大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程論文

#題目人機(jī)交互：未來的計算機(jī)科學(xué)姓名學(xué)號指導(dǎo)教師年級與專業(yè)所在學(xué)院求是學(xué)院云峰學(xué)園目錄1．前言??????????????????????32．什么是人機(jī)交互?????????????????43．為什么要研究人機(jī)交互??????????????54．人機(jī)交互的發(fā)展歷史???????????????5語言命令交互階段???????????????54.2圖形用戶界面（GUI）交互階段6自然和諧的人機(jī)交互階段?????????????7實例：操作系統(tǒng)的交互界面演變史??????????85．人機(jī)交互的未來????????????????14Web2.0????????????????????14普適計算???????????????????15虛擬現(xiàn)實????????????????????166．人機(jī)交互的前景????????????????17參考文獻(xiàn)????????????????????17人機(jī)交互：未來的計算機(jī)科學(xué)摘要：人機(jī)交互是未來的計算機(jī)科學(xué)。我們已經(jīng)花費了至少50年的時間來學(xué)習(xí)如何制造計算機(jī)以及如何編寫計算機(jī)程序。下一個新領(lǐng)域自然是讓計算機(jī)服務(wù)并適應(yīng)于人類的需要，而不是強(qiáng)迫人類去適應(yīng)計算機(jī)。DanR.Olsen(CMU)人機(jī)交互是當(dāng)今計算機(jī)科學(xué)中的前沿課題，是未來計算機(jī)科學(xué)重點研究方向之一。人機(jī)交互學(xué)貫穿了我們生活的方方面面。從黑白屏幕與命令行輸入方式到如今的觸摸彩屏與GUI界面，幾十年來人機(jī)交互學(xué)已經(jīng)發(fā)展的日益成熟。然而在當(dāng)今的中國，人機(jī)交互得到的重視并不足夠。后信息時代，人機(jī)交互理應(yīng)成為計算機(jī)科學(xué)研究的重點°Web2.0、虛擬現(xiàn)實、普適計算、可穿戴式計算機(jī)等前沿技術(shù)都與人機(jī)交互密切相關(guān)。中國的人機(jī)交互前景廣袤，等待人才的開拓。關(guān)鍵字：人機(jī)交互，交互設(shè)計，用戶界面關(guān)鍵字：人機(jī)交互，交互設(shè)計，用戶界面V"亠?亠1．前言圖中場景是杭州的“鋼琴樓梯”，位于杭州延安路口的地下通道。圖中的步行梯和普通的步行梯略有不同，這是一種新的嘗試，將步行梯刷成鋼琴琴鍵的樣子。這種黑白交替的效果不僅僅是為了模仿琴鍵外觀，更運用了科技的魔力——在階梯上安裝傳感器并連接至揚聲器——使行人踏在階梯上的每一步都能觸發(fā)一個琴鍵的共鳴。通過一些視頻可以看到，兩個行人試探性的把腳踩在步行梯第一級上。一身低沉的琴音頓時回響起來。于是兩個人就多上了幾階，剛才的謹(jǐn)慎變?yōu)榱巳杠S?？諝庵醒笠缰茡P的曲調(diào)，更多的人也開始嘗試——不一會兒他們覺得欣喜起來。他們不只是為了過馬路——他們來來回回踏著琴鍵，只為創(chuàng)造出美妙的音樂。我們發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)人都有意去走鋼琴樓梯。實際上，和平時相比，幾倍以上的人都選擇嘗試鋼琴樓梯。這反映出了一個論題：如何通過有趣好玩的活動來影響人類的行為。而具體到我們的學(xué)科，我們必須掌握如何將這種策略運用到人與交互設(shè)備的交互中去[1]。而這種變革，正在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)生著。交互設(shè)計是當(dāng)代設(shè)計界的一個前衛(wèi)性課題，它是信息社會主流設(shè)計的重要模式或方法之一。