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第3章 交互设备

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人机交互课件第3章 交互设备3

人机交互课件第3章 交互设备3

3.3.1 三维空间定位设备
Logitech 公司的 Magellan 3D Controller，它可提 供x,y,z,a,b,c 六个自 由度，并附有九个 按钮。

Magellan 的外观设计充分考虑了功效学的原 则，用户长时间操作不容易感到疲劳，用户只 要轻轻搓动其上的盖帽便可在屏幕上平移和旋 转三维物体，松手后盖帽会自动恢复到初始位 置。
空间跟踪定位器的主要的性能指标：
定位精度：指传感器所测出的位置与实际位置的差异 位置修改速率：指传感器在一秒钟内所能完成的测量 次数 延时：指被检测物体的某个动作与传感器测出该动作 时间的间隔
需要解决的关键问题
如何减少颤抖、漂移、噪音 在虚拟现实技术中广泛使用的传感器类型： 低频磁场式：在虚拟现实环境中，这种传感器常被用 来安装在数据手套和头盔显示器上。 超声式：
三维交互设备最基本的特点是具有六个自 由度。常见的三维输入设备主要有以下几 种：
1.空间跟踪定位器 2. 数据手套（Data Glove） 3.三维鼠标 4.触觉和力反馈器
3.3.1 三维空间定位设备
1.空间跟踪定位器
空间跟踪定位器或称三维空间传感器（如图3-18）是 一种能实时地检测物体空间运动的装置，可以得到物 体在六个自由度上相对于某个固定物体的位移，包括： X 、 Y 、 Z 坐标上的位置值，以及围绕 X 、 Y 、 Z 轴的 旋转值（转动，俯仰、摇摆）。 这种三维空间传感器对被检测的物体必须是无干扰的， 也就是说，不论这种传感器是基于何种原理或使用何 种技术，它都不应当影响被测物体的运动，因而称为 “非接触式传感器”。
头盔分单通道和双通道两种:
单通道的头盔显示器上装有一个液晶显示器并显示同 一幅图像； 双通道的头盔显示器上装有两个液晶显示器，左边的 液晶屏显示来自主控计算机生成的左眼图像，右边的 液晶显示屏显示来自主控计算机生成的右眼图像，每 一幅的图像的显示刷新速度都在60Hz以上，两幅图像 在两个液晶屏之间快速切换显示，根据立体成像原理， 观察者就可以看到立体图像

第3章交互设计的基本方法

第3章交互设计的基本方法

设计文字故事板6个环节
• • • • • • 1 2 3 4 5 6 确定角色； 确定角色必须完成的动作； 确定一个故事的出发点； 明确角色们的关注点； 确定将创造故事的数量； 书写故事。
故事1
• 用户1想用办公室座机给他的同事打电话。
故事2
• 用户2进入到了一个全新的Wi-Fi环境。
故事3
至少50%的用户可以 通过自助办理手续登 机
3.3 进行目标用户调研—— 情境访谈
准则
阶段
优势与限制
情境访谈
• 情境访谈是一种以用户为中心的设计并与 人类学相关的研究模式，属于品质性研究 和情境设计方法论的范畴。 • 研究对象用自己的语言传达他们对生活、 体验以及环境的感受。
情境访谈的三个潜在特征
3.5.2 头脑风暴
• 基本步骤: 1、问题发散； 2、对想法进行评估和分组； 3、集中选择一个方案。
3.5.3 草图
• 创意绘图：简单线条、基本形状或组合灰 白色明暗和阴影。示意为主，减少细节。
3.5.3 草图
• 概念绘图：精细绘图。需要提供尺寸、形 状和可能选用的材料等信息。
3.5.3 草图
• 细节绘图：展示各个组成部分的连接、结 构变化、材料、尺寸规格和活动部件。
3.5.4 文字故事板
• 故事可以贯穿整个设计过程，旨在从产品 创意以交互的角度进一步发展概念。
• 故事也可以用于说明想法和概念，并用于 产品的概念评估和可用性评估。 • 设计故事板过程中要注重描述人物角色、 情景和交互模式。
3.3.2 阶段
• 1. 介绍 • 2. 实地采访 • 3. 总结
3.3.3 优势与限制
优势：
• 研究人员可以从被访者的工作过程中得到 启示。 • 情境访谈所提供的信息是高度可信的。 • 情境访谈所提供的信息是非常详尽的。 • 情境访谈是一种使用灵活的方法。

人机交互各章知识点

人机交互各章知识点
答：人机交互的研究内容有人机交互界面表示模型与设计方法、可行性分析与评估、多通道交互技术、认知与智能用户界面、群件、Web设计、移动界面设计。3.人机交互经历的三个阶段
答：命令行界面交互阶段、图形用户界面交互阶段、自然和谐的人机交互阶段4.发展趋势
答：集成化、网络化、智能化、标准化5.狭义的讲人机交互技术
37、界面描述语言一般分为两类：命令式语言；陈述式语言。
38、窗口系统的三种结构？在各个应用程序内部实现和管理多任务；在操作系统核心集中处理多任务管理；多任务的管理可由独立的管理程序进行管理。39、UIMS：用户界面管理系统。
40、对话独立性的概念：是人机交互研究领域的主要问题，主要是强调业务（应用程序的定义）与提供给用户的界面的分离。
WEB界面基本设计技术
HTML、JavaScript、JavaApplet、服务器端脚本语言、AJAX技术
第9章
1.可用性的定义及5个“E”。
答：可用性是指特定的用户在特定环境下使用产品并达到特定的目标的效力、效率和满意的程度。5个“E”是指有效性(Effective)、效率(Efficient)、吸引力(Engaging)、容错能力(Error Tolerant)、易于学习(Easy to Learn)
29、美国IBM公司采用OVID方法，OVID模型有：设计者模型；编程者模型；用户感念模型。
30、OVID方法的关键是确定交互中涉及的对象，并把这些对象组织到交互视图中。31、行为模型的概念：主要从用户和任务的角度考虑如何描述人机交互界面32、结构模型的概念：主要从系统的角度来表示人机交互界面。
33、行为模型包括：GOMS:目标操作方法和选择行为模型是在交互系统中来分析用户复杂性的建模技术，主要被软件设计者用于建立用户行为模型。LOTOS：时序关系说明语言是一种作为国际标准的形式描述语言，它的特点是适于描述解决并发、交互、反馈和不确定性等问题的一系列系统的设计。UAN：用户行为标准是一种简单的符号语言，着眼于用户和界面两个交互实体的描述，主要描述用户的行为序列以及在执行任务时所用的界面。

人机交互基础教程知识点总结与归纳

人机交互基础教程知识点总结与归纳

⼈机交互基础教程知识点总结与归纳⼈机交互各章知识点第1章1.⼈机交互的概念，所涉及的学科及关系。

答：⼈机交互（Human-Computer Interaction，HCI）是关于设计、评价和实现供⼈们使⽤的交互式计算机系统，并围绕相关的主要现象进⾏研究的科学。

