人機(jī)交互、體感互動(dòng)技術(shù)

1、PPT模板下載： 行業(yè)PPT模板： 節(jié)日PPT模板： PPT素材下載： PPT圖表下載： 優(yōu)秀PPT下載： PPT教程： Word教程： Excel教程： 資料下載： PPT課件下載： 范文下載： 試卷下載： 教案下載： 人機(jī)交互、體感互動(dòng)技術(shù)介紹主講人：于智偉市場部目 錄人機(jī)交互人機(jī)交互1體感互動(dòng)體感互動(dòng)2人機(jī)交互6、發(fā)展前景、發(fā)展前景1、發(fā)展歷程、發(fā)展歷程5、發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展現(xiàn)狀4、交互界面、交互界面2、交互技術(shù)、交互技術(shù)3、交互系統(tǒng)、交互系統(tǒng)人機(jī)交互人機(jī)交互人機(jī)交互 人機(jī)交互：英文名稱：Human-Computer Interaction，簡稱：HCI。是指人與計(jì)算機(jī)之間使用某種對(duì)話語言，

2、以一定的交互方式，為完成確定任務(wù)的人與計(jì)算機(jī)之間的信息交換過程。(人機(jī)交互視頻）涉及學(xué)科涉及學(xué)科信息技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)社會(huì)學(xué)智能科學(xué)神經(jīng)科學(xué)語言學(xué)生理學(xué)心理學(xué)圖形設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展歷程發(fā)展歷程鍵盤、字符顯示器鍵盤、字符顯示器第一代第一代鍵盤、鼠標(biāo)、圖形顯示器鍵盤、鼠標(biāo)、圖形顯示器第二代第二代多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)第三代第三代多模信息、三維虛擬多模信息、三維虛擬第四代第四代？上世紀(jì)上世紀(jì)7070年代年代上世紀(jì)上世紀(jì)8080年代年代至今至今1808發(fā)展歷程發(fā)展歷程第一代人機(jī)交互技術(shù)：基于鍵盤和字符顯示器的交互階段第一代人機(jī)交互技術(shù)：基于鍵盤和字符顯示器的交互階段 自1808年意大利人佩萊里尼圖里發(fā)明出第一

3、臺(tái)打字機(jī)以來至20世紀(jì)60年代為第一代人機(jī)交互時(shí)期。這一階段所使用的主要交互工具為鍵盤及字符顯示器，交互的內(nèi)容主要有字符、文本和命令，交互過程顯得呆板和單調(diào)。第二代人機(jī)交互技術(shù)：基于鼠標(biāo)和圖形顯示器的交互階段基于鼠標(biāo)和圖形顯示器的交互階段 20世紀(jì)70年代，隨著圖形顯示器的開發(fā)以及鼠標(biāo)的發(fā)明，標(biāo)志著人們進(jìn)入到第二代人機(jī)交互時(shí)期。這一階段所使用的主要交互工具為鼠標(biāo)及圖形顯示器，交互的內(nèi)容主要有字符、圖形和圖像。即使在窗口系統(tǒng)大量使用的今天幾乎是必不可少的輸入設(shè)備。發(fā)展歷程發(fā)展歷程第三代人機(jī)交互技術(shù)：基于多媒體技術(shù)的交互階段第三代人機(jī)交互技術(shù)：基于多媒體技術(shù)的交互階段 20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的多媒

4、體技術(shù)，使計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了前所未有的繁榮，聲卡、圖像卡等硬件設(shè)備的出現(xiàn)使得計(jì)算機(jī)處理聲音及視頻圖像成為可能，從而使人機(jī)交互技術(shù)開始向聲音、視頻過渡。第四代人機(jī)交互技術(shù)：人機(jī)自然交互與通信第四代人機(jī)交互技術(shù)：人機(jī)自然交互與通信 它是一種以多模信息交互為輸入輸出，以Agent（代理）為交互通信界面，具有基于知識(shí)對(duì)話的網(wǎng)絡(luò)信息交互和檢索能力，并具有二維和三維虛擬交互環(huán)境可視化顯示的人機(jī)交互技術(shù)。交互技術(shù)交互技術(shù) 人機(jī)交互技術(shù)，英文名稱Human-Computer Interaction Techniques。是指通過計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話的技術(shù)。 1、機(jī)器通過輸出或顯示

