人機交互的未來123

虛擬的現(xiàn)實序言:回顧人類的歷史，人類生存空間中的信息最開始是存貯在紙張、大腦、物體等介質(zhì)上。是計算機構(gòu)建了一個01空間，它像一個有強大引力的黑洞，將人類生存空間中的各式各樣的信息都逐漸吸進去變成010101，黑洞用這些010101通過一些基本運算產(chǎn)生新的010101,并可將這些010101組成一些虛構(gòu)的圖象呈現(xiàn)在人們面前甚至將人類生存的世界也開始建成010101的代碼.人機交互研究已經(jīng)歷了兩個界限分明的時代，第一代是以文本為基礎(chǔ)的交互，如菜單、命令、對話等，難用且不靈活。第二代則是直接操作界面，它引出更自然的視覺通信交互。是交互多媒體集成方法，需要大量使用語言，自然語言和高級圖形，也可使用其它交互媒體，如人的動作、手勢和三維圖像等.隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展，在某一天圖形用戶界面也會被新的虛擬界面淘汰,新一代的用戶界面將向用戶提供身臨其境和多感覺通道體驗，在你煩惱的時候，想吹海風、聽海浪、看雪山、小橋流水、將臥室的窗戶推開，而不論你在哪里！計算機都將會為你完成這一切，計算機模擬人類感覺的世界而生成一種世界，這里的“世界”是指具有真實感的立體圖形，它既可以是某種特定現(xiàn)實世界的真實再現(xiàn)，也可以是純粹構(gòu)想的世界。操作者可以通過視覺、聽覺、觸覺、力覺等與之交互，從而能產(chǎn)生“身臨其境”場景.簡介:這種虛擬的現(xiàn)實是以用戶對界面的需求變化為出發(fā)點，使用戶界面的外在形式和內(nèi)部機制能符合不同用戶的需要，這就是以用戶為中心的設(shè)計思想。非特定人的連續(xù)語音識別技術(shù)將使計算機能理解人們的要求，是一種重要的輸入界面和手段?，F(xiàn)在我們已經(jīng)有的魚眼技術(shù)使屏幕觀察（或光標）位置附近的內(nèi)容被放大，便于用戶觀察。在傳統(tǒng)的人機系統(tǒng)中，人被認為是操作者，人去適應(yīng)機器；在一般的人機系統(tǒng)中，人被稱為用戶，能與機器對話，但無主動控制能力；而在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，人才是主動的參與者，機器將對人的各種動作做出反應(yīng)。另外計算機可以充分利用它的感覺和運動通道的互補特性來捕捉用戶的意向，從而增進人機交互中的自然性。人的感覺通道有視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和平衡等；人的運動通道有手、嘴、眼、頭、足及身體等?，F(xiàn)在，計算機操作時，人的眼和手十分累，效率也不高。若將聽、說和手、眼等協(xié)同動作，采用多通道、以自然方式交互，可以實現(xiàn)高效人機通信，也可以由人或機器選擇最佳反應(yīng)通道，從而不會使某一通道負擔過重。并且由于人們的動作或思想往往并不很精確，計算機應(yīng)該理解人的要求，甚至于糾正人的錯誤，而不需要人通過鍵盤或者鼠標做出精確的操作.實現(xiàn)：一個未來的界面能使最終用戶能完全投入于自己要完成的工作，無需耗費精力于界面操作，甚至進入一個同現(xiàn)實完全一樣的虛擬世界，為此模型的建立至關(guān)重要。需要利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)及人機界面的基本理論知識、多通道用戶界面的關(guān)鍵技術(shù)、VRML、軟件工程，知識工程的原型方法及其它相關(guān)知識來進行。角色模型的建立：角色模型包括用戶的重要特征.一般情況下，很難將每個用戶模型化，但通過引入“角色”，可將不同的用戶的重要特征集中于其一身。我們可用每個角色代表一類用戶。一般情況下，很難用一個角色代表所有的用戶。為便于區(qū)別每個角色，應(yīng)給每個角色起個適當?shù)拿?，然后加上適當?shù)拿枋?。目標模型的建立：目標模型是要完成的任?wù)的優(yōu)先級別列表，每個工作都有自己的目標，工作目標包括多個方面，每個方面的優(yōu)先級別各不一樣。設(shè)計用戶界面就是在不同的設(shè)計方案中進行選擇，如知道用戶的最重要的任務(wù)，將會使這種選擇變得容易一些為了確定每個角色的最重要任務(wù)，我們可將角色的每一種任務(wù)的優(yōu)先級數(shù)賦予一個權(quán)值，一般可選2一3種優(yōu)先級別最高的任務(wù)，用戶的界面應(yīng)能使用戶方便地完成這些任務(wù)。但是各種角色的任務(wù)優(yōu)先級別可能會發(fā)生嚴重的沖突，這時，可將各個角色的使用計算機及相關(guān)平臺的總時間及角色的重要性等作為判斷標準，以決定哪個任務(wù)是最重要的任務(wù)。工作模型的建立：工作模型是對用戶工作的描述及所需信息和操作等。工作集:工作集是指由一系列相關(guān)聯(lián)且沒有順序要求的由一個角色所需完成的任務(wù)的總和。在一個組織內(nèi)的每位員工總是負責一定的事務(wù)，職責在這里被描述為工作集如售貨員的職責可描述為由售貨和結(jié)帳組成的工作集。