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随着人机交互技术和计算机视觉技术的不断发展,体感交互逐渐成为人机交互领域重要的研究热点之一。特别是微软的体感交互设备Kinect,加速了体感交互技术的研究进程。另一方面,大屏幕的应用领域越来越广泛,但是现有的大屏幕交互仍不够自然和友好。如何有效利用Kinect提供的深度信息、颜色信息和骨骼信息实现自然友好的大屏幕交互是本文需要研究的重要课题。
在此研究背景下,本文首先研究身体交互模型;然后,基于身体交互模型研究身体交互技术;最后,将上述模型与交互技术应用于基于地图浏览的禽流感疫情查看原型系统,对本文身体交互研究的有效性进行验证。
本文的主要工作如下:
1.提出了身体交互模型
首先,在借鉴前人研究成果的基础上,将身体的交互空间分为“在身体上”、“近邻空间”和“远体空间”三种;其次,根据现有用户研究结果,选取身体的躯干、手臂和手指三个分区作为交互输入;然后,将体感交互的输入形式分为离散和连续两种;最后,将交互空间、身体分区以及交互输入形式作为三个维度构建了身体交互模型。
2.实现了基于空间映射、黑板隐喻和静态手势的身体交互技术
本文实现了空间映射技术、黑板隐喻和静态手势交互三种交互技术。空间映射技术通过对近处的手做线性映射和对远处的手做非线性映射,使得用户在进行大屏幕交互时,能够同时精确操作近处的物体和快速抓取远处的物体;黑板隐喻通过在三维界面中添加虚拟黑板,使得用户通过靠近虚拟黑板完成自然的单笔画输入,减少了显式的状态转换,从而使交互更为流畅;静态手势交互技术利用手指的灵活性,在身体交互过程中为交互提供辅助信息,使基于身体的大屏幕交互更为直观自然。对于提出的这三种交互技术,本文都通过实验验证了其可行性。
3.设计并实现了一个基于地图浏览的禽流感疫情查看原型系统
针对时事热点禽流感问题,分析原型系统的交互任务,在身体交互模型的基础上选择合适的交互技术,设计并实现了基于地图浏览的禽流感疫情查看系统,最后通过用户实验验证了上述研究的有效性。