人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1、.中北大學(xué)軟件學(xué)院實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告專 業(yè) 軟件工程 課程名稱 人機(jī)交互 學(xué) 號(hào) 姓 名 輔導(dǎo)教師 何志英 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)日期2012/3/13實(shí)驗(yàn)時(shí)間19:00-22:001實(shí)驗(yàn)名稱 試驗(yàn)一：最新人機(jī)交互技術(shù)2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庾钚氯藱C(jī)交互的研究?jī)?nèi)容3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)查詢最新人機(jī)交互相關(guān)知識(shí)。(1)在百度中找到“最新人機(jī)交互視頻”的相關(guān)網(wǎng)頁，查看視頻。(2)什么是Kinect技術(shù) 。(3)人機(jī)交互技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。4、測(cè)試及結(jié)果(1)已在百度中查看“最新人機(jī)交互視頻”的相關(guān)網(wǎng)頁。(2) Kinect是微軟在2010年6月14日對(duì)XBOX360體感周邊外設(shè)正式發(fā)布的名字。(3)人機(jī)交互技術(shù)已成為解決

2、醫(yī)療、教育、科研、環(huán)保等各類重大社會(huì)問題不可或缺的重要工具5、心得通過此實(shí)驗(yàn)，我了解人機(jī)交互技術(shù)在社會(huì)各個(gè)行業(yè)的重大作用。輔導(dǎo)教師 何志英 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)日期2012/3/13實(shí)驗(yàn)時(shí)間19:00-22:001、實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)二：立體視覺2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆樟Ⅲw視覺的原理3、實(shí)驗(yàn)要求通過網(wǎng)絡(luò)查詢立體視覺相關(guān)知識(shí)。(1)在虛擬環(huán)境是如何實(shí)現(xiàn)立體視覺？(2)3D和4D電影的工作原理。4、測(cè)試及結(jié)果(1) 實(shí)物虛化的視覺跟蹤技術(shù)使用從視頻攝像機(jī)到x-y平面陣列，周圍光或者跟蹤光在圖像投影平面不同時(shí)刻和不同位置上的投影，計(jì)算被跟蹤對(duì)象的位置和方向。 視點(diǎn)感應(yīng)必須與顯示技術(shù)相結(jié)合，采用多種定位方法（眼罩定位、頭盔

3、顯示、遙視技術(shù)和基于眼肌的感應(yīng)技術(shù)）可確定用戶在某一時(shí)刻的視線。例如將視點(diǎn)檢測(cè)和感應(yīng)技術(shù)集成到頭盔顯示系統(tǒng)中，飛行員僅靠“注視”就可在某些非常時(shí)期操縱虛擬開關(guān)或進(jìn)行飛行控制(2) 4D電影是在3D立體電影的基礎(chǔ)上加環(huán)境特效模擬仿真而組成的新型影視產(chǎn)品。所謂4D電影，也叫四維電影；即三維的立體電影和周圍環(huán)境模擬組成四維環(huán)境。觀眾在看立體電影時(shí)，順著影視內(nèi)容的變化，可實(shí)時(shí)感受到風(fēng)暴、雷電、下雨、撞擊、噴灑水霧、拍腿等身邊所發(fā)生與立體影象對(duì)應(yīng)的事件,4D的座椅是具有噴水、噴氣、振動(dòng)、掃腿等功能的，以氣動(dòng)為動(dòng)力的。環(huán)境模擬仿真是指影院內(nèi)安裝有下雪、下雨、閃電、煙霧等特效設(shè)備，營(yíng)造一種與影片內(nèi)容相一致的

