人機交互實驗報告及實驗結(jié)果

1、.中北大學軟件學院實 驗 報 告專 業(yè) 軟件工程 課程名稱 人機交互 學 號 姓 名 精品.輔導(dǎo)教師 何志英 成績 實驗日期2012/3/13實驗時間19:00-22:001實驗名稱 試驗一：最新人機交互技術(shù)2、實驗?zāi)康牧私庾钚氯藱C交互的研究內(nèi)容3、實驗內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)查詢最新人機交互相關(guān)知識。(1)在百度中找到“最新人機交互視頻”的相關(guān)網(wǎng)頁，查看視頻。(2)什么是kinect技術(shù) 。(3)人機交互技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。4、測試及結(jié)果(1)已在百度中查看“最新人機交互視頻”的相關(guān)網(wǎng)頁。(2) kinect是微軟在2010年6月14日對xbox360體感周邊外設(shè)正式發(fā)布的名字。(3)人機交互技術(shù)已成

2、為解決醫(yī)療、教育、科研、環(huán)保等各類重大社會問題不可或缺的重要工具精品.5、心得通過此實驗，我了解人機交互技術(shù)在社會各個行業(yè)的重大作用。輔導(dǎo)教師 何志英 成績 實驗日期2012/3/13實驗時間19:00-22:001、實驗名稱 實驗二：立體視覺2、實驗?zāi)康恼莆樟Ⅲw視覺的原理3、實驗要求通過網(wǎng)絡(luò)查詢立體視覺相關(guān)知識。(1)在虛擬環(huán)境是如何實現(xiàn)立體視覺？(2)3d和4d電影的工作原理。4、測試及結(jié)果(1) 實物虛化的視覺跟蹤技術(shù)使用從視頻攝像機到x-y平面陣列，周圍光或者跟蹤光在圖像投影平面不同時刻和不同位置上的投影，計算被跟蹤對象的位置和方向。 視點感應(yīng)必須與顯示技術(shù)相結(jié)合，采用多種定位方法（眼

3、罩定位、頭盔顯示、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刻的視線。例如將視點檢測和感應(yīng)技術(shù)集成到頭盔顯示系統(tǒng)中，飛行員僅靠“注視”就可在某些非常時期操縱虛擬開關(guān)或進行飛行控制精品.(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，順著影視內(nèi)容的變化，可實時感受到風暴、雷電、下雨、撞擊、噴灑水霧、拍腿等身邊所發(fā)生與立體影象對應(yīng)的事件,4d的座椅是具有噴水、噴氣、振動、掃腿等功能的，以氣動為動力的。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，營造一種

4、與影片內(nèi)容相一致的環(huán)境。5、心得 通過本次試驗，我明白了立體視覺以及3d、4d電影的工作原理。精品.輔導(dǎo)教師 何志英 成績 實驗日期2012/3/27實驗時間19:00-22:001、實驗名稱 實驗三：交互設(shè)備2、實驗?zāi)康恼莆粘Ｓ玫慕换ピO(shè)備的工作原理如鍵盤、鼠標、顯示器、掃描儀3、實驗內(nèi)容 通過網(wǎng)絡(luò)查詢?nèi)藱C交互設(shè)備相關(guān)知識。1、重點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、測試及結(jié)果(1) 在彩色lcd面板中，每一個像素都是由三個液晶單元格構(gòu)成，其中每一個單元格前面都分別有紅色，綠色，或藍色的過濾器。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。l

5、cd不存在聚焦問題，因為每個液晶單元都是單獨開關(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精品.。掃描儀是圖像信號輸入設(shè)備。它對原稿進行光學掃描，然后將光學圖像傳送到光電轉(zhuǎn)換器中變?yōu)槟M電信號，又將模擬電信號變換成為數(shù)字電信號，最后通過計算機接口送至計算機中。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反差，筆記本電腦等產(chǎn)品上的液晶

6、顯示器已為我們所熟知。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，從而繪制出黑白圖像。其特點是在反差、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 實驗日期2012/3