我們已逐步從工業(yè)時代過渡到信息時代，而當(dāng)我們真正意識到信息過量問題的時候，我們已開始進(jìn)入真正的信息社會(后信息時代)[2]。在這樣一個“人與計算機(jī)共生”(Licklider,J.C.R)⑵時代更加關(guān)注用戶與用戶之間的交流與關(guān)系，更加關(guān)注與用戶的交互行為，從注重信息的制造和傳播到注重信息的應(yīng)用。信息是以就“交互性”為特點的“信息化產(chǎn)品”作為媒介而傳播的，因而對于信息社會的發(fā)展，同時作為信息設(shè)計的發(fā)展的必然結(jié)果之一，具有新的特點的“交互設(shè)計”在后信息社會成為主流設(shè)計的發(fā)展方向是一個必然[3]作為一門新興的不可忽視的計算機(jī)科學(xué)，人機(jī)交互將成為未來計算機(jī)科學(xué)研究的一大方向。

1.1杭州的鋼琴樓梯2．什么是人機(jī)交互人機(jī)交互、人機(jī)互動（英文：Human-ComputerInteraction或Human-MachineInteraction,簡稱HCI或HMI）,是一門研究系統(tǒng)與用戶之間的交互關(guān)系的學(xué)問。系統(tǒng)可以是各種各樣的機(jī)器，也可以是計算機(jī)化的系統(tǒng)和軟件。人機(jī)交互界面通常是指用戶可見的部分。用戶通過人機(jī)交互界面與系統(tǒng)交流,并進(jìn)行操作。小如收音機(jī)的播放按鍵,大至飛機(jī)上的儀表板、或是發(fā)電廠的控制室。人機(jī)交互界面的設(shè)計要包含用戶對系統(tǒng)的理解（即心智模型）,那是為了系統(tǒng)的可用性或者用戶友好性。交互設(shè)計顧名思義就是以“交互”為設(shè)計對象的設(shè)計。也就是說交互設(shè)計對象的重點已經(jīng)由設(shè)計物理方面的內(nèi)容（傳統(tǒng)意義上的產(chǎn)品：機(jī)械、造型等）轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計人與人、人與產(chǎn)品（廣義的產(chǎn)品）之間的交互的內(nèi)容與方式。[4]3．為什么要研究人機(jī)交互1.它影響最終用戶的使用、計算機(jī)的推廣、以至人們的工作和生活。2.人機(jī)界面是計算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，它的開發(fā)工作量極大（占系統(tǒng)的40-60%），加上不同人群對界面的要求不全相同，因而人機(jī)界面是計算機(jī)研制中的一個最困難的部分。3．人機(jī)交互技術(shù)是21世紀(jì)信息領(lǐng)域需要解決的重大課題。美國21世紀(jì)信息技術(shù)計劃中的基礎(chǔ)研究內(nèi)容為4項：軟件，人機(jī)交互，網(wǎng)絡(luò)，高性能計算。我國973、S-863、十五計劃均將人機(jī)交互列入為主要內(nèi)容。讓我們來看一個例子：不禮貌的驅(qū)動程序[5]打印機(jī)行業(yè)中有一家一流的設(shè)備制造商，他們生產(chǎn)的設(shè)備是同類產(chǎn)品中最可靠的一種，因為他們在設(shè)備中使用了穩(wěn)定的嵌入式程序?？墒撬麄兩a(chǎn)的打印驅(qū)動卻是另外一回事。當(dāng)你要使用這些驅(qū)動時，你會被告知無法像其他打印機(jī)一樣通過windows進(jìn)行安裝。是夠特殊的！這家公司用一款自己的安裝軟件替代了windows打印機(jī)管理器，這款軟件有自己的安裝說明，但卻不能像windows打印機(jī)管理器那樣方便的進(jìn)行安裝。這家公司其后生產(chǎn)的一系列設(shè)備，依舊堅持使用自己的安裝程序，甚至名字都不按慣例稱作“Setup”或“Install”。每次當(dāng)你開始打印時，屏幕的四分之一被一個打印機(jī)的圖占滿，顯示打印任務(wù)。除非你清除掉它，否則它會不斷打斷你連貫的思路。這種就叫做“傲慢的程序設(shè)計”。