發(fā)布時(shí)間：2020-05-15 00:18

【摘要】：近十年來,移動(dòng)計(jì)算與可穿戴計(jì)算技術(shù)得到了迅速發(fā)展,特別是近年來隨著各類智能手機(jī)、超移動(dòng)計(jì)算機(jī)、平板電腦與頭戴顯示器的日益普及,移動(dòng)與可穿戴計(jì)算中的人機(jī)交互問題正在被人們所日益重視。目前,移動(dòng)與可穿戴計(jì)算在人機(jī)交互輸出方面主要基于受限視場(chǎng)的手持小屏幕顯示與頭戴顯示,在交互輸人方面主要基于指點(diǎn)操作的文本錄入與光標(biāo)定位。然而,交互所基于的受限顯示視場(chǎng)設(shè)備,使之存在著目標(biāo)尺寸泛化(微小交互目標(biāo)與常規(guī)交互目標(biāo)并存,即泛目標(biāo)),及顯示視場(chǎng)泛化(視場(chǎng)受限且視場(chǎng)值易于變化,即泛視場(chǎng))的突出問題。這些問題將對(duì)以指點(diǎn)交互為基礎(chǔ)的移動(dòng)與可穿戴計(jì)算中的人機(jī)交互績(jī)效造成顯著影響,并帶來理論研究方面的困難。此外,其受限顯示視場(chǎng)設(shè)備的績(jī)效評(píng)估問題及交互界面調(diào)整問題,亦將降低移動(dòng)與可穿戴計(jì)算交互的可用性。針對(duì)這些問題的,交互績(jī)效研究、新理論模型構(gòu)建、相關(guān)交互(評(píng)估)方法的改進(jìn)工作,將具有理論與應(yīng)用方面的雙重價(jià)值。 本文研究將圍繞移動(dòng)與可穿戴計(jì)算受限視場(chǎng)交互模型與關(guān)鍵問題展開。本文課題直接來源于國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)“基于自由曲面棱鏡的超輕型大視場(chǎng)視透式頭戴顯示器研究”(項(xiàng)目編號(hào)：2009AA01Z310)與“專用可穿戴網(wǎng)絡(luò)終端體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)研究”(項(xiàng)目編號(hào)：2006AA01Z113),主要?jiǎng)?chuàng)新成果及工作內(nèi)容如下 1.提出了一種泛目標(biāo)交互模型,為相同受限視場(chǎng)條件下的不同目標(biāo)(泛目標(biāo))交互提供了理論支撐與研究工具：對(duì)傳統(tǒng)Fitts'模型在泛目標(biāo)條件下的可用性進(jìn)行分析,定量證明了其不可用；基于Shannon定理和人體運(yùn)動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)提出了一種泛目標(biāo)交互難度系數(shù)定義,并基于此構(gòu)建了一種新的物理交互模型——泛目標(biāo)交互模型；基于交互實(shí)驗(yàn)對(duì)泛目標(biāo)條件下的交互績(jī)效進(jìn)行了定量研究,提出了新模型的邊界適用條件；評(píng)估了本文所提出的新模型,結(jié)果表明泛目標(biāo)交互模型在目標(biāo)尺寸泛化的情況下,可以很好的作為交互績(jī)效的分析模型與預(yù)測(cè)模型。 2.提出了一種泛視場(chǎng)交互模型,為不同受限視場(chǎng)(泛視場(chǎng))條件下的相同目標(biāo)交互提供了理論支撐與研究工具：定量證明了泛視場(chǎng)條件對(duì)于交互績(jī)效影響的顯著性,及傳統(tǒng)模型在此條件下的不可用性；基于Shannon定理和人因?qū)W機(jī)理提出了一種泛視場(chǎng)交互難度系數(shù)定義,并基于此構(gòu)建了另一種新的物理交互模型——泛視場(chǎng)交互模型；在多種任務(wù)條件下對(duì)泛視場(chǎng)交互績(jī)效進(jìn)行了定量研究,提出了新模型的邊界適用條件；對(duì)本文所提出的新模型進(jìn)行了評(píng)估驗(yàn)證,結(jié)果表明泛視場(chǎng)交互模型在顯示視場(chǎng)泛化的情況下,可很好的作為交互績(jī)效的分析模型與預(yù)測(cè)模型。 3.提出了基于交互測(cè)試及泛目標(biāo)交互模型的頭戴顯示器績(jī)效評(píng)估方法,解決了其傳統(tǒng)評(píng)估方法難度高(需要專業(yè)設(shè)備、軟件及背景知識(shí)),大眾可用性差的問題：基于人機(jī)系統(tǒng)操作者模型分析了顯示激勵(lì)與人機(jī)系統(tǒng)的關(guān)系;劃分了影響頭戴顯示器綜合交互績(jī)效和圖像績(jī)效的各個(gè)因素,并提出了對(duì)比交互測(cè)試的三步過程與七條準(zhǔn)則；通過對(duì)比交互測(cè)試,定量分析了三種待測(cè)頭戴顯示器對(duì)于交互績(jī)效的影響；提出了頭戴顯示器績(jī)效評(píng)估的兩種新方法,即：基于交互測(cè)試與COM模型的評(píng)估方法,基于交互測(cè)試與泛目標(biāo)模型的評(píng)估方法；同時(shí)開展的傳統(tǒng)評(píng)估方法結(jié)果表明,本文所提出的兩種方法皆可用于頭戴顯示器綜合交互績(jī)效和圖像績(jī)效的評(píng)估。其中,基于交互測(cè)試與泛目標(biāo)模型的評(píng)估方法更優(yōu),并相對(duì)于傳統(tǒng)方法具有較高的易用性。 4.分別針對(duì)頭戴顯示器與手持小顯示屏,提出了兩種基于泛視場(chǎng)交互模型的自適應(yīng)界面縮放方法。該方法既消除了受限視場(chǎng)交互設(shè)備屬性及用戶交互姿態(tài)的不同,對(duì)于交互績(jī)效的負(fù)面影響,又解決了傳統(tǒng)界面縮放方法均需用戶進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)的問題：基于泛視場(chǎng)交互模型邊界條件提出了頭戴顯示器與手持小屏幕設(shè)備交互界面的自適應(yīng)縮放方法;基于所設(shè)計(jì)的頭戴顯示器樣機(jī)及配套的自制X86主板,利用EEDID信息對(duì)頭戴顯示器的界面自適應(yīng)縮放進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn);基于Adaboost人眼跟蹤算法對(duì)手持顯示屏的界面自適應(yīng)調(diào)整進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)研究;對(duì)兩類設(shè)備交互界面縮放前后的交互績(jī)效進(jìn)行了對(duì)比評(píng)估,結(jié)果表明針對(duì)受限視場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行此類GUI縮放調(diào)整,有利于得到較高的指點(diǎn)交互績(jī)效。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP368.33

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 劉桓宇;面向頭戴顯示器的微顯子系統(tǒng)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

2 王海濤;無線網(wǎng)絡(luò)化可穿戴輔助維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)及低功耗研究[D];電子科技大學(xué);2012年

3 陳肯;基于可穿戴技術(shù)的移動(dòng)維修輔助終端硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：2664144