交互技術(shù)與用戶接口用戶接口的常用形式子程序庫GKS，OpenGL等使用方便，但需要用戶熟悉某種通用程序設(shè)計語言專用語言一般為解釋性的語言PostScript，VRML等交互命令圖形界面或命令行方式，進行人機交互常用操作：增、刪、改操作（常用三表結(jié)構(gòu)實現(xiàn)）2023/4/62.交互設(shè)備與交互任務(wù)定位（Locator）筆畫（Stroke）定值（Valuator）選擇（Choice）拾?。≒ick）字符串（String）2023/4/63.定位定位是確定平面一點(x,y)或空間一點(x,y,z)的坐標(biāo)。直接定位：用定位設(shè)備直接指定某個點的位置,如鍵盤輸入。直接定位方法可以準(zhǔn)確地給點定位間接定位：通過定位設(shè)備的運動控制屏幕上的光標(biāo)進行定位。如在移動鼠標(biāo)時，根據(jù)鼠標(biāo)移動的相對距離去控制屏幕上光標(biāo)的移動指點桿手寫平板電腦2023/4/64.直接輸入設(shè)備光筆、觸摸屏鼠標(biāo)手柄操縱桿光筆間接輸入設(shè)備:最普通的定位設(shè)備:鼠標(biāo)及屏幕上的光標(biāo)操縱桿、數(shù)字化儀及按鍵盤上的方向鍵也可以控制光標(biāo)的移動2023/4/65.另外，使用數(shù)字化儀不僅可像鼠標(biāo)那樣產(chǎn)生輸入點的相對坐標(biāo)，還可輸入點的絕對坐標(biāo)。如果我們要輸入一張圖紙，用數(shù)字化儀輸入圖上各點的絕對坐標(biāo)是最合適的方法。數(shù)字化儀2023/4/66.筆畫筆畫輸入用于輸入一組坐標(biāo)點，相當(dāng)于多次調(diào)用定位輸入。如指定一條折線的頂點組、指定一條自由曲線的控制點等。筆畫設(shè)備鼠標(biāo)、軌跡球、游戲棒連續(xù)移動的信號經(jīng)轉(zhuǎn)換成為一組坐標(biāo)值。圖形輸入板的連續(xù)模式可通過按鍵激活。當(dāng)光標(biāo)在圖形輸入板表面上移動時，就產(chǎn)生一組坐標(biāo)值。2023/4/67.輸入方式與定位設(shè)備的輸入方式一致。常用設(shè)備軌跡球手寫板2023/4/68.定值定值設(shè)備為應(yīng)用程序輸入一個值.如在旋轉(zhuǎn)某一對象時輸入一個旋轉(zhuǎn)角度、縮放對象時輸入一個比例因子以及輸入文字高度、字體大小比例因子等。輸入方式直接輸入數(shù)值通過字符串取值通過比例尺輸入執(zhí)行上下記數(shù)控制命令等。物理設(shè)備包括旋鈕、鍵盤、數(shù)字化儀、鼠標(biāo)、方向鍵、編程功能鍵等旋鈕2023/4/69.常用的定值任務(wù)實現(xiàn)方法可用鍵盤鍵入數(shù)值可用軟件的方法在屏幕上繪制一刻度尺或比例尺，用戶可用定位設(shè)備控制光標(biāo)在尺子上移動實現(xiàn)數(shù)值的輸入用刻度盤實現(xiàn)數(shù)值輸入的原理也一樣，操作員控制從圓心出發(fā)的線段繞圓心旋轉(zhuǎn)，根據(jù)顯示的角度讀數(shù)或比例數(shù)據(jù)來定值如果要輸入一個精確的數(shù)，最好還是用鍵盤輸入定值的幾種方法2023/4/610.選擇選擇是在某選擇集中選出一個元素，它可以用于指定命令，確定操作對象或選定屬性等選擇功能可用功能鍵可用鼠標(biāo)移動光標(biāo)到要選圖元附近的位置，按下鼠標(biāo)的按鈕，通過軟件選擇距光標(biāo)最近的圖元畫圖中的選項2023/4/611.菜單功能使用最普遍，也是非常重要的一種交互方法。使用菜單可改善應(yīng)用系統(tǒng)用戶接口的友好性分級菜單選擇2023/4/612.對話框和鍵盤上的按鍵也可提供選擇功能。對話框的內(nèi)容極豐富，在對話框中通常用于選擇功能的是選擇開關(guān)及radio按鈕（單選按鈕，以小圓框打點表示被選中）鍵盤選擇也極為簡單，如擊數(shù)字鍵“1”表示使用綠色繪制，“2”表示使用藍色繪制等

