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一、用户界面的概念和定义用户界面：又称人机界面，实现用户与计算机之间得通信，以控制计算机或进行用户和计算机之间得数据传送得系统部件。
GUI：即图形用户界面（Graphical User Interface,GUI）一种可视化得用户界面，它使用图形界面代替正文界面。
是为应用程序提供一个图形化的界面，程序通过GUI与用户交互，GUI能使一个应用程序具有与众不同的“外观”和“感觉”。
有了GUI，用户就不必花很多时间去记忆各个键盘序列的功能，从而把更多的时间投入到有效地使用应用程序本身上。
[1]由于传统观念的影响，用户界面设计一直不为重视，认为这纯粹是取悦用户的伎俩，没有任何实用价值。
只要一个应用软件具有强大的功能，能顺利帮助用户完成任务就可以了。
近年来，随着计算机硬件技术迅猛发展，生产成本大幅度下跌，用户在应用软件的可操作性以及操作的舒适性等方面提出了更高的要求，期望应用软件能尽可能的为他们提供一个轻松、愉快、感觉良好的操作环境。
这表明，友好的人机界面设计已经成为应用软件开发的一个重要组成部分。
对于应用软件来说，一个基本现实就是：用户界面是面向用户的。
用户需要的是开发者开发的应用软件满足其需求，并且易于使用。
太多的开发者自以为是艺术天才，他们不去尽力遵循用户界面设计标准，或花精力使得产品好用；相反，他们错误地认为编写更灵巧的代码或是使用一套确实有趣的颜色方案才是重要的事。
[2]界面设计成为以用户为中心，实现软件的简单使用和愉悦使用，使软件能够被用户所接受。
因此，判定一个成功的交互系统的首要条件是看它能否满足用户的需要。
这就要使应用软件不仅能够识别各种用户群，而且还可辨别各个用户所掌握的技能、经验以及他们的偏好。
任何计算机应用系统都是通过用户界面与用户交互的，用户界面已成为所有计算机系统的有机组成部分，它决定了人类如何控制和操纵系统。
一个好的用户界面应该为用户提供统一、规范的交互界面，从而提高用户工作效率，增强用户对系统的认可程度。
人机交互作业题一、名词解释二、+1、人机交互：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。
2、人机界面：作为计算机系统的重要组成部分，主要是指人类与计算机系统之间的通信方式，包括人-机双向信息交换的支持软件和硬件。
3、人机交互设计：指的是“设计支持人们日常工作与生活的交互产品”，具体地讲就是关于创建新的用户体验的问题，其目的是增强和扩充人们工作、通信及交互的方式。
4、人机系统：由人和机器组成，通过人机之间的相互作用以实现特定功能的系统。
它包括人、机、人机之间以及人机系统所处的环境。
5、认知心理学：研究人的高级心理过程，主要是认识过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维和语言等，从心理学的观点研究人机交互的原理。
6、人机工程学：人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关知识，研究人、机器、环境相互间的合理关系，以保证人们安全、健康、舒适地工作，从而提高整个系统工效的新兴边缘科学。
7、多媒体技术：多媒体技术是指将正文、声音、图形、静止图像、动态图像等与计算集成在一起的技术。
& 虚拟现实技术：虚拟现实(Virtual Reality , VR)就是借助于计算机技术及硬件设备，建立高度真实感的虚拟环境，使人们通过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等感官在其中看、听、触、闻起来像真实的，以产生身临其境的感觉的一种技术。
9、桌面隐喻：是指在用户界面中用人们熟悉的桌面上的图例清楚地表示计算机可以处理的能力。
图形具有一定的文化和语言独立性，可以提高搜索目标的效率。
图形用户界面中的图例可以代表对象、动作、属性或其他概念。
