人機(jī)交互課程設(shè)計(jì)

1、人機(jī)交互綜合設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)名稱：人機(jī)交互綜合設(shè)計(jì)選題名稱： VRML設(shè)計(jì)一虛擬校園漫游系統(tǒng)姓 名_學(xué) 號(hào)：專業(yè)班級(jí)：系（院）：設(shè)計(jì)時(shí)間：成績(jī):指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ):簽名： TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 一、 概述3 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 1、項(xiàng)目背景3 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 2、系統(tǒng)簡(jiǎn)介：33、開發(fā)環(huán)境：34、主要技術(shù)3 HYPERLINK l bookmark46 o Current Documen

2、t 二、 需求分析4 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 1、用戶分析4 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 2、用戶設(shè)計(jì)流程4 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 3、任務(wù)分析4 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 三、設(shè)計(jì)51、界面設(shè)計(jì)原則5 HYPERLINK l bookmark75 o Current Document 2、設(shè)計(jì)模型5 HYPERLINK l bookmark81 o Curre

3、nt Document 3、系統(tǒng)描述6 HYPERLINK l bookmark85 o Current Document 4、使用的交互技術(shù)6 HYPERLINK l bookmark93 o Current Document 四、 界面實(shí)現(xiàn)6五、主要源碼設(shè)計(jì)7 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 六、可用性評(píng)估8 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document 1、評(píng)估指標(biāo)體系92、具體步驟93、結(jié)果分析10七、結(jié)論101、總結(jié)錯(cuò)誤！未定義書簽。102、不足之處103、心得體會(huì)10一、概述1、項(xiàng)目背景V

4、RML是一種建模語(yǔ)言,也是一種描述Internet上交互式3D多媒體和共享虛擬世界的開放 標(biāo)準(zhǔn)。VRML定義了一組用以描述三維圖形的對(duì)象，這些對(duì)象稱為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)被組織成一種分層的 結(jié)構(gòu)，稱為場(chǎng)景。使用場(chǎng)景圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)建立3D場(chǎng)境。場(chǎng)景圖是一種代表所有3D世界靜態(tài)特 征的節(jié)點(diǎn)等級(jí):幾何關(guān)系、質(zhì)材、紋理、幾何轉(zhuǎn)換、光線、視點(diǎn)以及嵌套結(jié)構(gòu)。境界中的對(duì)象 及其屬性用節(jié)點(diǎn)描述，節(jié)點(diǎn)按照一定規(guī)則構(gòu)成場(chǎng)景圖，也就是說，場(chǎng)景圖是境界的內(nèi)部表示。場(chǎng) 景圖中的第一類節(jié)點(diǎn)用于從視覺和聽覺角度表現(xiàn)對(duì)象，它們按照層次體系組織起來(lái)，反映了境 界的空間結(jié)構(gòu)。另一類節(jié)點(diǎn)參與事件產(chǎn)生和路由機(jī)制,形成路由圖,確定境界隨時(shí)間的推移

5、如何 動(dòng)態(tài)變化。VRML用文本信息來(lái)描述三維場(chǎng)景，在Internet上傳輸，然后在本地機(jī)上由VRML瀏覽器解 釋生成三維場(chǎng)景。這種工作機(jī)制，避免了在網(wǎng)絡(luò)上直接傳輸圖形文件,把復(fù)雜任務(wù)交給本地機(jī)器, 從而減輕了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān),使得在Internet上的三維交互成為可能。VRML的訪問方式是基于客戶/服務(wù)器模式，其中服務(wù)器提供VRML文件及支持資源,客戶通 過網(wǎng)絡(luò)下載希望訪問的文件，并通過本地平臺(tái)上的VRML瀏覽器交互式訪問該文件描述的虛擬 境界，因?yàn)闉g覽器是本地平臺(tái)提供的，從而實(shí)現(xiàn)了與硬件平臺(tái)的無(wú)關(guān)性。現(xiàn)今，基于VRML的虛擬校園漫游系統(tǒng)已經(jīng)有很多成功案例，如成都電子科技大學(xué)、義烏 工商學(xué)院等，都已