售貨員工作集內(nèi)的任務(wù)屬于日常事務(wù)類型。信息對象和方法:每個角色的工作集都與信息密切相關(guān)，在設(shè)計界面時，應(yīng)時刻牢記:使用戶能方便地使用所需信息.可把用戶對信息的需求及期望的功能定義為信息對象和方法。為了能確保用戶要求的信息不致漏掉，應(yīng)以用戶的工作術(shù)語來描述信息對象和方法而非用計算機術(shù)語。為了定義信息對象，需要相對完整的數(shù)據(jù)模型，可將工作集內(nèi)的每個實例定義為若干個信息對象，信息對象間可有繼承和關(guān)聯(lián)關(guān)系。而對信息處理的功能要求可用任務(wù)集實例與信息對象相關(guān)聯(lián)的方法來描述。對象的數(shù)目屬性和操作在VRML中，類模型定義了每個類的所具有的屬性和方法（同面向?qū)ο笳Z言有相似之處），但有些與界面設(shè)計相關(guān)聯(lián)的屬性并沒有在數(shù)據(jù)模型中得以完整地描述，為了設(shè)計讓用戶滿意，應(yīng)給予詳細地描述。我們知道有時用戶需要同時對同一信息從不同的方面來觀察，為此，設(shè)計界面時，應(yīng)對完成某一任務(wù)所牽涉到的信息對象做到一清二楚。對信息對象的操作特征的了解也很重要，如能知道用戶經(jīng)常使用哪些操作，便可對此類操作安排捷徑鍵，這樣便可節(jié)省用戶的操作時間，使界面更真實。協(xié)調(diào)好相關(guān)人員用戶、交互設(shè)備設(shè)計人員和軟件工程師在界面設(shè)計中所起的作用各不相同，交互設(shè)備設(shè)計人員是用戶和軟件工程師溝通的橋梁，應(yīng)負責協(xié)調(diào)好3者的關(guān)系，只有這樣才能決定人機對話的類型，設(shè)計出真實的虛擬世界。用戶精通自己的行業(yè)，交互設(shè)備設(shè)計人員應(yīng)多與用戶接觸，最好能在用戶工作時了解任務(wù)特點，理解用戶的心理特征，這樣更有利于抓住重點，并用真實實用的方法體現(xiàn)于界面設(shè)計之中。軟件工程師是人機界面的最終實現(xiàn)者，大都有豐富的編程經(jīng)驗，但往往缺乏與用戶的溝通，缺乏人機界面設(shè)計的經(jīng)驗和生活常識。交互設(shè)備設(shè)計人員應(yīng)與軟件工程師經(jīng)常交流，確保界面整體的真實性得以最終實現(xiàn)。使用：虛擬現(xiàn)實是針對某一類型的人而設(shè)計的，計算機預(yù)先記錄了用戶需要進行的操作，并且在人活動的空間自動感應(yīng)，接受用戶發(fā)出的命令，人不再需要對著電腦屏幕，用鼠標鍵盤等工具發(fā)出命令.只需要一個手勢甚至只是腦子里面形成這個命令，計算機就可以智能的作出準確的操作，隨著技術(shù)的發(fā)展，電腦甚至可以直接從人的大腦提取命令信息，不需要任何介質(zhì),計算機通過檢測人的腦波等信號，形成命令，完成操作，并且將結(jié)果反饋到人的大腦.技術(shù)基礎(chǔ)：多通道環(huán)幕（立體）投影系統(tǒng)是指采用多臺投影機組合而成的多通道大屏幕展示系統(tǒng)，它比普通的標準投影系統(tǒng)具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內(nèi)容、更高的顯示分辨率，以及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于教學(xué)、視頻播放、電影播放（現(xiàn)在好多影視院采用這種方式）等。多通道環(huán)幕（立體）投影系統(tǒng)由于其技術(shù)含量高、價格昂貴，以前一般用于虛擬仿真、系統(tǒng)控制和科學(xué)研究，近來開始向科博館、展覽展示、工業(yè)設(shè)計、教育培訓(xùn)、會議中心等專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。其中，院校和科博館是該技術(shù)的最大應(yīng)用場所。這種全新的視覺展示技術(shù)更能彰顯科博館的先進性和創(chuàng)新性，在今后若干年內(nèi)不會被淘汰。結(jié)論:虛擬實境屬于未來的人機界面。通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)及人機界面的基本理論知識、多通道用戶界面的關(guān)鍵技術(shù)、虛擬現(xiàn)實建模語言VRML，軟件工程、知識工程的原型方法及其它相關(guān)知識，提出了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)人機界面模型的建立。這種模型建立方法的特點在于將整體架構(gòu)一分為三，模塊化后使其各司其職，大大提高了設(shè)計速度和實際應(yīng)用的效率虛擬現(xiàn)實技術(shù)是二十世紀末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)