人機(jī)交互課程 第3講 課件

第三講計算機(jī)主要內(nèi)容1文本輸入設(shè)備：鍵盤、手寫設(shè)備、語音輸入設(shè)備2圖像輸入設(shè)備：掃描儀、數(shù)碼攝像頭、3指點輸入設(shè)備：鼠標(biāo)、觸摸板、控制桿、光筆、觸摸屏、手寫液晶屏、眼動跟蹤系統(tǒng)、光標(biāo)鍵4顯示設(shè)備：顯示器、數(shù)字紙5語音交互設(shè)備：耳麥、聲音合成設(shè)備6虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的交互設(shè)備穿孔卡片

PunchCards早期現(xiàn)在人如何使用計算機(jī)GLOOO手腕上的移動PC未來電腦視屏無線顯示器53.1文本輸入設(shè)備文本輸入是人與計算機(jī)交互的一個重要組成部分，同時也是一項繁重的工作。鍵盤輸入是最常見、最主要的文本輸入方式。手寫以及語音等一些更自然的交互方式也可為文本輸入提供輔助手段。63.1.1鍵盤鍵盤是文本輸入的最重要手段，而鍵盤布局對于文本輸入的速度和準(zhǔn)確性至關(guān)重要。鍵盤的由來公認(rèn)的說法是克里斯托夫·肖爾斯19世紀(jì)美國南北戰(zhàn)爭期間工匠克里斯托夫·肖爾斯及其合伙人研制成了第一臺打字機(jī)，1874年，在雷明頓工廠加工成最初按照ABCDEF的順序排列按鍵的，為了使打出的字跡緊湊，按鍵距離很小。但當(dāng)手指按下去的速度稍微快一點，連接按鍵的金屬桿就會相互干擾，使打出的字跡模糊混亂為了解決這個問題，肖爾斯重新安排字母鍵的位置，把常用字母安排得盡可能遠(yuǎn)一些，特別將最常用的幾個字母安置在相反方向，以人為放慢敲鍵速度，避免卡鍵，減少干擾，從而形成了今日的鍵盤格局遠(yuǎn)不是最優(yōu)的設(shè)計左撇子的鍵盤：左手負(fù)擔(dān)了57%的工作排在中列的字母，其使用率僅占整個打字工作的30%左右兩小指及左無名指是最沒力氣的指頭，卻頻頻要使用它們A，P，0，回車鍵用的人多了就變成了標(biāo)準(zhǔn)！81.鍵盤的布局

QWERTY鍵盤布局19世紀(jì)70年代，肖爾斯發(fā)明了QWERTY鍵盤布局，其名稱來源于該布局方式最上行前6個英文字母，最常用的幾個字母安置在相反方向，最大限度放慢敲鍵速度以避免卡鍵。這種布局方式依然是今天最為常見的排列方式，成為一種事實上的標(biāo)準(zhǔn)。DVORAK鍵盤布局20世紀(jì)20年代的DVORAK鍵盤布局，據(jù)推測可以大大減少手指移動距離，從而大大提高輸入速度，但由于受到傳統(tǒng)QWERTY布局的影響，沒有成為主流的鍵盤布局。DVORAK鍵盤102.人性化設(shè)計的鍵盤

(1)人體工程學(xué)鍵盤是在標(biāo)準(zhǔn)鍵盤基礎(chǔ)上將指法規(guī)定的左手鍵區(qū)和右手鍵區(qū)這兩大板塊左右分開，并形成一定角度，這樣可使操作者不必有意識的夾緊雙臂，從而保持一種比較自然的形態(tài)，這種設(shè)計的鍵盤被微軟公司命名為自然鍵盤（NaturalKeyboard）。11(1)人體工程學(xué)鍵盤圖人體工程學(xué)鍵盤：固定于椅子上的鍵盤12圖人體工程學(xué)鍵盤：固定于桌面上的鍵盤(1)人體工程學(xué)鍵盤(圖例2)132.人性化設(shè)計的鍵盤