6、成功開發(fā)出了虛擬校園漫游系統(tǒng)。2、軟件定義：基于VRML的虛擬校園漫游系統(tǒng)3、系統(tǒng)簡(jiǎn)介：通過VRML制作的虛擬校園是個(gè)規(guī)模較大的三維場(chǎng)景，旨在通過網(wǎng)絡(luò)展示校園風(fēng)貌,用戶可 以走入虛擬校園中，觀賞校園的自然風(fēng)貌，領(lǐng)賂校園的生活氛圍。瀏覽者可以利用輸入設(shè)備控制 自己的視點(diǎn)和視角，對(duì)這個(gè)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行全方位的瀏覽和交互。5、主要技術(shù)：3Dmax, VRML二、需求分析1、用戶分析該系統(tǒng)的用戶為偶然型用戶，即沒有計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，也缺少計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本 知識(shí)的用戶，遍布各種年齡層次，文化背景，職業(yè)特征和愛好等。所以本系統(tǒng)的人機(jī)交互主要 體現(xiàn)在鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件。點(diǎn)擊事件為從此角度來(lái)觀看整個(gè)校園。2、用戶

7、設(shè)計(jì)流程（1）用戶的觀察和分析通過組織一組用戶進(jìn)行討論，以便更了解用戶的理解，想法，態(tài)度和需求。（2）設(shè)計(jì)通過3D Max軟件制作界面，并加入交互。（3）實(shí)施實(shí)施階段，對(duì)系統(tǒng)原型進(jìn)入最后的調(diào)整。3、任務(wù)分析（1）管理員和用戶使用本虛擬校園漫游系統(tǒng)的用例圖，如下圖所示(2)用戶漫游校園的順序圖控件漫游系統(tǒng)司向前行走單擊鍵盤七推鈕 I單擊勰盤二號(hào)安鈕彳向后行定狀態(tài)單擊鍵盤“一。按鈕單擊勰盤J/1按鈕彳I向左行走司向右行走=1mJ,加速行走:單擊藤盤+按鈕三、設(shè)計(jì):1、界面設(shè)計(jì)原則擊鍵盤卷鈕I 界面要具有一致性=常用操作要有快捷方式向前移動(dòng)I提供必要的錯(cuò)誤處理功能提供信息反饋/: 底仕鼠標(biāo)左鍵向后移

8、動(dòng)允許操作可逆設(shè)計(jì)良好的聯(lián)機(jī)幫助I合理劃分并高效地使用顯示屏幕;減速行走3)4)5)6)7)提高視角1*降低視角2、設(shè)計(jì)模型布，退出圖1信息樓的3D模型，圖2文科樓的3D模型I r .a 圖4花臺(tái)的3D模型3、系統(tǒng)描述通過VRML制作的虛擬校園是個(gè)規(guī)模較大的三維場(chǎng)景，旨在通過網(wǎng)絡(luò)展示校園風(fēng)貌，用戶可 以走入虛擬校園中，觀賞校園的自然風(fēng)貌，領(lǐng)賂校園的生活氛圍。瀏覽者可以利用輸入設(shè)備控制 自己的視點(diǎn)和視角，對(duì)這個(gè)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行全方位的瀏覽和交互。4、使用的交互技術(shù)本系統(tǒng)做運(yùn)用的交互技術(shù)有定位：確定平面或空間的一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)。定值：用于設(shè)置物體的旋轉(zhuǎn)角度，縮放比例等。選擇：在某個(gè)選擇集中選出一個(gè)元素，通

9、過注視，指點(diǎn)或接觸一個(gè)對(duì)象，使對(duì)象成為后 續(xù)行為的焦點(diǎn)。幾何約束：用于對(duì)圖形的方向，對(duì)齊方式等進(jìn)行規(guī)定和校準(zhǔn)。四、界面實(shí)現(xiàn)1、用戶可用鍵盤上的前后左右鍵漫游系統(tǒng)，在系統(tǒng)中行進(jìn)；2、用戶可用鼠標(biāo)在系統(tǒng)中行進(jìn)漫游；3、用戶漫游時(shí)無(wú)法用+、一控制速度；4、用戶可用NetScape瀏覽器自帶的功能鍵實(shí)現(xiàn)俯視或仰視建筑(圖5、圖6、圖7)；圖5 NetScape瀏覽器自帶的功能鍵(左起第一個(gè)是控制視角的)五、主要源碼設(shè)計(jì)圖7用也鍵得到的信息樓仰視圖WRL文件格式是VRML語(yǔ)言編寫程序的文件格式，可用記事本直接打開，以下是信 息樓，文科樓和理科樓的3D模型的代碼，其中“#”以后為程序注釋語(yǔ)句。#信息樓代碼

10、開始(xinxilou.wri)DEF col Transform children Shape appearance Appearance exture ImageTexture url xinxilou.jpg#鏈接到信息樓的圖片作為墻體圖片 geometry ox size 40 35 10 #樓的立體大小 Transform translation 0 8.5 0 children USE col #樓在三維環(huán)境中的地址#信息樓代碼結(jié)束#文科樓代碼開始(wenkelou.wrl)DEF col Transform children Shape appearance Appearance

