基于HoloLens的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)三維交互界面設(shè)計(jì)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-19 03:04
HoloLens的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)拓展了人機(jī)交互界面維度,它能夠讓用戶通過手勢或語音與周圍真實(shí)環(huán)境中的全息影像互動(dòng),為用戶帶來全新的交互體驗(yàn)。但是由于交互界面維度增加以及人機(jī)交互方式的變化,導(dǎo)致用戶并不能很好地適應(yīng)HoloLens的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn),在使用HoloLens設(shè)備的過程中,出錯(cuò)率較高,影響了用戶體驗(yàn)。因此本課題以出錯(cuò)現(xiàn)象為切入點(diǎn),基于用戶行為出錯(cuò)現(xiàn)象進(jìn)行歸因分析,找出導(dǎo)致用戶出錯(cuò)的界面設(shè)計(jì)方面的問題,并提出規(guī)避出錯(cuò)的設(shè)計(jì)策略。本課題首先進(jìn)行了基于HoloLens的出錯(cuò)行為觀察實(shí)驗(yàn),分析用戶出錯(cuò)現(xiàn)象,總結(jié)了導(dǎo)致用戶行為出錯(cuò)的原因,分別為界面布局問題、自然交互反饋問題、交互流程設(shè)計(jì)問題。其次,針對這三個(gè)問題,提出了對應(yīng)的設(shè)計(jì)策略,包括設(shè)計(jì)原則以及設(shè)計(jì)要素。其中設(shè)計(jì)要素分別為:布局邊界約束、信息深度編碼、空間參考系、交互目標(biāo)大小、光標(biāo)設(shè)計(jì)、渲染速率這六個(gè)方面。然后將HoloLens的三維交互界面進(jìn)行分類,分別論述不同類型界面的布局方式及設(shè)計(jì)策略。最后,運(yùn)用總結(jié)的設(shè)計(jì)策略指導(dǎo)實(shí)踐,以實(shí)景導(dǎo)航為任務(wù),進(jìn)行系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)和界面設(shè)計(jì),最終基于Unity 3D完成原型開發(fā)。實(shí)踐表明,所提出的設(shè)計(jì)策略...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互界面概述
1.2.1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)概念
1.2.2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)原理
1.2.3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)界面交互方式
1.2.4 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)界面顯示設(shè)備
1.2.5 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)三維交互界面特征
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 三維界面視覺設(shè)計(jì)
1.3.2 三維界面交互策略
1.3.3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)評估
1.4 課題研究內(nèi)容及論文框架
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 論文框架
1.5 課題研究意義
1.6 論文創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 基于HoloLens的交互出錯(cuò)現(xiàn)象研究
2.1 HoloLens交互界面概述
2.1.1 HoloLens交互界面輸入方式
2.1.2 HoloLens交互輸出特征
2.1.3 有限視場角
2.2基于HoloLens的出錯(cuò)行為觀察實(shí)驗(yàn)
2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施
2.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.3 HoloLens中的用戶行為出錯(cuò)現(xiàn)象及分析
2.3.1 手勢交互出錯(cuò)現(xiàn)象
2.3.2 語音交互出錯(cuò)現(xiàn)象
2.3.3 視覺呈現(xiàn)出錯(cuò)現(xiàn)象
2.4 HoloLens中的用戶行為出錯(cuò)原因歸納
2.4.1 界面布局問題
2.4.2 自然交互方式的反饋問題
2.4.3 交互流程問題
2.5 本章小結(jié)
第三章 HoloLens三維交互界面設(shè)計(jì)策略
3.1 HoloLens三維交互界面設(shè)計(jì)原則
3.1.1 界面布局設(shè)計(jì)原則
3.1.2 自然交互反饋設(shè)計(jì)原則
3.1.3 交互流程設(shè)計(jì)原則
3.2 HoloLens三維交互界面設(shè)計(jì)要素
3.2.1 邊界約束
3.2.2 信息深度編碼
3.2.3 空間參考系
3.2.4 交互目標(biāo)大小
3.2.5 光標(biāo)設(shè)計(jì)
3.2.6 渲染速率
3.3 HoloLens三維交互界面分類及設(shè)計(jì)策略
3.3.1 增強(qiáng)層-現(xiàn)實(shí)層無關(guān)聯(lián)類界面設(shè)計(jì)策略
3.3.2 增強(qiáng)層-現(xiàn)實(shí)層關(guān)聯(lián)類界面設(shè)計(jì)策略
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于HoloLens的實(shí)景導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)例設(shè)計(jì)
4.1 實(shí)景導(dǎo)航系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.1 系統(tǒng)需求功能分析
4.1.2 系統(tǒng)任務(wù)流程分析
4.2 實(shí)景導(dǎo)航系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)
4.3 實(shí)景導(dǎo)航系統(tǒng)視覺設(shè)計(jì)
4.3.1 色彩選擇
4.3.2 界面展示
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于HoloLens的實(shí)景導(dǎo)航系統(tǒng)原型開發(fā)
5.1 系統(tǒng)原型開發(fā)工具
5.1.1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開發(fā)引擎
5.1.2 輔助開發(fā)軟件