（2）多功能集成鍵盤這類鍵盤集成了鼠標(biāo)、無線等功能，在鍵盤布局以及外觀設(shè)計方面，針對游戲、上網(wǎng)瀏覽等常用娛樂功能做了改進(jìn)。鍵盤正上方設(shè)計的快捷鍵，包括

“IE主頁”、“打開文件夾”、“查找文件”和“進(jìn)入信箱”等12個，許多操作可以一鍵完成。鍵盤的無線接收器采用USB接口，安裝使用也非常方便。

14圖BTC9019URF無線游戲鍵盤15圖BTC9019URF無線游戲鍵盤2.人性化設(shè)計的鍵盤其它鍵盤字母順序鍵盤電話鍵盤183.1.2手寫設(shè)備手寫筆板+手寫筆:是手寫系統(tǒng)中一個很重要的部分。有線筆:手寫筆尾部均有一根電纜與手寫板相連，從手寫板上輸入電源。無線筆:借助于一些特殊技術(shù)而不需要任何電源。無線筆的優(yōu)點是攜帶和使用起來非常方便，同時也較少出現(xiàn)故障。手寫筆一般還帶有兩個或三個按鍵，其功能相當(dāng)于鼠標(biāo)按鍵，這樣在操作時不需要在手寫筆和鼠標(biāo)之間來回切換。193.1.2手寫設(shè)備圖漢王筆手寫系統(tǒng)203.1.2手寫設(shè)備手寫漢字識別軟件除了硬件外，手寫筆和手寫板的另一項核心技術(shù)是手寫漢字識別軟件，目前各類手寫筆的識別技術(shù)都已相當(dāng)成熟，識別率和識別速度也能夠滿足實際應(yīng)用的要求。213.1.3語音輸入設(shè)備語音輸入為文本輸入提供了更加自然的交互手段，也許在將來，我們能夠真正拋棄鍵盤，實現(xiàn)和計算機(jī)的“對話”。在語音錄入過程中所涉及的設(shè)備主要麥克風(fēng)和聲卡223.2圖像輸入設(shè)備圖像輸入是人與計算機(jī)交互的另外一個重要組成部分。掃描儀可以快速地實現(xiàn)圖像輸入，且經(jīng)過對圖像的分析與識別，可以得到文字、圖形等內(nèi)容；而攝像頭則是捕捉動態(tài)場景最常用的工具。233.2.1掃描儀掃描儀作為光電、機(jī)械一體化的高科技產(chǎn)品，自問世以來憑借其獨特的數(shù)字化“圖像”采集能力，低廉的價格以及優(yōu)良的性能，得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，目前已成為計算機(jī)不可缺少的圖文輸入工具之一，被廣泛地應(yīng)用于圖形、圖像處理的各個領(lǐng)域。24圖掃描儀掃描過程簡圖253.2.2數(shù)碼攝像頭1.數(shù)碼攝像頭的用途數(shù)碼攝像頭可以直接捕捉影像，然后通過計算機(jī)的串口、并口或者USB接口傳送到計算機(jī)里。數(shù)碼攝像頭沒有存儲裝置和其他附加控制裝置，只有一個感光部件、簡單的鏡頭和不太復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸線路，造價低廉。26圖創(chuàng)新VideoBlasterWebCam

及其控制界面鼠標(biāo)3.3指點輸入設(shè)備鼠標(biāo)的由來鼠標(biāo)概念最早由美國斯坦福研究中心(StanfordResearchCenter)的道格拉斯·恩格爾巴特(DouglasEngelbert)在上個世紀(jì)60年代提出，他的專利申請于1963年被美國國家專利局批準(zhǔn)。第一只鼠標(biāo)的外殼是用木頭精心雕刻而成的，只有一個按鍵，在底部安裝有金屬滾輪，用以控制光標(biāo)的移動。最初的想法是設(shè)計一種人機(jī)交互的計算機(jī)定位設(shè)備，當(dāng)操作者移動他的手時，引起屏幕上的指示(光標(biāo))做相應(yīng)的運動。使得計算機(jī)的輸入操作變得更簡單、容易“老鼠”之父道格拉斯·恩格爾巴特1956年在UC-Berkeley獲得電氣工程與計算機(jī)博士學(xué)位，后來在著名的斯坦福研究所供職1989年，和女兒克里蒂娜·恩格爾巴特在美國硅谷創(chuàng)建了Bootstrap研究所1997年獲圖靈獎

