上一个移动的目标）的原因是移动对应的光标所需的位移相对较小，同时易于变换方原因是移动对应的光标所需的位移相对较小，同时易于变换方向。向。n n控制杆的移动导致屏幕上光标的移动。根据两者移动的关系，控制杆的移动导致屏幕上光标的移动。根据两者移动的关系，可以将其分为两大类：位移定位和压力定位。对于位移定位的可以将其分为两大类：位移定位和压力定位。对于位移定位的游戏杆，屏幕上的光标依据游戏杆的位移而移动游戏杆，屏幕上的光标依据游戏杆的位移而移动 第38页，本讲稿共82页394.光笔光笔 n n光笔是一种较早用于绘图系统的交互输入设备，它能光

40、笔是一种较早用于绘图系统的交互输入设备，它能使用户在屏幕上指点某个点以执行选择、定位或其他使用户在屏幕上指点某个点以执行选择、定位或其他任务。任务。n n光笔和图形软件相配合，可以在显示器上完成绘图，光笔和图形软件相配合，可以在显示器上完成绘图，修改图形和变换图形等复杂功能。修改图形和变换图形等复杂功能。n n光光笔笔的的形形状状和和普普通通钢钢笔笔相相似似，它它由由透透镜镜、光光导导纤纤维维、光电元件、放大整形电路和接触开关组成。光电元件、放大整形电路和接触开关组成。第39页，本讲稿共82页40光笔的光笔的的原理图的原理图第40页，本讲稿共82页41光笔的优缺点光笔的优缺点 n n光笔的优点

41、光笔的优点n n不需要特殊的显示屏幕，与触摸屏的设备相比较，价格便宜许不需要特殊的显示屏幕，与触摸屏的设备相比较，价格便宜许多；多；n n在一些不适宜使用鼠标的地方，可以起到替代作用。在一些不适宜使用鼠标的地方，可以起到替代作用。n n光笔的缺点光笔的缺点n n手和笔迹可能将遮挡屏幕图像的一部分；手和笔迹可能将遮挡屏幕图像的一部分；n n会造成手腕的疲劳；会造成手腕的疲劳；n n光笔不能检测黑暗区域内的位置；光笔不能检测黑暗区域内的位置；n n会因房间背景光的影响，光笔产生误读现象。会因房间背景光的影响，光笔产生误读现象。第41页，本讲稿共82页425.触摸屏触摸屏 n n触触摸摸屏屏作作为为

42、一一种种特特殊殊的的计计算算机机外外设设，提提供供了了一一种种简简单单、方方便便、自自然然的的人人机机交交互互方方式式，在在某某些些应应用用中中，可可以以代代替替鼠鼠标标或键盘。或键盘。n n触触摸摸屏屏目目前前主主要要应应用用于于公公共共信信息息的的查查询询，如如电电信信、税税务务、银银行行、电电力力等等部部门门的的业业务务查查询询，城城市市街街头头的的信信息息查询。查询。n n此此外外还还可可以以应应用用于于工工业业控控制制、军军事事指指挥挥、电电子子游游戏戏、点点歌点菜、多媒体教学等方面。歌点菜、多媒体教学等方面。第42页，本讲稿共82页43触摸屏的分类触摸屏的分类n n可以把触摸屏分为

43、四种：n n电阻式电阻式n n电容感应式电容感应式n n红外线式红外线式n n表面声波式表面声波式每一类触摸屏都有其各自的优缺点。每一类触摸屏都有其各自的优缺点。第43页，本讲稿共82页446.手写液晶屏手写液晶屏 n n手写液晶屏是液晶矩阵显示技术和高灵敏度电磁压手写液晶屏是液晶矩阵显示技术和高灵敏度电磁压感技术的完美结合，可以在屏幕上直接用压感笔实感技术的完美结合，可以在屏幕上直接用压感笔实现高精度的选取、绘图、设计制作。现高精度的选取、绘图、设计制作。n n液晶屏幕上除了具备一般的液晶显示屏的特征以外，液晶屏幕上除了具备一般的液晶显示屏的特征以外，在最上面还附有一层特制保护层，确保在书写

44、过程中，在最上面还附有一层特制保护层，确保在书写过程中，屏幕保持平整不变形，液晶原来的画质毫不受损，同屏幕保持平整不变形，液晶原来的画质毫不受损，同时具有高耐久性。时具有高耐久性。第44页，本讲稿共82页457.眼动跟踪系统眼动跟踪系统 n n眼动跟踪系统允许用户仅仅通过凝视的手段来控制计算机选择物体。n n眼动跟踪系统需要利用较为复杂的硬件设备以及软件算法。第45页，本讲稿共82页46眼动跟踪系统眼动跟踪系统工作原理工作原理n n首首先先，用用四四个个L L形形的的红红外外线线发发光光器器，在在眼眼睛睛里里产产生一些亮点；生一些亮点；n n然然后后利利用用一一个个广广角角摄摄像像头头获获取取