當(dāng)打印機(jī)缺紙時，驅(qū)動程序會顯示“打印機(jī)沒有響應(yīng)”，此時這個以自我為中心的軟件就會立刻占滿你的系統(tǒng)，讓你無法再做其他的事情，除非你是用“Ctrl+Alt+Del”這種方法強(qiáng)行關(guān)閉這個程序。以上這種程序設(shè)計表明：“我的打印紙沒了，這才是至關(guān)重要的，你應(yīng)該馬上停下你的系統(tǒng)，先解決我的問題?！边@將帶來糟糕的交互體驗。當(dāng)人們無法教會一個驅(qū)動程序?qū)W會禮貌的時候，人們將拋棄他。如果我們電腦上所有的程序都沒有禮貌的話，我們的工作生活將徹底陷入混亂。這就是人機(jī)交互的研究范圍。研究人機(jī)交互，可以使程序更好的為人們服務(wù)，帶來愉悅的用戶體驗?zāi)?，便利人們的工作和生活?．人機(jī)交互的發(fā)展史語言命令交互階段計算機(jī)語言經(jīng)歷了由最初的機(jī)器語言，而后是匯編語言，直至高級語言的發(fā)展過程。這個過程也可以看作早期的人機(jī)交互的一個發(fā)展過程。早期的人機(jī)交互是通過命令語言進(jìn)行的，人機(jī)之間通過語言中的輸入輸出功能完成交互最初，人機(jī)交互的方式是采用手工操作輸入機(jī)器語言指令（二進(jìn)制機(jī)器代碼）來控制計算機(jī)。這種形式很不符合人的習(xí)慣，既耗費時間，又容易出錯，只有非常專業(yè)的專家才能做到。后來，出現(xiàn)了FORTRAN、PASCAL、COBOL等語言，使人們可以用比較習(xí)慣的符號形式描述計算過程，交互操作由受過一定訓(xùn)練的程序員即可完成。這一時期，程序員可采用批處理作業(yè)語言或交互命令語言的方式和計算機(jī)打交道，雖然要記憶許多命令和熟練地敲鍵盤，但已可用較方便的手段來調(diào)試程序、了解計算機(jī)執(zhí)行情況。60年代中期，命令行界面（CommandLineInterface,CLI）開始出現(xiàn)，通過這種人機(jī)界面，人們可以通過問答式對話、文本菜單或命令語言等方式來進(jìn)行人機(jī)交互。命令行界面可以看作第一代人機(jī)界面。在這種界面中，人被看成操作員，機(jī)器只做出被動的反應(yīng)，人只能用手操作鍵盤的方式輸入數(shù)據(jù)和命令信息，界面輸出只能為靜態(tài)字符。因此，這種人機(jī)界面交互的自然性較差。命令行界面1.2命令行界面概念模型4.2圖形用戶界面(GUI)交互階段圖形用戶界面(GraphicalUserInterface,GUI)的出現(xiàn)，使人機(jī)交互方式發(fā)生了巨大變化。GUI的主要特點是桌面隱喻、WIMP(Windows、Icon、Menu、PointingDevice)技術(shù)、直接操縱和“所見即所得(WhatYouSeeIsWhatYouGet,WYSIWYG)”。由于GUI簡單易學(xué)、減少了鍵盤操作，因而使不懂計算機(jī)的普通用戶也可以熟練地使用,開拓了用戶人群，使計算機(jī)技術(shù)得到了廣泛普及。GUI技術(shù)的起源可以追溯到60年代美國麻省理工學(xué)院的Sutherland(計算機(jī)圖形學(xué)的奠基人)的工作。其發(fā)明的Sketchpad首次引入了菜單、不可重疊的瓦片式窗口、圖標(biāo)，并采用光筆進(jìn)行繪圖操作。1.3WIMP界面概念模型1964年美國科學(xué)家道格拉斯?恩格爾巴特(DouglasEnglebart)在加利福尼亞制作了第一只鼠標(biāo)器——只有一個按鍵，外殼用木頭精心雕刻而成，底部有金屬滾輪，當(dāng)時并不被重視。直到1979年12月，施樂PRAC研究中心的科學(xué)家拉瑞?泰斯勒(L.Tesler)演示了窗口、圖標(biāo)、菜單，還有隨著”鼠標(biāo)器“移動的光標(biāo)，鼠標(biāo)的重大歷史意義在這一刻才真正得到顯示。70年代施樂公司在Alto計算機(jī)上首次開發(fā)了位映像圖形顯示技術(shù)，為開發(fā)可重疊窗口、彈出式菜單、菜單條等提供了可能。