5、設(shè)備給人提供大量有關(guān)信息及提示請(qǐng)示等。人機(jī)交互技術(shù)人機(jī)交互技術(shù) 2、人通過輸入設(shè)備給機(jī)器輸入有關(guān)信息回答問題或機(jī)器給出的提示請(qǐng)示等。交互技術(shù)交互技術(shù) 人機(jī)交互技術(shù)是未來計(jì)算機(jī)用戶界面設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一，也許在不遠(yuǎn)的將來人們可以通過電極將神經(jīng)信號(hào)與電子信號(hào)互相聯(lián)系，達(dá)到人腦與電腦互相溝通的技術(shù)?？梢灶A(yù)見，電腦甚至可以在未來成為一種媒介，到達(dá)人腦與人腦意識(shí)之間的交流，即通常聽說的心靈感應(yīng)。癱瘓病人用大腦控制機(jī)器臂喝啤酒現(xiàn)在腦機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“心靈感應(yīng)”未來交互技術(shù)交互技術(shù)人機(jī)交互技術(shù)人機(jī)交互技術(shù)組成組成虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)（VRVR）三維交互三維交互技術(shù)技術(shù)多通道交互多通道交互技術(shù)技術(shù)WIMP界面界面非

6、精確交互非精確交互技術(shù)技術(shù)交互技術(shù)交互技術(shù)WIMP界面界面 WIMP（Windows+IIS+Mysql+PHP）界面由Xerox Palo（施樂帕洛阿爾托）研究中心于70年代中后期研制出原型機(jī)Star，形成了以窗口（Windows）、菜單（Menu）、圖符（Icons）和指示裝置（Pointing Devices）為基礎(chǔ)的圖形用戶界面。（WIMP界面視頻）windows 2000Windows XPWindows 7Windows 10交互技術(shù)交互技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)（虛擬現(xiàn)實(shí)（VR） 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（ 英文名稱：Virtual Reality，簡稱，VR）是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)

7、。它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向，是仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合。是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。交互技術(shù)交互技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)（虛擬現(xiàn)實(shí)（VR） 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。模擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應(yīng)該具有一切人所具有的感知。除計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運(yùn)動(dòng)等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為

8、多感知。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向，是仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合。是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。（虛擬現(xiàn)實(shí)視頻）交互技術(shù)交互技術(shù)非精確交互技術(shù)非精確交互技術(shù) 交互技術(shù)由于受交互裝置和交互環(huán)境的影響，不可能也不必要對(duì)用戶的輸入做精確的測量，而是一種非精確的人機(jī)交互（模糊控制）。非精確交互技術(shù)非精確交互技術(shù)視覺跟蹤視覺跟蹤頭部跟蹤頭部跟蹤語音語音姿勢(shì)姿勢(shì)交互技術(shù)交互技術(shù)非精確交互技術(shù)非精確交互技術(shù)語音（語音（Voice) Voice) ：主要以語音識(shí)別為基礎(chǔ)，但不強(qiáng)調(diào)很高的識(shí)別率，而是借助其它通道的約束進(jìn)行交互。

9、姿勢(shì)（姿勢(shì)（Gesture) Gesture) ：主要利用數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)服裝等裝置，對(duì)手和身體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤，完成自然的人機(jī)交互。交互技術(shù)交互技術(shù)非精確交互技術(shù)非精確交互技術(shù)頭部跟蹤（頭部跟蹤（HeadTrackingHeadTracking）：）：主要利用電磁、超聲波等方法，通過對(duì)頭部的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定位交互。視覺跟蹤（視覺跟蹤（Eye-TrackingEye-Tracking）：）：對(duì)眼睛運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行定位的交互方式。（非精確交互技術(shù)視頻）交互技術(shù)交互技術(shù)三維人機(jī)交互技術(shù)三維人機(jī)交互技術(shù) 三維交互技術(shù)三維交互技術(shù)指在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)建產(chǎn)品的三維模型，然后通過交互設(shè)計(jì)軟件設(shè)定交互程序，使用戶可以通過鼠標(biāo)等