45、脸脸部部图图像像，快快速速确确定定眼眼睛睛的的位位置置，再再利利用用一一个个视视野野较较小小，分分辨辨率率较较高高的的摄摄像像头拍摄眼睛的高分辨率图像；头拍摄眼睛的高分辨率图像；n n最最后后，分分析析眼眼睛睛的的图图像像,计计算算瞳瞳孔孔中中心心和和亮亮点点的的位位置置，通通过过计计算算瞳瞳孔孔中中心心和和亮亮点点确确定定的的矢矢量量，确确定定视视线线方向。方向。第46页，本讲稿共82页47输出设备输出设备 第47页，本讲稿共82页483.5 显示设备显示设备 n n显示器是计算机的重要输出设备，是人机对话的重要显示器是计算机的重要输出设备，是人机对话的重要工具。工具。n n它的主要功能是接

46、收主机发出的信息，经过一系列的变它的主要功能是接收主机发出的信息，经过一系列的变换，最后以光的形式将文字和图形显示出来。换，最后以光的形式将文字和图形显示出来。n n常用的显示设备如显示器、数字纸常用的显示设备如显示器、数字纸/打印机打印机/绘图仪。绘图仪。第48页，本讲稿共82页491.显示器显示器 n n光栅扫描型（光栅扫描型（Raster scanRaster scan）显示器，以点阵形式表示图）显示器，以点阵形式表示图形，采用专门的帧缓冲区存放点阵，缓冲区按照矩形网格形，采用专门的帧缓冲区存放点阵，缓冲区按照矩形网格排列，每个网格点对应显示器上的一个象素。排列，每个网格点对应显示器上的

47、一个象素。n n由视频控制器负责刷新扫描，当扫描到显像管表面时，由视频控制器负责刷新扫描，当扫描到显像管表面时，根据对应的缓冲区中的值，显示不同的灰度和颜色，根据对应的缓冲区中的值，显示不同的灰度和颜色，此类显示技术称为位图（此类显示技术称为位图（BitmapBitmap）显示。）显示。第49页，本讲稿共82页50 位图与光栅显示位图与光栅显示 第50页，本讲稿共82页51屏幕坐标系屏幕坐标系n n光栅显示器的图形表现能力，是通过光栅图形元素来实现的。为此建立了以屏幕分辨率为基础的二维图形整数坐标系，称为屏幕坐标系。它的垂直方向为Y轴，水平方向为X轴，原点在屏幕的左上角，单位为象素的直径（即点

48、距）。第51页，本讲稿共82页52阴极射线管（阴极射线管（CRT）显示器）显示器 第52页，本讲稿共82页53液晶显示器n nLCDLCD比比CRTCRT显示器具有更好的图像清晰度，显示器具有更好的图像清晰度，画面稳定性和更低的功率消耗，但液晶材质画面稳定性和更低的功率消耗，但液晶材质粘滞性比较大，图像更新需要较长响应时间，粘滞性比较大，图像更新需要较长响应时间，因此不适合显示动态图象因此不适合显示动态图象第53页，本讲稿共82页54等离子显示器等离子显示器n n等离子显示器诞生于二十世纪60年代，它采用等离子管作为发光材料，1个等离子管负责一个像素的显示：等离子管内的氖氙混合气体在高压电极的

49、刺激下产生紫外线，紫外线照射涂有三色荧光粉的玻璃板，荧光粉受激发出可见光。第54页，本讲稿共82页552.数字纸数字纸 n n数字纸是一种仍处于试验阶段的显示技术。数字纸是一数字纸是一种仍处于试验阶段的显示技术。数字纸是一种薄的，柔软的介质，如同一般的计算机屏幕一样，可种薄的，柔软的介质，如同一般的计算机屏幕一样，可以利用电子仪器在上面书写，不同的是，即使没有了能以利用电子仪器在上面书写，不同的是，即使没有了能量，它也能保存已经书写的内容。量，它也能保存已经书写的内容。n n有若干技术应用于数字纸的研究。其中之一是将介质的表面布满有若干技术应用于数字纸的研究。其中之一是将介质的表面布满小的球体

50、，一面是黑色的，另一面是白色的。电子进入介质后，小的球体，一面是黑色的，另一面是白色的。电子进入介质后，会使得小球旋转，呈现出黑色或白色。当电子信号消失后，小球会使得小球旋转，呈现出黑色或白色。当电子信号消失后，小球保持其最后的朝向。目前的数字纸的分辨率可以到达保持其最后的朝向。目前的数字纸的分辨率可以到达100dpi100dpi，并，并可以显示不同的灰度和颜色。可以显示不同的灰度和颜色。第55页，本讲稿共82页563.6 语音输出设备语音输出设备 n n语音作为一种重要的交互手段，日益受到人语音作为一种重要的交互手段，日益受到人语音作为一种重要的交互手段，日益受到人语音作为一种重要的交互手段