10、图形用户界面：图形用户界面又称为WIMP界面，由窗口(windows)、图标(icons)、菜单m)、指点设备(pointingdevice)四位一体，形成桌面(desktop)11、多通道用户界面：多通道人机界面主要解决科学计算可视化、虚拟现实对计算机系统提出的高效、三维和非精确的人机交互要求。
VR技术应用模拟题（含参考答案）1、用于模拟太阳光的灯光类型是( )。
A、自由聚光灯B、目标聚光灯C、自由平行光D、目标平行光答案：D2、对于扫描仪应用描述正确的是( )A、只要是标椎的标记点，所以扫描仪都会识别B、必须根据扫描仪和扫描对象，来选择合适的标记点C、一种扫描仪只识别一种标记点D、只要扫描，扫描对象就必须粘贴标记点答案：B3、下列表述有误的是( )A、拉伸并缩放（兼容）：仅当扩展属性启用时，才可以缩放纹理以适合纹理图的大小B、缩放：缩放纹理以适合节点的边界C、平铺：使纹理重复，但不会缩放D、保持和保持居中：强制纹理分别保持其原始大小，分别位于框架的左上角或中心答案：A4、使用中优扫描仪软件进行平移模型应( )A、ait+右键按紧B、ctrl+中键C、中键按紧D、ait+左键按紧答案：C5、以下几种介质中，折射率最大的是( )。
A、空气B、真空C、玻璃D、水答案：C6、中优Cre-Laser 2三维激光扫描仪具有( )种工作模式。
A、1B、2C、3D、4答案：C7、当近处的物体被摄像机裁剪时我们可以调整那个设置( )A、近截面B、视场C、远截面D、投影答案：A8、关于VR和AR描述错误的是( )。
A、VR是虚拟现实，AR是增强现实B、都有很好的交互性C、都是屏蔽双眼搭建一个虚拟场景交互体验D、内容都可能需要三维数字化搭建答案：C9、以下哪种类型不需处理可以进行扫描( )A、透明材质B、黑色物体C、反光物体D、镜面答案：B10、在编辑时不小心撤销了上一步操作那么要恢复上一步操作要( )A、摁下Ctrl+ZB、摁下Ctrl+BC、摁下Ctrl+DD、摁下Ctrl+Y答案：D11、出瞳距离是指光学系统最靠近( )的最后一面中心到人眼瞳孔的距离。
A、显示模组B、人眼一端C、人眼视网膜D、镜片答案：B12、下列哪项不是灯光的共有属性( )A、阴影B、灯光C、可视化势力D、阴影细节答案：D13、下列哪一项不属于多通道用户界面的基本特点( )。
人机交互和多通道用户界面1、多通道用户界面的起源人与计算机利用自然语言进行交流从来就是人工智能的理想。
其实，比人工智能正式诞生还早，[Turing 1950]就提出把机器是否能够用自然语言与人进行交流作为衡量它是否具有了与人相当的智能的准则，也就是所谓Turing Test。
七十年代初，出现了为人们所欢呼的SHRDLU [Winograd 1972]。
关于SHRDLU中的技术在多大程度上反映了人的自然语言理解机制历来有很多争论，甚至Winograd本人对人工智能的态度后来也有相当的转变。
然而，撇开这些争论，从人机交互的角度对SHRDLU另眼相看──它本来就是一个自然语言人机界面。
今天的多通道界面中广泛采用的手写输入，也有很长的历史[Sibert et al., 1987]。
手写输入在键盘被广泛使用之前就曾经是计算机科学的首批研究目标之一。
它所基于的字符和符号识别技术早在五十年代就已经是一个重要的研究领域了，二十多年前就有人报告过"草写识别(sketch recognition)"界面。
多通道界面的构想早在大约三十年前就已经出现，当时Nicholas Negroponte(今天MIT Media Lab的主任)提出了"交谈式计算机(conversational computer)"的概念。
人可以用语音、手势、表情、注视和肢体语言，也就是用他们日常生活中相互交流的方式，与这样的机器进行交互。
这正是今天多通道人机交互研究的理想。
最早冠以"多通道(multimodal)"这一名称的研究是MIT的Architecture Machine Group(Media Lab的前身)在七十年代末开始设计的Media Room[Bolt 1984]。