2023/4/613.物理設(shè)備包括光筆、觸摸屏、數(shù)字化儀、鼠標(biāo)、操縱桿、跟蹤球,字符串輸入設(shè)備、編程功能鍵、聲音識別儀等。輸入方式包括直接或間接在屏幕上進行選擇字符串選擇時間掃描手寫輸入、聲音輸入等。觸摸屏2023/4/614.拾取拾取的功能是選擇圖形對象，用于選擇場景中即將進行變換或編輯的部分。拾取一個對象的方法有：指定名稱法:通過指定欲拾取對象的名稱實現(xiàn)特征點法:選擇時讓圖形的特征點（如線段的端點，圓心等）以強光醒目顯示,來拾取對象邊界盒法:對每一個子圖預(yù)先求一個邊界盒或比邊界盒大一點的ε邊界盒分類法:分別將點,折線,弧等在有關(guān)按鍵的控制下進行拾取拾取對象的幾種方法2023/4/615.物理設(shè)備包括各種定位設(shè)備、編程功能鍵、字符串輸入設(shè)備等。筆型字符識別器2023/4/616.字符串鍵盤是目前輸入字符串最常用的設(shè)備寫字板輸入字符曾經(jīng)也很流行書寫時筆畫的次序可被系統(tǒng)記錄下來，因而比脫機掃描輸入識別具有更多信息，具有更高的識別率。語音輸入也是字符串輸入以及功能選擇的一種輸入方法.語音輸入需要使用語音識別技術(shù)手寫板語音輸入2023/4/617.物理設(shè)備:字母鍵盤、數(shù)字化儀、光筆、聲音識別儀、觸壓板等。2023/4/618.三維交互設(shè)備方便三維空間定位、拾取等操作三維目標(biāo)定位裝置、數(shù)據(jù)手套、頭戴顯示器等

三維交互設(shè)備2023/4/619.交互技術(shù)

幾何約束拖拽三維輸入新技術(shù)2023/4/620.幾何約束定位約束在屏幕上定義一個可見或不可見的網(wǎng)格.網(wǎng)格線是等間距的水平線和垂直線，其交點為網(wǎng)格點。在使用網(wǎng)格時，任何方式輸入的點都將被定位到離該點最近的網(wǎng)格點上。假設(shè)定義網(wǎng)格單元的寬、高分別為a、b，輸入點的坐標(biāo)為（x,y），則離它最近的網(wǎng)格點的坐標(biāo)為：

(a(int((x+a/2)/a),b(int((y+b/2)/b)))定位約束的示例2023/4/621.方向約束示例方向約束用于繪制水平或垂直的線段。繪制時,若終點和起點的連線與水平線的夾角小于45°，則繪出一條水平線（如下圖）,否則繪制垂直線。避免人眼或定位設(shè)備帶來的誤差，可以應(yīng)用于印刷線路板或大規(guī)模集成電路的設(shè)計。2023/4/622.引力場引力場可以看做是一種定位約束，用光標(biāo)進行選圖操作時，為了使光標(biāo)可以較容易地定位選擇區(qū)域中的圖形，可以將圖形的選擇區(qū)域適當(dāng)變大，這就是引力場方法。例如，在每條線段的周圍假想有一個區(qū)域，光標(biāo)中心落在這個區(qū)域內(nèi)時，就自動地被直線上離光標(biāo)最近的一點所代替，如同一個質(zhì)點進入直線周圍的引力場后，被吸引到這條直線上去一樣。注意引力場區(qū)域大小的選擇要適當(dāng)。2023/4/623.拖拽

