《人機(jī)交互》配套教學(xué)課件

人機(jī)交互

Human-ComputerInteraction主要參考書(shū)郭亞軍，金先級(jí),《人機(jī)交互》,華中科技大學(xué)出版社,2005（面向21世紀(jì)計(jì)算機(jī)專業(yè)本科系列教材）董士海,王衡,《人機(jī)交互》,北京大學(xué)出版社，2004（高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課系列教材）孟祥旭，李學(xué)慶，《人機(jī)交互技術(shù)—原理與應(yīng)用》,清華大學(xué)出版社，2004（高等學(xué)校教材-計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)）教學(xué)目標(biāo)

1.了解人機(jī)交互的概念和主要技術(shù)

2.增長(zhǎng)知識(shí),擴(kuò)大視野

3.了解人機(jī)交互技術(shù)的進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)

第一章緒論人機(jī)交互的概念人機(jī)交互的重要性人機(jī)交互的發(fā)展歷史人機(jī)交互的發(fā)展趨勢(shì)人機(jī)交互的范疇人機(jī)交互的研究?jī)?nèi)容1.1人機(jī)交互的概念人機(jī)交互是研究人、計(jì)算機(jī)以及它們相互影響的技術(shù)。 狹義的講，人機(jī)交互技術(shù)主要是研究人與計(jì)算機(jī)之間的信息交換，它主要包括人到計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)到人的信息交換兩部分。1.1人機(jī)交互的概念人→機(jī):人借助鍵盤、鼠標(biāo)、操縱桿、數(shù)據(jù)服裝、眼動(dòng)跟蹤器、位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、壓力筆等設(shè)備，用手、腳、聲音、姿勢(shì)或身體的動(dòng)作、眼睛甚至腦電波等向計(jì)算機(jī)傳遞信息；機(jī)→人:計(jì)算機(jī)通過(guò)打印機(jī)、繪圖儀、顯示器、頭盔式顯示器（HMD）、音箱等輸出或顯示設(shè)備給人提供信息1.1人機(jī)交互的概念相關(guān)名詞:人機(jī)界面:計(jì)算機(jī)與人之間通信和對(duì)話的接口，它作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，主要是指人類與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的通信方式，它是人機(jī)雙向信息交換的支持軟件和硬件。HCI(Human-ComputerInteraction)CHI(Computer-HumanInteraction)MMS(Man-MachineStudies)HMI(Human-MachineInterface)1.1人機(jī)交互的概念人機(jī)交互VS人機(jī)界面人機(jī)交互是指用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的通信，它是人與計(jì)算機(jī)之間各種符號(hào)和動(dòng)作的雙向信息交換。這里的“交互”定義為一種通信，即信息交換，而且是一種雙向的信息交換，可由人向計(jì)算機(jī)輸入信息，也可由計(jì)算機(jī)向使用者反饋信息。這種信息交換的形式可以采用各種方式出現(xiàn)，如鍵盤上的擊鍵、鼠標(biāo)的移動(dòng)、顯示屏幕上的符號(hào)或圖形等，也可以用聲音、姿勢(shì)或身體的動(dòng)作等。人機(jī)界面是指人類用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的通信媒體或手段，它是人機(jī)雙向信息交換的支持軟件和硬件。這里“界面”定義為通信的媒體或手段，它的物化體現(xiàn)是有關(guān)的支持軟件和硬件，如帶有鼠標(biāo)的圖形顯示終端。人機(jī)界面也稱用戶界面