4、環(huán)境。5、心得 通過本次試驗(yàn)，我明白了立體視覺以及3D、4D電影的工作原理。輔導(dǎo)教師 何志英 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)日期2012/3/27實(shí)驗(yàn)時(shí)間19:00-22:001、實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)三：交互設(shè)備2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆粘Ｓ玫慕换ピO(shè)備的工作原理如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、掃描儀3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 通過網(wǎng)絡(luò)查詢?nèi)藱C(jī)交互設(shè)備相關(guān)知識(shí)。1、重點(diǎn)查找液晶顯示器和掃描儀的工作原理和方法2、什么是數(shù)字紙？工作原理是什么？4、測(cè)試及結(jié)果(1) 在彩色LCD面板中，每一個(gè)像素都是由三個(gè)液晶單元格構(gòu)成，其中每一個(gè)單元格前面都分別有紅色，綠色，或藍(lán)色的過濾器。這樣，通過不同單元格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的顏色。LCD不存在聚焦問題，因?yàn)?/p>

5、每個(gè)液晶單元都是單獨(dú)開關(guān)的。這正是同樣一幅圖在LCD屏幕上為什么如此清晰的原因。掃描儀是圖像信號(hào)輸入設(shè)備。它對(duì)原稿進(jìn)行光學(xué)掃描，然后將光學(xué)圖像傳送到光電轉(zhuǎn)換器中變?yōu)槟M電信號(hào)，又將模擬電信號(hào)變換成為數(shù)字電信號(hào)，最后通過計(jì)算機(jī)接口送至計(jì)算機(jī)中。光電轉(zhuǎn)換是掃描儀的核心工作原理。掃描儀的性能取決于它把任意變化的模擬電平轉(zhuǎn)換成數(shù)值的能力。(2) 數(shù)字紙，也叫數(shù)碼紙。它是一種超薄、超輕的顯示屏，即理解為"象紙一樣薄、柔軟、可擦寫的顯示器"。 工作原理：1.液晶方式該方式是利用施加電壓后分子排列被改變的液晶的性質(zhì)，通過調(diào)整透光率及改變光線的方向來表達(dá)反差，筆記本電腦等產(chǎn)品上的液晶顯示器

6、已為我們所熟知。電子紙液晶顯示器的制作思路是，將液晶板與寫入圖像的裝置部分相分離以實(shí)現(xiàn)薄型化和輕量化，并能卷曲，做成像紙一樣的東西。寫入可利用施加光、熱、表面電荷等各種方法來實(shí)現(xiàn)。2.電泳方式該方式是利用在電壓下能夠改變黑白狀態(tài)的微膠囊來實(shí)現(xiàn)圖像顯示的。微膠囊中帶電的白色氧化鈦顆粒和黑色碳粉粒子在電壓下上下移動(dòng)，從而繪制出黑白圖像。其特點(diǎn)是在反差、明亮度視覺等方面較理想，耗電低，重量輕而容易使其薄型化，形狀自由等。此外，有的產(chǎn)品是利用帶電色粉的電泳現(xiàn)象，通過加大色粉的密集度來提高黑白反差的。5、心得我明白了數(shù)字紙、液晶顯示器、掃描儀的工作原理。輔導(dǎo)教師 何志英 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)日期2012/3/27

7、實(shí)驗(yàn)時(shí)間19:00-22:001實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)四：虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的交互設(shè)備2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆仗摂M現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中人機(jī)交互設(shè)備的工作原理和方法3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)查詢?nèi)藱C(jī)交互設(shè)備相關(guān)知識(shí)。重點(diǎn)查找虛擬現(xiàn)實(shí)中使用的交互設(shè)備和較新的交互設(shè)備的工作原理和方法，如：數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)、空間跟蹤定位器、觸覺和力反饋器、頭盔式顯示器等。（實(shí)驗(yàn)報(bào)告中寫出3種以上）4、測(cè)試及結(jié)果(1)數(shù)據(jù)手套工作原理：數(shù)據(jù)手套是虛擬仿真中最常用的交互工具。 數(shù)據(jù)手套設(shè)有彎曲傳感器，彎曲傳感器由柔性電路板、力敏元件、彈性封裝材料組成，通過導(dǎo)線連接至信號(hào)處理電路；在柔性電路板上設(shè)有至少兩根導(dǎo)線，以力敏材料包覆于柔性電路板大部，再在力敏材料