⼈机交互技术与认知⼼理学、⼈机⼯程学、多媒体技术和虚拟实现技术密切相关。

其中，认知⼼理学与⼈机⼯程学是⼈机交互技术的理论基础，⽽多媒体技术、虚拟实现技术与⼈机交互技术是相互交叉和渗透的。

2.⼈机交互研究的内容。

答：⼈机交互的研究内容有⼈机交互界⾯表⽰模型与设计⽅法、可⾏性分析与评估、多通道交互技术、认知与智能⽤户界⾯、群件、Web设计、移动界⾯设计。

3.⼈机交互经历的三个阶段答：命令⾏界⾯交互阶段、图形⽤户界⾯交互阶段、⾃然和谐的⼈机交互阶段4.发展趋势答：集成化、⽹络化、智能化、标准化5.狭义的讲⼈机交互技术答：⼈机交互技术主要是研究⼈与计算机之间的信息交换，主要包括⼈到计算机和计算机到⼈的信息交换两部分。

第2章1.⼈的主要的感知⽅式答：视觉、听觉、触觉2.⼈的常见认知过程答：1、感知和识别2、注意3、记忆4、问题解决5、语⾔处理交互原则：许多认知过程是相互依赖的，⼀个活动可同时涉及多个不同的过程，只涉及⼀个过程的情况⾮常罕见。

3.⼈机系统设计步骤答：（1）需求分析阶段（2）调查研究阶段（3）系统分析规划阶段（4）系统设计阶段（5）测试阶段（6）⼈机系统的⽣产制造及提交使⽤阶段4.⼈机⼯程学的定义答：⼈机⼯程学是研究“⼈-机-环境”系统中⼈、机、环境三⼤要素之间的关系，为解决系统中的⼈的效能、健康问题提供理论与⽅法的科学。

第3章1.交互设备的的分类输⼊设备{⽂本输⼊设备：键盘、⼿写输⼊设备（⼿写板）图形输⼊设备：⼆维扫描仪、数码摄像头三维信息输⼊设备：三维扫描仪、动作捕捉设备指点输⼊设备：⿏标、光笔、控制杆板、触摸屏输出设备显⽰器、打印机、语⾳交互设备（⽿麦、声⾳合成设备）虚拟现实交互设备：三维空间定位设备（空间跟踪定位器、数据⼿套、触觉和⼒反馈器），三维显⽰设备（⽴体视觉、头盔式显⽰器、VAVE（洞⽳是现实环境）、裸眼⽴体显⽰器、真三维显⽰）第5章1.⼈机界⾯的分类⽅式：根据⽤户界⾯的具体形式、根据根据⽤户界⾯中信息载体的类型、根据计算机输出信息的形式图形⽤户界⾯有哪⼏种：命令⾏界⾯、图形界⾯和多通道⽤户界⾯2.图形⽤户界⾯的三个重要思想答：1.桌⾯隐喻2.所见即所得 3.直接操纵3.设计⽤户界⾯的⼀般性原则答：(1)界⾯要具有⼀致性(2)常⽤操作要有快捷⽅式(3)提供必要的错误处理功能(4)提供信息反馈(5)允许操作可逆(6)设计良好的联机帮助(7)合理划分并⾼效地使⽤显⽰屏幕4.多通道⽤户界⾯的基本特点答：1.使⽤多个感觉和效应通道 2.允许⾮精确的交互3.三维和直观操纵 4.交互的双向性5.交互的隐含性第6章1.GOMS、LOTOS、UAN的定义与作⽤。