人機(jī)交互是通過(guò)一定的人機(jī)界面來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在界面開(kāi)發(fā)過(guò)程中，有時(shí)把它們作為同義詞使用。1.1人機(jī)交互的概念人機(jī)交互技術(shù)是21世紀(jì)信息領(lǐng)域需要解決的重大課題:它影響最終用戶的使用、計(jì)算機(jī)的推廣、以至人們的工作和生活。掌上設(shè)備、娛樂(lè)設(shè)備、保健醫(yī)療設(shè)備等新產(chǎn)品新概念層出不窮，這些高科技成果為人們帶來(lái)便捷、快樂(lè)的同時(shí)，也促進(jìn)著人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展。人機(jī)交互技術(shù)比計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展要滯后許多，已成為人類運(yùn)用信息技術(shù)深入探索和認(rèn)識(shí)客觀世界的瓶頸。1.2人機(jī)交互的重要性人機(jī)交互早期(史前期)世界上第一臺(tái)數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC在1943-1946年由美國(guó)賓州大學(xué)摩爾學(xué)院開(kāi)發(fā)，1946年用于計(jì)算彈道方程的積分。當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的程序采用聯(lián)線的方法在小接線板上相互連接，后來(lái)用穿孔卡片和穿孔紙帶，由專門的閱讀器輸入程序和數(shù)據(jù)。對(duì)計(jì)算機(jī)的操作和調(diào)試，是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制面板上的開(kāi)關(guān)、按鍵和指示燈來(lái)進(jìn)行。1.3人機(jī)交互的發(fā)展歷史作業(yè)控制語(yǔ)言及交互命令語(yǔ)言階段(第一階段)1963年由美國(guó)麻省理工學(xué)院成功地開(kāi)發(fā)了第一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)CTSS，并采用多個(gè)終端和正文編輯程序，廣泛采用了“命令行”作業(yè)語(yǔ)言，極大地方便了程序員。這一階段的人機(jī)界面特點(diǎn)是程序員可采用正文和命令的方式和計(jì)算機(jī)打交道，雖然要記憶許多命令和熟練地敲鍵盤，但已經(jīng)可用較多的手段來(lái)調(diào)試程序，并且了解計(jì)算機(jī)執(zhí)行的情況IBM-DOS,MS-DOS,CC-DOS,UC-DOS1.3人機(jī)交互的發(fā)展歷史圖形用戶界面GUI階段(第二階段)1963年美國(guó)麻省理工學(xué)院I.Sutherland的Sketchpad系統(tǒng)開(kāi)創(chuàng)了交互計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的新階段。70年代Xerox公司在Alto計(jì)算機(jī)上首先開(kāi)發(fā)了Smalltalk-80的多窗口程序設(shè)計(jì)環(huán)境，它采用高分辨率的圖形顯示器和新型的鼠標(biāo)輸入設(shè)備，應(yīng)用了重疊型窗口、彈出型菜單、圖符和剪貼等功能。80年代至90年代，蘋(píng)果公司的MacIntosh計(jì)算機(jī)、微軟公司的MS-Windows系統(tǒng)和麻省理工學(xué)院X-Window系統(tǒng)，1.3人機(jī)交互的發(fā)展歷史網(wǎng)絡(luò)用戶界面的出現(xiàn)(GUI的一種特例)Internet將世界上各種信息無(wú)序地聯(lián)系起來(lái)，形成WWW萬(wàn)維網(wǎng),成為人們傳遞、交換信息的媒介和獲取信息的寶庫(kù)。人們?cè)鯓硬拍軓倪@信息的海洋中去瀏覽和獲取所需的信息？新的網(wǎng)絡(luò)用戶界面以超文本標(biāo)記語(yǔ)言HTML及超文本傳輸協(xié)議HTTP為主要基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器是新的網(wǎng)絡(luò)用戶界面的代表，早期的Mosaic,Netscape公司的Communicator,到微軟的IE，目前已經(jīng)出現(xiàn)了一大批瀏覽器，它們與各種計(jì)算機(jī)窗口系統(tǒng)結(jié)合，形成了網(wǎng)絡(luò)用戶不可缺少的人機(jī)界面1.3人機(jī)交互的發(fā)展歷史多通道智能用戶界面階段(第三階段)以虛擬現(xiàn)實(shí)為代表的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的擬人化和以掌上電腦為代表的計(jì)算機(jī)的微型化和隨身化，是當(dāng)前計(jì)算機(jī)的兩個(gè)重要的應(yīng)用趨勢(shì)。目前以鼠標(biāo)和鍵盤為代表的人機(jī)界面技術(shù)是影響它們發(fā)展的瓶頸。利用人的多種感覺(jué)通道和動(dòng)作通道（如語(yǔ)音、手寫(xiě)、表情、姿勢(shì)、視線等輸入），以并行、非精確方式與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交互，可以提高人機(jī)交互的自然性和高效性。以三維、沉浸感的逼真輸出為標(biāo)志的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是多媒體、多通道界面的重要應(yīng)用目標(biāo)。多通道人機(jī)界面對(duì)我們既是一個(gè)挑戰(zhàn)，也是一個(gè)極好的機(jī)遇1.3人機(jī)交互的發(fā)展歷史人機(jī)界面發(fā)展中最有影響的事件和成果1963年發(fā)明鼠標(biāo)器的美國(guó)斯坦福研究所的D.Engleberg，他預(yù)言鼠標(biāo)器比其他輸入設(shè)備都好，并在超文本系統(tǒng)、導(dǎo)航工具方面會(huì)有杰出的成果。10年后鼠標(biāo)器經(jīng)Xerox研究中心改進(jìn)后，成為影響當(dāng)代計(jì)算機(jī)使用的最重要成果！1963年美國(guó)麻省理工學(xué)院I.Sutherland開(kāi)創(chuàng)了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的新領(lǐng)域，隨后美國(guó)布朗大學(xué)A.VanDam等人組織了SIGGRAPH,I.Sutherland還在1968年開(kāi)發(fā)了頭盔式立體顯示器70年代當(dāng)時(shí)在Xerox研究中心的AlanKay發(fā)明了重疊式多窗口系統(tǒng)，并提出了Smalltalk面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)等思想1989年TimBerners-Lee在日內(nèi)瓦的CERN用HTML及HTTP開(kāi)發(fā)了WWW網(wǎng)，隨后出現(xiàn)了各種瀏覽器（網(wǎng)絡(luò)用戶界面），使因特網(wǎng)飛速發(fā)展起來(lái)90年代美國(guó)麻省理工學(xué)院N.Negroponte（他早在30年前就提出了“交談式計(jì)算機(jī)”概念）領(lǐng)導(dǎo)的媒體實(shí)驗(yàn)室在新一代多通道人機(jī)界面方面（包括語(yǔ)音、手勢(shì)、智能體等），做了大量開(kāi)創(chuàng)性的工作1.3人機(jī)交互的發(fā)展歷史在五個(gè)發(fā)展階段中，通常強(qiáng)調(diào)以下三個(gè)命令行界面(CLI)圖形用戶界面(GUI),也稱WIMP界面多通道人機(jī)界面(MMI)1.3人機(jī)交互的發(fā)展歷史1.4人機(jī)交互的發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì):在未來(lái)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，將更加強(qiáng)調(diào)“以人為本”、“自然、和諧”的交互方式，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)高效合作。具體來(lái)說(shuō)，新一代的人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展將主要圍繞集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化展開(kāi)。1.4人機(jī)交互的發(fā)展趨勢(shì)1.4人機(jī)交互的發(fā)展趨勢(shì)集成化：多樣化、多通道交互的集成多樣化:桌面和非桌面界面，可見(jiàn)和不可見(jiàn)界面，二維與三維輸入，直接與間接操縱.多通道:語(yǔ)音、手勢(shì)、表情、眼動(dòng)、唇動(dòng)、頭動(dòng)、肢體姿勢(shì)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)以及鍵盤、鼠標(biāo)等交互手段將集成在一起.1.4人機(jī)交互的發(fā)展趨勢(shì)網(wǎng)絡(luò)化：無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)的快速發(fā)展，對(duì)人機(jī)交互技術(shù)提出了新的要求,無(wú)處不在的人機(jī)交互。新一代的人機(jī)交互技術(shù)需要考慮在不同設(shè)備、不同網(wǎng)絡(luò)、不同平臺(tái)之間的無(wú)縫過(guò)渡和擴(kuò)展，支持人們通過(guò)跨地域的網(wǎng)絡(luò)（WLAN、GSM/CDMA、PSTN與Internet等）在世界上任何地方用多種簡(jiǎn)單的自然方式進(jìn)行人機(jī)交互，而且包括支持多個(gè)用戶之間以協(xié)作的方式進(jìn)行交互。1.4人機(jī)交互的發(fā)展趨勢(shì)智能化：目前，用戶使用鍵盤和鼠標(biāo)等設(shè)備進(jìn)行的交互輸入都是精確的輸入，但人們的動(dòng)作或思想等往往并不很精確，人類語(yǔ)言本身也具有高度模糊性，人們?cè)谏钪谐３Ａ?xí)慣于使用大量的非精確的信息交流。因此，在人機(jī)交互中，使計(jì)算機(jī)更好地自動(dòng)捕捉人的姿態(tài)、手勢(shì)、語(yǔ)音和上下文等信息，了解人的意圖，并做出合適的反饋或動(dòng)作，提高交互活動(dòng)的自然性和高效性，使人機(jī)之間的交互像人與人交互一樣自然、方便，是計(jì)算機(jī)科學(xué)家正在積極探索的新一代交互技術(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容1.4人機(jī)交互的發(fā)展趨勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)化：目前，在人機(jī)交互領(lǐng)域，ISO已正式發(fā)布了許多的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、測(cè)試和可用性評(píng)估等。2002年2月，W3C（WorldWideWebConsortium）國(guó)際組織成立了“多通道交互”工作小組（MultimodalInteractionWorkingGroup），開(kāi)發(fā)W3C新的一類支持移動(dòng)設(shè)備MMI的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。目前已有42家大型IT企業(yè)或單位參加該小組，參與制定相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。該小組成員覆蓋了幾乎所有計(jì)算機(jī)軟硬件、移動(dòng)通信、家電的大型廠商1.5人機(jī)交互的范疇認(rèn)知心理學(xué)與人機(jī)工程學(xué)是人機(jī)交互技術(shù)的指導(dǎo)哲學(xué)多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能等技術(shù)與人機(jī)交互技術(shù)相互交叉和滲透軟件工程是人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)技術(shù)1.5人機(jī)交互的范疇1.5人機(jī)交互的范疇:多媒體技術(shù)多媒體輸入:

