一种基于MVC模式和插件的触觉交互软件体系结构

基于对触觉交互软件特点的分析,针对目前触觉交互软件应用中的突出问题给出了一种新的可扩展的触觉交互软件体系结构.该体系结构基于模型-视图-控制器(MVC)模式和插件,能够使系统进行动态扩展.在此基础上结合实例给出了三种扩展机制,分别是基于类型封装的模型扩展,基于状态转换的控制器扩展和基于发布-订阅的视图扩展.通过这些机制,开发者可以快速方便地扩展软件功能,提高开发效率.该体系对于实现触觉交互软件的标准化具有重要的价值.     

视触觉在公益主题交互设计中的价值

目的 研究新媒体视阈下,公益主题交互设计在公共艺术生活中发挥出的美学价值与社会价值,以及面临的挑战.归纳并总结视触觉在公益主题交互设计中的价值表现,探究公益主题交互设计的发展方向.方法 从公益主题交互设计在新媒体时代所面临的挑战入手,梳理视触觉设计的发展脉络,分析视触觉的感知维度,以及其对公益主题交互设计,在视觉美感、传播效果与交互体验等方面的提升;结合用户的欣赏体验与精神感受,研究公益主题交互设计,在利用视触觉设计手段丰富交互体验的同时,探究实现扩大用户群体、倡导关注社会问题、调节公众情感等价值追求的途径.结论 新媒体时代的公益主题交互设计应兼顾视觉体验与情感传达,充分利用视触觉设计提升视觉表现力,在充实画面信息的同时,推动公益主旨的传播与升华.     

基于增强现实技术的物联网数据呈现与交互

目的分析运用增强现实技术支持物联网数据呈现与交互的应用方式,并归纳其技术实现所需要的支持,为进一步的研究与应用提供思路和方法。方法根据增强现实技术应用于物联网数据呈现与交互的适用特性,对其应用可能进行分析描述。结论增强现实技术在物联网数据呈现、数据关联、数据交互、数据模拟、远程增强与协同操作等方面均有广阔的应用空间,能够提高数据呈现与交互过程中的直观程度、降低认知负担、支持更多样的呈现与交互形式,帮助建立更加智能与易用的物联网系统。     

触觉交互--一种新兴的交互技术

触觉交互已成为人机交互领域的最新技术,对人们的信息交流和沟通方式将产生深远的影响.触觉交互设备开辟了多种可能的应用领域,包括产品设计和制造、医疗领域应用、工作培训、基于触觉的三维模型设计等.文章总结了触觉交互技术的发展历史和当前的应用领域,展望了其发展前景,对触觉交互未来的研究方向提出了建议.     

基于增强现实虚实交互的科普知识学习方法设计研究

目的研究增强现实虚实交互方式在科普知识学习中的有效性及合理性。方法以火箭科普知识学习为基础提出一种基于AR虚实交互的学习方法,通过对比实验,分别比较记忆方法、AR内容呈现、AR多点触控交互、AR虚实交互4种学习方法对于科普知识学习的影响。结论 AR虚实交互学习方法更高效,它可以满足用户更多关注学习内容与用户之间的互动,能深入加强对细节内容的理解和记忆。AR技术对于学习认知具有一定的帮助,但信息呈现和交互方式比较单一;AR技术在一定程度上能够提升学习效率,但同时也存在一定缺陷,相比之下,基于AR虚实交互的学习方法更高效,更具实际意义。     

触觉交互研究的回顾与展望

触觉交互方式是人机界面中信息交流的重要方式,近些年来逐渐成为交互研究中的热点领域。文章总结了触觉交互技术当前的最新研究进展,重点介绍了触觉交互技术在便携式产品交互设计中的应用,并对触觉交互未来的研究方向提出了建议。     

基于视触觉功能替代的穿戴式触觉导盲技术研究

针对视障人群的自主行走课题进行了研究,研制了基于视触觉功能替代的穿戴式触觉导盲装置。该装置通过导盲眼镜上的迷你光学摄像头采集周围环境的视觉图像信息,视觉图像经二值化处理后转换为触觉图像。借助触觉显示器,视障操作者能够在其胸前的虚拟显示平面上以主动触觉方式感知该图像,从而实现对周围环境信息的触觉感知。原理性实验表明该装置能够有效帮助视障者感知路况和识别环境目标,实现自主行走。     

基于视线跟踪的增强现实交互

为了给增强现实系统提供一种直接、自然及双向的交互手段,本文将视线跟踪技术和增强现实技术相结合,提出了基于视线跟踪的增强现实集成原型系统,该系统既能跟踪用户的视线方向,获得用户在场景的感兴趣区域,又能体现增强现实系统的特点.针对集成系统的基本要求,结合光学透视式头盔显示器的虚拟摄像机模型,详细介绍了系统的原理,光路设计和虚拟信息注册算法.实验结果表明,集成系统达到了良好的人机交互效果,为视线跟踪与增强现实技术的广泛应用奠定了良好的基础.     