虚拟现实技术在教育领域的应用方案

虚拟现实技术在教育领域的应用方案

虚拟现实技术在教育领域的应用方案第1章虚拟现实技术概述 (4)1.1 虚拟现实技术发展历程 (4)1.2 虚拟现实技术原理与关键技术 (4)1.3 虚拟现实技术在教育领域的应用前景 (4)第2章虚拟现实硬件设备选型与应用 (4)2.1 虚拟现实头盔设备 (4)2.2 虚拟现实交互设备 (4)2.3 虚拟现实追踪定位技术 (4)2.4 虚拟现实硬件在教育领域的应用案例 (4)第3章虚拟现实软件系统开发 (4)3.1 虚拟现实软件开发平台选择 (4)3.2 虚拟现实教学内容设计 (4)3.3 虚拟现实教学场景构建 (5)3.4 虚拟现实教学互动设计 (5)第4章虚拟现实技术在学科教学中的应用 (5)4.1 虚拟现实技术在数学教学中的应用 (5)4.2 虚拟现实技术在物理教学中的应用 (5)4.3 虚拟现实技术在化学教学中的应用 (5)4.4 虚拟现实技术在生物教学中的应用 (5)第5章虚拟现实技术在职业技能培训中的应用 (5)5.1 虚拟现实技术在工程技术领域的应用 (5)5.2 虚拟现实技术在医疗卫生领域的应用 (5)5.3 虚拟现实技术在航空航天领域的应用 (5)5.4 虚拟现实技术在教育培训行业的应用案例 (5)第6章虚拟现实技术在语言学习中的应用 (5)6.1 虚拟现实技术在英语教学中的应用 (5)6.2 虚拟现实技术在第二外语教学中的应用 (5)6.3 虚拟现实技术在语言环境模拟中的应用 (5)6.4 虚拟现实技术在语言实践教学中的应用 (5)第7章虚拟现实技术在特殊教育领域的应用 (5)7.1 虚拟现实技术在残障教育中的应用 (5)7.2 虚拟现实技术在心理辅导中的应用 (5)7.3 虚拟现实技术在特殊教育个性化教学中的应用 (5)7.4 虚拟现实技术在特殊教育领域的发展前景 (5)第8章虚拟现实技术在远程教育中的应用 (5)8.1 虚拟现实技术在远程课堂教学中的应用 (5)8.2 虚拟现实技术在远程实验室建设中的应用 (5)8.3 虚拟现实技术在远程教育资源共享中的应用 (5)8.4 虚拟现实技术在远程教育互动性提升中的应用 (5)第9章虚拟现实技术在教育游戏中的应用 (5)9.1 虚拟现实技术与教育游戏的结合 (5)9.2 虚拟现实教育游戏的设计与开发 (6)9.3 虚拟现实教育游戏在课堂教学中的应用 (6)9.4 虚拟现实教育游戏的发展趋势 (6)第10章虚拟现实技术在校园文化建设中的应用 (6)10.1 虚拟现实技术在校园景观展示中的应用 (6)10.2 虚拟现实技术在校园历史传承中的应用 (6)10.3 虚拟现实技术在校园文化活动中的应用 (6)10.4 虚拟现实技术在校园安全教育与演练中的应用 (6)第11章虚拟现实技术在教育管理与评估中的应用 (6)11.1 虚拟现实技术在教育管理决策支持中的应用 (6)11.2 虚拟现实技术在教学评估与监督中的应用 (6)11.3 虚拟现实技术在教育质量监测中的应用 (6)11.4 虚拟现实技术在教育数据分析与挖掘中的应用 (6)第12章虚拟现实技术在教育领域的发展趋势与挑战 (6)12.1 虚拟现实技术在教育领域的发展趋势 (6)12.2 虚拟现实技术在教育领域面临的挑战 (6)12.3 虚拟现实技术在教育领域的创新机遇 (6)12.4 虚拟现实技术在教育领域的未来展望 (6)第1章虚拟现实技术概述 (6)1.1 虚拟现实技术发展历程 (6)1.2 虚拟现实技术原理与关键技术 (6)1.3 虚拟现实技术在教育领域的应用前景 (7)第2章虚拟现实硬件设备选型与应用 (8)2.1 虚拟现实头盔设备 (8)2.2 虚拟现实交互设备 (8)2.3 虚拟现实追踪定位技术 (8)2.4 虚拟现实硬件在教育领域的应用案例 (9)第3章虚拟现实软件系统开发 (9)3.1 虚拟现实软件开发平台选择 (9)3.1.1 主流虚拟现实软件开发平台 (9)3.1.2 平台选择依据 (10)3.2 虚拟现实教学内容设计 (10)3.2.1 教学目标 (10)3.2.2 教学内容结构 (10)3.2.3 教学方法 (10)3.2.4 教学资源 (10)3.3 虚拟现实教学场景构建 (10)3.3.1 场景设计 (10)3.3.2 模型制作 (11)3.3.3 材质贴图 (11)3.3.4 环境光照 (11)3.4 虚拟现实教学互动设计 (11)3.4.1 交互方式 (11)3.4.2 互动反馈 (11)3.4.3 互动评价 (11)3.4.4 互动优化 (11)第4章虚拟现实技术在学科教学中的应用 (11)4.1 虚拟现实技术在数学教学中的应用 (11)4.2 虚拟现实技术在物理教学中的应用 (11)4.3 虚拟现实技术在化学教学中的应用 (12)4.4 虚拟现实技术在生物教学中的应用 (12)第5章虚拟现实技术在职业技能培训中的应用 (12)5.1 虚拟现实技术在工程技术领域的应用 (12)5.2 虚拟现实技术在医疗卫生领域的应用 (12)5.3 虚拟现实技术在航空航天领域的应用 (13)5.4 虚拟现实技术在教育培训行业的应用案例 (13)第6章虚拟现实技术在语言学习中的应用 (13)6.1 虚拟现实技术在英语教学中的应用 (13)6.1.1 虚拟现实口语训练 (14)6.1.2 虚拟现实听力训练 (14)6.1.3 虚拟现实阅读与写作 (14)6.2 虚拟现实技术在第二外语教学中的应用 (14)6.2.1 虚拟现实日语课堂 (14)6.2.2 虚拟现实法语课堂 (14)6.2.3 虚拟现实西班牙语课堂 (14)6.3 虚拟现实技术在语言环境模拟中的应用 (14)6.3.1 跨文化交际训练 (14)6.3.2 虚拟现实旅游 (15)6.3.3 虚拟现实商务场景模拟 (15)6.4 虚拟现实技术在语言实践教学中的应用 (15)6.4.1 虚拟现实语言实验室 (15)6.4.2 虚拟现实远程教学 (15)6.4.3 虚拟现实语言竞赛 (15)第7章虚拟现实技术在特殊教育领域的应用 (15)7.1 虚拟现实技术在残障教育中的应用 (15)7.2 虚拟现实技术在心理辅导中的应用 (16)7.3 虚拟现实技术在特殊教育个性化教学中的应用 (16)7.4 虚拟现实技术在特殊教育领域的发展前景 (16)第8章虚拟现实技术在远程教育中的应用 (17)8.1 虚拟现实技术在远程课堂教学中的应用 (17)8.1.1 虚拟现实技术在远程课堂教学中的优势 (17)8.1.2 虚拟现实技术在远程课堂教学中的应用实例 (17)8.2 虚拟现实技术在远程实验室建设中的应用 (17)8.2.1 虚拟现实技术在远程实验室建设中的优势 (17)8.2.2 虚拟现实技术在远程实验室建设中的应用实例 (17)8.3 虚拟现实技术在远程教育资源共享中的应用 (18)8.3.1 虚拟现实技术在远程教育资源共享中的优势 (18)8.3.2 虚拟现实技术在远程教育资源共享中的应用实例 (18)8.4 虚拟现实技术在远程教育互动性提升中的应用 (18)8.4.1 虚拟现实技术在远程教育互动性提升中的优势 (18)8.4.2 虚拟现实技术在远程教育互动性提升中的应用实例 (18)第9章虚拟现实技术在教育游戏中的应用 (18)9.1 虚拟现实技术与教育游戏的结合 (18)9.2 虚拟现实教育游戏的设计与开发 (19)9.3 虚拟现实教育游戏在课堂教学中的应用 (19)9.4 虚拟现实教育游戏的发展趋势 (19)第10章虚拟现实技术在校园文化建设中的应用 (20)10.1 虚拟现实技术在校园景观展示中的应用 (20)10.2 虚拟现实技术在校园历史传承中的应用 (20)10.3 虚拟现实技术在校园文化活动中的应用 (20)10.4 虚拟现实技术在校园安全教育与演练中的应用 (20)第11章虚拟现实技术在教育管理与评估中的应用 (20)11.1 虚拟现实技术在教育管理决策支持中的应用 (21)11.2 虚拟现实技术在教学评估与监督中的应用 (21)11.3 虚拟现实技术在教育质量监测中的应用 (21)11.4 虚拟现实技术在教育数据分析与挖掘中的应用 (21)第12章虚拟现实技术在教育领域的发展趋势与挑战 (22)12.1 虚拟现实技术在教育领域的发展趋势 (22)12.2 虚拟现实技术在教育领域面临的挑战 (22)12.3 虚拟现实技术在教育领域的创新机遇 (23)12.4 虚拟现实技术在教育领域的未来展望 (23)第1章虚拟现实技术概述1.1 虚拟现实技术发展历程1.2 虚拟现实技术原理与关键技术1.3 虚拟现实技术在教育领域的应用前景第2章虚拟现实硬件设备选型与应用2.1 虚拟现实头盔设备2.2 虚拟现实交互设备2.3 虚拟现实追踪定位技术2.4 虚拟现实硬件在教育领域的应用案例第3章虚拟现实软件系统开发3.1 虚拟现实软件开发平台选择3.2 虚拟现实教学内容设计3.3 虚拟现实教学场景构建3.4 虚拟现实教学互动设计第4章虚拟现实技术在学科教学中的应用4.1 虚拟现实技术在数学教学中的应用4.2 虚拟现实技术在物理教学中的应用4.3 虚拟现实技术在化学教学中的应用4.4 虚拟现实技术在生物教学中的应用第5章虚拟现实技术在职业技能培训中的应用5.1 虚拟现实技术在工程技术领域的应用5.2 虚拟现实技术在医疗卫生领域的应用5.3 虚拟现实技术在航空航天领域的应用5.4 虚拟现实技术在教育培训行业的应用案例第6章虚拟现实技术在语言学习中的应用6.1 虚拟现实技术在英语教学中的应用6.2 虚拟现实技术在第二外语教学中的应用6.3 虚拟现实技术在语言环境模拟中的应用6.4 虚拟现实技术在语言实践教学中的应用第7章虚拟现实技术在特殊教育领域的应用7.1 虚拟现实技术在残障教育中的应用7.2 虚拟现实技术在心理辅导中的应用7.3 虚拟现实技术在特殊教育个性化教学中的应用7.4 虚拟现实技术在特殊教育领域的发展前景第8章虚拟现实技术在远程教育中的应用8.1 虚拟现实技术在远程课堂教学中的应用8.2 虚拟现实技术在远程实验室建设中的应用8.3 虚拟现实技术在远程教育资源共享中的应用8.4 虚拟现实技术在远程教育互动性提升中的应用第9章虚拟现实技术在教育游戏中的应用9.1 虚拟现实技术与教育游戏的结合9.2 虚拟现实教育游戏的设计与开发9.3 虚拟现实教育游戏在课堂教学中的应用9.4 虚拟现实教育游戏的发展趋势第10章虚拟现实技术在校园文化建设中的应用10.1 虚拟现实技术在校园景观展示中的应用10.2 虚拟现实技术在校园历史传承中的应用10.3 虚拟现实技术在校园文化活动中的应用10.4 虚拟现实技术在校园安全教育与演练中的应用第11章虚拟现实技术在教育管理与评估中的应用11.1 虚拟现实技术在教育管理决策支持中的应用11.2 虚拟现实技术在教学评估与监督中的应用11.3 虚拟现实技术在教育质量监测中的应用11.4 虚拟现实技术在教育数据分析与挖掘中的应用第12章虚拟现实技术在教育领域的发展趋势与挑战12.1 虚拟现实技术在教育领域的发展趋势12.2 虚拟现实技术在教育领域面临的挑战12.3 虚拟现实技术在教育领域的创新机遇12.4 虚拟现实技术在教育领域的未来展望第1章虚拟现实技术概述1.1 虚拟现实技术发展历程虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术起源于20世纪60年代，美国工程师伊万·苏瑟兰创建了第一个虚拟现实系统——苏瑟兰虚拟现实系统。