10、交互設(shè)備實(shí)施人機(jī)交互的新興技術(shù)。深度深度三維空間三維空間技術(shù)技術(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)角轉(zhuǎn)動(dòng)角高度高度俯仰角俯仰角寬度寬度偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)角交互技術(shù)交互技術(shù)三維人機(jī)交互技術(shù)三維人機(jī)交互技術(shù) 通過控制上述六個(gè)參數(shù)，用戶可以在屏幕上平移三維對(duì)象或光標(biāo)，也可沿三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)三維對(duì)象。用戶用戶 改變改變比較比較操作操作觀察觀察（三維人機(jī)交互視頻）交互技術(shù)交互技術(shù)多通道交互技術(shù)多通道交互技術(shù) 為適應(yīng)目前和未來的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要求，人機(jī)界面應(yīng)能支持時(shí)變媒體，實(shí)現(xiàn)三維、非精確及隱含的人機(jī)交互，而多通道人機(jī)界面是達(dá)到這一目的的重要途徑。 綜合采用視線、語音、手勢(shì)等新的交互通道、設(shè)備和交互技術(shù)，使用戶利用多個(gè)通道以自然、并行、協(xié)作的方式進(jìn)

11、行人機(jī)對(duì)話，通過整合來自多個(gè)通道的、精確的和不精確的輸入來捕捉用戶的交互意圖，提高人機(jī)交互的自然性和高效性。交互技術(shù)交互技術(shù)多通道交互技術(shù)多通道交互技術(shù) 多通道用戶界面主要關(guān)注人機(jī)界面中用戶向計(jì)算機(jī)輸入信息以及計(jì)算機(jī)對(duì)用戶意圖的理解，所要達(dá)到的目標(biāo)可歸納為如下方面：1 1、交互的自然性：、交互的自然性：使用戶盡可能多地利用已有的日常技能與計(jì)算機(jī)交互，降低認(rèn)識(shí)負(fù)荷。2 2、交互的高效性：、交互的高效性：使人機(jī)通訊信息交換吞吐量更大、形式更豐富，發(fā)揮人機(jī)彼此不同的認(rèn)知潛力。3 3、交互的兼容性：、交互的兼容性：與傳統(tǒng)的用戶界面特別是廣泛流行的WIMP/GUI兼容。交互技術(shù)交互技術(shù)多通道交互技術(shù)多通

12、道交互技術(shù)涉及的技術(shù)涉及的技術(shù)（多通道技術(shù)視頻）人機(jī)交互系統(tǒng)人機(jī)交互系統(tǒng) 人機(jī)交互系統(tǒng)是研究人與計(jì)算機(jī)之間通過相互理解的交流與通信，在最大程度上為人們完成信息管理，服務(wù)和處理等功能，使計(jì)算機(jī)真正成為人們工作學(xué)習(xí)的和諧助手的一門技術(shù)科學(xué)。數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)信息科學(xué)信息科學(xué)智能科學(xué)智能科學(xué)神經(jīng)科學(xué)神經(jīng)科學(xué)生理科學(xué)生理科學(xué)心理科學(xué)心理科學(xué)涉及學(xué)科涉及學(xué)科人機(jī)交互系統(tǒng)人機(jī)交互系統(tǒng)基本組成基本組成以第四代自然交互與通信為例，介紹該概念模型的主要組成部分。（1） 多模態(tài)輸入/輸出：多模態(tài)輸入/輸出是第四代人機(jī)交互與通信的主要標(biāo)志之一。多模態(tài)輸入包括鍵盤、鼠標(biāo)、文字、語音、手勢(shì)、表情、注視等多種輸入方式；而多模態(tài)輸出