世界上第一個鼠標(biāo)

1967年6月21日，道格拉斯.恩格爾巴特將他的鼠標(biāo)用“X-Y定位器”的名稱。

1968年，恩格爾巴特應(yīng)邀參加一次在舊金山舉行的電腦會議，在會議上，他拿出鼠標(biāo)。這是鼠標(biāo)第一次作為搜尋工具公開亮相。

世界上第一個鼠標(biāo)

名字的由來為什么叫做“老鼠”(Mouse)？這是因為它形狀與老鼠相似，而且也像老鼠一樣拖著一條長長的尾巴，所以，發(fā)明者及其同事們在實驗室里都把它戲稱為‘老鼠’。直到今天還沒有人能夠給它想出一個更恰當(dāng)?shù)男旅?，只好讓它屈尊繼續(xù)使用這個不太雅觀的名字了。Mouse在翻譯成中文時，被譯為鼠標(biāo)，鼠標(biāo)比老鼠更為貼切：鼠——像老鼠標(biāo)——具有定位功能。鼠標(biāo)的實用化70年代初，恩格爾巴特所在的實驗室經(jīng)費開始縮減，他手下有幾位研究人員另謀高就，被正在四處招兵買馬的施樂公司位于硅谷的研究中心帕洛阿爾托(PARC)羅致門下。在施樂公司研制第一臺有顯示器的電腦“阿爾托＂(Alto)時，恩格爾巴特的發(fā)明派上了用場。Alto采用新式的人機(jī)交互界面，屏幕上經(jīng)常有許多圖像要移動，鼠標(biāo)是最好的輸入工具。早期的兩鍵鼠標(biāo)鼠標(biāo)的開始普及1983蘋果(Apple)公司仿效PARC的做法，推出了它的第一個使用圖形用戶界面的計算機(jī)AppleLisa，首先將鼠標(biāo)作為計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。由于市場反映良好，其他公司紛紛效仿，鼠標(biāo)迅速流行。隨著計算機(jī)GUI的普及，鼠標(biāo)已成為計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備。鼠標(biāo)的種類鼠標(biāo)原理原始鼠標(biāo)純機(jī)械式鼠標(biāo)機(jī)械式鼠標(biāo)光機(jī)鼠標(biāo)光電鼠標(biāo)光學(xué)鼠標(biāo)原始鼠標(biāo)1968年12月9日Engilehbart

博士在IEEE會議上展示的世界上第一個鼠標(biāo)，一個木質(zhì)的小盒子，盒子下面有兩個互相垂直的輪子，每個輪子帶動一個機(jī)械變阻器獲得X、Y軸上的位移，在盒子的上面則有一個按鈕開關(guān)提供連通信號。這款鼠標(biāo)的鼻祖與今天的鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)大不相同，甚至還需要外置電源給他供電才能正常工作。純機(jī)械式鼠標(biāo)主體結(jié)構(gòu)滾球，滾軸，譯碼輪（有金屬片），電刷工作過程譯碼輪轉(zhuǎn)動電流接通/斷開0/1相對位置變化光學(xué)機(jī)械式——光機(jī)鼠標(biāo)1983年，由羅技公司推出通常所說的機(jī)械式鼠標(biāo)半光學(xué)鼠標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)滾球，滾軸，光柵輪(碼盤)，

發(fā)光二極管，感光芯片光學(xué)機(jī)械式——光機(jī)鼠標(biāo)工作原理移動鼠標(biāo)時滾球隨之滾動，便會帶動旁邊的滾軸前方的滾軸代表前后滑動，右方的滾軸代表左右滑動光柵輪轉(zhuǎn)動阻隔/接通發(fā)光兩極管發(fā)出的光束光電感應(yīng)芯片0/1信號優(yōu)點靈敏度高滾球不耐臟，導(dǎo)致光的阻隔光電鼠標(biāo)光電鼠標(biāo)1985年，施樂帕洛阿爾托研究中心(PARC)推出純光電，完全沒有機(jī)械結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩個發(fā)光二極管，感光芯片，控制芯片鼠標(biāo)墊板專用反射板，帶有網(wǎng)格缺點專用墊易臟，貴與光機(jī)鼠標(biāo)同時代