7、/27實驗時間19:00-22:001實驗名稱 實驗四：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的交互設(shè)備2、實驗?zāi)康恼莆仗摂M現(xiàn)實系統(tǒng)中人機交互設(shè)備的工作原理和方法3、實驗內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)查詢?nèi)藱C交互設(shè)備相關(guān)知識。重點查找虛擬現(xiàn)實中使用的交互設(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、空間跟蹤定位器、觸覺和力反饋器、頭盔式顯示器等。（實驗報告中寫出3種以上）4、測試及結(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

8、敏材料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)準確實時地傳遞給虛擬環(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行交互，大大增強了互動性和沉浸感。并為操作者提供了一種通用、直接的人機交互方式，特別適用于需要多自由度手模型對虛擬物體進行復(fù)雜操作的虛擬現(xiàn)實精品.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，并在與計算機制作的三維物體進

9、行互動的過程中真實感受到物體的振動。觸覺反饋能夠營造出更為逼真的使用環(huán)境，讓用戶真實感觸到物體的移動和反應(yīng)。此外，系統(tǒng)也可用于數(shù)據(jù)可視化領(lǐng)域，能夠探測與出地面密度、水含量、磁場強度、危害相似度、或光照強度相對應(yīng)的振動強度。(2) 三維鼠標：三維空間交互球是虛擬現(xiàn)實應(yīng)用中的另一重要的交互設(shè)備，用于六個自由度vr場景的模擬交互，可從不同的角度和方位對三維物體觀察、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。也可單獨用于cad/cam，(pro/e、ug)。精品.作為輸入設(shè)備，此種三維鼠標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)動和開發(fā)包

10、，因此在視景仿真開發(fā)中使用者可以很容易的通過程序，將按鍵和球體的運動賦予三維場景或物體，實現(xiàn)三維場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)過凸狀透鏡使影像因折射產(chǎn)生類似遠方效果。利用此效果將近處物體放大至遠處觀賞而達到所謂的全像視覺（hologram）。頭盔顯示器是虛擬現(xiàn)實應(yīng)用中的3dvr圖形顯示與觀察設(shè)備，可單獨與主機相連以接受來自主機的3dvr圖形信號。使用方式為頭戴式，輔以三個自由度的空間跟蹤定位器可進行vr輸出效果觀察，同時觀察者可做

11、空間上的自由移動，如；自由行走、旋轉(zhuǎn)等，沉浸感極強，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)實系統(tǒng)中，頭盔顯示器作為系統(tǒng)功能和設(shè)備的一種補充和輔助。5、心得精品. 通過此次實驗，我看到了很多高科技的虛擬現(xiàn)實設(shè)備，更加了解到了，數(shù)據(jù)手套、三維鼠標、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 實驗日期2012/4/10實驗時間19:00-22:001實驗名稱 實驗五：人機交互界面表示模型2、實驗?zāi)康恼莆杖藱C交互界面表示模型中的goms、lotos和uan的方法。3、實驗內(nèi)容1、簡述goms和 lot

12、os表示模型的方法。2、結(jié)合goms和 lotos對任務(wù)“中國象棋對弈”進行描述3、uan描述“文件拖入垃圾箱”4、測試及結(jié)果精品.(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)計用于建立用戶行為模型 。goms模型是一個縮寫術(shù)語，g代表goals（目標）、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）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)行的基本動作。 methods（方法）是描述如何完成目標的過程。 s

13、election rules（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)交互時使用的知識和認知過程的模型。 goms模型主要用于指導(dǎo)第一代（命令行）和第二代（wimp）人機交互界面的設(shè)計和評價。lotos的基本思想是用一套形式化和嚴格地表示法刻畫系統(tǒng)外部可見行為之間的時序關(guān)系，系統(tǒng)由一系列進程組成，進程同環(huán)境之間通過稱為“關(guān)口”的交互點進行交互，兩個以上的進程在執(zhí)行一個外部可見的行為時會發(fā)生交互，進行數(shù)據(jù)交換、信息傳遞、協(xié)調(diào)同步等操作。(2)goal:中國象棋:goal:運行 |：精品. * goal：走棋 action:自動記錄棋譜 ：