這些工作奠定了目前圖形用戶界面的基礎(chǔ)，形成了以窗口（Windows）、圖標(biāo)（Icon）、菜單（Menu）和指點裝置（PointingDevice）為基礎(chǔ)的第二代人機(jī)界面，即WIMP界面。1984年Apple公司仿照施樂PRAC研究中心的技術(shù)開發(fā)出了新型Macintosh個人計算機(jī)，將WIMP技術(shù)引入到微機(jī)領(lǐng)域，這種全部基于鼠標(biāo)及下拉式菜單的操作方式和直觀的圖形界面引發(fā)了微機(jī)人機(jī)界面的歷史性變革。與命令行界面相比，圖形用戶界面的人機(jī)交互自然性和效率都有較大的提高。圖形用戶界面很大程度上依賴于菜單選擇和交互小組件（Widget）。經(jīng)常使用的命令大都通過鼠標(biāo)來實現(xiàn)。鼠標(biāo)驅(qū)動的人機(jī)界面使得初學(xué)者易于使用，但重復(fù)性的菜單選擇會給有經(jīng)驗的用戶造成不方便，他們有時傾向使用命令鍵而不是選擇菜單，且在輸入信息時用戶只能使用手這一種輸入通道。另外，圖形用戶界面需要占用較多的屏幕空間，并且難以表達(dá)和支持非空間性的抽象信息的交互。4.3自然和諧的人機(jī)交互階段當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實、移動計算、普適計算等技術(shù)的飛速發(fā)展，對人機(jī)交互技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)和更高的要求，同時也提供了許多新的機(jī)遇。在這一階段，自然和諧的人機(jī)交互方式得到了一定的發(fā)展?；谡Z音、手寫體、姿勢、視線跟蹤、表情等輸入手段的多通道交互是其主要特點，其目的是使人能以聲音、動作、表情等自然方式進(jìn)行交互操作。在自然和諧的人機(jī)交互的發(fā)展過程中，人們除了致力于研究開發(fā)友好的逼真的三維用戶界面，基于聲音、動作、表情等多種通道的自然交互方式，還發(fā)明了大量的新交互設(shè)備，如計算機(jī)圖形學(xué)的先驅(qū)、美國麻省理工學(xué)院的Sutherland早在1968年開發(fā)了頭盔式立體顯示器，成為現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實技術(shù)的重要基礎(chǔ)。1.4多通道人機(jī)界面概念模型1982美國加州VPL公司開發(fā)出了第一副數(shù)據(jù)手套，用于指示等簡單手勢的輸入；該公司在1992年還推出了Eyephone液晶顯示器；同樣在1992年，Defanti等提出了一種四面的沉浸式虛擬現(xiàn)實環(huán)境——AVE系統(tǒng)等。目前，對于人類重要的自然交互方式——語音和筆的交互技術(shù)，包括手寫識別、筆式交

互、語音識別、語音合成、數(shù)字墨水(DigitaiInk)等，其發(fā)展已經(jīng)有了很大的成效，如中國科學(xué)院自動化研究所開發(fā)了“漢王筆”手寫漢字識別系統(tǒng)；微軟亞洲研究院發(fā)明了數(shù)字墨水技術(shù)；中國科學(xué)院人機(jī)交互技術(shù)與智能信息處理實驗室研制的筆式交互軟件開發(fā)平臺等工作；IBM公司的ViaVoice，把語音技術(shù)應(yīng)用到PDA、智能汽車上。微軟也把語音識別技術(shù)集成到了多個領(lǐng)軍產(chǎn)品中，包括Office和WindowsXP，其最新的語音識別服務(wù)器軟件SpeechServer準(zhǔn)備在2004年上半年發(fā)布。其中不少已經(jīng)商品化，市場前景廣闊。另外，20世紀(jì)90年代，美國麻省理工學(xué)院Negroponte(尼葛洛龐蒂)領(lǐng)導(dǎo)的媒體實驗室在新一代多通道用戶界面方面做了大量開創(chuàng)性的工作。