要把一個對象放到新的位置.如果光標(biāo)移動的同時,對象也跟著光標(biāo)移動.會使用戶感覺更直觀，從而使得對象的定位更為精確。拖拽圖元到新的位置2023/4/624.拖拽技術(shù)是當(dāng)前人機交互中普遍使用的技術(shù)，它可以使用戶的操作更直觀，定位更精確。拖動有時耗費很大，尤其當(dāng)圖像很大或圖形很復(fù)雜時，拖拽可能變的很慢?！跋鹌そ睢奔夹g(shù)拖拽的另一種形式。不同的只是拖動對象的形狀隨著光標(biāo)位置的不同而變化。橡皮筋的形狀可以是任意的，可以是矩形、圓、圓弧、自由曲線，也可以是更復(fù)雜的圖形。2023/4/625.三維輸入

輸入一個立體圖時，常常是將點、線、面單獨輸入的。而對一個點、一條線或一個面來說，只要在三視圖上給出足夠的信息，總是可以唯一地確定它在三維空間中的對應(yīng)圖形。例如輸入一個點時，只要在任意兩個視圖中確定點的位置,便可唯一地確定三維空間中的一個點的坐標(biāo)（x，y，z）。在三視圖上作三維輸入2023/4/626.在三視圖上輸入直線段上兩端點便確定了三維空間的一條直線.把一個面上的各頂點在三視圖上輸入后，就唯一地確定了三維空間中的一個面。如果把一個多面體的各面均用上述方法輸入，也就在三維空間中輸入了一個多面體。用三視圖來輸入立體圖是目前一種主要的輸入手段.2023/4/627.用三視圖輸入三維圖形yzyABCA’B’C’

A’’B’’C’’xzx2023/4/628.3DMAX中的三維建模2023/4/629.新的交互技術(shù)視線跟蹤手勢識別語音識別依據(jù)手的運動識別數(shù)字的手機2023/4/630.表情識別自然語言理解手寫識別2023/4/631.

多媒體技術(shù)的支持目前廣泛使用的是字符和圖形用戶界面，通過用戶輸入字符串或點擊圖標(biāo)等向計算機送入數(shù)據(jù)或命令，計算機也通過輸出字符串或圖形告訴用戶計算結(jié)果和其他信息。多媒體技術(shù)計算機所表現(xiàn)的信息除了文字、圖形外，還包括聲音、靜止圖像、動態(tài)圖像、動畫等。多媒體技術(shù)是將正文、聲音、圖形、靜止圖像、動態(tài)圖像等與計算集成在一起的技術(shù)。多媒體技術(shù)應(yīng)用于計算機系統(tǒng)，將使人們得到更直觀的信息，從而簡化用戶的操作，擴展應(yīng)用范圍。2023/4/632.多通道交互同一時刻用戶可以采用多個通道與計算機進行交互，以提高人機交互的效率和自然性。可以利用各種通道、設(shè)備和交互方式的互補性，整合來自多個通道的信息，提高對用戶輸入的識別率，從而提高交互的自然性、靈活性和準(zhǔn)確性，使人機交互方式向人與人交互方式靠攏。當(dāng)一個通道由于設(shè)備故障或環(huán)境限制等原因不能使用時，用戶可以選擇其他通道，使交互繼續(xù)下去。多通道交互2023/4/633.自然語言接口基于自然語言知識的人機交互系統(tǒng)。自然語言接口能理解用戶用自然語言表達的請求，將其映射為相應(yīng)軟件的操作命令，并提交軟件執(zhí)行，最后軟件產(chǎn)生的結(jié)果以用戶可理解的方式反饋給用戶。自然語言的理解2023/4/634.計算機支持協(xié)同工作（CSCW,ComputerSupportedCooperativeWork）很好地適應(yīng)了社會信息化、經(jīng)濟全球化和知識經(jīng)濟時代的特點以及諸如交互性、分布性和協(xié)同性等要求。CSCW示例2023/4/635.拾取圖形交互接口中的重要任務(wù)，圖形的增、刪、改中都會用到。圖形是否被拾取要有適當(dāng)?shù)姆答仭Ｔ贜DC中實現(xiàn)。內(nèi)容：點拾取，直線段的拾取，字符串的拾取，折線、曲線、多邊形的拾取，重疊圖形的拾取，提高拾取效率的方法等2023/4/636.點的拾取設(shè)點P1（x1,y1）,0.0≤x1,y1≤1.0，則該點的顯示領(lǐng)域是一個以r為半徑的圓。如果拾取點P0(x0,y0)符合:(x1-x0)2+(y1-y0)2≤r2