14、 goal：當前方走 : oprator:拾取棋子 oprator:放置棋子 goal:對弈方走 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) 精品.5、心得 通過此次實驗，我掌握人機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 實驗日期2012/4/10實驗時間19:00-22:001實驗名稱 實驗六：web界面設(shè)計2、實驗?zāi)康木?掌握web界面設(shè)計的原則，了解頁面內(nèi)容、風格、布局、色彩設(shè)計的方法3、實驗內(nèi)容1、找到三種類型的網(wǎng)站：

15、旅游景區(qū)、購物網(wǎng)站、政府部門網(wǎng)站，每種類型找三個以上網(wǎng)站，總結(jié)功能、布局、風格、色彩設(shè)計有什么相同和不同。4、測試及結(jié)果 通過上網(wǎng)查看諸多網(wǎng)站，發(fā)現(xiàn)不同網(wǎng)站有不同的風格，其風格表現(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：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：太過規(guī)矩呆板，色彩單調(diào)。風格、色彩方面：旅游網(wǎng)站、購物網(wǎng)站風格隨意，色彩鮮艷，外觀漂亮，引人注目；政府網(wǎng)站，風格大部分一樣，整體格調(diào)肅穆，嚴謹，色彩單調(diào)，給人一種嚴肅

16、認真的感覺。5、心得 通過本次實驗，我了解到不同的網(wǎng)站有不同的風格，無論從布局、風格、色彩方面都有不同的設(shè)計，符合各個網(wǎng)站的主題。精品.輔導(dǎo)教師 何志英 成績 實驗日期2012/4/24實驗時間19:00-22:001實驗名稱 實驗七：移動界面設(shè)計2、實驗?zāi)康恼莆找苿咏缑嬖O(shè)計的原則。精品.3、實驗內(nèi)容比較移動界面設(shè)計與web界面設(shè)計有什么相同和不同。4、測試及結(jié)果 移動界面設(shè)計主要用于移動終端設(shè)備包括手機、掌上電腦、筆記本電腦等。移動界面設(shè)計首先保持應(yīng)用界面的一致性，界面各種元素如菜單、標簽、文輸入等的風格樣式和操作方式在整個應(yīng)用中保持一致，這樣可以降低用戶操作的復(fù)雜度和出錯的概率也降低了工作

17、強度。其次，文字錄入工工作降到最低，主旨就是降低用戶出錯的概率以及方便用戶。最后，就是能預(yù)防用戶出錯，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)計一般有幾點原則。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頁面風格的同時，更加形象、直觀的被用戶接受。再次，減少瀏覽次數(shù)節(jié)省用戶時間，把最重要的信息第一時間傳遞給用戶。web網(wǎng)站設(shè)計也遵守3c原則，簡潔：web界面簡練準確；一致性：各個頁面要使用相同的格式，文字、圖片、頁邊距等等；對比度：對比度內(nèi)容可以讓用戶容易接受但不能濫用，否則就達不到所希望的強調(diào)效果。5、心得

18、通過本次實驗，讓我了解到移動界面和web界面的諸多異同點，以及兩種設(shè)計界面設(shè)計原則。精品.輔導(dǎo)教師 何志英 成績 實驗日期2012/4/24實驗時間19:00-22:001實驗名稱 實驗八：可用性分析與評估2、實驗?zāi)康恼莆湛捎眯苑治雠c評估的方法。精品.3、實驗內(nèi)容對某個網(wǎng)上銀行進行可用性分析與評估（銀行自定）。4、測試及結(jié)果 對建設(shè)網(wǎng)上銀行可用性分析：根據(jù)iso 9241-11建立可用性評價指標體系，從有效性、效率、用戶滿意度三個方面對此網(wǎng)銀可用性進行綜合評價根據(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 出錯頻率 26 40 61 求助頻率 8 4 15 任務(wù)完成時間（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 3.67 3.05從可用性評價的三個指標