5.2 系統(tǒng)原型實(shí)現(xiàn)方法
5.2.1 三維交互界面布局設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
5.2.2 三維交互界面反饋效果實(shí)現(xiàn)
5.2.3 系統(tǒng)交互流程實(shí)現(xiàn)
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]VR應(yīng)用的界面設(shè)計(jì)要素概述[J]. 陳端端. 無線互聯(lián)科技. 2018(05)
[2]適用宇航智能交互場景的混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究[J]. 李林瞳,王有春,謝曄,陳卓. 計(jì)算機(jī)測量與控制. 2017(12)
[3]移動(dòng)VR自然交互界面設(shè)計(jì)探究[J]. 孫朝陽,許懋琦. 設(shè)計(jì). 2017(23)
[4]沉浸感界面交互設(shè)計(jì)評估方法研究[J]. 陶藝文,陳炳發(fā). 機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2017(05)
[5]頭盔式和桌面式虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)與地圖在導(dǎo)航訓(xùn)練中的對比評估[J]. 劉鵬,姜國華,劉玉慶,安明. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2017(08)
[6]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述[J]. 侯穎,許威威. 計(jì)算機(jī)測量與控制. 2017(02)
[7]基于眼動(dòng)交互的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示系統(tǒng)[J]. 王劍,趙歆波,馬鐘,趙宏亮. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(02)
[8]虛擬現(xiàn)實(shí):下一個(gè)風(fēng)口[J]. 牛祿青. 新經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2016(Z1)
[9]基于信息導(dǎo)航的三維用戶界面動(dòng)態(tài)構(gòu)建方法[J]. 鄧海巖,趙罡,于勇,陳暢宇,王偉. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2016(01)
[10]隔空手勢交互的設(shè)計(jì)要素與原則[J]. 孫效華,周博,李彤. 包裝工程. 2015(08)
博士論文
[1]面向數(shù)控加工仿真的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 馬志艷.華中科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛實(shí)交互設(shè)計(jì)研究[D]. 張樹鵬.北京郵電大學(xué) 2018
[2]基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字博物館應(yīng)用研究[D]. 戚純.天津大學(xué) 2018
[3]基于手勢識別VR系統(tǒng)的交互體驗(yàn)評價(jià)研究[D]. 范雪喬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中人機(jī)交互技術(shù)研究[D]. 劉鐵良.東北石油大學(xué) 2014
[5]智能手機(jī)三維界面交互設(shè)計(jì)研究[D]. 郭芯言.江南大學(xué) 2014
[6]基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互界面設(shè)計(jì)研究[D]. 羅穎.華中科技大學(xué) 2012
[7]三維圖形用戶界面的視覺傳達(dá)性研究[D]. 陳妍.江南大學(xué) 2012
[8]數(shù)字娛樂產(chǎn)品中的自然交互方式研究[D]. 譚慧.江南大學(xué) 2011
[9]基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的協(xié)同式裝配系統(tǒng)研究[D]. 王余濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[10]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 康紹鵬.沈陽航空工業(yè)學(xué)院 2009
本文編號:3632084
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互界面概述
1.2.1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)概念
1.2.2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)原理
1.2.3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)界面交互方式
1.2.4 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)界面顯示設(shè)備
1.2.5 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)三維交互界面特征
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 三維界面視覺設(shè)計(jì)
1.3.2 三維界面交互策略
1.3.3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)評估
1.4 課題研究內(nèi)容及論文框架
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 論文框架
1.5 課題研究意義
1.6 論文創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 基于HoloLens的交互出錯(cuò)現(xiàn)象研究
2.1 HoloLens交互界面概述
2.1.1 HoloLens交互界面輸入方式
2.1.2 HoloLens交互輸出特征
2.1.3 有限視場角
2.2基于HoloLens的出錯(cuò)行為觀察實(shí)驗(yàn)
2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施
2.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.3 HoloLens中的用戶行為出錯(cuò)現(xiàn)象及分析
2.3.1 手勢交互出錯(cuò)現(xiàn)象
2.3.2 語音交互出錯(cuò)現(xiàn)象
2.3.3 視覺呈現(xiàn)出錯(cuò)現(xiàn)象
2.4 HoloLens中的用戶行為出錯(cuò)原因歸納
2.4.1 界面布局問題