很快被光機(jī)所淘汰光學(xué)鼠標(biāo)光學(xué)鼠標(biāo)1999年，安捷倫公司與微軟合作推出采用IntelliEye光學(xué)引擎具有革命性意義的光學(xué)定位傳感器后續(xù)發(fā)展2000年，安捷倫與羅技公司推出相關(guān)產(chǎn)品2001年，微軟推出第二代IntelliEye光學(xué)引擎微軟、羅技鼠標(biāo)均采用安捷倫技術(shù)光學(xué)鼠標(biāo)——核心部件核心部件發(fā)光二極管透鏡組件光學(xué)引擎控制芯片光學(xué)鼠標(biāo)——工作原理利用一塊特制的光柵板作為位移檢測元件，光柵板上方格之間的距離為0.5mm。鼠標(biāo)內(nèi)部有一個發(fā)光元件和兩個聚焦透鏡，發(fā)射光經(jīng)過透鏡聚焦后從底部的小孔向下射出，照在鼠標(biāo)下面的光柵板上，再反射回鼠標(biāo)內(nèi)。當(dāng)在光柵板上移動鼠標(biāo)時，由于光柵板上明暗相間的條紋反射光有強(qiáng)弱變化，鼠標(biāo)內(nèi)部將強(qiáng)弱變化的反射光變成電脈沖，對電脈沖進(jìn)行計數(shù)就可測出鼠標(biāo)移動的距離。激光鼠標(biāo)2004年12月，羅技發(fā)布全球首款利用激光定位技術(shù)的鼠標(biāo)—羅技MX1000激光無線鼠標(biāo)只是把發(fā)光二極管換成了激光二極管來照射鼠標(biāo)所移動的表面羅技推出MX1000號稱MX激光引擎的精確度要比傳統(tǒng)光學(xué)鼠標(biāo)平均高20倍其他鼠標(biāo)軌跡球鼠標(biāo)工作原理與機(jī)械式鼠標(biāo)相同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也類似。不同的是軌跡球工作時球在上面，直接用手撥動，而球座固定不動鼠標(biāo)接口的進(jìn)化串口梯形9針或24針接口PS/2接口小圓形接口USB接口無線接口紅外/射頻RF藍(lán)牙無線接口鼠標(biāo)對于有特殊要求的用戶，可使用紅外或射頻(RF)無線鼠標(biāo)但紅外線沒有穿透能力，發(fā)射器和接收器中間不能有任何障礙物，這樣就大大降低了無線連接的方便性紅外線的特性也決定其接受信號的范圍很小，一般在1米以內(nèi)，而且角度范圍也很小羅技MX700(無線鼠標(biāo))