8、上包覆一層彈性封裝材料，柔性電路板留一端在外，以導(dǎo)線與外電路連接。把人手姿態(tài)準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地傳遞給虛擬環(huán)境，而且能夠把與虛擬物體的接觸信息反饋給操作者。使操作者以更加直接，更加自然，更加有效的方式與虛擬世界進(jìn)行交互，大大增強(qiáng)了互動(dòng)性和沉浸感。并為操作者提供了一種通用、直接的人機(jī)交互方式，特別適用于需要多自由度手模型對(duì)虛擬物體進(jìn)行復(fù)雜操作的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)手套本身不提供與空間位置相關(guān)的信息，必須與位置跟蹤設(shè)備連用。數(shù)據(jù)手套一般按功能需要可以分為：虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)手套、力反饋數(shù)據(jù)手套。力反饋數(shù)據(jù)手套：借助數(shù)據(jù)手套的觸覺反饋功能，用戶能夠用雙手親自“觸碰”虛擬世界，并在與計(jì)算機(jī)制作的三維物體進(jìn)行互動(dòng)的過程

9、中真實(shí)感受到物體的振動(dòng)。觸覺反饋能夠營(yíng)造出更為逼真的使用環(huán)境，讓用戶真實(shí)感觸到物體的移動(dòng)和反應(yīng)。此外，系統(tǒng)也可用于數(shù)據(jù)可視化領(lǐng)域，能夠探測(cè)與出地面密度、水含量、磁場(chǎng)強(qiáng)度、危害相似度、或光照強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)強(qiáng)度。(2) 三維鼠標(biāo)：三維空間交互球是虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的另一重要的交互設(shè)備，用于六個(gè)自由度VR場(chǎng)景的模擬交互，可從不同的角度和方位對(duì)三維物體觀察、瀏覽、操縱；也可作為3D Mouse來使用；并可與數(shù)據(jù)手套或立體眼鏡結(jié)合使用，作為跟蹤定位器。也可單獨(dú)用于CAD/CAM，(Pro/E、UG)。作為輸入設(shè)備，此種三維鼠標(biāo)類似于搖桿加上若干按鍵的組合，由于廠家給硬件配合了驅(qū)動(dòng)和開發(fā)包，因此在視景仿真開

10、發(fā)中使用者可以很容易的通過程序，將按鍵和球體的運(yùn)動(dòng)賦予三維場(chǎng)景或物體，實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景的漫游和仿真物體的控制(3)頭盔式顯示器：頭盔顯示器（HMD，Head Mounted Display）的原理是將小型2維顯示器所產(chǎn)生的影像藉由光學(xué)系統(tǒng)放大。具體而言，小型顯示器所發(fā)射的光線經(jīng)過凸?fàn)钔哥R使影像因折射產(chǎn)生類似遠(yuǎn)方效果。利用此效果將近處物體放大至遠(yuǎn)處觀賞而達(dá)到所謂的全像視覺（Hologram）。頭盔顯示器是虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的3DVR圖形顯示與觀察設(shè)備，可單獨(dú)與主機(jī)相連以接受來自主機(jī)的3DVR圖形信號(hào)。使用方式為頭戴式，輔以三個(gè)自由度的空間跟蹤定位器可進(jìn)行VR輸出效果觀察，同時(shí)觀察者可做空間上的自由移動(dòng)，

11、如；自由行走、旋轉(zhuǎn)等，沉浸感極強(qiáng)，在VR效果的觀察設(shè)備中，頭盔顯示器的沉浸感優(yōu)于顯示器的虛擬現(xiàn)實(shí)觀察效果，遜于虛擬三維投影顯示和觀察效果，在投影式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，頭盔顯示器作為系統(tǒng)功能和設(shè)備的一種補(bǔ)充和輔助。5、心得 通過此次實(shí)驗(yàn)，我看到了很多高科技的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，更加了解到了，數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)、頭盔顯示器等虛擬設(shè)備的工作原理及使用方法。輔導(dǎo)教師 何志英 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)日期2012/4/10實(shí)驗(yàn)時(shí)間19:00-22:001實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)五：人機(jī)交互界面表示模型2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆杖藱C(jī)交互界面表示模型中的GOMS、LOTOS和UAN的方法。3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、簡(jiǎn)述GOMS和 LOTOS表示模型的方法。2、