计算机图形学第3章

计算机图形学第3章

H os pital
F ire s tat ion
3.恰当地使用各种表示方法进行选择性信息显示。 如 加框 ，加亮，闪烁，动画，变色等
3.1.3 反馈
反馈：就是动态地显示系统运行中所发生的一些变化，
以便更有效地进行交互作用。


反馈是计算机与用户对话的一个基本成分，用来帮助 用户对系统进行操作。
3.1.8 视觉效果设计 视觉效果设计涉及用户接口的各个方面，如屏幕的 布局、色彩的使用、信息的安排等等，这里强调的 是色彩的使用。 选择色彩对比时以色调对比为主。
就色调而言，最容易引起视觉疲劳的是兰色和紫色， 其次是红色和橙色；而黄色、绿色、蓝绿色和淡青 色等色调不容易引起视觉疲劳。 为减轻视觉疲劳，应在视野范围内保持均匀的色彩 的明亮度。
程序工作 数据采样 数据缓冲区 输入设备工作 数据生成
3. 事件模式（event mode） 程序和被置成事件方式的设备分别同时独立工作。 每次用户在输入设备上完成一个输入操作以及形成的数据叫做 一个事件； 一般一个事件发生时，往往来不及进行处理，于是，就要把事 件按先后次序排成队列，即把输入的信息及该设备的编号等便 被存放到事件队列中等待程序的处理。不同的应用程序可到队 列中来查询和提取与之有关的事件。
定位设备分为三类： 直接设备和间接设备 （ToutchScreen）
• 绝对坐标设备和相对坐标设备 （Digitizer）
连续设备和离散设备 （KeyBoard）
手柄 操纵杆
定位方法：
定位是确定平面一点(x, y)或空间一点(x, y, z)的坐标。 直接定位 直接定位是用定位设备直接指定某个点的位置,如键盘输入。直 接定位方法可以准确地给点定位. 间接定位 间接定位指通过定位设备的运动控制屏幕上的光标进行定位。如 在移动鼠标时，根据鼠标移动的相对距离去控制屏幕上光标的移 动。

第3章：决策支持系统的体系结构

第3章：决策支持系统的体系结构

技术层次
专用DSS
DSS 生成器
DSS工具
净现值计算程序、 用来构造专用 DSS和DSS生成器的 彩色图像工具、 基础技术与基本硬件 线性规划软件包、 和软件单元 数据库查询软件、 风险分析功能等。
3种技术层次间的相互关系
专用DSS
DSS生成器
DSS工具
DSS开发策略方法选择
低，需要较长时间 很高 学习
很强，可进行复杂 低，只能进行常规 较低，可进行多参 处理 处理 数的常规处理 很高 用户的能力 低 系统的设计功能 较高 系统的设计功能
用户接口模式的权衡比较


不同的接口方式在易用性、易学习性方面都有所不同 采取哪一种类型要根据开发费用与可用性的比较来确定 在具体设计时，宜采用几种方式的组合
此外，DSS 维护人员也需要方便的工作环境

可以说： 用户接口组件是 DSS 的一个窗口
它的好坏标志着 DSS 的实用水平
人机交互的三元素
交互设备
用户通过交互 设备向系统输入命 令、数据； 交互设备又向 用户输出处理结果 或提示信息。
不同用户有各 自不同的操作 特点
人的因素
交互软件
负责向用户 提供各种交互功 能，满足系统预 定的要求。
最好遵从下列原则：
用户界面要尽可能使人与计算机之间能准确交流信息 界面必须使用户随时掌握任务的进展状况 宁可让程序多干，不可让用户多干
本章内容回顾

决策支持系统结构及技术构成 DSS的两类基本体系结构 决策支持系统体系结构的规划 DSS部件的逻辑结构形式 DSS用户接口组件的构成与功能


事务数据 内部数据 外部数据 个人数据
DSS的两库框架结构---模型库系统

带你玩转VR虚拟现实智慧树知到答案章节测试2023年

带你玩转VR虚拟现实智慧树知到答案章节测试2023年

世界的虚拟未来即将改变1.以下选项不属于虚拟现实具备的特征的是：（）A:沉浸感B:交互性C:虚实结合D:想象性答案:C2.VR视频就是360°视频A:错B:对答案:A3.虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的A:错B:对答案:B4.根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同,以下属于虚拟现实系统类型的是：A:增强式B:桌面式C:可穿戴式D:分布式答案:ABCD5.在虚拟现实系统的输入设部分,基于自然交互设备以下不包括A:头显B:数据手套C:力反馈设备D:手柄答案:A全景视频拍摄1.条件允许的话，要尽可能做到摄像机、存储卡、电池等各种设备有备份。

A:错B:对答案:B2.天时、地利、人和，才能创作出一个优秀的影片。

A:对B:错答案:A3.全景摄像机能拍摄上下及左右360度的周围环境，移动拍摄时最好使用遥控车。

A:错B:对答案:B4.使用无人机航拍时，飞手一定要经过专业的训练。

A:错B:对答案:B5.外出拍摄，务必保证人员及设备的安全。

A:对B:错答案:A数据孪生下的虚拟工厂与教学应用1.以下选项不属于VR工业的优点的是的是A:所需场地大B:缩短培训周期C:便于携带D:降低成本答案:A2.搭建VR装配线或工厂时所需要建模型的软件以下不包含A:Sketch UpB:3DSMAXC:MAYAD:Photo Shop答案:D3.下列属于虚拟现实在工业方面应用的是A:工厂漫游B:安全培训C:数据孪生D:业务培训答案:ABCD4.可以通过在虚拟工厂内改变设备数据从而控制现实工厂设备的运行A:对B:错答案:A5.以下哪项不属于在虚拟现实工业系统中所应用的技术？A:力反馈技术B:立体现实技术C:自然交互与传感技术D:环境建模技术答案:AVR全景视频赏析1.荣获2018年中国VR/AR创作大赛第一名的作品是：A:《help！》B:《本色中国》C:《红色记忆》D:《拾梦老人》答案:B2.中国首部VR党建系列纪律片是：A:《拾梦老人》B:《help！》C:《红色记忆》D:《本色中国》答案:C3.VR全景视频是A:超高清4K及以上视频B:用全景摄像机进行360度拍摄的视频C:用计算机制作生产的VR CG动画D:用手机拍摄的视频答案:BC4.全景视频可用于：A:旅游展览B:饭店烹饪C:城市介绍D:教育培训答案:ACD5.尽管目前观看的VR视频会给人带来一定的眩晕感，但是随着近眼显示、注视点渲染、网络传输等技术的提升，未来的VR全景视频一定会成为主流视频的一种。

