本文關(guān)鍵詞：教學(xué)環(huán)境中多點觸控手寫場景下編輯手勢設(shè)計與識別

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【摘要】：隨著多點觸控設(shè)備的普及,教學(xué)環(huán)境中逐漸出現(xiàn)了多點觸控交互白板、多點觸控屏等多點觸控設(shè)備,多點觸控交互已成為一種必然趨勢。目前,教學(xué)過程中多點觸控環(huán)境下的手寫交互存在著很多不足,教學(xué)環(huán)境中大部分多點觸控設(shè)備的交互仍停留兩指縮放、三指滾動以及四指撥移等手勢交互階段,現(xiàn)通用的兩指縮放手勢,雖然在靜態(tài)的書寫階段,解決了簡單放大、縮小這樣的動作需要通過縮放工具逐步完成的問題,優(yōu)化了教師學(xué)生等用戶體驗,但教學(xué)過程中多點觸控手寫輸入狀態(tài)場景下對書寫內(nèi)容進行選擇、復(fù)制、粘貼、擦除等更常用的編輯操作,仍然需要頻繁借助工具欄切換書寫和編輯兩種狀態(tài)完成,這一交互方式并沒有得到改善。針對“目前大部分教學(xué)過程中多點觸控手寫輸入狀態(tài)下,在對手寫內(nèi)容進行編輯時,需要頻繁地借助工具欄切換手寫輸入和編輯兩種狀態(tài)”這一不符合日常習(xí)慣的交互方式,本文開展了以下研究工作：首先,通過大量文獻研究,整理歸納了教學(xué)環(huán)境下多點觸控技術(shù)、多點觸控手勢以及多點觸控手勢識別等與多點觸控手寫交互相關(guān)技術(shù)原理；其次,在總結(jié)目前通用的多點觸控手勢的基礎(chǔ)上,根據(jù)手勢設(shè)計原則,設(shè)計了選擇、復(fù)制、粘貼、擦除等簡潔、直觀的教學(xué)過程多點觸控手寫環(huán)境下中常用功能操作的手勢,用于提高多點觸控手寫交互的操作效率,優(yōu)化用戶體驗；再次,根據(jù)設(shè)計的常用手勢,提出了“手寫交互時需要借助工具欄或輔助按鍵在輸入狀態(tài)和編輯狀態(tài)之間切換”這一影響用戶體驗的交互方式的解決方案,基于手寫狀態(tài)下設(shè)計的手勢,通過問卷調(diào)查,引入用戶比較認(rèn)可的手勢,對引入的手勢進行識別,并提出了基于觸點數(shù)目、觸點間距離、觸點凸包面積、觸控時間、觸控力度、觸點軌跡等六個維度組成的多點觸控手勢識別模型,實現(xiàn)了多點觸控環(huán)境下無需借助工具欄或輔助按鍵操作的手寫輸入與編輯狀態(tài)的切換；最后,闡述了該手勢識別模型的實施過程,通過實驗驗證了該方法的有效性,測試計算了該手勢識別方法的手勢識別率,展示了手勢應(yīng)用示例,并分析了該手勢識別模型對其他手勢識別的通用性以及引入手勢后對教學(xué)過程中多點觸控手寫交互操作效率的影響。本文的特色之處在于根據(jù)手勢設(shè)計原則,設(shè)計了教學(xué)過程中多點觸控環(huán)境下手寫交互中操作、復(fù)制、粘貼、刪除等常用功能操作的手勢,并實現(xiàn)了以上手勢的識別,為更多的多點觸控手勢識別提供了參考思路；無需攝像頭、特殊觸筆等特定硬件設(shè)備,花費較小成本,解決了多點觸控環(huán)境下在線手寫交互時手寫筆跡與手勢筆跡難于辨別的問題,使目前教學(xué)過程中多點觸控環(huán)境下手寫交互編輯時完成常用的選擇、復(fù)制、粘貼、擦除編輯操作可以不需要借助工具欄直接完成,優(yōu)化了用戶體驗。目前,此技術(shù)已應(yīng)用在本單位自主研發(fā)的教學(xué)平臺starC的電子白板中,將在第三代產(chǎn)品中發(fā)布相應(yīng)功能。
【關(guān)鍵詞】：多點觸控 多點手寫交互 編輯手勢設(shè)計 手勢識別
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：G434
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-18
• 1.1 引言11-12
• 1.2 研究背景12-13
• 1.3 研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 多點觸控技術(shù)13
• 1.3.2 教學(xué)中多點觸控手寫場景下手寫交互13-15
• 1.4 研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)15-18
• 1.4.1 本文研究內(nèi)容15-16
• 1.4.2 本文組織結(jié)構(gòu)16-18
• 2 多點觸控技術(shù)和多點觸控手勢概述18-37
• 2.1 多點觸控技術(shù)18-26
• 2.1.1 多點觸控技術(shù)的特點18-19
• 2.1.2 多點觸控技術(shù)的實現(xiàn)方案19-26
• 2.2 多點觸控手勢26-30
• 2.2.1 手勢描述26-27
• 2.2.2 多點觸控手勢概述27-30
• 2.3 多點觸控手勢識別30-36
• 2.3.1 基于多點觸控設(shè)備的手勢識別的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法31-33
• 2.3.2 基于多點觸控設(shè)備手勢識別的隱馬爾科夫模型(HMM)33-35
• 2.3.3 基于多點觸控設(shè)備的手勢識別的Freeman鏈碼35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 3 教學(xué)中多點觸控手寫場景下編輯手勢設(shè)計37-46
• 3.1 教學(xué)中多點觸控手寫場景下手勢設(shè)計存在的問題37-38
• 3.2 教學(xué)中多點觸控手寫場景下手勢設(shè)計的影響因素38-39
• 3.3 教學(xué)中多點觸控手寫場景下手勢設(shè)計的原則39-40
• 3.4 教學(xué)中多點觸控手寫場景下編輯手勢設(shè)計40-45
• 3.4.1 目前通用的多點觸控手勢40-41
• 3.4.2 教學(xué)中多點觸控手寫場景下編輯手勢的設(shè)計41-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 4 教學(xué)中多點觸控手寫場景下編輯手勢識別46-75
• 4.1 多點觸控手勢識別模型46-64
• 4.1.1 引入手勢描述46-47
• 4.1.2 手勢識別模型的建立47-49
• 4.1.3 模型各個參數(shù)分析49-64
• 4.2 識別模型的實施64-68
• 4.2.1 整體設(shè)計64-65
• 4.2.2 流程設(shè)計65-66
• 4.2.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計66-68
• 4.3 實驗驗證與應(yīng)用示例68-73
• 4.3.1 手勢識別率68-69
• 4.3.2 手勢操作效率69-70
• 4.3.3 手勢應(yīng)用案例70-73
• 4.4 模型的通用性分析73-74
• 4.5 本章小結(jié)74-75
• 5 總結(jié)與展望75-77
• 5.1 工作總結(jié)75-76
• 5.2 工作展望76-77
• 參考文獻77-81
• 附錄81-82
• 致謝82

【參考文獻】

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本文編號：883016