[6]4.4實例：操作系統(tǒng)的交互界面演變史以下為從上世紀(jì)70年代至今的一些操作系統(tǒng)的用戶界面，收集整理將其用戶界面按照時間順序排列，希望能從中反應(yīng)出交互界面的進(jìn)化歷程，Pages:0lSPages:0lSFgListed!0Filesselected;0Delete;0Copy/Reiisme!00Pages:83S-FilesListed:60■Files-SBleGtedl;0Delete;0:popy/Reriam已Ci衛(wèi)黑嚴(yán)□DPO;——BEGINNINGTOC\o"1-5"\h\z10l^-AstroRaids.Eioot..jAnorL^mou^'..!.IBattleship.er.?BattleShip.RUN.BlackJack.RUN.BuildKaJ.era.:CalcKources.dm.ICadcmlatcr.RUN,jChess.lo^.IGliess.run.ICom..Cm.-GompileKal.Gm."CRTTEST.RUN.DMT.boot.JEdsBuild.run.Iem.pre5,S'.run.IExecutive.Run.|Fly.run.Igalayiam.bciol.|Gaitoage.S.I好o9.run,IGoFont.AL.:Invaders,Run?-junk.jjunk.pTese.IKal-lscpl.IKal/jcm,|KalA.a^m.:KalM^mu.<■Kinetic4.RUN.Lo<udKal^Hi.MasterMind.RUN.；maze.run.?Mesa-.Typescript.:Missile.run.IMEPTUME.KVW.othelLo.run.IPinDaH-w缶英;rumIPOLYGeWS.RUy.-1.570年代，施樂公司開發(fā)的第一個GUI圖形用戶界面，開啟了計算機(jī)圖形界面的新紀(jì)元和巴*IjifintEditForrrtat:5+w*Reo>ste^a匸onpt^rcoMr-itn血紀(jì)元和巴*IjifintEditForrrtat:5+w*Reo>ste^a匸onpt^rcoMr-itn血nejs■曲rip*Pap#rCustoniir-Zf]iir1.6AppleLisaOfficeSystem1(1983)U口血LjioEBLntnohfiu2367麻FiteEditUeeiuSpecial妥綴総蠻綴緞綴緞綴邂運耀運総逐総鍛綴逶綴逶綴逶綴逶綴潑綴潑綴潑綴潑逶綴逶綴逶綴逶綴潑巒讒巒讒巒讒邂盞綴縊総童総筲縊綴獲詵詵翔緞運賽■三l~lSystemDiski5items232Kindisk167KavdiUble1Em蔦L臥匚LD(^yFontMoverFontso*1m■a耀I(xiàn)I摻1氮藝llllllllll葩讓||||謬||謬||謬||||摻|||需^^^^^^繼菱剖塹豐卽卯鑿纏鑼？鑼蔘:錢錢;錢菱藤殳藤殳藤殳藤鑽戀鑼豫藤錢麴豫1■1.7MacOSSystem1.0(1984)

MicrusoftExcelDfeLdKG?lleryQtiartF^FiriBlHscrwWindWtlef)14*IJ.LJSBEdit1.8Windows1.0x(1985)5&33?ZaLculator"4*IJ.LJSBEdit1.8Windows1.0x(1985)5&33?ZaLculator"1.9Microsoft-IBMOS/21.1(1988)丄1.10Windows3.1(1992)tlDM導(dǎo)STheMicros2：WPM翟Nct^akCcmci/eiRccrcirBmWelcometoWindowstlDM導(dǎo)STheMicros2：WPM翟Nct^akCcmci/eiRccrcirBmWelcometoWindows5$代也制衛(wèi)皿冃圖如I?%帥wwToeenmpiogf^mjjdu#笛cicklhebdlLa0?ndilhfintickUhwprogram"*koi&DidIM"know1.11Windows95(1995)1.12Windows98(1998)GW嗣山⑼tKA'怙亠XMataiiJJM1*匚5Own>lmiIninUMHir^>cL*qcCu-nfiennsh*9wtIOTrlih；1J*W**itW'￡jdual*leftIMlH'll科亡gklltlnfl>CbhnKI|IhIvinil丄?00?i焯ITwniiMuihmarv世OwthiiiHrFWni?:jMnni?U^Lki■-iy*lpm即T0R#■｛啣*蜩Hl*dVT4WVrrbli>mlibi-PtrHinIi忖￡0怡W*□留川代防市“■Ml：-Anniu-iiALHi■lib"?Ili?0UA#EHLi?