Richard Bolt作为多通道人机交互研究的先驱，至今仍在Media Lab领导着"多通道自然对话"等项目。
青岛理工大学人机交互实验设计报告院（系）：专业：学生姓名：班级学号：题目：＿＿多通道用户界面的设计＿＿＿＿＿起迄日期：＿完成日期: 2015 年7月 2 日语音识别综述：随着信息技术的高速发展和人类对计算机的依赖性不断增强，人机交互能力越来越受到研究者的重视。
如何实现计算机的拟人化，使其能感知周围的环境和气氛以及对象的态度、情感的内容，自适应地为对话对象提供最舒适的对话环境，尽量消除操作者和机器之间的障碍，已经成为下一代计算机发展的目标。
显然，人的大脑所表现出来的心智现象不仅仅体“智”的方面，而且还体现在“心”的方面。
人工智能已经不仅仅把研究重点放在对人脑智能实现上，而且也开展了对情感和意识方面的研究。
一般认为情感是通过语言、姿态、音乐和行为等表达模式来进行交流的，而其中语音信号中的情感信息处理的研究正越来越受到人们的重视。
顾名思义，语音情感识别包括语音识别和情感识别两大领域，而情感识别中又包括诸如心理学、生理学等多个学科，所以如果要想使计算机准确的在语音中提取出说话人所表达情，就必须要从多方面知识领域着手。
目前有许多关于语音和情感之间相互联系的研究，如美国、日本、欧洲、韩国等许多国家的一些研究单位都在进行情感语音处理研究工作。
语音情感识别技术的用途非常广泛，可以用来设计人性化的语音人机界面；可以用于互动影视；可以用于辅助语音识别；可以用于情感翻译；还可以用在测谎、电子游戏和辅助心理治疗等方面。
语音情感的特征提取：一般来说，语音中的情感特征往往通过语音韵律的变化表现出来。
语音情感的变化通常可以体现为语音特征参数的变化。
统计分析表明，高兴时，通常是语速较快，音量较大；悲伤时，通常是语速缓慢，音量较小。
基音是最常用的判定情感的语音特征，它反映了超音段的信息。
在语音情感识别中使用的特征参数有基频（Pitch），其次才是能量（Energy）、语速（Speech Rate）、共振峰频率（Formant）、单个音节的持续时间（Duration）、音节之间的停顿时间（Pause）、线性预测系数（LPC）、Mel倒谱系数（MFCC）等，以及它们的各种变化形式，如最大值、最小值、均值、范围、变化率等等。
人机界面的发展历程和组成结构及工作原理,人机界面如何控制plc?一、人机界面简介人机界面（Human Machine InteracTIon，简称HMI），又称用户界面或使用者界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。
是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。
凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。
二、人机界面的发展历程1.命令语言用户界面早期的人机界面是命令语言人机界面，人机对话都是机器语言。
人机交互方式只能是命令和询问，通信完全以正文形式通过用户命令和用户对系统询问的方式来完成。
这要求惊人的记忆和大量的训练，要求操作者有较高的专业水平。
对一般用户来说，命令语言用户界面易出错，不友善且难学习错误处理能力也较弱。
因此，这一时期被认为是人机对峙时期。
2.图形用户界面随着硬件技术的发展以及计算机图形学、软件工程、窗口系统等软件技术的进步，图形用户界面（GraphicUserInterface）产生并得到广泛应用，成为当前人机界面的主流。
比较成熟的商品化系统有Apple的Macintosh、IBM的PM（PresentaTIonManag2er）、Microsoft的Windows和运行于Unix环境的X2Window等。
图形用户界面也被称为WIMP 界面，即窗口（Windows）、图标（Icons）、菜单（Menus）、指示器（PoinTIngDevice）四位一体形成桌面（Desktop）。
其中，窗口是交互的基础区域，主要包括标题栏、支持移动和大小缩放、菜单栏、工具栏以及操作区。
