CoPenML:基于XML的笔式用户界面构件体系结构

笔式用户界面在许多领域得到了广泛应用,但现有的笔式界面技术不能支持高层次、多领域的可视化界面制作,很难实现面向软件构件的重用．因而提出一个新的解决方案,面向构件的体系结构CoPenML．该方案基于XML语言抽象描述了笔式界面的配置组成．可用于快速生成界面原型及二次开发接口,并且在系统实现级以及场景图级两个层面上实现软件构件的重用．设计了CoPenML的体系结构并给出了界面描述语言规范．最后开发了基于CoPenML的笔式界面制作环境以及相关工具．结果表明该方案对于笔式用户界面制作是十分有效的．     

笔式用户界面开发工具研究

笔式用户界面提供给用户更为自然的交互方式,然而,笔式用户界面的构造是一项非常困难的工作,一个可用的笔式用户界面系统往往需要多领域、多学科的知识.系统地论述了一个支持笔式用户界面开发的工具系统Penbuilder的设计实现.它基于笔交互的特性以及无处不在的计算环境的要求而设计,为笔式用户界面的开发提供高级的支持.基于Penbuilder的支持,设计开发了一批典型的笔式用户界面原型系统.该研究为笔式用户界面的构造与快速原型提供了有力的支持.     

UPIM:以用户为中心的笔式交互系统设计

笔式用户界面是Post-WIMP界面的一种重要形态，有自然、易学、易用等潜在性优点，但是在开发笔式交互系统时，以应用为中心的设计方法无法保证笔式用户界面继续拥有这些优点．为此，首先分析了软件设计的交流模型，在此基础上提出了一种以用户为中心的笔式交互系统的设计方法，并结合科学跳水训练管理系统对该方法进行了详细描述．从实际应用系统的评估结果来看，该设计方法在提高笔式交互系统的可用性方面非常有效．     

协作笔式用户界面开发工具研究

笔式用户界面是一种重要的Post-WIMP(window icon menu pointer)界面,它给用户提供了自然的交互方式.然而,当前的笔式用户界面工具箱大多是面向单用户任务的,不能很好地支持协作应用场景.通过对笔式交互特征和协作环境功能需求的分析,设计并实现了一个工具箱CoPen Toolkit,用于支持协作笔式用户界面的开发.它提供了灵活的架构和可扩展的组件,支持笔迹描述、事件处理和网络协作等功能.基于CoPen Toolkit,构造了多个原型系统,实践表明,它能够很好地支持协作笔式用户界面的开发.     

基于笔的儿童故事角色建模工具的设计与实现*

分析了适合儿童的角色建模工具;设计了适合儿童的笔式交互方式和角色建模过程;最后结合已有的儿童讲故事系统,实现了一个基于笔的儿童故事角色建模工具,并给出了一个使用实例。该工具支持儿童自然方便地创建故事角色,使儿童可以有一个更大的故事创作空间。     

基于场景的笔式界面设计工具的设计和实现*

设计实现了一个基于数字笔的用户界面设计工具,该工具以面向笔式界面领域,基于场景的设计思想来设计系统中的界面场景组织关系以及场景之间的动态切换方式,设计者与工具间的交互自然流畅、快捷高效。通过手势识别技术,该工具可以将场景的设计结果转换为内部的界面描述语言,并通过相应的解释最终构造生成笔式用户界面。该工具可以快速生成界面原型,从而有效地提高了笔式交互系统的设计和开发效率。     

虚拟家居设计系统的笔式交互应用研究

以虚拟家居设计系统为应用目标,以笔式交互在虚拟家居设计系统中的应用为主要研究内容,将基于笔交互的自由勾画技术和概念设计过程中的草图设计技术相结合,并利用已有的手势识别技术,系统研究了虚拟家居系统中笔式交互的交互任务、交互过程模型和交互技术,具体包括：建立了手势知识库,研究了虚拟家居系统中从草图绘制到三维漫游过程中的约束求解技术等,为笔式交互在家居设计系统中应用提供了参考原型。基于笔交互的虚拟家居设计展示系统已经投入应用,并取得较好的效果。     

整合概念设计与详细设计过程的笔式CAD系统研究

目前存在的CAD系统由于交互方式不自然,交互效率低,缺乏对概念设计中模糊信息的支持,中断了设计信息流,导致概念设计与后续设计过程断裂,增加了设计周期和工作量。针对当前CAD系统的不足,提出对于支持概念设计的笔式CAD系统的研究,并探讨实现这样一个系统的问题及解决。其目的在于通过高效地使用当前的手势识别和草图识别技术,支持用户从开始的模糊意图所产生的随手笔画,到最后进行精确定位和绘制,使概念设计与详细设计过程整合,减少工作量和缩短设计周期。     

整合概念设计与详细设计过程的笔式CAD系统研究

目前存在的CAD系统由于交互方式不自然,交互效率低,缺乏对概念设计中模糊信息的支持,中断了设计信息流,导致概念设计与后续设计过程断裂,增加了设计周期和工作量。针对当前CAD系统的不足,提出对于支持概念设计的笔式CAD系统的研究,并探讨实现这样一个系统的问题及解决。其目的在于通过高效地使用当前的手势识别和草图识别技术,支持用户从开始的模糊意图所产生的随手笔画,到最后进行精确定位和绘制,使概念设计与详细设计过程整合,减少工作量和缩短设计周期。     

概念设计中基于笔式手势的交互计算研究

基于笔式手势的自然交互是支持概念设计创新的有效方式.提出了一种笔式手势的层次概念模型,结合基于约束的自由勾画和上下文感知技术描述了手势设计方式,进一步讨论了手势内部的约束建立和求解算法;基于手势应用的范式,给出了概念设计中特征手势建模的应用实例,通过与传统建模和交互方式的对比,验证了特征手势建模的方便性.给出一个自然、高效的方法,以基于手势的方式来完成概念设计构思过程,采用笔式交互快速自然地记录下设计思路,所实现的系统方便了用户的创新设计,改善了人机交互模式.     