藍(lán)牙技術(shù)鼠標(biāo)藍(lán)牙(Bluetooth)無線技術(shù)在10米內(nèi)不受連接線及角度的拘束，功耗低未來藍(lán)牙鍵盤與鼠標(biāo)將逐漸成為市場的主流在微軟的HomePC概念中，藍(lán)牙鍵盤與鼠標(biāo)是不可或缺的一部分羅技藍(lán)牙鼠標(biāo)，內(nèi)置激光指示器，既是PowerPoint演示的遙控器，又是電腦鼠標(biāo)鼠標(biāo)按鍵的進(jìn)化單鍵雙鍵三鍵雙鍵+滾輪1996年，MicrosoftIntelliMouse上市，率先安裝了鼠標(biāo)滾輪兩大鼠標(biāo)巨頭羅技1983年，發(fā)布第一只光學(xué)機(jī)械式鼠標(biāo)，成為日后行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；1984年，發(fā)布第一只無線鼠標(biāo)2002年，發(fā)布第一只采用藍(lán)牙（BlueTooth）技術(shù)的無線鼠標(biāo)CordlessPresenter2002年，發(fā)布的MX光學(xué)引擎和MX系列光學(xué)鼠標(biāo)；2003年9月12日，羅技公司已經(jīng)為世人提供了5億只鼠標(biāo)，2004年12月，羅技發(fā)布全球首款利用激光定位技術(shù)的鼠標(biāo)—羅技MX1000激光無線鼠標(biāo)微軟1987年，發(fā)布了采用通用的RS-232接口的鼠標(biāo)，而不再需通過I/O擴(kuò)展卡1993年，發(fā)布了第一款符合人體工學(xué)設(shè)計的鼠標(biāo)MicrosoftMouse2.01996年，MicrosoftIntelliMouse正式上市，率先安裝了鼠標(biāo)滾輪1999年，發(fā)布了IntelliEye光學(xué)引擎及第一款光學(xué)鼠標(biāo)2001年，發(fā)布獨立研發(fā)的第二代IntelliEye光學(xué)引擎，徹底解決了光學(xué)鼠標(biāo)定位失靈的弊端2005年12月，發(fā)布激光鼠標(biāo)

小鼠標(biāo)，大事件回顧近半個世紀(jì)來的科技發(fā)展史，我們發(fā)現(xiàn)有些看似不經(jīng)意的小發(fā)明，對科學(xué)技術(shù)的貢獻(xiàn)卻非同小可?，F(xiàn)在人們使用計算機(jī)或上網(wǎng)瀏覽時不可或缺的鼠標(biāo)的發(fā)明就是一個典型的例子。鼠標(biāo)器作為繼鍵盤后，新的計算機(jī)輸入的設(shè)備，使得人與計算機(jī)交互更加方便，因而被IEEE評為計算機(jī)誕生50年來世界計算機(jī)業(yè)界最重大的事件之一。

其它定位、指點和拖放設(shè)備觸摸板軌跡球和拇指輪操縱桿和鍵盤觸頭觸摸屏尖筆和光筆數(shù)字化圖板眼睛凝視52觸摸板（Touchpad）

觸摸板能夠在一定的區(qū)域內(nèi)（通常是50~75毫米長度）感應(yīng)接觸，將這種接觸信號轉(zhuǎn)發(fā)給計算機(jī)處理。目前，觸摸板已應(yīng)用到筆記本電腦上，可以替代鼠標(biāo)。觸摸板通過電容感應(yīng)來獲知用戶的手指移動情況，對手指熱量并不敏感。

同鼠標(biāo)相比，觸摸板的使用更加靈活，在使用過程中，通過更多的配置，可以得到更強(qiáng)的功能。

53觸摸板以及觸摸板的配置

圖3-8觸摸板以及觸摸板的配置54控制桿

控制桿很適宜于跟蹤目的（即追隨屏幕上一個移動的目標(biāo)）的原因是移動對應(yīng)的光標(biāo)所需的位移相對較小，同時易于變換方向。

控制桿的移動導(dǎo)致屏幕上光標(biāo)的移動。根據(jù)兩者移動的關(guān)系，可以將其分為兩大類：位移定位和壓力定位。對于位移定位的游戲桿，屏幕上的光標(biāo)依據(jù)游戲桿的位移而移動，

55563.3.4光筆

光筆是一種較早用于繪圖系統(tǒng)的交互輸入設(shè)備，它能使用戶在屏幕上指點某個點以執(zhí)行選擇、定位或其他任務(wù)。光筆和圖形軟件相配合，可以在顯示器上完成繪圖，修改圖形和變換圖形等復(fù)雜功能.