窗口通常是矩形，但现在很多软件把它做成不规则形，以便看上去会更有活力和个性。
图标是用于标识某个对象的图形标志，很大一部分来源于术语符号，初次接触时需要记忆，例如最小化、关闭等;还有一部分图标来源于生活，比较象形而不必记忆，比如喇叭就是调节音量，房子表示HOME，信封表示邮件等等。
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。
第一章绪论人机交互定义：人机交互是关于设计、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。
人机交互研究:人机交互界面表示模型与设计方法①手工作业阶段穿孔卡片等，最早的计算机采用②命令方式键盘输入，DOS等操作系统采用③图形用户界面GUI键盘输入，鼠标，Win dows系列采用④自然人机交互界面采用人的自然通道（视觉/听觉）实现人机交互手写，语音，视觉，多通道第二章感知和认识基础①人机交互过程中人们经常利用的感知有哪几种？每种感知有什么特点?视觉感知特点：②颜色模型有哪几种？试说明RGB CMYK以及HSV颜色模型各适用于在什么情况下应用?③人的认知过程分为哪几类?感知和识别注意记忆学习阅读说话和聆听解题、规划、推理和决策第三章交互设备①输入设备文本输入设备图像输入设备三位图像输入设备指点输入设备②输出设备声音的输出数字纸等③虚拟现实系统中的交互设备掌握内容：2）三维激光扫描仪工作原理4）二维空间定位设备5）三维显示设备第四章交互技术掌握内容：人机交互输入模式多通道用户交互界面命令行用户界面、图形用户界面、虚拟现实概念模型图形用户界面主要思想设计图形用户界面的一般性原则窗口的排列方式及其优缺点基本交互技术图形交互技术三维交互技术多通道用户界面的基本特点眼动跟踪的基本原理主要手势识别技术语音识别处理流程表情识别步骤联机手写识别主要阶段和原理框图人机交互输入模式1）请求模式在请求模式下，输入设备的启动是在应用程序中设置的，应用程序执行过程中需要输入数据时，暂停程序的执行，直到从输入设备接收到请求的输入数据后，才继续执行程序。
2）采样模式川-：I i卜屮输入设备和应用程序独立地工作，输入设备连续不断地把信息输入进来，信息的输入和应用程序中的输入命令无关。
应用程序在处理其他数据的同时，输入设备也在工作，新的输入数据替换以前的输入数据当应用程序遇到取样命令时，读取当前保存的输入设备数据。
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多通道用户界面
为适应目前和未来的计算机系统要求，人机界面应能支持时变媒体，实现三维、非精确及隐含的人机交互，而多通道人机界面是达到这一目的的重要途径。
80年代后期以来，多通道用户界面成为人机交互技术研究的崭新领域，在国内外受到高度重视。
综合采用视线、语音、手势等新的交互通道、设备和交互技术，使用户利用多个通道以自然、并行、协作的方式进行人机对话，通过整合来自多个通道的、精确的和不精确的输入来捕捉用户的交互意图，提高人机交互的自然性和高效性。
多通道用户界面主要关注人机界面中用户向计算机输入信息以及计算机对用户意图的理解，所要达到的目标可归纳为如下方面：
1）交互的自然性：使用户尽可能多地利用已有的日常技能与计算机交互，降低认识负荷。
2）交互的高效性：使人机通讯信息交换吞吐量更大、形式更丰富，发挥人机彼此不同的认知潜力。
3）与传统的用户界面特别是广泛流行的WIMP/GUI兼容。
下面将对多通道用户的特点，基本技术，未来发展和交互手段进行分点论述：
一、多通道用户界面的基本特点
1)使用多个感觉和效应通道
2)允许非精确的交互
3)三维和直接操纵
4)交互的双向性
5)交互的隐含性
二、多通道用户界面涉及的主要技术
1)多媒体
使用多种表示媒体，如文本、图形、图像和声音，使人机交互技术最终要向着更接近于人的自然方式发展，使计算机具有听觉和视觉，以更自然的方式与人交互。