■>9?*aniEOfflWMm-PMilWil*0^wniiiiIb-gjAjuaejfl!hwiia豪-j1.13MacOSX(releasedin2001)-p首需l?tv曲FWl5l￡MreSearchiMdHmrviqMuhc?wdco.gomri,"idflhotMIhAvrFI*tmstaffFfr^EaWK1.14WindowsXP(releasedin2001)1.15WindowsVista(releasedin2007)鮎R1PCPOP.COM1.18Windows7StartTIMOTHY!V4HN>丿QStartTIMOTHY!V4HN>丿Q1ATuesday127-UJFsijnjary28皿心貝產(chǎn)）Q冋3JKJbh4<r"1.19Windows85．人機(jī)交互的未來5.1Web2.0Web2.0是相對Webl.O的新的一類互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的統(tǒng)稱。Webl.O的主要特點在于用戶通過瀏覽器獲取信息。Web2.0則更注重用戶的交互作用，用戶既是網(wǎng)站內(nèi)容的瀏覽者，也是網(wǎng)站內(nèi)容的制造者。所謂網(wǎng)站內(nèi)容的制造者是說互聯(lián)網(wǎng)上的每一個用戶不再僅僅是互聯(lián)網(wǎng)的讀者，同時也成為互聯(lián)網(wǎng)的作者；不再僅僅是在互聯(lián)網(wǎng)上沖浪，同時也成為波浪制造者；在模式上由單純的“讀”向“寫”以及“共同建設(shè)”發(fā)展；由被動地接收互聯(lián)網(wǎng)信息向主動創(chuàng)造互聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)展，從而更加人性化！目前也已經(jīng)出現(xiàn)了新一代網(wǎng)頁語言，HTML5和CSS3。2012年12月17日，萬維網(wǎng)聯(lián)盟(W3C)正式宣布凝結(jié)了大量網(wǎng)絡(luò)工作者心血的HTML5規(guī)范已經(jīng)正式定稿。根據(jù)W3C的發(fā)言稿稱：“HTML5是開放的Web網(wǎng)絡(luò)平臺的奠基石?！盚TML5規(guī)范開發(fā)完成，將成為主流。據(jù)統(tǒng)計2013年全球?qū)⒂?0億手機(jī)瀏覽器支持HTML5，同時HTMLWeb開發(fā)者數(shù)量將達(dá)到200萬。毫無疑問，HTML5將成為未來5-10年內(nèi)，移動互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的主宰者。CSS即層疊樣式表(CascadingStylesheet)。CSS3是CSS技術(shù)的升級版本，將網(wǎng)頁分解為多個模塊，并加入許多新的模塊，這樣可以支持更多的網(wǎng)頁特效，帶來更好的網(wǎng)站用戶體驗。普適計算普適計算(Ubiquitouscomputing或pervasivecomputing),又稱普存計算、普及計算，是一個強(qiáng)調(diào)和環(huán)境融為一體的計算概念，而計算機(jī)本身則從人們的視線里消失。在普適計算的模式下，人們能夠在任何時間、任何地點、以任何方式進(jìn)行信息的獲取與處理。普適計算是一個涉及研究范圍很廣的課題，包括分布式計算、移動計算、人機(jī)交互、人工智能、嵌入式系統(tǒng)、感知網(wǎng)絡(luò)以及信息融合等多方面技術(shù)的融合?！