第4章人机交互接口技术

第4章人机交互接口技术

3. 1．3 矩阵键盘接口技术
④ 为保证键每闭合一次，CPU只作一次处理， 程序中需等闭合键释放后才对其进行处理。 完成上述任务的程控扫描程序流程图， 如图3-6所示。
微机控制技术
图3—6 程控扫描法程序流程图 微机控制技术
• ORG
0200H
• KEYPRO：ACALL DISUP
•
ACALL KEXAM
图3.4 操作功能键硬件接线
微机控制技术
3．1．2 少量功能键接口技术
分析: ·按键 SB7～SB0 各具一种功能。 ·全开时，对应的各条列线全部为高电平， 使 74LS30 输出 0，反向后为 1，不产生中断。 ·其中某键被按下， IN端T0 变作高电平，申请中断。 ·CPU 响应后， 用查询的方法找出被按下的功能键。 再通过软件查找出功能键服务程序的入口地址。 ·查询的过程决定了键功能的优先权。
•
CPL
A
•
ANL A,0FFH
•
RET
；计算键值 ；存键值 ；转查找功能键入口地址子程序
；延时10ms子程序
；指向C口 ；输出使所有行均为低电平 ；指向A口 ；读入列值数据
• 求功能键地址转移程序 • 图3.7 求功能键地址转移程序的流程图
• ORG • KEYADR： • • • KYARD1： • KEYTBL： • • • • • BUFF
微机控制技术
3．1．2 少量功能键接口技术
设计思路 ·对于具有少量功能键的系统， 多采用相互独立的接口方法， 即每个按键接一根输入线， 各键的工作状态互不影响。 ·采用硬件中断或软件查询方法均可实现其键盘
接口。 采用中断方式接口的硬件电路图，如图3.4所示。
微机控制技术

人机交互 第3章_交互设备概述

人机交互 第3章_交互设备概述


打印机
◦ 打印机是目前非常通用的一种输出设备，其结构可分为机 械装置和控制电路两部分。 ◦ 常见的有针式、喷墨、激光打印机三类。 ◦ 打印分辨率、速度、幅面、最大打印能力等是衡量打印机 性能的重要指标。

语音交互设备
◦ 语音作为一种重要的交互手段，日益受到人们的重视。 ◦ 基本的语音交互设备

电磁式设备
◦ 将若干低频磁场感应器安装在捕捉物体上，根据感应器接 收到的磁场，可以计算出接收器相对于发射器的位置和方 向。但其由于易受电磁干扰影响到了捕捉数据的精度和稳 定性，对于作业场地的要求也非常严格。

光学式运动捕捉
◦ 利用计算机视觉原理。从理论上说，对于空间中的一个点 ，只要它能同时为两部摄相机所见，则根据同一时刻两部 摄相机所拍摄的图像和对应参数，就可以确定这一时刻该 点在空间的位置。摄相机以足够高的速率连续拍摄时，从 图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。光学式运动捕捉 便是利用这一点通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完 成运动捕捉的任务。

精度：
◦ 精度又称分辨率，指的是单位长度上所分布的感应点数，精度越高对 手写的反映越灵敏，对手写板的要求也越高

书写面积：
◦ 是手写板一个很直观的指标，手写板区域越大，书写的回旋余地就越 大，运笔也就更加灵活方便，输入速度往往会更快，当然其价格也相 应 更 高 。 书 写 面 板 的 尺 寸 大 体 有 以 下 几 种 ： 76mm×51mm 、 76mm×114mm、10mm×13mm和11mm×15mm
◦ 镜头：
镜头性能的重要条件是它的调焦范围以及灵敏性等因素 ，好的摄像 头，应该有较为宽广的调焦范围和较高的灵敏性

如图3-6所示的摄像头（创新 Video Blaster WebCam），可以用16.7兆颜色进行实时视频 捕捉；分辨率为 352×288 时速度最快达 30 帧每秒，分辨率为 640×480 时达15 帧每秒； 支持160×120、176×144、320×240、 352×288、和 640×480 分辨率的静态图像 捕捉；镜头免调焦距。

人机交互技术第3章--- 交互设备

人机交互技术第3章--- 交互设备
第3章 交互设备
主要内容

输入设备：
• 文本输入设备； • 图像输入设备； • 三维信息输入设备； • 指点输入设备等；

输出设备：
• 显示器 ；声音的输出 ；数字纸 等


虚拟现实系统中的交互设备 交互设备的整合应用
3.1 输入设备


文本输入设备； 图像输入设备； 三维信息输入设备； 指点输入设备等；
键盘的布局

DUORAK键盘布局
• 20世纪20年代的DUORAK键盘布局，据推 测可以大大减少手指移动距离，从而大大 提高输入速度，但由于受到传统QWERTY 布局的影响，没有成为主流的键盘布局。
人性化设计的键盘

(1)人体工程学键盘 • 是在标准键盘基础上将指法规定的左手 键区和右手键区这两大板块左右分开， 并形成一定角度，这样可使操作者不必 有意识的夹紧双臂，从而保持一种比较 自然的形态，这种设计的键盘被微软公 司命名为自然键盘 （Natural Keyboard）。
数码摄像头产品


如图3-6所示的摄像头（创新 Video Blaster WebCam），可以用16.7兆颜 色进行实时视频捕捉； 分辨率为 352×288 时速度最快达 30 帧每秒；分辨率为 640×480 时达15 帧每秒，支持160×120、176×144、 320×240、352×288、和 640×480 分辨率的静态图像捕捉；镜头免调焦距。


接触式的三维扫描仪采用探测头直接接触 物体表面，通过探测头反馈回来的光电信 号转换为物体表面形状的数字信息。该类 设备主要以三维坐标测量机为代表。 其优点:是具有较高的准确性和可靠性 但缺点:也存在测量速度慢、费用较高、探 头易磨损以及误差修正等缺点。

人机交互复习解读

人机交互复习解读

第1章绪论人机交互（HCI）是关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，且围绕这些方面的主要现象进行研究的科学（ACM SIGCHI，1992，第6页）(判断题或简答题)人机交互研究内容1.人机交互界面表示模型与设计方法（Model and Methodology）（举例说明）一个交互界面的好坏，直接影响到软件开发的成败。

友好人机交互界面的开发离不开好的交互模型与设计方法。

因此，研究人机交互界面的表示模型与设计方法，是人机交互的重要研究内容之一。

2.可用性分析与评估（Usability and Evaluation）3.多通道交互技术（Multi-Modal）在多通道交互中，用户可以使用语音、手势、眼神、表情等自然的交互方式与计算机系统进行通信。

多通道交互主要研究多通道交互界面的表示模型、多通道交互界面的评估方法以及多通道信息的融合等。

其中，多通道信息整合是多通道用户界面研究的重点和难点。

4.认知与智能用户界面（Intelligent User Interface，IUI）5.群件6. Web设计（Web-Interaction）7.移动界面设计（Mobile and Ubicomp）认知与智能用户界面（Intelligent User Interface，IUI）（综合应用题、简答题举例子）智能用户界面的最终目标是使人机交互和人－人交互一样自然、方便。