11、 texture ImageTexture url xinxilou.jpggeometry Box size 40 35 10 Transform translation 50 8.5 0 children USE col #文科樓代碼結(jié)束#理科樓代碼開始(li kelou.wrl)DEF col Transform children Shape appearance Appearance texture ImageTexture url likelou.jpggeometry Box size 40 42 10 Transform translation 20 8.5 80 childre

12、n USE col #理科樓代碼結(jié)束#花臺(tái)代碼開始(huatai.wrl)DEF col Transform translation -30 6 0children Transform translation 0 -4.5 0children Shape appearance Appearance material Material texture ImageTexture url huatai.jpggeometry Box size 3 3 3 Transform translation 0 0 40 children USE col Transform translation 80 0

13、40 children USE col #花臺(tái)代碼結(jié)束#主程序代碼開始(虛擬校園.wrl)Transform translation 40 2 0children DEF sphere Shape appearance Appearance material Material #地面Transform translation 0 0 30children Shape appearance Appearance texture ImageTexture url diban.png #地板圖geometry Box size 240 1 240Inline url huatai.wrl, # 花臺(tái)

14、Inline url likelou.wrl, # 理科樓Inline url xinxilou.wrl, # 信息樓Inline url wenkelou.wrl, # 信息樓Background skyColor 0.1 0.14 0.40, 0.9 0.8 1,skyAngle 1.571 # 背景色Viewpoint position 60 2 60 orientation 0 1 0 0.8# 定義最初視角#主程序代碼結(jié)束六、可用性評(píng)估1、評(píng)估指標(biāo)體系具體實(shí)現(xiàn)步驟（1）評(píng)估人員介紹測(cè)試的目的（2）思維訓(xùn)練在做什么？看到了什么？怎么想的？有什么疑問？（3）任務(wù)介紹用戶使用系統(tǒng)之前盡可能

15、告訴用戶有關(guān)系統(tǒng)的信息，詢問用戶是否有關(guān)于研究目標(biāo)、過 程或任務(wù)的問題。（4）開始測(cè)試（5）結(jié)束測(cè)試詢問用戶是否還有更多的關(guān)于系統(tǒng)或研究的問題。回答那些現(xiàn)在就可以回答的問題，或 讓用戶和可以回答這些問題的人聯(lián)系。結(jié)果分析80%的測(cè)試者的完成比率較高，反應(yīng)了測(cè)試任務(wù)設(shè)計(jì)是比較合理的，以簡(jiǎn)單任務(wù)開始，以簡(jiǎn) 單任務(wù)結(jié)束，使得用戶在任務(wù)完成時(shí)有成就感。20%的測(cè)試者的完成比率較低的原因?yàn)椋簽g覽 時(shí)圖像很模糊，且名稱標(biāo)記不清楚。六、結(jié)論1、總結(jié)這次的虛擬校園漫游系統(tǒng)，我主要運(yùn)用的是VRML、3DMax，3Dmax是Autodesk公司開發(fā)的 基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫渲染和制作軟件，廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工

16、業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、 多媒體制作、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域。我在 VRML中，創(chuàng)建并編輯了多個(gè) 對(duì)象，將他們組合在了一起，為他們指定特殊材質(zhì)，使他們看起來(lái)更加真實(shí)。2、不足之處（1）建筑物各面墻體都是一樣的，不夠真實(shí)；（2）沒有完成預(yù)期的擁有主要的樹木和復(fù)雜的標(biāo)志性建筑；（3）沒有限定行人不可穿越建筑物。（4）沒有系統(tǒng)界面。3、心得體會(huì)通過這次實(shí)驗(yàn)，我學(xué)到了很多關(guān)于 VRML理論和實(shí)踐方面的知識(shí)，但我還有很多可以 改進(jìn)的地方：我還可以把界面做得更好，實(shí)現(xiàn)更多的交互功能，并且在 vrml領(lǐng)域做更多 的深入。未來(lái)人機(jī)交互的發(fā)展將走向高科技化，自然化，人性化。所使用的計(jì)算機(jī)將趨向平面化、 超薄型化、便攜式、袖珍型；輸入方式將朝著多通道華發(fā)展，跟蹤球、觸摸屏、光筆、語(yǔ)音輸 入等競(jìng)相登場(chǎng)；多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)及強(qiáng)有力的視覺工作站將提供真實(shí)、動(dòng)態(tài)的影響和刺激 靈感的用戶界面。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、軟件工程、人工智能、窗口系統(tǒng)等軟件技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)計(jì)更應(yīng)該充 分發(fā)揮整合、協(xié)調(diào)的作用，在圖形藝術(shù)、心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)等方面作深入的研究。在圖形界 面廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一