12、結(jié)合GOMS和 LOTOS對(duì)任務(wù)“中國(guó)象棋對(duì)弈”進(jìn)行描述3、UAN描述“文件拖入垃圾箱”4、測(cè)試及結(jié)果(1) GOMS是在交互系統(tǒng)中用于分析用戶復(fù)雜性的建模技術(shù)，主要被軟件設(shè)計(jì)用于建立用戶行為模型 。GOMS模型是一個(gè)縮寫術(shù)語，G代表Goals（目標(biāo)）、O代表Operations（操作）、M代表Methods（方法）、S代表Selection rules（選擇規(guī)則）。 Goals（目標(biāo)）就是執(zhí)行任務(wù)最終想要得到的結(jié)果。 Operations（操作）是任務(wù)分析道最底層的行為，是用戶為了完成任務(wù)必須執(zhí)行的基本動(dòng)作。 Methods（方法）是描述如何完成目標(biāo)的過程。 Selection rules（

13、選擇規(guī)則）是用戶要遵守的判定規(guī)則，以確定在特定環(huán)境下所使用的方法。 GOMS模型是關(guān)于用戶在與系統(tǒng)交互時(shí)使用的知識(shí)和認(rèn)知過程的模型。 GOMS模型主要用于指導(dǎo)第一代（命令行）和第二代（WIMP）人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。LOTOS的基本思想是用一套形式化和嚴(yán)格地表示法刻畫系統(tǒng)外部可見行為之間的時(shí)序關(guān)系，系統(tǒng)由一系列進(jìn)程組成，進(jìn)程同環(huán)境之間通過稱為“關(guān)口”的交互點(diǎn)進(jìn)行交互，兩個(gè)以上的進(jìn)程在執(zhí)行一個(gè)外部可見的行為時(shí)會(huì)發(fā)生交互，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、信息傳遞、協(xié)調(diào)同步等操作。(2)GOAL:中國(guó)象棋>:GOAL:運(yùn)行 |： * GOAL：走棋 ACTION:自動(dòng)記錄棋譜 >>： GOAL：

14、當(dāng)前方走 >>: OPRATOR:拾取棋子 OPRATOR:放置棋子 GOAL:對(duì)弈方走 >> OPRATOR:拾取棋子 OPRATOR:放置棋子*GOAL:打譜 :OPRATOR:加速OPRATOR:減速OPRATOR:暫停OPRATOR:恢復(fù)GOAL:退出(3) 5、心得 通過此次實(shí)驗(yàn)，我掌握人機(jī)交互界面表示模型中的GOMS、LOTOS和UAN的方法。輔導(dǎo)教師 何志英 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)日期2012/4/10實(shí)驗(yàn)時(shí)間19:00-22:001實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)六：WEB界面設(shè)計(jì)2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誛EB界面設(shè)計(jì)的原則，了解頁面內(nèi)容、風(fēng)格、布局、色彩設(shè)計(jì)的方法3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、找到三種類

15、型的網(wǎng)站：旅游景區(qū)、購物網(wǎng)站、政府部門網(wǎng)站，每種類型找三個(gè)以上網(wǎng)站，總結(jié)功能、布局、風(fēng)格、色彩設(shè)計(jì)有什么相同和不同。4、測(cè)試及結(jié)果 通過上網(wǎng)查看諸多網(wǎng)站，發(fā)現(xiàn)不同網(wǎng)站有不同的風(fēng)格，其風(fēng)格表現(xiàn)在多方面：功能方面：功能大部分都相同，主要是列舉最近發(fā)生的事件或最新通知。布局方面：風(fēng)景區(qū)網(wǎng)站、購物網(wǎng)站一般采用自由式布局，文字信息量少，圖片多，外觀漂亮，容易吸引人。缺點(diǎn)：顯示速度慢。政府部門網(wǎng)站一般采用“同”字結(jié)構(gòu)布局，頁面結(jié)構(gòu)清晰，主次分明。缺點(diǎn)：太過規(guī)矩呆板，色彩單調(diào)。風(fēng)格、色彩方面：旅游網(wǎng)站、購物網(wǎng)站風(fēng)格隨意，色彩鮮艷，外觀漂亮，引人注目；政府網(wǎng)站，風(fēng)格大部分一樣，整體格調(diào)肅穆，嚴(yán)謹(jǐn)，色彩單調(diào)，給