光筆的形狀和普通鋼筆相似。視頻：激光筆57觸摸屏

觸摸屏作為一種特殊的計算機(jī)外設(shè)，提供了一種簡單、方便、自然的人機(jī)交互方式，在某些應(yīng)用中，可以代替鼠標(biāo)或鍵盤。觸摸屏目前主要應(yīng)用于公共信息的查詢，如電信、稅務(wù)、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢，城市街頭的信息查詢。此外還可以應(yīng)用于工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點歌點菜、多媒體教學(xué)等方面。觸摸屏圖例視頻：電腦觸摸屏展示：衛(wèi)星地圖展示60手寫液晶屏

手寫液晶屏是液晶矩陣顯示技術(shù)和高靈敏度電磁壓感技術(shù)的完美結(jié)合，可以在屏幕上直接用壓感筆實現(xiàn)高精度的選取、繪圖、設(shè)計制作。液晶屏幕上除了具備一般的液晶顯示屏的特征以外，在最上面還附有一層特制保護(hù)層，確保在書寫過程中，屏幕保持平整不變形，液晶原來的畫質(zhì)毫不受損，同時具有高耐久性。

61手寫液晶屏62眼動跟蹤系統(tǒng)

眼動跟蹤系統(tǒng)允許用戶僅僅通過凝視的手段來控制計算機(jī)選擇物體。目前來看，眼動跟蹤系統(tǒng)需要利用較為復(fù)雜的硬件設(shè)備以及軟件算法。

63一個眼動跟蹤系統(tǒng)示例圖3-14眼動跟蹤系統(tǒng)64光標(biāo)鍵--非連續(xù)定位裝置

選擇菜單或者編輯文本過程中光標(biāo)移動時，只需要上、下、左、右?guī)讉€方向的控制，這時候僅需要簡單的光標(biāo)鍵就可以了。鍵盤上都有光標(biāo)鍵，在windows等圖形用戶界面和鼠標(biāo)出現(xiàn)之前，光標(biāo)鍵是一般字符界面最重要的定位方式。目前，在一些應(yīng)用中，特別是一些簡單交互界面或一些文本編輯系統(tǒng)中，光標(biāo)鍵作為一種簡單、自然的方式，仍然發(fā)揮著重要的作用。

653.4顯示設(shè)備

顯示器是計算機(jī)的重要輸出設(shè)備，是人機(jī)對話的重要工具。它的主要功能是接收主機(jī)發(fā)出的信息，經(jīng)過一系列的變換，最后以光的形式將文字和圖形顯示出來。在交互的計算機(jī)系統(tǒng)中，沒有顯示器的情況是非常少見的，只出現(xiàn)在某些非傳統(tǒng)的應(yīng)用中。

663.4.1位圖顯示

光柵掃描型（Rasterscan）顯示器，以點陣形式表示圖形，采用專門的幀緩沖區(qū)存放點陣，緩沖區(qū)按照矩形網(wǎng)格排列，每個網(wǎng)格點對應(yīng)顯示器上的一個象素。由視頻控制器負(fù)責(zé)刷新掃描，當(dāng)掃描到顯像管表面時，根據(jù)對應(yīng)的緩沖區(qū)中的值，顯示不同的灰度和顏色（如圖），此類顯示技術(shù)稱為位圖（Bitmap）顯示。

673.4.2顯示技術(shù)

1.陰極射線管（CRT）顯示器

結(jié)構(gòu)683.4.2顯示技術(shù)工作方式電子束從左向右，從上向下掃描熒光屏，產(chǎn)生一幅幅光柵，每一條從左向右的直線稱為掃描線，每一幅光柵稱為一幀。掃描方式分逐行和隔行掃描方式。隔行掃描方式把一幀光柵分為兩次掃描：先掃偶數(shù)行掃描線，再掃奇數(shù)行掃描線。逐行掃描比隔行掃描擁有更穩(wěn)定顯示效果。

69液晶顯示器2.液晶-等離子顯示器液晶顯示器工作原理是通過能阻塞或傳遞光的液晶材料，傳遞來自周圍的或內(nèi)部光源的偏振光。

LCD比CRT顯示器具有更好的圖像清晰度，畫面穩(wěn)定性和更低的功率消耗，但液晶材質(zhì)粘滯性比較大，圖像更新需要較長響應(yīng)時間，因此不適合顯示動態(tài)圖象，特別是像素刷新非常頻繁的3D游戲中，不適用。70等離子顯示器等離子顯示器誕生于二十世紀(jì)60年代，可做得很大，亮度高、色彩鮮艷，不足之處在于耗電量非常大、成本高、無法顯示純黑色。一般用在家庭影院中，作為計算機(jī)顯示器目前還比較少見。713.4.3數(shù)字紙

