面向個(gè)人體驗(yàn)的人機(jī)交互技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、人機(jī)交互技術(shù)（Human-Computer Interaction，簡(jiǎn)稱 HCI）指的是通過(guò)輸入、輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)之間交換信息的技術(shù)。人機(jī)交互技術(shù)的研究從計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)經(jīng)歷了多次變革，完成了以計(jì)算機(jī)為中心到以人為中心的自然人機(jī)交互的轉(zhuǎn)變，并將提升用戶的個(gè)人體驗(yàn)作為新一代人機(jī)交互設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)。面向個(gè)人體驗(yàn)的人機(jī)交互設(shè)計(jì)是新一代人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展方向。
　　論文總結(jié)了面向個(gè)人體驗(yàn)的人機(jī)交互技術(shù)以用戶為中心、直接三維交互、滿足用

2、戶交互意圖、保護(hù)用戶耐性的基本特性。以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的人機(jī)交互為核心，提出一種面向個(gè)人體驗(yàn)的三維交互范式（CCOT），以攝像機(jī)視角（Camera）、角色控制（Controller）、交互目標(biāo)對(duì)象（Objects）、交互載體工具（Tools）四項(xiàng)基本條件描述三維環(huán)境中自然的人機(jī)交互過(guò)程。論文研究的面向個(gè)人體驗(yàn)的人機(jī)交互技術(shù)主要包括以下方面：立體顯示技術(shù)、手勢(shì)交互技術(shù)、肢體交互技術(shù)。
　　立體顯示技術(shù)方面，針對(duì)透鏡式裸眼3D立體顯示技術(shù)

3、存在評(píng)估困難、用戶易眩暈的問(wèn)題，提出一種基于斷層圖像重影寬度的裸眼3D圖像評(píng)估方法——斷層寬度測(cè)量法。通過(guò)單目攝像頭模擬人眼在3D可視區(qū)域拍攝裸眼圖像，以重影最嚴(yán)重的斷層處圖像寬度與清晰的甜點(diǎn)處圖像寬度相對(duì)比值作為裸眼圖像質(zhì)量的定量評(píng)估。根據(jù)該方法測(cè)定了人眼接收斷層圖像的極限參數(shù)，并用于對(duì)立體圖像合成過(guò)程的不同視點(diǎn)排列順序進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)估，為提升裸眼3D顯示的個(gè)人體驗(yàn)提供了合理的建議方案。
　　手勢(shì)交互技術(shù)方面，針對(duì)數(shù)據(jù)手套空間定位困

4、難的問(wèn)題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于視覺(jué)信息融合的數(shù)據(jù)手套原型設(shè)備——Visual Glove，具備旋轉(zhuǎn)姿態(tài)解算與映射、彎曲度檢測(cè)與識(shí)別、三維空間定位的功能。采用分級(jí)的快速模板匹配方法實(shí)現(xiàn)彎曲度采集值到虛擬手關(guān)節(jié)位置的快速映射。針對(duì)霍夫變換識(shí)別圓的算法在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)時(shí)性不足、準(zhǔn)確度不高的缺點(diǎn)，通過(guò)引入特征校驗(yàn)的霍夫變換識(shí)別手套上的發(fā)光球位置，提升了小球識(shí)別與定位的速度和準(zhǔn)確性。
　　肢體交互技術(shù)方面，設(shè)計(jì)了姿勢(shì)序列狀態(tài)鏈的肢體動(dòng)作識(shí)別

5、方法，通過(guò)定義離散的姿勢(shì)并以一定的時(shí)序關(guān)系組織，在動(dòng)作發(fā)生過(guò)程同步識(shí)別動(dòng)作姿勢(shì)，取得良好的交互實(shí)時(shí)性。在定義姿勢(shì)時(shí)只需考慮主要的動(dòng)作關(guān)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)特征，具有良好的靈活性和自由性，有助于提升動(dòng)作識(shí)別過(guò)程的個(gè)人體驗(yàn)。
　　綜合所研究的自然人機(jī)交互與顯示多種技術(shù)，分析了各自的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。應(yīng)用面向個(gè)人體驗(yàn)的裸眼3D設(shè)計(jì)方法和姿勢(shì)序列的動(dòng)作識(shí)別方法構(gòu)建了裸眼3D互動(dòng)體驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)立體視覺(jué)展示和體感交互的結(jié)合提升了系統(tǒng)的吸引力及趣味性，具有良