上下文感知、眼动跟踪、手势识别、三维输入、语音识别、表情识别、手写识别、自然语言理解等都是认知与智能用户界面需要解决的重要问题。

语言命令交互阶段→图形用户界面（GUI）交互阶段→自然和谐的人机交互阶段第2章感知和认知基础人的感知（简答题或选择题）1.视觉、2.听觉、3.触觉。

视觉(选择题、判断题、简答题)视觉是人与周围世界发生联系的最重要的感觉通道。

外界80%的信息都是通过视觉得到的，因此视觉显示是人机交互系统中用的最多的人机界面。

视觉感知可以分为两个阶段：受到外部刺激接收信息阶段和解释信息阶段。

人机交互复习解读

人机交互复习解读

第1章绪论人机交互（HCI）是关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，且围绕这些方面的主要现象进行研究的科学（ACM SIGCHI，1992，第6页）(判断题或简答题)人机交互研究内容1.人机交互界面表示模型与设计方法（Model and Methodology）（举例说明）一个交互界面的好坏，直接影响到软件开发的成败。

友好人机交互界面的开发离不开好的交互模型与设计方法。

因此，研究人机交互界面的表示模型与设计方法，是人机交互的重要研究内容之一。

2.可用性分析与评估（Usability and Evaluation）3.多通道交互技术（Multi-Modal）在多通道交互中，用户可以使用语音、手势、眼神、表情等自然的交互方式与计算机系统进行通信。

多通道交互主要研究多通道交互界面的表示模型、多通道交互界面的评估方法以及多通道信息的融合等。

其中，多通道信息整合是多通道用户界面研究的重点和难点。

4.认知与智能用户界面（Intelligent User Interface，IUI）5.群件6. Web设计（Web-Interaction）7.移动界面设计（Mobile and Ubicomp）认知与智能用户界面（Intelligent User Interface，IUI）（综合应用题、简答题举例子）智能用户界面的最终目标是使人机交互和人－人交互一样自然、方便。

上下文感知、眼动跟踪、手势识别、三维输入、语音识别、表情识别、手写识别、自然语言理解等都是认知与智能用户界面需要解决的重要问题。

语言命令交互阶段→图形用户界面（GUI）交互阶段→自然和谐的人机交互阶段第2章感知和认知基础人的感知（简答题或选择题）1.视觉、2.听觉、3.触觉。

视觉(选择题、判断题、简答题)视觉是人与周围世界发生联系的最重要的感觉通道。

外界80%的信息都是通过视觉得到的，因此视觉显示是人机交互系统中用的最多的人机界面。

视觉感知可以分为两个阶段：受到外部刺激接收信息阶段和解释信息阶段。

人机交互技术2——交互设备简介

人机交互技术2——交互设备简介

Virtual Technology公 司的触觉反馈手套
Phantom 公司的haptic device
三维显示设备
• 立体视觉 • 头盔式显示器 • CAVE • 真三维显示
（1）立体视觉
• 由于人类从客观世界获得的信息60%以上来自视觉， 因而视觉沟通就成为多感知虚拟现实系统中最重要的 环节，立体视觉技术也就成为虚拟现实的一种极重要 的支撑技术。
• 被动式系统
• 需要使用两套显示设备以及投影设备分别生成左右眼影像并进行投影，不同的投 影分别使用不同角度的偏振光来区别左右眼影像，用户使用偏振光眼镜保持立体 影像的同步。
（2）头盔显示器
• 头盔式显示器（Head Mounted Display，HMD）是一 种立体图形显示设备，可单独与主机相连以接受来自 主机的三维虚拟现实场景信息。
• 利用可伸缩的机械结构安装于捕捉物体上，以取得各 部分的运动量。
• 优点是成本低廉，但这种方式限制了运动物体的自由 运动，且由于机械设备的尺寸、重量等问题，因而限 制了其应用范围。
• 电磁式设备
• 将若干低频磁场感应器安装在捕捉物体上，根据感应 器接收到的磁场，可以计算出接收器相对于发射器的 位置和方向。但其由于易受电磁干扰影响到了捕捉数 据的精度和稳定性，对于作业场地的要求也非常严格。
• 常见的有针式、喷墨、激光打印机三类。 • 打印分辨率、速度、幅面、最大打印能力等是衡量打
印机性能的重要指标。
3.2 输出设备
• 语音交互设备
• 语音作为一种重要的交互手段，日益受到人们的重视。 • 基本的语音交互设备
• 耳机 • 麦克风 • 声卡
3.3交互设备
• 虚拟现实系统要求计算机可以实时显示一个三维 场景，用户可以在其中自由的漫游，并能操纵虚 拟世界中一些虚拟物体。因此，除了一些传统的 控制和显示设备，虚拟现实系统还需要一些特殊 的设备和交互手段，来满足虚拟系统中的显示、 漫游以及物体操纵等任务。

第3章 交换机基础

第3章 交换机基础

Text4 软件系统 Text5
BOOTROM COMWARE
11
3.2 交换机的概述
交换机的主要技术参数
转发技术 转发技术是指交换机所采用的用于决定如何转发数据包的 转发机制。各种转发技术各有优缺点。 有直通转发、存储转 发、碰撞逃避转发等转发技术。 服务质量 服务质量是交换机的一个重要指标。根据业务性质的不同， 重要程度的不通进行数据流的划分，有区别的对待这些数据流， 是保障紧急重要业务的重要措施，是发挥网络价值的有效方式。
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3.4 交换机的配置
通过Telnet方式配置 方式配置 通过 大部分交换机都支持Telnet 功能，在Telnet功能开启的情况下， 用户可以通过Telnet 方式对交换机进行远程管理和维护。这种方式 配置的前提是交换机和 Telnet 用户端都要进行相应的配置，以保 证通过Telnet 方式正常登录交换机。主要步骤是： （1）配置交换机的管理IP 地址，因为要保证交换机和配置用户 具有连通性，必须保证交换机具有可与之通信的管理IP地址。用 Console配置方式，在VLAN接口视图下，配置IP地址： <SwitchA>system-view [SwitchA]interface vlan-interface 1 [SwitchA-Vlan-interface1]ip address 192.168.1.1 24 按照图将交换机和电脑相互连接，并把电脑的IP地址设置为 192.168.1.2/24，用ping命令测试它们之间的连同性。如果通，进 行下一步。
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3.3交换机的分类
目前，交换机大概可以按一下几个大类来分： 1.根据网络覆盖范围分：局域网交换机和广域网交换机； 2.根据传输介质和传输速度分：以太网交换机、快速以太网 交 换机、千兆（G位）以太网交换机、10千兆（10G位）以太网 交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机； 3.根据交换机应用网络层次分：企业级交换机、校园网交换机、 部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机； 4.根据交换机端口结构分：固定端口交换机和模块化交换机； 5.根据工作协议层分：第二层交换机、第三层交换机和第四层 交换机 （通常所指的交换机均为二层交换机）； 6.根据是否支持网管功能分：“网管型”和“非网管理型”； 7.根据网络分层设计来分：访问层、分布层和核心层。