13、包括文字、圖形、語音、手勢(shì)、表情等多種交互信息。（2） 智能接口代理：智能接口代理是實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)交互的媒介。（3） 視覺獲取：視覺系統(tǒng)主要用于實(shí)時(shí)獲取外部視覺信息。人機(jī)交互系統(tǒng)人機(jī)交互系統(tǒng)基本組成基本組成（4） 視覺合成：使人機(jī)交互能夠在一個(gè)仿真或虛擬的環(huán)境中進(jìn)行，仿佛現(xiàn)實(shí)世界中人與人之間的交互。（5） 對(duì)話系統(tǒng)：目前主要由兩種研究趨勢(shì)，一種以語音為主，另一種從某一特定任務(wù)域入手，引入對(duì)話管理概念，建立類似于人人對(duì)話的人機(jī)對(duì)話。（6） Internet信息服務(wù)：扮演信息交流媒介的角色。（7） 知識(shí)處理：自動(dòng)地提取有組織的，可為人們利用的知識(shí)。人機(jī)交互系統(tǒng)人機(jī)交互系統(tǒng)基本功能基本功能基本基本功

14、能功能人機(jī)交互界面人機(jī)交互界面 人機(jī)界面，又稱用戶界面或使用者界面，是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞、交換信息的媒介和對(duì)話接口，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。人機(jī)結(jié)合面是人機(jī)系統(tǒng)中的中心一環(huán)節(jié)，主要由安全工程學(xué)的分支學(xué)科安全安全人機(jī)工程學(xué)人機(jī)工程學(xué)去研究和提出解決的依據(jù)，并過安全工程設(shè)備工程學(xué)安全工程設(shè)備工程學(xué)，安全管理安全管理工程學(xué)工程學(xué)以及安全系統(tǒng)工程學(xué)安全系統(tǒng)工程學(xué)去研究具體的解決方法。人機(jī)交互界面人機(jī)交互界面人機(jī)交互界面人機(jī)交互界面 主要應(yīng)用于工業(yè)和主要應(yīng)用于工業(yè)和商

15、業(yè)商業(yè) 輸入輸入 輸出輸出 輸出指的是由機(jī)械或設(shè)備發(fā)出來的通知，如故障、警告、操作說明提示等。 輸入指的是由人來進(jìn)行機(jī)械或設(shè)備的操作，如把手、開關(guān)、門、指令（命令）的下達(dá)或保養(yǎng)維護(hù)等。人機(jī)交互界面人機(jī)交互界面人機(jī)交互與人機(jī)界面的關(guān)系人機(jī)交互與人機(jī)界面的關(guān)系人機(jī)交互人機(jī)交互界面 人機(jī)交互是指人與機(jī)器的交互，本質(zhì)上是人與計(jì)算機(jī)的交互?；蛘邚母鼜V泛的角度理解：人機(jī)交互是指人與含有計(jì)算機(jī)的機(jī)器的交互。具體來說，人機(jī)交互用戶與含有計(jì)算機(jī)機(jī)器之間的雙向通信，以一定的符號(hào)和動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)，如擊鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，顯示屏幕上的符號(hào)/圖形等。這個(gè)過程包括幾個(gè)子過程：識(shí)別交互對(duì)象-理解交互對(duì)象-把握對(duì)象情態(tài)-信息適應(yīng)與反饋

16、等； 人機(jī)界面是指用戶與含有計(jì)算機(jī)的機(jī)器系統(tǒng)之間的通信媒體或手段，是人機(jī)雙向信息交互的支持軟件和硬件。這里界面定義為通信的媒體或手段，它的物化體現(xiàn)是有關(guān)的支持人機(jī)界面用液晶屏、軟件和硬件，如帶有鼠標(biāo)的圖形顯示終端等。人機(jī)交互界面人機(jī)交互界面人機(jī)交互與人機(jī)界面的關(guān)系人機(jī)交互與人機(jī)界面的關(guān)系人機(jī)交互人機(jī)交互界面 交互是人與機(jī)-環(huán)境作用關(guān)系/狀況的一種描述 界面是人與機(jī)-環(huán)境發(fā)生交互關(guān)系的具體表達(dá)形式。 交互是實(shí)現(xiàn)信息傳達(dá)的情境刻畫。 界面是實(shí)現(xiàn)交互的手段。 交互和界面，都只是解決人機(jī)關(guān)系的一種手段，不是最終目的，其最終目的是解決和滿足人的需求。（人機(jī)交互界面視頻）人機(jī)交互發(fā)展現(xiàn)狀人機(jī)交互發(fā)展現(xiàn)狀多