則說明對P1點拾取成功。P1r2023/4/637.直線段的拾取設(shè)直線兩端點為P1(x1,y1)、P2(x2,y2)，則該線段的顯示領(lǐng)域是一個以2r寬的矩形(參見下圖)。如果拾取點P0(x0,y0)符合:則說明對線段P1P2拾取成功。折線、曲線、多邊形的拾取可采用直線拾取的技術(shù)實現(xiàn)。P1P2r2023/4/638.字符串的拾取依次判斷每個字符的顯示領(lǐng)域是否包含拾取點。字符的拾取判斷可用字符的外接凸多邊形是否包含拾取點的方法進行判斷。規(guī)則方式顯示的字符可進一步簡化拾取方法YOX2023/4/639.顯示領(lǐng)域重疊優(yōu)先級控制優(yōu)先級高的被拾取逐個圖形反饋閃爍或改變顏色進行反饋用戶確認(rèn)后當(dāng)前反饋的圖形被拾取通過距離進行判斷距拾取點較近的圖形被拾取YOX2023/4/640.加速圖形拾取的措施過濾器法圖形加標(biāo)記：可拾取和不可拾取對不可拾取的圖形忽略拾取運算區(qū)域粗判法先判斷拾取點是否在圖形的外包圍盒中硬件實現(xiàn)利用硬件實現(xiàn)點、直線等的拾取運算YOXp0區(qū)域粗判2023/4/641.輸入控制請求方式(程序初始化設(shè)備)取樣方式(程序和設(shè)備同時工作)事件方式(設(shè)備初始化程序)控制方式的混合使用2023/4/642.請求方式

在請求方式下，輸入設(shè)備的初始化是在應(yīng)用程序中設(shè)置的。即通過輸入設(shè)置命令（或語句），對相應(yīng)的設(shè)備設(shè)置所需要的輸入模式后，該設(shè)備才能作相應(yīng)的輸入處理。（在請求命令中要指定是哪個應(yīng)用程序調(diào)用的和調(diào)用的是哪個輸入設(shè)備）2023/4/643.當(dāng)程序運行時，輸入設(shè)備處于等待狀態(tài)，等待程序的請求.當(dāng)程序運行到request語句時就向輸入設(shè)備提出輸入請求，同時程序停止運行，等待輸入設(shè)備輸入數(shù)據(jù)。輸入設(shè)備立即進入工作狀態(tài)，直到請求滿足之后，程序才繼續(xù)運行。輸入設(shè)備重新處于等待狀態(tài)。因此，在請求方式下，程序和輸入設(shè)備輪流處于工作狀態(tài)和等待狀態(tài)，由程序支配輸入設(shè)備的啟動。請求方式的工作過程請求模式的工作過程程序工作輸入設(shè)備等待程序請求請求滿足遇到請求指令（request）輸入設(shè)備工作程序等待接收數(shù)據(jù)2023/4/644.當(dāng)把一臺或多臺輸入設(shè)備定義為樣本模式后，這些設(shè)備會連續(xù)不斷地把信息輸入進來，而不必等待應(yīng)用程序的輸入語句，即信息的輸入和應(yīng)用程序中的輸入命令無關(guān)。當(dāng)應(yīng)用程序遇到取樣命令時，就把相應(yīng)物理設(shè)備此時的值作為取樣數(shù)值。優(yōu)點該模式不像請求模式那樣要求用戶有一明顯的動作，它對連續(xù)的信息流輸入比較方便，也可同時處理多個輸入設(shè)備的輸入信息。缺點當(dāng)處理某一種輸入耗費的時間較長時，可能會失掉某些輸入信息。取樣方式2023/4/645.在取樣輸入模式的工作過程中，程序和輸入設(shè)備同時運行。輸入設(shè)備不斷地產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)緩存區(qū)，數(shù)據(jù)緩存區(qū)的內(nèi)容不斷刷新。程序在運行時若遇到采