將文字、聲音、圖形、靜止圖像、動(dòng)態(tài)圖像等集成在一起,多模態(tài)多通道輸入。多媒體輸出:

引入動(dòng)畫(huà)、音頻、視頻等動(dòng)態(tài)媒體，豐富了計(jì)算機(jī)表現(xiàn)信息的形式，提高了用戶接受信息的效率，使人們可以得到更直觀的信息。多媒體信息處理:

多媒體信息融合,單一媒體的分析處理。目前多媒體技術(shù)的研究基本上限于信息的存儲(chǔ)和傳輸方面，而對(duì)于媒體信息理解的研究并不充分。與人工智能技術(shù)結(jié)合，開(kāi)展媒體理解和推理研究將改變這種現(xiàn)狀。1.5人機(jī)交互的范疇:多媒體技術(shù)多通道人機(jī)交互研究的興起，進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)的信息識(shí)別、理解能力，提高人機(jī)交互的效率和用戶友好性，將人機(jī)交互技術(shù)和用戶界面設(shè)計(jì)引向更高境界,多通道系統(tǒng)力求對(duì)語(yǔ)義的理解。從人機(jī)交互的角度,應(yīng)用人工智能對(duì)用戶的原始輸入在較高的層次上進(jìn)行解釋、分析和綜合，提取語(yǔ)義內(nèi)容，達(dá)到對(duì)用戶的某種理解。然后，從較高的表現(xiàn)層次上傳達(dá)給用戶最恰當(dāng)?shù)姆答?，它?cè)重于信息的理解和解釋。1.5人機(jī)交互的范疇1.5人機(jī)交互的范疇:人工智能1.5人機(jī)交互的范疇虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）就是借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)及硬件設(shè)備，建立高度真實(shí)感的虛擬環(huán)境，使人們通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)、嗅覺(jué)等感官在其中看、聽(tīng)、觸、聞起來(lái)像真實(shí)的，以產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)的一種技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征：真實(shí)感、沉浸感和交互性。1.5人機(jī)交互的范疇:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)自然和諧的交互方式是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容，其目的是使人能以聲音、動(dòng)作、表情等自然方式與虛擬世界中的對(duì)象進(jìn)行交互。人機(jī)交互并不是虛擬現(xiàn)實(shí)的全部，復(fù)雜場(chǎng)景的建模、繪制等技術(shù)，也是虛擬現(xiàn)實(shí)非常重要的研究?jī)?nèi)容。1.5人機(jī)交互的范疇1.5人機(jī)交互的范疇:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)1.5人機(jī)交互的范疇認(rèn)知心理學(xué)（CognitivePsychology）是20世紀(jì)50年代中期在西方興起的一種心理學(xué)思潮，在20世紀(jì)70年代成為西方心理學(xué)的一個(gè)主要研究方向。它研究人的高級(jí)心理過(guò)程，主要是認(rèn)識(shí)過(guò)程，如注意、知覺(jué)、表象、記憶、思維和語(yǔ)言等。1.5人機(jī)交互的范疇:認(rèn)知心理學(xué)從心理學(xué)的觀點(diǎn)研究人機(jī)交互的原理，該領(lǐng)域研究包括如何通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等接受和理解來(lái)自周圍環(huán)境的信息的感知過(guò)程，以及通過(guò)人腦進(jìn)行記憶、思維、推理、學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題等人的心理活動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程。1.5人機(jī)交互的范疇:認(rèn)知心理學(xué)1.5人機(jī)交互的范疇人機(jī)工程學(xué)（Ergonomics）是運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)和醫(yī)學(xué)等有關(guān)知識(shí)，研究人、機(jī)器、環(huán)境相互間的合理關(guān)系，以保證人們安全、健康、舒適地工作，從而提高整個(gè)系統(tǒng)工效的新興邊緣科學(xué)。1.5人機(jī)交互的范疇:人機(jī)工程學(xué)經(jīng)典的人機(jī)工程學(xué)稱為硬件人機(jī)工程學(xué)，主要集中在對(duì)人體能力、人體限制及其他與設(shè)計(jì)相關(guān)的人體特性信息的應(yīng)用，以滿足設(shè)計(jì)、分析、測(cè)試與評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)化，以及系統(tǒng)控制的要求。軟件人機(jī)工程學(xué)研究軟件和軟件界面，側(cè)重于運(yùn)用和擴(kuò)充軟件工程的理論和原理，對(duì)軟件人機(jī)界面進(jìn)行分析、描述、設(shè)計(jì)和評(píng)估等。主要解決設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化、增強(qiáng)軟件的可用性的方法等，使軟件（計(jì)算機(jī)）與人的對(duì)話能夠滿足人的思維模式與數(shù)據(jù)處理的要求，實(shí)現(xiàn)軟件的高可用性。1.5人機(jī)交互的范疇:人機(jī)工程學(xué)1.5人機(jī)交互的范疇軟件的設(shè)計(jì)軟件的實(shí)現(xiàn)軟件的測(cè)試軟件的開(kāi)發(fā)管理1.5人機(jī)交互的范疇:軟件工程1.6人機(jī)交互的研究?jī)?nèi)容人機(jī)交互的三元素人(指導(dǎo)哲學(xué))交互設(shè)備交互軟件交互的人人機(jī)工程學(xué)(指導(dǎo)人機(jī)系統(tǒng)的硬件與環(huán)境設(shè)計(jì))認(rèn)知心理學(xué)(指導(dǎo)人機(jī)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì))交互設(shè)備筆式交互設(shè)備語(yǔ)音交互設(shè)備視覺(jué)交互設(shè)備虛擬環(huán)境中的交互設(shè)備