An exploration of pen tail gestures for interactions

In this paper, we performed an exploration on the design and evaluation of pen tail gesture, an interaction method that allows the use of pen tail movement to initiate interactions. Based on our interviews with some designers and researchers who regularly used pen-based tools, we conducted three experiments to establish baseline criteria to distinguish intentional pen tail gestures from incidental pen tail movements, and to understand the basic movement behaviors in pen tail gestures. We developed designs and recognition methods of pen gestures, and implemented three application prototypes based on them. Our research can inspire some new designs of pen-based tools and enrich the design repertoire of pen-based user interfaces.     

基于笔式交互的农产品信息采集系统的研究与设计

在传统的农产品信息采集与发布过程中用户通常只能使用人工采集,之后二次录入计算机的方式,造成了资源的浪费;采用基于WIMP交互范式的界面软件分散了用户的注意力,给用户带来认知负担。针对此问题,本文基于笔式交互技术中的PGIS交互范式,结合笔式电子表单技术设计并实现农产品信息采集与发布系统。该系统有效地结合了笔交互自然、高效的特点和计算机强大的处理能力,具有较好的应用前景。     

笔式界面软件资源管理模型及其实现*

针对目前文档管理模式和WIMP界面交互范式对笔式交互的不足,提出了笔式界面软件文档资源管理的统一模型,能够有效地管理笔式界面软件所产生的文档数据,并且根据此模型实现了笔式界面的文档资源管理系统,采用了PIBG交互范式和实物界面.评估结果表明,根据此模型设计的系统,能够提高用户工作效率,降低用户的认知负担.     

基于手势的手写公式编辑系统

该文设计实现了一个笔式界面环境下的手写数学公式编辑系统,该系统利用手势技术实现人机交互,并且采用双分类器对单个字符进行识别,从而提高了交互效率和字符识别率。     

EUDTPFA:一个面向终端用户的笔式表单应用开发工具

由于传统的电子表单开发工具操作复杂、交互不自然以及难以适应用户需求变更,使得笔式表单应用的开发只能由专业人员来完成,为此提出一个面向终端用户的笔式表单应用开发工具——EUDTPFA.首先研究了该工具的体系结构,然后讨论了所涉及的Ink数据模型、表单界面模型、业务规则模型、交互模型、场景模型和映射模型,最后用实例描述了使用该工具开发表单应用的过程.实践证明,该工具为终端用户开发笔式表单应用提供了有效的支持.     

面向协作交互任务的资源模型

提出一种面向协作交互任务的资源模型.首先分析了现有协作任务分析方法和资源模型;然后在总结典型协作交互任务的基础上,提出了基于分布式认知的协作资源模型,描述了模型的组成结构和交互策略;最后给出了模型的使用模式和一个基于此模型的笔式协作概念图实例.分析表明,该模型能有效地支持协作交互,建立符合认知特点的协作用户界面.     

基于混合输入的场景设计工具

笔式用户界面作为Post-WIMP界面中的一种，以触控技术为依托，摒弃了物理键盘和鼠标，在一定程度上改变了人机交互的方式.草图绘制和识别软件不断涌现，但是却一直没有成熟的笔式界面设计开发工具.基于PGIS交互范式，利用场景设计方法，开发了基于笔式交互原语的图形和草图混合输入的场景设计工具SDT.首先，基于软件工程领域的高内聚低耦合原则提出了"分离-融合"设计方法，并据此提出了系统的总体架构；其次，从界面形式化描述、笔式交互原语和单字符、混合输入这3个方面介绍了关键技术；再次，通过一个完整示例对该工具进行了更具体的展示，同时佐证了该系统的可用性和可行性；最后，通过两个评估实验，验证了该工具的先进性和有效性.     

Gaze-based prediction of pen-based virtual interaction tasks

In typical human–computer interaction, users convey their intentions through traditional input devices (e.g. keyboards, mice, joysticks) coupled with standard graphical user interface elements. Recently, pen-based interaction has emerged as a more intuitive alternative to these traditional means. However, existing pen-based systems are limited by the fact that they rely heavily on auxiliary mode switching mechanisms during interaction (e.g. hard or soft modifier keys, buttons, menus). In this paper, we describe how eye gaze movements that naturally occur during pen-based interaction can be used to reduce dependency on explicit mode selection mechanisms in pen-based systems. In particular, we show that a range of virtual manipulation commands, that would otherwise require auxiliary mode switching elements, can be issued with an 88% success rate with the aid of users׳ natural eye gaze behavior during pen-only interaction.     

一种新的笔式交互范式的可用性评估

笔式用户界面是Post—WIMP界面的一种重要形态,具有自然、和谐的交互特性。尽管笔式用户界面广泛应用于无处不在计算环境中,但很少专门对它的可用性进行评估。针对笔式用户界面的特征,提出了一种新的笔式用户界面范式,基于此范式设计并实现了一个面向教学的笔式交互系统(PenOffice),利用此系统对范式从易学性、效率、出错率和用户满意度这几个方面进行了可用性评估,从中分析了笔式用户界面以及这种新的界面范式的优点和不足。