虚拟制造技术复习资料

虚拟制造技术复习资料
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特征表示 概念：用一组特征参数表示一组类似的物体。特征包括形状特征、材料特征等 适用于工业上标准件的表示
23. 边界表示
概念：是一种采用描述形体表面的方法来描述的几何表示模型。 通常不一定只有唯一的表示。
第七章
24. 通用 CAD 系统＋可视化分析工具
优点： 原有的造型资源可以充分利用，可加快产品设计； 现有的 CAD 系统仍然是最快捷的造型和设计手段。 存在的问题： CAD 模型向三角面片的虚拟模型转换过程中会损失产品模型的几何精度； 导致拓扑关系和装配约束信息以及参数信息的丢失； 不能直接对装配模型及零件模型进行修改， 须返回到 CAD 环境中修改， 然后再回 到虚拟环境中进行重新验证。
虚拟制造技术复习资料
第一章
1. 虚拟制造的定义
虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现， 即采用计算机建模与仿真技术、 虚拟 现实及可视化技术，在计算机网络环境下群组协同工作，模拟产品的整个制造过程，对产品 设计、 工艺规划、 加工制造、 性能分析、 生产调度与管理、 销售及售后服务等做出综合评价， 以增强制造过程各个层次或环节的正确决策与控制能力。
第九章
29. 虚拟加工（或数字化加工）的概念
在虚拟环境下对产品对象实现几何及物理性能变化的过程 真实加工过程在虚拟环境下的映射，是对象行为的微观描述
30. 虚拟加工环境及系统应具有的功能：
全面逼真地反映加工环境和加工过程。如可以进行装夹定位、机床调整、切削等 真实地描述加工过程中的物理效应，如工件的切削温度及应力分布等 对加工过程进行碰撞、干涉检测 对夹具的实用性进行评价，对工艺规程的合理性评估等 对加工精度、加工表面粗糙度、加工时间等进行精确估计

计算机网络基础(第二版)习题参考答案

计算机网络基础(第二版)习题参考答案

《计算机网络基础（第二版）》习题参考答案第一章1．填空题(1)计算机网络按网络的覆盖范围可分为_局域网_、城域网和__广域网__。

(2)从计算机网络组成的角度看，计算机网络从逻辑功能上可分为通信子网和__资源__子网。

(3)计算机网络的拓扑结构有星型、树型、总线型、环型和网状型。

2．简答题(1)计算机网络的发展经过哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？答：单机系统：在单处理机联机网络中，由单用户独占一个系统发展到分时多用户系统，被称为第一代网络。

多机系统：将多个单处理机联机终端网络互相连接起来，以多处理机为中心的网络，并利用通信线路将多台主机连接起来，为用户提供服务，形成了以通信子网为核心的第二代网络，随着分组交换技术的使用，逐渐形成了以遵守网络体系结构的第三代网络。

Internet是计算机网络发展最典型的实例，该网络的发展也促使新的高速网络技术的不断出现，又提高了网络的发展。

(2)什么是计算机网络？计算机网络的主要功能是什么？答：利用通信设备和线路，将分布在地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。

主要功能：1. 数据交换和通信：在计算机之间快速可靠地相互传递数据、程序或文件；2. 资源共享：充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）；3. 提高系统的可靠性：通过计算机网络实现的备份技术可以提高计算机系统的可靠性。

4. 分布式网络处理和负载均衡：将任务分散到网络中的多台计算机上进行，减轻任务负荷过重的单台主机。

(3)计算机网络分为哪些子网？各个子网都包括哪些设备，各有什么特点？答：从计算机网络系统组成的角度看，典型的计算机网络分为资源子网和通信子网。

资源子网由主机、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。

主机是资源子网的主要组成单元，为本地用户和网络中远程用户访问网络其他主机设备与资源提供服务。

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真三维显示是三维显示的最终目标，是一种能够实 现360度视角观察的三维显示技术，是现实景物的 最真实的再现。
◦ 在真三维显示场景中，位置各异的用户无需借助其他器具 ，就可以围绕显示区域看到与自身位置相对应的信息，在 宽广的视场和视距范围内随心所欲地边走边看，符合人类 对真实场景的观看方式。 ◦ 缺点：只能产生半透明的3D透视图，而无法显示不透明的 三维物体。 ◦ 显示技术
这类设备的优点是扫描速度快，易于操作，且由于不需接触 被测量的物体，所以对物体表面损伤少等。

机械式、电磁式、光学式捕捉设备

机械式动作捕捉设备
◦ 利用可伸缩的机械结构安装于捕捉物体上，以取得各部分 的运动量。 ◦ 优点是成本低廉，但这种方式限制了运动物体的自由运动 ，且由于机械设备的尺寸、重量等问题，因而限制了其应 用范围。

打印机
◦ 打印机是目前非常通用的一种输出设备，其结构可分为机 械装置和控制电路两部分。 ◦ 常见的有针式、喷墨、激光打印机三类。 ◦ 打印分辨率、速度、幅面、最大打印能力等是衡量打印机 性能的重要指标。

语音交互设备
◦ 语音作为一种重要的交互手段，日益受到人们的重视。 ◦ 基本的语音交互设备
耳机 麦克风 声卡
◦ 对虚拟现实交互设备进行分类归纳总结，并进行优缺点 比较。 ◦ 设计一个手写板绘图程序，获取用户在手写板上的输入 位置和压力信息，获取基本笔划。 ◦ 利用WIA，设计一个图像采集与管理程序，支持从摄像 头、扫描仪和数码相机获取图像。 ◦ 设计网络聊天模拟器，支持键盘、鼠标、耳麦和摄像头 等设备，模拟信息输入、发送功能，以及语音、视频聊 天功能等。 ◦ 给出一个实际应用中交互设备整合应用的实例。
◦ 三维鼠标能够感受用户在六个自由度的运动，包括三个平 移参数和三个旋转参数。 ◦ 其装置比较简单：一个盖帽放在带有一系列开关的底座上 。 ◦ 转动这个小球或侧方向推动这个小球时，如向上拉它、向 下压它，使它向前或向后等。 ◦ 三维鼠标将用户的这些动作传送给计算机，从而进一步控 制虚拟环境中的物体的运动。

虚拟现实系统要求计算机可以实时显示一个三维场 景，用户可以在其中自由的漫游，并能操纵虚拟世 界中一些虚拟物体。因此，除了一些传统的控制和 显示设备，虚拟现实系统还需要一些特殊的设备和 交互手段，来满足虚拟系统中的显示、漫游以及物 体操纵等任务。
◦ 三维空间定位设备 ◦ 三维显示设备
◦ 空间跟踪定位器或称三维空间传感器是一种能实时地检测 物体空间运动的装置，可以得到物体在六个自由度上相对 于某个固定物体的位移，包括：X、Y、Z坐标上的位置值 ，以及围绕X、Y、Z轴的旋转值（转动，俯仰、摇摆）。 ◦ 这种三维空间传感器对被检测的物体必须是无干扰的，也 就是说，不论这种传感器是基于何种原理或使用何种技术 ，它都不应当影响被测物体的运动，因而称为“非接触式 传感器”。 ◦ 三维空间跟踪定位器一般与其他VR设备结合使用，如：数 据头盔、立体眼镜、数据手套等。

电磁式设备
◦ 将若干低频磁场感应器安装在捕捉物体上，根据感应器接 收到的磁场，可以计算出接收器相对于发射器的位置和方 向。但其由于易受电磁干扰影响到了捕捉数据的精度和稳 定性，对于作业场地的要求也非常严格。