交互設(shè)備舉例觸覺(jué)交互設(shè)備交互技術(shù)與軟件1.多種獨(dú)立模態(tài)的交互技術(shù)精確交互:數(shù)據(jù)交互,鍵盤,鼠標(biāo)非精確交互:語(yǔ)音、手勢(shì)、眼神、表情等自然的交互方式1.6人機(jī)交互的研究?jī)?nèi)容(交互技術(shù))2.智能用戶界面(多模態(tài)信息融合)智能用戶界面的最終目標(biāo)是使人機(jī)交互和人人交互一樣自然、方便。上下文感知、眼動(dòng)跟蹤、手勢(shì)識(shí)別、三維輸入、語(yǔ)音識(shí)別、表情識(shí)別、手寫(xiě)識(shí)別、自然語(yǔ)言理解等都是智能用戶界面需要解決的重要問(wèn)題。多通道整合是智能用戶界面研究的重點(diǎn),主要研究多通道交互界面的表示模型、多通道交互界面的評(píng)估方法以及多通道信息的融合等。3.虛擬現(xiàn)實(shí)中的人機(jī)交互(3D交互)“以人為本”的、自然和諧的人機(jī)交互理論和方法是虛擬現(xiàn)實(shí)的主要研究?jī)?nèi)容之一。通過(guò)研究視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多通道信息融合的理論和方法、協(xié)同交互技術(shù)以及三維交互技術(shù)等，建立具有高度真實(shí)感的虛擬環(huán)境，使人產(chǎn)生“身臨其境”的感覺(jué)本章小結(jié)人機(jī)交互的概念人機(jī)交互的重要性人機(jī)交互的發(fā)展歷史人機(jī)交互的發(fā)展趨勢(shì)人機(jī)交互的范疇人機(jī)交互的研究?jī)?nèi)容第2章人機(jī)交互設(shè)備45本章主要內(nèi)容人機(jī)工程學(xué)輸入設(shè)備：文本輸入設(shè)備；語(yǔ)音輸入設(shè)備；指點(diǎn)輸入設(shè)備；圖像/視頻輸入設(shè)備輸出設(shè)備：顯示器；數(shù)字紙/打印機(jī)/繪圖儀；音響/喇叭虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備462.1人機(jī)工程學(xué)

人機(jī)工程學(xué)是研究“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)中人、機(jī)、環(huán)境三大要素之間的關(guān)系，為解決系統(tǒng)中人的效能、健康問(wèn)題提供理論與方法的科學(xué)。47人機(jī)環(huán)境人機(jī)工程學(xué)其它名詞人類工程學(xué)（HumanEngineering）人因工程學(xué)(HumanFactorsEngineering)歐洲稱之為人機(jī)工程學(xué)/人類工效學(xué)（Ergonomics），48人機(jī)系統(tǒng)組成人子系統(tǒng)包括感覺(jué)器官、中樞神經(jīng)系統(tǒng)及運(yùn)動(dòng)器官三大部分;機(jī)子系統(tǒng)包括操作器（控制器,鍵盤）、主機(jī)及顯示器三大部分;人機(jī)界面負(fù)責(zé)人機(jī)子系統(tǒng)之間的信息傳遞;環(huán)境是人機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的外界條件。49人子系統(tǒng)人機(jī)界面機(jī)子系統(tǒng)環(huán)境人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

(1)

需求分析明確目標(biāo)，即用戶是“誰(shuí)”，人機(jī)系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能、條件，包括可用條件、制約條件及環(huán)境條件等。(2)

調(diào)查研究包括預(yù)測(cè)和確定目標(biāo)，對(duì)同類系統(tǒng)的調(diào)查研究。(3)

系統(tǒng)分析規(guī)劃在明確系統(tǒng)目的和條件基礎(chǔ)上，分析和規(guī)劃系統(tǒng)的功能，并按人機(jī)兩者進(jìn)行分配。(4)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)這個(gè)階段完成具體的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中要考慮人的因素，要保證人機(jī)的適應(yīng)性，并制定人機(jī)系統(tǒng)操作步驟、方法及制定人員培訓(xùn)計(jì)劃。(5)

測(cè)試對(duì)構(gòu)成系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)行，并評(píng)價(jià)系統(tǒng)的安全性、可靠性、舒適性等指標(biāo)，如果獲得用戶認(rèn)可則可提交生產(chǎn)。(6)人機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)制造及提交使用。

50人機(jī)工程學(xué)研究?jī)?nèi)容研究人與機(jī)器之間的分工與配合；研究機(jī)器如何能更適合人的操作和使用，以提高人的工作效率，減輕人的疲勞和勞動(dòng)強(qiáng)度；研究人機(jī)系統(tǒng)的工作環(huán)境對(duì)操作者的影響，用以改善工作環(huán)境；研究人機(jī)之間的界面，信息傳遞以及控制器和顯示器的設(shè)計(jì)等等。51人機(jī)比較與分工5210s內(nèi)能輸出1.5kW,以0.15kW的輸出能連續(xù)工作一天，并能作精細(xì)的調(diào)整具有與認(rèn)知直接聯(lián)系的高級(jí)檢測(cè)能力，缺少標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)出偏差，具有味覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)空間自由度高，協(xié)調(diào)性好，可在三維空間進(jìn)行多種運(yùn)動(dòng)具有特征抽取、綜合、歸納、模式識(shí)別、聯(lián)想、發(fā)明創(chuàng)造等高級(jí)思維能力及豐富的經(jīng)驗(yàn)比較項(xiàng)目機(jī)的特性人的特性物理方面的功率能輸出極大和極小的功率，但不能像人手那樣精細(xì)地調(diào)整檢測(cè)物理量檢測(cè)范圍廣，可正確檢測(cè)像電磁波這樣人不易檢測(cè)的物理量操作在速度、精度、力度、操作范圍、耐久性等方面比人優(yōu)越，能處理液體、氣體、粉狀體等物信息處理能力在事先編程的情況下可進(jìn)行高級(jí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理，記憶準(zhǔn)確、持久，調(diào)出速度快53比較項(xiàng)目機(jī)的特性人的特性易疲勞，需要適當(dāng)休息、保健、娛樂(lè)，很難長(zhǎng)時(shí)間保持緊張狀態(tài)，不適應(yīng)從事刺激小、單調(diào)乏味的作業(yè)容易出差錯(cuò)；如果有時(shí)間和精力，可以處理意外事件，自我維護(hù)力強(qiáng)單通道耗費(fèi)能源小，但要吃飯，需要教育和訓(xùn)練，必須采取絕對(duì)的安全措施圖形識(shí)別圖形識(shí)別能力強(qiáng)耐久性、持續(xù)性、可維護(hù)性由成本決定；需維護(hù)保養(yǎng)，可進(jìn)行單調(diào)的反復(fù)作業(yè)，不會(huì)疲勞可靠性由成本決定；對(duì)事先設(shè)計(jì)的作業(yè)有高可靠性，對(duì)預(yù)料之外的事件無(wú)能為力。一個(gè)零件的損壞，可導(dǎo)致整機(jī)失靈；特性能保持不變通道能夠進(jìn)行多通道的復(fù)雜動(dòng)作效率需外加功率；簡(jiǎn)單作業(yè)速度快、準(zhǔn)確，新機(jī)械從設(shè)計(jì)、制造到運(yùn)轉(zhuǎn)需要時(shí)間；即使壞了也不要緊圖形識(shí)別能力差成本需要購(gòu)置費(fèi)，運(yùn)轉(zhuǎn)、保養(yǎng)費(fèi)；機(jī)械不使用僅失去機(jī)械本身的價(jià)值需要人工費(fèi)用、工資等；如果發(fā)生意外，會(huì)危及生命人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求考慮的問(wèn)題

人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該能滿足以下要求：

(1)

達(dá)到預(yù)定的目的，完成預(yù)定的任務(wù)。

(2)

人機(jī)都能發(fā)揮各自的作用并協(xié)調(diào)一致地工作；

(3)

