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。     

基于手势和草图的概念设计协同交互的研究

基于手势和草图的交互模式提供了一种自然和谐的方式来支持概念设计协同操作,促进协同工作系统的发展与应用．基于以用户为中心的设计,比较了不同方式的概念设计过程,提出了基于手势和草图的协同设计方法,进一步讨论了以草图为设计过程中的信息载体,分析了草图信息模型;基于手势操作,提出了协同上下文感知的概念和协同设计上下文描述模型;最后分析并给出面向同步编辑的草图交互设计和双向约束求解方法．所提出的协同设计方法自然简便,提高了设计效率,改善了人机交互方式．     

支持概念设计的特征手势建模

给出了特征手势的概念并且建立了特征手势库，描述了基于特征手势的建模过程；进一步讨论了特征手势内部的约束建立和求解算法以及上下文感知技术，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．文中算法以用户为中心，给出了自然简便的设计工具，改善了人机交互方式．     

基于手绘草图的概念设计工具研究与设计*

从认知心理学的角度,研究了概念设计的过程,探讨性地指出辅助设计工具应当以灵感为中心。阐述了适合概念设计过程的新的设计方法和交互技术,并介绍了基于手势的草图技术及新一代交互范式——PIBG交互范式。全面分析了约束捕捉、约束求解等关键问题,最后在此基础上给出智能图板系统的设计与实现,为用户提供了一种自然和谐的界面。     

基于笔的电子表单设计工具

笔式用户界面以纸笔为隐喻,有着广泛的应用范围.提出了一种基于笔交互的电子表单设计工具,用户可以使用数字笔自然、高效地设计表单.介绍了笔式电子表单工具的设计思路以及其中的关键技术,包括笔手势的设计、笔迹处理的流程以及相关的识别技术.基于设计思路和关键技术,实现了一个原型系统.用户测试表明,基于笔交互的表单设计工具比传统的表单设计工具更加自然、高效.     

笔式几何学习系统的设计与实现

基于现有的几何学习软件存在着交互方式不自然,不智能的缺点,设计并实现了一个笔式几何学习系统,用以模拟初中几何教学过程中,教师出题,学生答题的情境.笔式几何学习系统运用约束求解技术动态展示几何属性,运用草图识别技术将草图识别为几何图形,通过笔手势帮助用户更加方便地操作使用软件.评估表明,用户以笔交互的方式进行书写、绘图和操作,体现了和谐自然的人机交互模式.     

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。     

融合意图捕捉的笔式草绘特征建模

实现了一种基于笔式草绘特征建模方法.该方法模仿传统的纸笔草绘交互设计方式,利用意图捕捉机制揣测用户的设计意图,并采用基于特征的建模方法构造出三维实体概念模型.支持在模型表面上直接草绘截面和轨迹线,并通过特征切削或添加操作构造复杂物体模型;初步实现了基于手势的模型编辑操作.实验结果表明,该方法简单、高效,适合于快速表达不精确的概念模型.     

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。     

连续交互空间下的混合手势交互模型

分析了触控交互技术在移动手持设备及可穿戴设备应用的应用现状及存在的问题;基于交互动作的时间连续性及空间连续性,提出了将触控交互动作的接触面轨迹与空间轨迹相结合,同时具有空中手势及触控手势的特性及优点的混合手势输入方法;基于连续交互空间的概念,将混合交互手势,空中手势、表面触控手势进行统一,建立了包括空中层、表面层、混合层的连续交互空间分层处理模型;给出了统一的信息数据定义及数转换流程;构建了通用性的手势识别框架,并对轨迹切分方法及手势分类识别方法进行了阐述.最后设计了应用实例,通过实验,对混合交互手势的可用性及连续空间分层处理模型的可行性进行了验证.实验表明,混合手势输入方式同时兼具了表面触控输入及空中手势输入的优点,在兼顾识别效率的同时,具有较好的空间自由度.     