2.4.2 自然交互方式的反饋問題
2.4.3 交互流程問題
2.5 本章小結(jié)
第三章 HoloLens三維交互界面設(shè)計(jì)策略
3.1 HoloLens三維交互界面設(shè)計(jì)原則
3.1.1 界面布局設(shè)計(jì)原則
3.1.2 自然交互反饋設(shè)計(jì)原則
3.1.3 交互流程設(shè)計(jì)原則
3.2 HoloLens三維交互界面設(shè)計(jì)要素
3.2.1 邊界約束
3.2.2 信息深度編碼
3.2.3 空間參考系
3.2.4 交互目標(biāo)大小
3.2.5 光標(biāo)設(shè)計(jì)
3.2.6 渲染速率
3.3 HoloLens三維交互界面分類及設(shè)計(jì)策略
3.3.1 增強(qiáng)層-現(xiàn)實(shí)層無關(guān)聯(lián)類界面設(shè)計(jì)策略
3.3.2 增強(qiáng)層-現(xiàn)實(shí)層關(guān)聯(lián)類界面設(shè)計(jì)策略
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于HoloLens的實(shí)景導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)例設(shè)計(jì)
4.1 實(shí)景導(dǎo)航系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.1 系統(tǒng)需求功能分析
4.1.2 系統(tǒng)任務(wù)流程分析
4.2 實(shí)景導(dǎo)航系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)
4.3 實(shí)景導(dǎo)航系統(tǒng)視覺設(shè)計(jì)
4.3.1 色彩選擇
4.3.2 界面展示
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于HoloLens的實(shí)景導(dǎo)航系統(tǒng)原型開發(fā)
5.1 系統(tǒng)原型開發(fā)工具
5.1.1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開發(fā)引擎
5.1.2 輔助開發(fā)軟件
5.2 系統(tǒng)原型實(shí)現(xiàn)方法
5.2.1 三維交互界面布局設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
5.2.2 三維交互界面反饋效果實(shí)現(xiàn)
5.2.3 系統(tǒng)交互流程實(shí)現(xiàn)
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]VR應(yīng)用的界面設(shè)計(jì)要素概述[J]. 陳端端. 無線互聯(lián)科技. 2018(05)
[2]適用宇航智能交互場景的混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究[J]. 李林瞳,王有春,謝曄,陳卓. 計(jì)算機(jī)測量與控制. 2017(12)
[3]移動(dòng)VR自然交互界面設(shè)計(jì)探究[J]. 孫朝陽,許懋琦. 設(shè)計(jì). 2017(23)
[4]沉浸感界面交互設(shè)計(jì)評估方法研究[J]. 陶藝文,陳炳發(fā). 機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2017(05)
[5]頭盔式和桌面式虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)與地圖在導(dǎo)航訓(xùn)練中的對比評估[J]. 劉鵬,姜國華,劉玉慶,安明. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2017(08)
[6]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述[J]. 侯穎,許威威. 計(jì)算機(jī)測量與控制. 2017(02)
[7]基于眼動(dòng)交互的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示系統(tǒng)[J]. 王劍,趙歆波,馬鐘,趙宏亮. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(02)
[8]虛擬現(xiàn)實(shí):下一個(gè)風(fēng)口[J]. 牛祿青. 新經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2016(Z1)
[9]基于信息導(dǎo)航的三維用戶界面動(dòng)態(tài)構(gòu)建方法[J]. 鄧海巖,趙罡,于勇,陳暢宇,王偉. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2016(01)
[10]隔空手勢交互的設(shè)計(jì)要素與原則[J]. 孫效華,周博,李彤. 包裝工程. 2015(08)
博士論文
[1]面向數(shù)控加工仿真的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 馬志艷.華中科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛實(shí)交互設(shè)計(jì)研究[D]. 張樹鵬.北京郵電大學(xué) 2018
[2]基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字博物館應(yīng)用研究[D]. 戚純.天津大學(xué) 2018
[3]基于手勢識別VR系統(tǒng)的交互體驗(yàn)評價(jià)研究[D]. 范雪喬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中人機(jī)交互技術(shù)研究[D]. 劉鐵良.東北石油大學(xué) 2014
[5]智能手機(jī)三維界面交互設(shè)計(jì)研究[D]. 郭芯言.江南大學(xué) 2014
[6]基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互界面設(shè)計(jì)研究[D]. 羅穎.華中科技大學(xué) 2012
[7]三維圖形用戶界面的視覺傳達(dá)性研究[D]. 陳妍.江南大學(xué) 2012
[8]數(shù)字娛樂產(chǎn)品中的自然交互方式研究[D]. 譚慧.江南大學(xué) 2011
[9]基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的協(xié)同式裝配系統(tǒng)研究[D]. 王余濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[10]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 康紹鵬.沈陽航空工業(yè)學(xué)院 2009
本文編號:3632084
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