系統(tǒng)提供接收輸入和完成輸出的功能，并具備協(xié)調(diào)功能。

(4)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考率環(huán)境因素影響，例如廠房結(jié)構(gòu)、工作場(chǎng)地布局、照明、溫度、濕度、噪聲等。

(5)

人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)充分適應(yīng)人的特性，讓人容易學(xué)習(xí)、操作、使用系統(tǒng)，充分發(fā)揮系統(tǒng)效能。54設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題

(1)

為了滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)必須提供什么輸入和輸出？(2)

為產(chǎn)生系統(tǒng)輸出需要什么操作？(3)

人機(jī)之間的功能如何分工？(4)

人要完成操作需要什么樣的訓(xùn)練和技能？構(gòu)成的人機(jī)系統(tǒng)需要提供哪些方法幫助人接受訓(xùn)練和獲得技能？(5)

需要系統(tǒng)完成的任務(wù)能否與人的能力相容？要避免人在過(guò)負(fù)荷狀態(tài)下的操作；(6)

人要完成作業(yè)需要什么樣的設(shè)備接口？這是考慮人的因素的最重要的問(wèn)題。(7)

人機(jī)子系統(tǒng)工作能否協(xié)調(diào)？是相互幫助還是相互妨礙？55界面設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)原則在人機(jī)界面設(shè)計(jì)中，根據(jù)人接受信息的感覺(jué)通道不同，可將顯示界面分為視覺(jué)顯示界面聽(tīng)覺(jué)顯示界面觸覺(jué)顯示界面其中以視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)顯示界面最為廣泛。56視覺(jué)顯示界面設(shè)計(jì)原則視覺(jué)顯示器必須保證三項(xiàng)基本要求：能見(jiàn)性清晰性可識(shí)性57視覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)須遵循的原則：(1)

選用最適宜的視覺(jué)刺激維度作為傳遞信息的代碼，并將視覺(jué)代碼的數(shù)目限制在人的絕對(duì)辨識(shí)能力允許的范圍內(nèi)。(2)

使顯示器精度與人的視覺(jué)辨認(rèn)能力相適應(yīng)。(3)

盡量采用形象直觀且與人的認(rèn)知特點(diǎn)相匹配的顯示格式。(4)

對(duì)同時(shí)呈現(xiàn)的相互關(guān)聯(lián)的信息盡可能實(shí)現(xiàn)綜合顯示，以提高顯示效率。(5)

目標(biāo)與背景之間要有適宜的對(duì)比關(guān)系，包括亮度對(duì)比、顏色對(duì)比和形狀對(duì)比等。(6)

具有良好的環(huán)境照明條件，以保證對(duì)目標(biāo)的準(zhǔn)確辨認(rèn)。(7)

根據(jù)任務(wù)的性質(zhì)和使用條件，確定視覺(jué)顯示器的尺寸和安放位置。(8)

要與系統(tǒng)中其他顯示器和控制器在空間關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系上相兼容。58聽(tīng)覺(jué)顯示器聽(tīng)覺(jué)顯示器是利用聲音通過(guò)人的聽(tīng)覺(jué)通道向人傳遞信息的裝置，可分為聲音聽(tīng)覺(jué)顯示器和言語(yǔ)聽(tīng)覺(jué)顯示器兩大類。與視覺(jué)通道相比，聽(tīng)覺(jué)具有易引起人的隨意注意，而且反應(yīng)速度快和不受照明條件限制等突出的優(yōu)點(diǎn)。59優(yōu)化聽(tīng)覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則(1)

聽(tīng)覺(jué)刺激所代表的意義一般應(yīng)與人們已經(jīng)習(xí)慣的或自然的聯(lián)系相一致。(2)

采用聲音的強(qiáng)度、頻率、持續(xù)時(shí)間等維度作信息代碼時(shí)，應(yīng)避免使用極端值，而且代碼數(shù)目不應(yīng)超過(guò)使用者的絕對(duì)辨識(shí)能力。(3)

信號(hào)的強(qiáng)度應(yīng)高于背景噪聲，要保持足夠的信噪比，以防止聲音掩蔽效應(yīng)帶來(lái)的不利影響。(4)

盡量使用間隔或可變的聲音信號(hào)，要避免使用穩(wěn)定信號(hào)，使對(duì)聲音信號(hào)的聽(tīng)覺(jué)適應(yīng)減至最小。(5)

不同聲音信號(hào)應(yīng)盡量分時(shí)段呈現(xiàn)，其時(shí)間間隔不易短于1s。(6)

顯示復(fù)雜的信息時(shí)，可采用兩級(jí)信號(hào)。第一級(jí)為引起注意的信號(hào)，第二級(jí)為精確指示的信號(hào)。(7)

對(duì)不同場(chǎng)合使用的聽(tīng)覺(jué)信號(hào)盡可能標(biāo)準(zhǔn)化。60觸覺(jué)/控制界面設(shè)計(jì)

控制界面主要指各種操作裝置，包括手動(dòng)操縱裝置和腳動(dòng)操縱裝置。常見(jiàn)的有旋鈕、搖柄、按鈕、手柄按鍵等。在這些界面設(shè)計(jì)中需要人給予一定力的作用，并且這些力都需要一定的信息反饋。61顯控協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)

顯控協(xié)調(diào)性是指顯示和控制的關(guān)系與人們的期望的一致性。對(duì)于顯示與控制的協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理和人的習(xí)慣定式等生理、心理特點(diǎn)，并遵循以下的原則：62顯示與控制的協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)原則1.空間協(xié)調(diào)性

顯示與控制在空間位置上的關(guān)系與人的期望的一致性。

2.運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性

顯示指示部分的運(yùn)動(dòng)、所控制變量的增減方向是決定關(guān)系協(xié)調(diào)性的重要因素。3.概念協(xié)調(diào)性概念協(xié)調(diào)性是指顯示與控制在概念上與人的期望的一致性。例如綠色通常表示安全，黃色表示警戒，紅色表示危險(xiǎn)。4.習(xí)慣模式

習(xí)慣模式是下意識(shí)和“自動(dòng)”的行為，是一種條件反射。63數(shù)字化人機(jī)工程

數(shù)字化人機(jī)工程主要包括：人機(jī)工程咨詢?nèi)藱C(jī)工程仿真人機(jī)工程評(píng)價(jià)64人機(jī)工程咨詢目前，基于人體測(cè)量等技術(shù)而建立起來(lái)的人體數(shù)據(jù)咨詢系統(tǒng)軟件較多，系統(tǒng)包括各種國(guó)別、年齡、性別的人體測(cè)量學(xué)數(shù)據(jù)。如英國(guó)OpenErgonomics公司開(kāi)發(fā)的PeopleSize2000人體數(shù)據(jù)咨詢系統(tǒng)。它包括英國(guó)兒童（從出生起）、成年人的尺寸以及其他一些國(guó)家人的尺寸，其中包括部分中國(guó)人人體尺寸（18～45歲）。基本覆蓋了英國(guó)的各個(gè)階層，并同時(shí)包括人體全身尺寸、人體頭部尺寸、手部尺寸、足部尺寸等。利用這些人體測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)，他們進(jìn)行了一些人體姿勢(shì)分析，座椅等的設(shè)計(jì)，為民航、鐵路、汽車、國(guó)防、勞動(dòng)安全等服務(wù)。