數(shù)字紙是一種仍處于試驗階段的顯示技術(shù)。數(shù)字紙是一種薄的，柔軟的介質(zhì)，如同一般的計算機(jī)屏幕一樣，可以利用電子儀器在上面書寫，不同的是，即使沒有了能量，它也能保存已經(jīng)書寫的內(nèi)容。

有若干技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字紙的研究。其中之一是將介質(zhì)的表面布滿小的球體，一面是黑色的，另一面是白色的。電子進(jìn)入介質(zhì)后，會使得小球旋轉(zhuǎn)，呈現(xiàn)出黑色或白色。當(dāng)電子信號消失后，小球保持其最后的朝向。目前的數(shù)字紙的分辨率可以到達(dá)100dpi，并可以顯示不同的灰度和顏色。

數(shù)字紙適合用于一些不需要很快的更新速度、不需要分辨率很高的應(yīng)用中。隨著數(shù)字紙技術(shù)的成熟，或許人們可以有一個同現(xiàn)在的書相似的數(shù)字紙做成的書，不僅可以同普通的書一樣隨時瀏覽，還可以從網(wǎng)上下載一本新的書的內(nèi)容，替換到特殊的書中。733.5語音交互設(shè)備

語音作為一種重要的交互手段，日益受到人們的重視。人們可以使用固定電話或移動電話以及PC、PDA和其它智能設(shè)備通過語音識別、語音合成等交互技術(shù)，以及語音瀏覽、智能信息處理技術(shù)等實現(xiàn)訪問互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)個人服務(wù)和商業(yè)服務(wù)的語音應(yīng)用。在美國、日本，語音互聯(lián)已成為簡易終端接入互聯(lián)網(wǎng)的主要方式之一。對于語音的交互，耳機(jī)、麥克風(fēng)以及聲卡是最基本的設(shè)備。

743.5.1耳麥

1.

耳機(jī)結(jié)構(gòu)：耳機(jī)結(jié)構(gòu)可以分為封閉式、開放式、半開放式三種753.5.1耳麥2.麥克風(fēng)及指標(biāo)耳機(jī)佩戴有麥克風(fēng)。為了過濾背景雜音，達(dá)到更好的識別效果，許多麥克風(fēng)采用了NCAT（NoiseCancelingAmplificationTechnology）專利技術(shù)。NCAT技術(shù)結(jié)合特殊機(jī)構(gòu)及電子回路設(shè)計以達(dá)到消除背景噪音，強(qiáng)化單一方向聲音（只從配戴者嘴部方向）的收錄效果，是專為各種語音識別和語音交互軟件設(shè)計的，提供精確音頻輸入的技術(shù)，采用NCAT/NCAT2技術(shù)的麥克風(fēng)會著重采集處于正常語音頻段（介于350Hz---7000Hz）的音頻信號，從而降低環(huán)境噪音的干擾。763.5.1耳麥微軟設(shè)計的GameVoice可以方便地實現(xiàn)同時與多個人對話，與不同的個人對話，以及通過語音命令控制游戲的功能。圖3-17GameVoice773.5.2聲音合成設(shè)備-聲卡

1.聲卡的功能是一種安裝在計算機(jī)中的最基本的聲音合成設(shè)備，是實現(xiàn)聲波／數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換的硬件，可把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機(jī)、揚聲器、擴(kuò)音機(jī)、錄音機(jī)等聲響設(shè)備，完成對聲音信息進(jìn)行錄制與回放。2.聲卡的結(jié)構(gòu)聲卡可分為模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路兩部分:模數(shù)轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將麥克風(fēng)等聲音輸入設(shè)備采集到的模擬聲音信號轉(zhuǎn)換為計算機(jī)能處理的數(shù)字信號；而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將計算機(jī)使用的數(shù)字聲音信號轉(zhuǎn)換為耳機(jī)、音箱等設(shè)備能使用的模擬信號。