鮉etvA/d?1k□MetvA/d?1k直上Ubiqutotscomp■口wilenablediversewirelessapolicaTiors.Includingmonitoringcfpetsaridhouseplants,operationofappllances,keepirctrackcfbookscirabicyclesrfndmuchiricr已1.20普適計算科學(xué)家認(rèn)為，普適計算是計算機(jī)歷史上的第三次浪潮。第一次浪潮就是大型機(jī)時代——許多人共享一臺大機(jī)器；第二次浪潮是個人電腦時代——一個人享用一臺計算機(jī)；第三次浪潮則是普適計算時代——一個人享用多臺計算機(jī)。在普適計算的環(huán)境中，人們能夠在任何時間、任何地點、以任何方式進(jìn)行信息的獲取與處理，所有的過程在計算設(shè)備的幫助下高度自動化地完成?？茖W(xué)家表示，普適計算的核心思想是小型、便宜、網(wǎng)絡(luò)化的處理設(shè)備廣泛分布在日常生活的各個場所，計算設(shè)備將不只依賴命令行、圖形界面進(jìn)行人機(jī)交互，而更依賴“自然”的交互方式，計算設(shè)備的尺寸將縮小到毫米甚至納米級。人機(jī)交互研究領(lǐng)域的開創(chuàng)者之一、微軟首席用戶體驗設(shè)計專家比爾?巴克斯頓指出：“最終，我不會同計算機(jī)交互，我將同計算機(jī)提供的服務(wù)交互。未來，各種技術(shù)將糅雜在一起，出現(xiàn)一個無縫的設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)，所有設(shè)備都能交互作用?！碧摂M現(xiàn)實(VirtualReality,VR)虛擬現(xiàn)實(VirtualReality,VR)就是借助于計算機(jī)技術(shù)及硬件設(shè)備，建立高度真實感的虛擬環(huán)境,使人們通過視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺等感官在其中看、聽、觸、聞起來像真實的,以產(chǎn)生身臨其境的感覺的一種技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)有別于其他計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的三個鮮明特征：真實感、沉浸感和交互性。其中,自然和諧的交互方式是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一個重要研究內(nèi)容,其目的是使人能以聲音、動作、表情等自然方式與虛擬世界中的對象進(jìn)行交互。目前,人們除了致力于研究開發(fā)友好的用戶界面,還發(fā)明了大量的三維交互設(shè)備,如立體眼鏡、WorkBench、頭盔式顯示器、洞穴式立體顯示器(CAVE)、墻式大屏幕立體顯示器、數(shù)據(jù)服裝、位置跟蹤器、眼動跟蹤器、觸覺和力反饋裝置、三維掃描設(shè)備、三維鼠標(biāo)、三維跟蹤球、三維游戲桿、數(shù)據(jù)手套等。虛擬現(xiàn)實中的交互是虛擬現(xiàn)實核心研究內(nèi)容之一,但人機(jī)交互并不是虛擬現(xiàn)實的全部,復(fù)雜場景的建模、繪制等技術(shù),也是虛擬現(xiàn)實非常重要的研究內(nèi)容。虛擬現(xiàn)實為人機(jī)交互的研究提供了很好的契機(jī)和媒介，但并不是唯一的媒介，手機(jī)、PDA、筆記本電腦等移動設(shè)備，也需要更方便、快捷、人性化的交互手段。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實被廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、娛樂與藝術(shù)文化、衛(wèi)星與航天工業(yè)、室內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域、地產(chǎn)開發(fā)領(lǐng)域、農(nóng)村開發(fā)管理、虛擬工業(yè)仿真領(lǐng)域、應(yīng)急處理