65人機(jī)工程仿真通過(guò)虛擬環(huán)境，分別從生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等對(duì)人體的各種工作方式進(jìn)行仿真。虛擬人體最基本的動(dòng)作包括：頭部運(yùn)動(dòng)、抓舉、行走、坐姿、彎腰、后傾、搬運(yùn)、負(fù)荷、視域等。仿真與評(píng)價(jià)往往是結(jié)合在一起的。

66人機(jī)工程評(píng)價(jià)Delima公司（國(guó)際上較早的數(shù)字化企業(yè)）已經(jīng)將3D虛擬人體融入到從過(guò)程計(jì)劃、成本預(yù)算、質(zhì)量控制、人機(jī)分析到數(shù)字化制造中；另外，基于開(kāi)放的C商業(yè)平臺(tái)(openc-commerceplatformOCP)，EDSUnigraphics公司提出了e-Factory概念，也將虛擬人作為咨詢、仿真、評(píng)價(jià)的一個(gè)重要因素。Transom公司開(kāi)發(fā)的TransomJACK人機(jī)工程軟件可以評(píng)價(jià)安全姿勢(shì)、舉手與能量消耗、疲勞與體力恢復(fù)、靜態(tài)受力、人體關(guān)節(jié)移動(dòng)范圍等人機(jī)工程性能指標(biāo)。由于JACK具有的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)在航空、車輛、船舶、工廠規(guī)劃、維修、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。67輸入設(shè)備682.2文本輸入設(shè)備文本輸入是人機(jī)交互輸入的重要組成部分;鍵盤輸入是最常見(jiàn)、最主要的文本輸入方式;手寫(xiě)、語(yǔ)音是更自然的文本輸入方式。691.鍵盤鍵盤是文本輸入的最重要手段，而鍵盤布局對(duì)于文本輸入的速度和準(zhǔn)確性至關(guān)重要。為了提高鍵盤在某些場(chǎng)合下的使用舒適度，許多鍵盤在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還加入了更多人性化的人機(jī)工程學(xué)考慮。70鍵盤的布局QWERTY鍵盤布局19世紀(jì)70年代，Sholes發(fā)明了QWERTY鍵盤布局，其名稱來(lái)源于該布局方式最上行前6個(gè)英文字母，最常用的幾個(gè)字母安置在相反方向，最大限度放慢敲鍵速度以避免卡鍵。這種布局方式依然是今天最為常見(jiàn)的排列方式，成為一種事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。DUORAK鍵盤布局20世紀(jì)20年代的DUORAK鍵盤布局，據(jù)推測(cè)可以大大減少手指移動(dòng)距離，從而大大提高輸入速度，但由于受到傳統(tǒng)QWERTY布局的影響，沒(méi)有成為主流的鍵盤布局。71人性化設(shè)計(jì)的多功能集成鍵盤

這類鍵盤集成了鼠標(biāo)、無(wú)線等功能，在鍵盤布局以及外觀設(shè)計(jì)方面，針對(duì)游戲、上網(wǎng)瀏覽等常用娛樂(lè)功能做了改進(jìn)。鍵盤正上方設(shè)計(jì)的快捷鍵，包括

“IE主頁(yè)”、“打開(kāi)文件夾”、“查找文件”和“進(jìn)入信箱”等12個(gè)，許多操作可以一鍵完成。鍵盤的無(wú)線接收器采用USB接口，安裝使用也非常方便。

72人機(jī)工程學(xué)鍵盤是在標(biāo)準(zhǔn)鍵盤基礎(chǔ)上將指法規(guī)定的左手鍵區(qū)和右手鍵區(qū)這兩大板塊左右分開(kāi)，并形成一定角度，這樣可使操作者不必有意識(shí)的夾緊雙臂，從而保持一種比較自然的形態(tài)，這種設(shè)計(jì)的鍵盤被微軟公司命名為自然鍵盤（NaturalKeyboard）。732.手寫(xiě)設(shè)備74(手寫(xiě)板+手寫(xiě)筆+手寫(xiě)漢字識(shí)別軟件)手寫(xiě)板電阻式壓力手寫(xiě)板：幾乎已經(jīng)被淘汰電磁式感應(yīng)手寫(xiě)板：目前市場(chǎng)主流產(chǎn)品電容式觸控手寫(xiě)板：市場(chǎng)的新生力量，具有耐磨損、使用簡(jiǎn)便、敏感度高等優(yōu)點(diǎn)，是今后手寫(xiě)板的發(fā)展趨勢(shì)。75手寫(xiě)板的評(píng)測(cè)指標(biāo)壓感級(jí)數(shù)：手寫(xiě)板可以感應(yīng)到筆在手寫(xiě)板上的力度的級(jí)別，最高為512級(jí)。精度：精度又稱分辨率，指的是單位長(zhǎng)度上所分布的感應(yīng)點(diǎn)數(shù)，精度越高對(duì)手寫(xiě)的反映越靈敏，對(duì)手寫(xiě)板的要求也越高書(shū)寫(xiě)面積：是手寫(xiě)板一個(gè)很直觀的指標(biāo)，手寫(xiě)板區(qū)域越大，書(shū)寫(xiě)的回旋余地就越大，運(yùn)筆也就更加靈活方便，輸入速度往往會(huì)更快，當(dāng)然其價(jià)格也相應(yīng)更高。書(shū)寫(xiě)面板的尺寸大體有以下幾種：76mm×51mm、76mm×114mm、10mm×13mm和11mm×15mm76手寫(xiě)筆有線筆:手寫(xiě)筆尾部均有一根電纜與手寫(xiě)板相連，從手寫(xiě)板上輸入電源。無(wú)線筆:借助于一些特殊技術(shù)而不需要任何電源。無(wú)線筆的優(yōu)點(diǎn)是攜帶和使用起來(lái)非常方便，同時(shí)也較少出現(xiàn)故障。手寫(xiě)筆一般還帶有兩個(gè)或三個(gè)按鍵，其功能相當(dāng)于鼠標(biāo)按鍵，這樣在操作時(shí)不需要在手寫(xiě)筆和鼠標(biāo)之間來(lái)回切換。77手寫(xiě)漢字識(shí)別軟件除了硬件外，手寫(xiě)筆和手寫(xiě)板的另一項(xiàng)核心技術(shù)是手寫(xiě)漢字識(shí)別軟件;目前各類手寫(xiě)筆的識(shí)別技術(shù)都已相當(dāng)成熟，識(shí)別率和識(shí)別速度也能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。783.語(yǔ)音文本輸入設(shè)備

(麥克風(fēng)+聲卡+語(yǔ)音識(shí)別軟件)