基于改进卡尔曼滤波的增强现实跟踪注册算法

针对传统应用在特征点匹配技术方向的增强现实系统部分存在鲁棒性不足和实时性较差问题,提出一种新的区域跟踪匹配算法。首先利用改进的FAST算法在不同尺度上提取像素信息建立低维模板进行快速定位。其次在跟踪阶段使用加速鲁棒特征(SURF)检测关键点在线实时匹配的同时,借助改进的非线性化的卡尔曼滤波算法预测运动轨迹,缩减匹配区域。接着对使用上述的算法截取部分图像帧,利用上一帧的观测值对下一帧进行预测并估计相机姿态,同时使用随机抽样一致(RANSAC)算法剔除离群值。最后通过得到的相机位姿矩阵进行虚拟物体的注册叠加。实验结果表明,本文提出算法在综合评价中占据优势,在光照变换、旋转变换、尺度变换方面都具有较好的鲁棒性,并具有优越的实时性能。     

情感化社交触觉界面的交互原型开发工具设计研究

目的 触觉交互是自然人机交互中的热点方向,触觉交互界面具备支持用户之间或人机之间情感交流的潜力。本研究旨在通过开发一种流程化、低门槛、轻成本且可体验的触觉界面原型工具,帮助设计师克服在触觉交互界面设计中的挑战,包括触觉生理学及触觉交互原理等知识基础、设计流程引导和技术开发支持,从而实现更有效的用户实验和设计深化。方法 首先,利用参与式设计方法,确定交互设计师在触觉交互界面设计中的主要挑战和核心需求;其次,以此为基础构建触觉交互设计流程引导及情感触觉信号编码界面设计的必要元素,开发支持情感触觉交互原型迭代的硬件工具,并完成原型开发工具的系统设计;最后,通过用户实验中的场景化测试验证初步的气动微流控柔性薄膜阵列的基础情感交互效果,并建立了基础的情感-触觉映射参考效果库。结论 本研究开发了触觉界面原型工具,通过系统化的设计流程和简易的操作方式,有助于触觉交互设计师更加灵活便捷地进行设计研究和实践。该工具创新性地提升了触觉界面的设计效率,为情感触觉交互体验设计提供了丰富的可能性。     

基于增强现实的产品展示APP设计研究

目的探求以增强现实技术为基础的移动端产品展示APP设计模式。方法从用户体验和产品虚拟视觉信息设计两方面展开研究。结果结合家电产品展示APP开发案例,在移动设备环境下,利用增强现实开发工具设计了增强现实产品展示系统。结论虚拟现实技术为移动展示设计提供了一种用户体验更好的展示形式,能够将虚拟的产品数字化模型和真实环境结合起来;也为产品设计企业提供了可用性更高的展示系统平台,并且为虚拟展示系统的设计提供了新思路和方向。     

基于增强现实的交互式儿童国学机设计

目的探索中国儿童国学教育的创新性学习模式,将实体与数字设计在儿童学习体验中融合,采用增强现实技术实践开发智能儿童国学教育产品。方法围绕用户、产品、技术3个要素,引入访谈、问卷调研、行为观察、竞品分析等方法全面分析儿童学习国学的需求及问题,并从中提取设计的机会点。结论基于增强现实及图像识别技术,创建了多模交互体验国学产品——嘟嘟熊,全面改变了传统国学教育的学习模式,支持提升儿童在学习过程中的认知能力、动手能力及情感交流。同时,帮助儿童体验趣味性、互动性、益智性的学习享乐过程,提高了儿童国学学习的效率与兴趣。设计方案对于儿童国学教育的创新模式研究具有里程碑的意义,为中国儿童国学教育的未来奠定了发展方向。     

面向髋关节穿刺手术的实用化增强现实导航方法

目的 旨在利用成熟的技术路线和功能整合,实现面向髋关节穿刺手术的无创伤实用化骨骼增强现实(AR)导航。方法 采用基于神经网络的自动分割方法对现有临床CT影像数据进行骨骼图像分割,并进行三维体积重建;利用虚拟现实开发手段,实现手术导航功能。结果 实现了面向AR的CT扫描方法及配准装置设计,开发了基于CT影像的实用化骨骼组织三维自动重建功能。成功实现了与真实人体配准的骨组织AR预览。完成了从临床CT影像采集到形成真实人体配准的实时骨骼显示的全过程验证。结论 为无创骨骼导航提供了一种新的技术路线和方法,证明了在无创条件下快速实现虚拟骨骼与真实皮肤配准显示的技术可行性。为临床骨科手术提供了新的思路和参考,并可为其他领域的外科手术导航研究提供技术支持和参考。     