783.5.2聲音合成設(shè)備-聲卡3.聲卡擁有的接口(圖）：LINEOUT（或者SPKOUT）用于連接音箱耳機(jī)等外部揚聲設(shè)備，實現(xiàn)聲音回放；MICINOUTMICIN用于連接麥克風(fēng)，實現(xiàn)錄音功能；LINEINLINEIN則是把外部設(shè)備的聲音輸入到聲卡中游戲桿（外部MIDI設(shè)備接口）793.6虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的交互設(shè)備

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)要求計算機(jī)可以實時顯示一個三維場景，用戶可以在其中自由的漫游，并能操縱虛擬世界中一些虛擬物體。因此，除了一些傳統(tǒng)的控制和顯示設(shè)備，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)還需要一些特殊的設(shè)備和交互手段，來滿足虛擬系統(tǒng)中的顯示、漫游以及物體操縱等任務(wù)。803.6.1三維空間定位設(shè)備

三維交互設(shè)備最基本的特點是具有六個自由度。常見的三維輸入設(shè)備主要有以下幾種：1.空間跟蹤定位器2.數(shù)據(jù)手套（DataGlove）3.三維鼠標(biāo)4.觸覺和力反饋器

813.6.1三維空間定位設(shè)備1.空間跟蹤定位器空間跟蹤定位器或稱三維空間傳感器是一種能實時地檢測物體空間運動的裝置，可以得到物體在六個自由度上相對于某個固定物體的位移，包括：X、Y、Z坐標(biāo)上的位置值，以及圍繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)值（轉(zhuǎn)動，俯仰、搖擺）。這種三維空間傳感器對被檢測的物體必須是無干擾的，也就是說，不論這種傳感器是基于何種原理或使用何種技術(shù)，它都不應(yīng)當(dāng)影響被測物體的運動，因而稱為“非接觸式傳感器”。82圖GPS汽車跟蹤定位器833.6.1三維空間定位設(shè)備2.數(shù)據(jù)手套（DataGlove）數(shù)據(jù)手套一般由很輕的彈性材料構(gòu)成，緊貼在手上。整個系統(tǒng)包括位置、方向傳感器和沿每個手指背部安裝的一組有保護(hù)套的光纖導(dǎo)線，它們檢測手指和手的運動。數(shù)據(jù)手套將人手的各種姿勢、動作通過手套上所帶的光導(dǎo)纖維傳感器，輸入計算機(jī)中進(jìn)行分析。這種手勢可以是一些符號表示或命令，也可以是動作。手勢所表示的含義可由用戶加以定義。在虛擬環(huán)境中，操作者通過數(shù)據(jù)手套可以用手去抓或推動虛擬物體，以及做出各種手勢命令。84圖數(shù)據(jù)手套853.6.1三維空間定位設(shè)備3.三維鼠標(biāo)三維鼠標(biāo)能夠感受用戶在六個自由度的運動，包括三個平移參數(shù)和三個旋轉(zhuǎn)參數(shù)。其裝置比較簡單：一個蓋帽放在帶有一系列開關(guān)的底座上。轉(zhuǎn)動這個小球或側(cè)方向推動這個小球時，如向上拉它、向下壓它，使它向前或向后等。三維鼠標(biāo)將用戶的這些動作傳送給計算機(jī)，從而進(jìn)一步控制虛擬環(huán)境中的物體的運動。863.6.1三維空間定位設(shè)備圖三維鼠標(biāo)Logitech公司的Magellan3DController，它可提供x,y,z,a,b,c

六個自由度，并附有九個按鈕。Magellan的外觀設(shè)計充分考慮了功效學(xué)的原則，用戶長時間操作不容易感到疲勞，用戶只要輕輕搓動其上的蓋帽便可在屏幕上平移和旋轉(zhuǎn)三維物體，松手后蓋帽會自動恢復(fù)到初始位置。873.6.1三維空間定位設(shè)備4.觸覺和力反饋器(振動觸感式反饋器)能否讓用戶