語(yǔ)音輸入為文本輸入提供了更加自然的交互手段，也許在將來(lái)，我們能夠真正拋棄鍵盤，實(shí)現(xiàn)和計(jì)算機(jī)的“對(duì)話”;語(yǔ)音錄入并不限于輸入文本,其中還有身份,情緒,健康狀況等多種信息。793.語(yǔ)音文本輸入設(shè)備

麥克風(fēng)+聲卡+語(yǔ)音識(shí)別情感分析身份認(rèn)證軟件在語(yǔ)音錄入過(guò)程中所涉及的設(shè)備主要是麥克風(fēng)和聲卡語(yǔ)音識(shí)別、情感分析、身份認(rèn)證是語(yǔ)音輸入的核心技術(shù)80麥克風(fēng)/話筒對(duì)于語(yǔ)音的輸入，麥克風(fēng)/話筒是最基本的設(shè)備。81麥克風(fēng)技術(shù)為了過(guò)濾背景雜音，達(dá)到更好的識(shí)別效果，許多麥克風(fēng)采用了NCAT（NoiseCancelingAmplificationTechnology）專利技術(shù)。NCAT技術(shù)結(jié)合特殊機(jī)構(gòu)及電子回路設(shè)計(jì)以達(dá)到消除背景噪音，強(qiáng)化單一方向聲音（只從配戴者嘴部方向）的收錄效果，是專為各種語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音交互軟件設(shè)計(jì)的，提供精確音頻輸入的技術(shù)，采用NCAT/NCAT2技術(shù)的麥克風(fēng)會(huì)著重采集處于正常語(yǔ)音頻段（介于350Hz---7000Hz）的音頻信號(hào)，從而降低環(huán)境噪音的干擾。82聲卡

聲卡的功能是一種安裝在計(jì)算機(jī)中的最基本的聲音設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)聲波／數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的硬件:可把來(lái)自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號(hào)加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機(jī)、揚(yáng)聲器、擴(kuò)音機(jī)、錄音機(jī)等聲響設(shè)備，完成對(duì)聲音信息進(jìn)行錄制與回放。聲卡的結(jié)構(gòu)聲卡可分為模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路兩部分:模數(shù)轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將麥克風(fēng)等聲音輸入設(shè)備采集到的模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)字信號(hào)；而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將計(jì)算機(jī)使用的數(shù)字聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為耳機(jī)、音箱等設(shè)備能使用的模擬信號(hào)。

83聲卡擁有的接口：LINEOUT（或者SPKOUT）用于連接音箱耳機(jī)等外部揚(yáng)聲設(shè)備，實(shí)現(xiàn)聲音回放；MICINOUTMICIN用于連接麥克風(fēng)，實(shí)現(xiàn)錄音功能；LINEINLINEIN則是把外部設(shè)備的聲音輸入到聲卡中游戲桿（外部MIDI設(shè)備接口）84與聲卡相關(guān)的重要概念

聲音的采樣采樣的位數(shù)決定了聲音采集的質(zhì)量。采樣位數(shù)可以理解為聲卡處理聲音的解析度，這個(gè)數(shù)值越大，解析度就越高，錄制和回放的聲音也越真實(shí)16位聲卡能將聲音分為64K個(gè)精度單位進(jìn)行處理，而8位聲卡只能處理256個(gè)精度單位，造成較大的信號(hào)損失采樣的頻率采樣頻率是指錄音設(shè)備在一秒鐘內(nèi)對(duì)聲音信號(hào)的采樣次數(shù)，采樣頻率越高則聲音的還原就越真實(shí)越自然。在當(dāng)今的主流聲卡上，采樣頻率一般分為22.05KHz、44.1KHz、48KHz三個(gè)等級(jí)85聲道數(shù)聲音在錄制過(guò)程中被分配到兩個(gè)獨(dú)立的聲道，從而達(dá)到了很好的聲音定位效果，用戶可以清晰地分辨出各種樂(lè)器來(lái)自的方向，從而使音樂(lè)更富想象力，更加接近于臨場(chǎng)感受。四聲道環(huán)繞音頻技術(shù)較好實(shí)現(xiàn)了三維音效，四聲道環(huán)繞規(guī)定了4個(gè)發(fā)音點(diǎn)：前左、前右，后左、后右，聽(tīng)眾則被包圍在這中間。862.3圖像/視頻輸入設(shè)備

圖像輸入是人與計(jì)算機(jī)交互的另外一個(gè)重要組成部分;掃描儀可以快速地實(shí)現(xiàn)圖像輸入，且經(jīng)過(guò)對(duì)圖像的分析與識(shí)別，可以得到文字、圖形等內(nèi)容；而攝像頭則是捕捉動(dòng)態(tài)場(chǎng)景最常用的工具。871.掃描儀光電、機(jī)械一體化的高科技產(chǎn)品獨(dú)特的數(shù)字化“圖像”采集能力，低廉的價(jià)格以及優(yōu)良的性能，得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用目前已成為計(jì)算機(jī)不可缺少的圖文輸入工具之一，被廣泛地應(yīng)用于圖形、圖像處理的各個(gè)領(lǐng)域。88掃描儀的性能指標(biāo)(1)分辨率:掃描儀的分辨率決定了最高掃描精度

;在掃描圖像時(shí)，掃描分辨率設(shè)得越高，生成的圖像的效果就越精細(xì)，生成的圖像文件也越大。DPI是指用掃描儀輸入圖像時(shí)，在每英寸上得到的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)。掃描儀的分辨率等于其光學(xué)部件的分辨率加上其自身通過(guò)硬件及軟件進(jìn)行處理分析所得到的分辨率;分辨率為1200DPI的掃描儀，往往其光學(xué)部分的分辨率只占400～600DPI。擴(kuò)充部分的分辨率由硬件和軟件聯(lián)合生成，這個(gè)過(guò)程是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析，對(duì)空白部分進(jìn)行插值處理所產(chǎn)生的;89掃描儀的性能指標(biāo)(2)掃描速度:掃描速度決定了掃描儀的工作效率.一般而言，以300DPI的分辨率掃描一幅A4幅面的黑白二值圖像，時(shí)間少于10秒鐘，相同情況下，掃描灰度圖，約需10秒左右，而如果使用三次掃描成像的彩色掃描儀，則要2~3分鐘。90平板式掃描儀的結(jié)構(gòu)目前大部分的掃描儀都屬于平板式掃描儀，主要由上蓋、原稿臺(tái)、光學(xué)成像部分、光電轉(zhuǎn)換部分、機(jī)械傳動(dòng)部分組成。912.攝像頭數(shù)碼攝像頭的用途數(shù)碼攝像頭可以直接捕捉影像，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口、并口或者USB接口傳送到計(jì)算機(jī)里。數(shù)碼攝像頭沒(méi)有存儲(chǔ)裝置和其他附加控制裝置，只有一個(gè)感光部件、簡(jiǎn)單的鏡頭和不太復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸線路，造價(jià)低廉。922.衡量數(shù)碼攝像頭的關(guān)鍵因素感光元器件大多為CCD,CCD的成像往往通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準(zhǔn)確;應(yīng)用在攝像、圖像掃描等對(duì)于圖像質(zhì)量要求較高的應(yīng)用中,價(jià)格高附加金屬氧化物半導(dǎo)體組件（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，CMOS）大多應(yīng)用在一些低端視頻應(yīng)用中，價(jià)格低像素?cái)?shù)：像素?cái)?shù)是影響圖像質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是判斷攝像頭性能優(yōu)劣的重要條件。早期產(chǎn)品以10萬(wàn)像素的居多，目前則以百萬(wàn)像素為主932.衡量數(shù)碼攝像頭的關(guān)鍵因素解析度：分為照像解析度和視頻解析度