16、人一種嚴(yán)肅認(rèn)真的感覺。5、心得 通過本次實(shí)驗(yàn)，我了解到不同的網(wǎng)站有不同的風(fēng)格，無論從布局、風(fēng)格、色彩方面都有不同的設(shè)計(jì)，符合各個(gè)網(wǎng)站的主題。輔導(dǎo)教師 何志英 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)日期2012/4/24實(shí)驗(yàn)時(shí)間19:00-22:001實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)七：移動(dòng)界面設(shè)計(jì)2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆找苿?dòng)界面設(shè)計(jì)的原則。3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較移動(dòng)界面設(shè)計(jì)與WEB界面設(shè)計(jì)有什么相同和不同。4、測(cè)試及結(jié)果 移動(dòng)界面設(shè)計(jì)主要用于移動(dòng)終端設(shè)備包括手機(jī)、掌上電腦、筆記本電腦等。移動(dòng)界面設(shè)計(jì)首先保持應(yīng)用界面的一致性，界面各種元素如菜單、標(biāo)簽、文輸入等的風(fēng)格樣式和操作方式在整個(gè)應(yīng)用中保持一致，這樣可以降低用戶操作的復(fù)雜度和出錯(cuò)的概率也降低了工作強(qiáng)

17、度。其次，文字錄入工工作降到最低，主旨就是降低用戶出錯(cuò)的概率以及方便用戶。最后，就是能預(yù)防用戶出錯(cuò)，盡可能留有給用戶修改的余地。 Web界面主要用于固定的電子設(shè)備。Web界面設(shè)計(jì)一般有幾點(diǎn)原則。首先了解瀏覽者心態(tài)，必須把最有吸引力的東西最先呈現(xiàn)給用戶。其次內(nèi)容和形式要統(tǒng)一，在突出web頁面風(fēng)格的同時(shí)，更加形象、直觀的被用戶接受。再次，減少瀏覽次數(shù)節(jié)省用戶時(shí)間，把最重要的信息第一時(shí)間傳遞給用戶。Web網(wǎng)站設(shè)計(jì)也遵守3c原則，簡(jiǎn)潔：web界面簡(jiǎn)練準(zhǔn)確；一致性：各個(gè)頁面要使用相同的格式，文字、圖片、頁邊距等等；對(duì)比度：對(duì)比度內(nèi)容可以讓用戶容易接受但不能濫用，否則就達(dá)不到所希望的強(qiáng)調(diào)效果。5、心得 通

18、過本次實(shí)驗(yàn)，讓我了解到移動(dòng)界面和web界面的諸多異同點(diǎn)，以及兩種設(shè)計(jì)界面設(shè)計(jì)原則。輔導(dǎo)教師 何志英 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)日期2012/4/24實(shí)驗(yàn)時(shí)間19:00-22:001實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)八：可用性分析與評(píng)估2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆湛捎眯苑治雠c評(píng)估的方法。3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)某個(gè)網(wǎng)上銀行進(jìn)行可用性分析與評(píng)估（銀行自定）。4、測(cè)試及結(jié)果 對(duì)建設(shè)網(wǎng)上銀行可用性分析：根據(jù)ISO 9241-11建立可用性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從有效性、效率、用戶滿意度三個(gè)方面對(duì)此網(wǎng)銀可用性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)根據(jù)調(diào)查得出下表： 建行 工行 招行任務(wù)完成率 100% 100% 100%有效性 出錯(cuò)頻率 26 40 61 求助頻率 8 4 15 任務(wù)完成時(shí)間（s） 528.732 600.763 785.971效率 效率 0.001891 0.001665 0.001234滿意度 用戶滿意平均得分 3.30