一种简单实用的草图编辑手势识别方法

联机草绘设计作为一种自然、高效的人机交互方式，继承了传统纸笔草绘设计的优点，弥补了现有CAD软件在处理模糊、不精确信息方面的不足，并日益受到人们的关注。针对联机草绘图形的编辑修改，设计出一套简单、快捷的编辑手势．并采用模式匹配的方法对其进行识别。实验结果表明，提出的方法具有较高的识别效果，加快了概念草图的设计过程。     

一种简单实用的草图编辑手势识别方法

联机草绘设计作为一种自然、高效的人机交互方式,继承了传统纸笔草绘设计的优点,弥补了现有CAD软件在处理模糊、不精确信息方面的不足,并日益受到人们的关注。针对联机草绘图形的编辑修改,设计出一套简单、快捷的编辑手势,并采用模式匹配的方法对其进行识别。实验结果表明,提出的方法具有较高的识别效果,加快了概念草图的设计过程。     

概念图形草绘设计技术研究

针对概念草图的输入输出问题,采用了基于草绘输入的交互式图形设计方法,实现了单笔划草绘轨迹主动分段识别与规整方法;运用了基于笔式手势的草图编辑方法,并将概念草图以DXF的格式输出,实现与现有CAD系统之间的集成.根据手势设计原则以及草图编辑的需要,定义并实现了选择、删除、移动等10种手势,同时采用感知器线性分类方法对手势进行识别.实例表明:手势编辑模式能够改善传统编辑方式在自然性与智能性方面的不足.     

基于多点触摸的交互手势分析与设计*

提出了基于多点触摸的交互手势分析与设计方法。引入触摸手势元动作,采用接触面类型和状态及运动方式描述触摸手势,给出了简单触摸手势的统一描述框架,并提出了交互手势与交互任务的映射规则,将手势定义和手势意图联系起来。向交互设计者提供一种系统化和标准化的方法,提高了交互手势设计的通用性。     

基于WiFi和体感交互的演示系统设计与实现

基于智能手持终端系统内置的三轴陀螺仪捕获手势命令,利用自适应模板匹配方法进行手势识别,在不降低识别率的情况下,提高了识别效率。以WiFi网络作为信息传递载体,将手势命令传输到服务器,以控制演讲时幻灯片的放映。这种基于WiFi和体感交互的演示方式,能克服传统USB激光笔操作方式单一、接收距离有限等问题,提供更好的用户体验。     

三维手绘CAD系统的设计与表达

描述了一个基于手绘草图的三维设计系统,并给出了该系统的体系结构．该系统采用以草绘手势规则和草图语义自动机为基础的设计与表达的思路,描述了草图语义的获取、表达和理解方法,从而较好地支持了早期的三维产品概念设计．该系统以手写笔和手写板为交互输入设备,能够自然、高效地进行一些复杂的三维实体和三维场景设计．     

A Translucent Sketchpad for the Virtual Table Exploring Motion-based Gesture Recognition

The Virtual Table presents stereoscopic graphics to a user in a workbench-like setting. For this device, a user interface and new interaction techniques have been developed based on transparent props -a tracked hand-held pen and a pad. These props, particularly the pad, are augmented with 3D graphics from the Virtual Table's display that can serve as a palette for tools and controls as well as a window-like see-through interface, a plane-shaped and through-the-plane tool, supporting a variety of new interaction techniques. This paper reports on an extension of this user-interface design space which uses gestural input to create and control solid geometries for CAD and conceptual design. The application of gestural interfaces is a common method for interacting with virtual environments on a habitual and natural basis. The motion-based gesture recognition presented here uses Fuzzy Logic to support a predictable, flexible, and efficient learning process. This new interaction paradigm greatly increases the Virtual Table's suitability for design tasks. Traditional CAD dialogue can be combined with intuitive rapid sketching of geometry on the pad. Additionally, the resulting events and objects can be associated with scene details below the translucent tablet.