多媒体技术引入了动画、音频、视频等动态媒体，大大丰富了计算机表现信息的形式，拓宽了计算机输出的带宽，提高了用户接受信息的效率，使人们可以得到更直观的信息，从而简化了用户的操作，扩展了应用范围。
2)虚拟现实
又称虚拟环境，虚拟现实系统向用户提供沉浸和多感觉通道体验。
在虚拟现实中，人是主动参与者，复杂系统中可能有许多参与者共同在以计算机网络系统为基础的虚拟环境中协同工作。
虚拟现实系统具有三个重要特点：沉浸感、交互性、构想性。
3)眼动跟踪
与视觉有关的人机交互自始至终都离不开视线的控制。
如果能通过用户的视线盯着感兴趣的目标，计算机便“自动”将光标置于其上，人机交互将更为直接，也省去了上述交互过程中的大部分步骤。
4)手势识别
一个简单的手势蕴涵着丰富的信息，人与人可以通过手势传达大量的信息，实现高速的通信。
将手势运用于计算机能够很好地改善人机交互的效率。
在多数情况下我们笼统地认为手势是人的上肢(包括手臂、手和手指)的运动状态。
5)三维输入
许多应用(如虚拟现实系统)需要三维空间定位技术，三维空间控制器的共同特点是具有六个自由度，分别描述三维对象的宽度、深度、高度、俯仰角、转动角、偏转角。
通过控制这六个参数，用户可以在屏幕上平移三维对象或光标，也可沿三个坐标轴转动三维对象。
在三维用户交互中必须便于用户在三维空间中观察、比较、操作、改变三维空间的状态。
6)语音识别
语音识别是计算机通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本文件或命令的技术。
语音识别又是一门交叉学科，它与声学、语音学、语言学、数字信号处理理论、信息论、计算机科学等众多学科紧密相连。
7)表情识别
面部表情是人体语言的一部分。
人的面部表情不是孤立的，它与情绪之间存在着千丝万缕的联系。
人的各种情绪变化以及对冷热的感觉都是非常复杂的高级神经活动，如何感知、记录、识别这些变化过程是表情识别的关键。
8)手写识别
发展手写识别技术并嵌入到各种设备中，将是手写识别技术未来发展的重要方向之一。
联机手写识别技术的优点是不需专门学习与训练、不必记忆编码规则、安装后即可手写输入汉字，是最简单方便的输入方式。
同时符合人的书写习惯，可以一面思考、一面书写，不会打断思维的连续性，是最自然的输入方式。
9)数字墨水
数字墨水是一种新的人机界面技术，它借鉴手写识别技术的同时，克服了它的许多局限性。
数字墨水在数学上是通过三阶贝塞尔曲线来描述笔输入的笔迹，它的记录格式与图像和文本格式都不同。
这种存储方式使得数字墨水文件的大小很小，从而可以更有效地进行存储。
三、多通道用户界面的发展
传统的人和电脑软件的交互的唯一交互方式是用手，输入和输出主要依靠以手操作的鼠标、键盘，当然科技的发展，近期还增加了我们肉呼呼的手指。
传统的技术更迭总是从非精细化-精细化，从粗犷到精细，譬如输入法，譬如语音识别等。
但是人机交互的变革方式却是相反的，精细化—非精细化。
传统的鼠标和箭头都是准确地定位，而多通道人机交互界面，将听觉、视线、手势等非精确化的交互纳入进来。
据我以为，现在应用在实践领域的譬如瘫患者操作运动，说是模式识别，更准确地可能是一种类别映射对应的技术。
举例来说，譬如规定，大拇指抬起两下是向前走，左手中指抬起一下是像左走，因此机器的任务是识别这种姿势和动作，并与相应的命令对应。
在自然性上并没有任何的提高。
下表列出了传统语言交互和智能语音交互的功能特点，主要就是体现在自然语言的使用上。
四、重要的交互手段。
听觉交互：听觉是除了眼睛外最重要的感觉器官，但是现在的听觉交互手段却极其缺乏。
声音的强弱、方位可以帮助预估声源的位置、方向，并且声音的强弱也可以营造位置变化的感觉。
听觉可以帮助觉察、识别视觉信息的研究已经很多，这一点基本是可以证实的。
如何去提高耳朵的利用率还有待探讨和进一步实践。
视线交互：眼动中的实验就是基于这点，譬如探究用户的浏览方式。
在交互中，用户通过移动视线控制光标或鼠标的停留处，通过长时间的注视选择某个控件。
缺陷似乎光标总是随用户视线移动将引起厌烦。
并且眼线控制和忽视眼线控制如何进行切换是一个问题。
可能要采用键盘或语音等控制。