增强现实系统中的三维用户界面设计

随着科技的发展,增强现实技术应运而生,三维用户界面中的交互模式也成为新一代以人为中心的用户界面的重要模式之一。它与传统二维用户界面交互区别在于交互方式、界面隐喻以及可用性等方面的改变。本文主要探讨了如何利用手势交互技术来设计虚实交互环境中的用户界面,以提高增强现实中三维世界的用户视觉真实感和三维交互感。     

基于增强现实技术的浮迹系统设计

目的 基于增强现实技术和弹幕显示方式,设计一套通过文字增强现实环境的系统,帮助用户更有效地获取信息,提升信息交互过程中的趣味性。方法 以视频弹幕的特征为基础,针对单用户视频观看场景和多用户社交场景,设计增强现实环境中的文字显示系统——浮迹系统。通过三维动画构建系统功能原型,通过对原型进行用户测试以验证其功能的可用性并找到改进方向。结果 在单用户视频观看场景下,用户对于跟踪显示文字满意度最高,浮迹系统能增强用户对观看内容的理解和观看的趣味性。在多用户社交场景下,用户对浮迹系统的满意度受用户本身的社交频率影响很大。结论 浮迹系统通过弹幕的形式对现实环境进行增强,为用户提供更多的信息,能有效提升用户对当前环境的理解。在视频观看场景中,该系统能提高观看的趣味性和知识性。在多人社交场景中,该系统能帮助不擅长社交的个体获取有用的社交信息。     

交互媒介在空间导视中的应用

目的探究交互媒介如何运用于空间导视中,为导视设计研究提供新的思路与方法。方法以麦克卢汉的媒介"四元律"为依据,结合当下空间导视中的交互媒介手段,包括万维网、信息亭、手机APP、QR二维码、AR增强现实、空间投影等方式,分析交互媒介对于空间导视所产生的影响。结论交互媒介将提升空间导视中的用户体验,让用户回归最初寻路的行为逻辑,使得导视媒介向多元化发展,同时交互媒介在空间导视系统中的应用也存在着不稳定的因素。     

增强现实技术在智能工厂的典型应用场景分析

图像显示与信息处理技术的进步推动增强现实(AR)技术逐步成熟,同时智能成为未来工厂升级发展的方向,二者的结合具有技术前沿性和经济应用价值。该文介绍了AR基本概念与关键应用技术,就AR辅助设计、虚拟工艺仿真、工厂规划等未来智能工厂典型应用场景进行了探讨,挖掘AR技术在工业应用领域的价值潜力。     

触觉体验引导下的儿童智能玩具交互设计

目的 探究触觉体验引导下的儿童智能玩具交互设计,提升儿童玩具的交互体验。方法 首先,总结市场上儿童智能玩具的功能和交互方式。其次,对触觉体验及儿童触觉体验的相关研究进行整理,研究触觉对儿童成长的重要影响,分析玩具材质的触觉隐性特征、感知积累和行为暗示。结果 提出5个儿童智能玩具交互设计策略：及时清晰的反馈响应、成长式的交互模式设计、隐喻行为的合理引导、触觉载体的技术性优化、全感知式的交互场景搭建。将设计策略应用于具体设计,从实践上挖掘触觉体验在智能玩具上的应用特点。结论 触觉体验是儿童认识和理解世界的重要形式。触觉体验视角下的交互设计策略提高了儿童智能玩具的用户体验,为未来儿童智能玩具交互设计提供了新的思路。     

基于多感官交互的阿尔茨海默老人智能穿戴产品设计研究

目的 研究听觉、触觉与视觉多感官刺激因素介入阿尔茨海默病老人护理的反馈效果,借助智能软硬件技术增强其对音乐的感知,设计多感官交互的老人智能穿戴产品。方法 根据感知替换及通感原理,创建能够将音乐转化为振动及视觉信息的感官替代方法,并通过实验测试分别验证听–触觉和听–触–视觉两类多感官交互原型的可行性。结果 在融合听–触觉的基础上加入视觉设计,可以更好地激发老人的言语行为能力。在收集被试者使用反馈分析结论的基础上设计了一款指尖振动音乐可穿戴设备——指尖钢琴,通过提供以触觉、听觉、视觉融合的多感官体验来促进患者的主动行为。结论 多感官交互产品的设计对改善阿尔茨海默病患者的情绪和主动行为具有一定的效果,对老年患者身体健康和生活质量的提高具有积极意义。