17、通多通道道多媒多媒體體1、漢王筆”手寫漢字識(shí)別系統(tǒng)2、結(jié)合在微軟的Tablet PC 操作系統(tǒng)中數(shù)字墨水技術(shù)3、廣泛應(yīng)用于Office/XP的 中文版等辦公、應(yīng)用 中的IBM/Via Voice連續(xù) 中語音識(shí)別系統(tǒng) 4、輸入設(shè)備為攝像機(jī)、圖像采集卡的手勢(shì)識(shí)別技術(shù)5、以IPHONE手機(jī)為代表的可支持更復(fù)雜的姿勢(shì)識(shí)別的多觸點(diǎn)式觸摸屏技術(shù)，以及基于傳感器的捕捉用戶意圖的隱式輸入技術(shù)。人機(jī)交互發(fā)展前景人機(jī)交互發(fā)展前景智能化自然化自然化的人機(jī)交互 用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨真實(shí)環(huán)境的感覺和體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)是多媒體發(fā)展的高級(jí)階段，是人與機(jī)器無障礙交互

18、的自然境界。 智能化的人機(jī)交互 讓電腦認(rèn)識(shí)你，懂得你的需求，了解你的言辭，表情和肢體語言。體感互動(dòng)體感互動(dòng) 體感互動(dòng)是通過硬件互動(dòng)設(shè)備硬件互動(dòng)設(shè)備、體感互動(dòng)系統(tǒng)軟件體感互動(dòng)系統(tǒng)軟件以及三維數(shù)字內(nèi)容三維數(shù)字內(nèi)容，來感應(yīng)站在窗口前的觀看者，當(dāng)觀看者的動(dòng)作發(fā)生變化時(shí)，窗口顯示的畫面同時(shí)發(fā)生變化。體感互動(dòng)視頻體感互動(dòng)視頻體感技術(shù)體感技術(shù) 體感技術(shù)，在于人們可以很直接地使用肢體動(dòng)作，與周邊的裝置或環(huán)境互動(dòng)，而無需使用任何復(fù)雜的控制設(shè)備，便可讓人們身歷其境地與內(nèi)容做互動(dòng)。慣性慣性感測感測體感技術(shù)體感技術(shù)光學(xué)光學(xué)感測感測慣性光學(xué)慣性光學(xué)聯(lián)合檢測聯(lián)合檢測體感技術(shù)體感技術(shù)慣性檢測慣性檢測 主要是以慣性傳感器為主

19、，例如用重力傳感器，陀螺儀以及磁傳感器等來感測使用者肢體動(dòng)作的物理參數(shù)，分別為加速度、角速度以及磁場，再根據(jù)此物理參數(shù)來求得使用者在空間中的各種動(dòng)作。重力傳感器重力傳感器陀螺儀陀螺儀磁傳感器磁傳感器感測加速度加速度角速度角速度磁場磁場捕獲手勢(shì)手勢(shì)肢體肢體表情表情體感技術(shù)體感技術(shù)光學(xué)感測光學(xué)感測 早在 2005年以前，Sony 便推出 了光學(xué)感應(yīng)套件EyeToy，主要是通過光學(xué)傳感器獲取人體影像，再將此人體影像的肢體動(dòng)作與游戲中的內(nèi)容互動(dòng)，主要是以2D平面為主，而內(nèi)容也多屬較為簡易類型的互動(dòng)游戲。主要代表廠商為 Sony 及Microsoft。 直到 2010年，Microsoft發(fā)表了跨世代的全新體感感應(yīng)套件Kinect，號(hào)稱無需使用任何體感手柄，便可達(dá)到體感的效果，而比起 EyeToy更為進(jìn)步的是，Kinect 同時(shí)使用激光及攝像頭（RGB）來獲取人體影像信息，可捕捉人體3D全身影像，具有比起EyeToy更為進(jìn)步的深度信息，而且不受任何燈光環(huán)境限制。體感技術(shù)體感技術(shù)聯(lián)合感測聯(lián)合感測 Nintendo在2006年推出了Wii空間手柄，在2009年