光学式运动捕捉
◦ 利用计算机视觉原理。从理论上说，对于空间中的一个点 ，只要它能同时为两部摄相机所见，则根据同一时刻两部 摄相机所拍摄的图像和对应参数，就可以确定这一时刻该 点在空间的位置。摄相机以足够高的速率连续拍摄时，从 图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。光学式运动捕捉 便是利用这一点通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完 成运动捕捉的任务。
◦ 头盔式显示器（Head Mounted Display，HMD，）是一 种立体图形显示设备，可单独与主机相连以接受来自主机 的三维虚拟现实场景信息。 ◦ 目前最常用的头盔显示器是基于液晶显示原理的，最早如 美国VPL公司于1992年推出的Eyephone，它在头上装有 一个分辨率为360×240象素的液晶显示器，其视野为水 平100度。
Virtual Technology公 司的触觉反馈手套
Phantom 公司的haptic device

立体视觉 头盔式显示器 CAVE 真三维显示
◦ 由于人类从客观世界获得的信息60%以上来自视觉，因而 视觉沟通就成为多感知虚拟现实系统中最重要的环节，立 体视觉技术也就成为虚拟现实的一种极重要的支撑技术。 ◦ 人是通过右眼和左眼所看到物体的细微差异来感知物体的 深度，从而识别出立体图像的。
◦ 虚拟现实系统必须提供触觉反馈，以便使用户感觉到仿佛 真的摸到了物体。但是由于人的触觉非常敏感，精度一般 的装置根本无法满足要求。 ◦ 另外，对于触觉和力反馈器，还要考虑到模拟力的真实性 、施加到人手上是否安全以及装置是否便于携带并让用户 感到舒适等问题。目前已经有一些关于力学反馈手套、力 学反馈操纵杆、力学反馈笔、力学反馈表面等装置的研究 。
系
统
立体眼镜/头盔 音箱
立体图像 三维音效
数字博物馆的系统架构

两个跟踪器分别固定在用的转动，控制用户在场景 中漫游的方向； ◦ 附着在手套上的跟踪器跟踪手相对于身体的相对位置。如 果手与虚拟空间中的物体发生碰撞，则利用数据手套检测 用户的手势命令，判断用户是否要抓取物体。语音命令可 以辅助用户在虚拟场景中进行漫游。
◦ 接触式的三维扫描仪采用探测头直接接触物体表面，通过 探测头反馈回来的光电信号转换为物体表面形状的数字信 息。该类设备主要以三维坐标测量机为代表。
其优点是具有较高的准确性和可靠性，但也存在测量速度慢 、费用较高、探头易磨损以及误差修正等缺点。
◦ 非接触式的三维扫描仪，主要有三维激光扫描仪，照相式 三维扫描仪等，分别是基于激光扫描测量和结构光扫描测 量等技术设计的。
◦ 这是一种四面或六面的沉浸式虚拟现实环境。对于处在系 统内的用户来说，投影屏幕将分别覆盖用户的正面、左右 以及底面视野，构成一个边长为10英尺的立方体。 ◦ 可以允许多人走进CAVE中，用户戴上立体眼镜便能从空 间中任何方向看到立体的图像。CAVE 实现了大视角、全 景、立体、且支持5～10 人共享的一个虚拟环境。
扫描体显示 固态体显示

山东大学考古数字博物馆
◦ 综合利用前面介绍的各种虚拟设备，可以在此基础上完成 一些较为复杂的应用。山东大学构建了一套基于桌面的虚 拟现实平台，并用于山东大学考古数字博物馆
数据手套 用 跟踪器 麦克风 户 鼠标/键盘
手势 位置 语音命令 传统命令
通 道 理解 整合
漫 游

构成：由阴极、电平控制器（即控制极）、聚焦系 统、加速系统、偏转系统和阳极荧光粉涂层组成， 这六部分都在真空管内。其中，阴极、电平控制器 （即控制极）、聚焦系统、加速系统等统称为电子 枪。


当显像管内部的电子枪阴极发出的电子束，经强度 控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，再经过偏 转线圈的作用向正确目标偏离，穿越荫罩的小孔或 栅栏，轰击到荧光屏上的荧光粉发出光线。 彩色CRT光栅扫描显示器有三个电子枪，它的荧光 屏上涂有三种荧光物质，分别能发红、绿、蓝三种 颜色的光。
◦ 等离子显示器诞生于二十世纪60年代，它采用等离子管作 为发光材料，1个等离子管负责一个像素的显示：等离子 管内的氖氙混合气体在高压电极的刺激下产生紫外线，紫 外线照射涂有三色荧光粉的玻璃板，荧光粉受激发出可见 光。
优点：重量较轻、完全无X射线辐射，而且屏幕亮度非常均匀 ，不存在明显的亮区和暗区；由于各个发光单元的结构完全 相同，因此不会出现CRT显示器那样存在某些区域聚焦不良 或因使用时间过长出现散焦的毛病。 缺点：是价格较高，由于显示屏上的玻璃较薄使屏幕较脆弱 。

三维信息输入设备
◦ 在许多领域，如机器视觉、面形检测、实物仿形、自动加 工、产品质量控制、生物医学等，物体的三维信息必不可 少的。
三维扫描仪是实现三维信息数字化的一种极为有效的工具。 动作捕捉设备则用于捕捉用户的肢体甚至是表情动作，生成 运动模型。在影视、动漫制作中已被大量应用。

根据传感方式的不同，三维扫描仪主要分为接触式 和非接触式两种。
物体
投影平面 眼睛 左眼视图 右眼视图
◦ 立体影像生成技术主要有两种
主动式模式
对应用户的左右眼影像将按照顺序交替显示，用户使用LCD立体 眼镜保持与立体影像的同步，这种模式可以产生高质量的立体效 果。
被动式系统
需要使用两套显示设备以及投影设备分别生成左右眼影像并进行 投影，不同的投影分别使用不同角度的偏振光来区别左右眼影像 ，用户使用偏振光眼镜保持立体影像的同步。
◦ 在充电条件下，液晶能改变分子排列，继而造成光线的扭 曲或折射。 ◦ 液晶显示器工作原理是通过能阻塞或传递光的液晶材料， 传递来自周围的或内部光源的偏振光。以电流刺激液晶分 子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。 ◦ LCD比CRT显示器具有更好的图像清晰度，画面稳定性和 更低的功率消耗，但液晶材质粘滞性比较大，图像更新需 要较长响应时间，因此不适合显示动态图象。

指点输入设备
◦ 指点设备常用于完成一些定位和选择物体的交互任务。 物体可能处于一维、二维、三维或更高维的空间中，而 选择与定位的方式可以是直接选择，或通过操作屏幕上 的光标来完成。
鼠标 光笔 控制杆 触摸板 触摸屏

显示器
◦ 显示器是计算机的重要输出设备，是人机对话的重要工具 。它的主要功能是接收主机发出的信息，经过一系列的变 换，最后以光的形式将文字和图形显示出来。 ◦ 阴极射线管显示器、液晶显示器和等离子显示器
◦ 数据手套一般由很轻的弹性材料构成，紧贴在手上。整个 系统包括位置、方向传感器和沿每个手指背部安装的一组 有保护套的光纤导线，它们检测手指和手的运动。数据手 套将人手的各种姿势、动作通过手套上所带的光导纤维传 感器，输入计算机中进行分析。这种手势可以是一些符号 表示或命令，也可以是动作。手势所表示的含义可由用户 加以定义。 ◦ 在虚拟环境中，操作者通过数据手套可以用手去抓或推动 虚拟物体，以及做出各种手势命令。