：有352×288、320×240、176×144、160×120等規(guī)格目前一般產(chǎn)品的解析度是640×480視頻速度：視頻速度和視頻解析度是直接相關(guān)的，基本成反比關(guān)系如640×480解析度可達(dá)12.5幀／秒（FramesPerSecond，F(xiàn)PS），

352×288的解析度可得到30FPS，真正獲取流暢的視頻

鏡頭：鏡頭性能的重要條件是它的調(diào)焦范圍以及靈敏性等因素，好的攝像頭，應(yīng)該有較為寬廣的調(diào)焦范圍和較高的靈敏性942.4指點(diǎn)輸入設(shè)備指點(diǎn)設(shè)備常用于完成一些定位和選擇物體的交互任務(wù)。鼠標(biāo)是最常用的一種指點(diǎn)輸入設(shè)備,另外還有觸摸板、控制桿、光筆、觸摸屏、手寫(xiě)液晶屏、眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)等。951.鼠標(biāo)1963年，美國(guó)DouglasEnglebart發(fā)明了鼠標(biāo)器。他最初的想法是為了讓計(jì)算機(jī)輸入操作變得更簡(jiǎn)單、容易。第一只鼠標(biāo)器的外殼是用木頭精心雕刻而成的，整個(gè)鼠標(biāo)器只有一個(gè)按鍵，在底部安裝有金屬滾輪，用以控制光標(biāo)的移動(dòng)。1984年，蘋(píng)果公司把經(jīng)過(guò)改進(jìn)的鼠標(biāo)器安裝在Lisa微電腦上，從而使鼠標(biāo)器聲名顯赫，它與鍵盤一道成為電腦系統(tǒng)中必備的輸入裝置。96鼠標(biāo)的分類1）機(jī)械式鼠標(biāo)工作原理：在機(jī)械式鼠標(biāo)底部有一個(gè)可以自由滾動(dòng)的球，在球的前方及右方裝置兩個(gè)支成90度角的編碼器滾軸，移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)小球隨之滾動(dòng)，便會(huì)帶動(dòng)旁邊的滾軸，前方的滾軸記錄前后滑動(dòng)，右方的滾軸記錄左右滑動(dòng)，兩軸一起移動(dòng)則代表非垂直及水平方向的滑動(dòng)。編碼器由此識(shí)別鼠標(biāo)移動(dòng)的距離和方位，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)傳給電腦，以確定光標(biāo)在屏幕上的正確位置。

972）光電式鼠標(biāo)

工作原理:利用一塊特制的光柵板作為位移檢測(cè)元件，光柵板上方格之間的距離為0.5mm。鼠標(biāo)器內(nèi)部有一個(gè)發(fā)光元件和兩個(gè)聚焦透鏡，發(fā)射光經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后從底部的小孔向下射出，照在鼠標(biāo)器下面的光柵板上，再反射回鼠標(biāo)器內(nèi)。當(dāng)在光柵板上移動(dòng)鼠標(biāo)器時(shí)，由于光柵板上明暗相間的條紋反射光有強(qiáng)弱變化，鼠標(biāo)器內(nèi)部將強(qiáng)弱變化的反射光變成電脈沖，對(duì)電脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)即可測(cè)出鼠標(biāo)器移動(dòng)的距離。

98鼠標(biāo)與其接口的發(fā)展串行接口設(shè)計(jì)(梯形9針接口)；隨著PC機(jī)器上串口設(shè)備的逐漸增多，串口鼠標(biāo)逐漸被采用新技術(shù)的PS/2接口鼠標(biāo)所取代(小圓形接口)；隨著即插即用概念的提出，使得采用USB接口的鼠標(biāo)成為主流；而對(duì)于一些有專業(yè)要求的用戶而言，采用紅外線信號(hào)來(lái)與電腦傳遞信息的無(wú)線鼠標(biāo)也成為一種專業(yè)時(shí)尚;BlueTooth無(wú)線鼠標(biāo).99鼠標(biāo)的按鍵發(fā)展從按鍵而言，依次經(jīng)歷了兩鍵、三鍵時(shí)代。隨著INTERNET的普及，人們發(fā)現(xiàn)，在鼠標(biāo)上加上一個(gè)小小的輪軸更便于瀏覽網(wǎng)頁(yè)，這樣，又出現(xiàn)了滾輪鼠標(biāo)，目前的鼠標(biāo)以三鍵滾輪鼠標(biāo)為主。雖然鼠標(biāo)的發(fā)展速度和其他輸入設(shè)備相比似乎慢了許多，但是鼠標(biāo)對(duì)計(jì)算機(jī)操作帶來(lái)的巨大便利，決定了其在短時(shí)間內(nèi)是難以被完全替代的。1002.觸摸板（Touchpad）

觸摸板能夠在一定的區(qū)域內(nèi)（通常是50~75毫米長(zhǎng)度）感應(yīng)接觸，將這種接觸信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給計(jì)算機(jī)處理。目前，觸摸板已應(yīng)用到筆記本電腦上，可以替代鼠標(biāo)。觸摸板通過(guò)電容感應(yīng)來(lái)獲知用戶的手指移動(dòng)情況，對(duì)手指熱量并不敏感。

同鼠標(biāo)相比，觸摸板的使用更加靈活，在使用過(guò)程中，通過(guò)更多的配置，可以得到更強(qiáng)的功能。

1013.控制桿

控制桿很適宜于跟蹤目的（即追隨屏幕上一個(gè)移動(dòng)的目標(biāo)）的原因是移動(dòng)對(duì)應(yīng)的光標(biāo)所需的位移相對(duì)較小，同時(shí)易于變換方向。

控制桿的移動(dòng)導(dǎo)致屏幕上光標(biāo)的移動(dòng)。根據(jù)兩者移動(dòng)的關(guān)系，可以將其分為兩大類：位移定位和壓力定位。對(duì)于位移定位的游戲桿，屏幕上的光標(biāo)依據(jù)游戲桿的位移而移動(dòng)

1024.光筆

光筆是一種較早用于繪圖系統(tǒng)的交互輸入設(shè)備，它能使用戶在屏幕上指點(diǎn)某個(gè)點(diǎn)以執(zhí)行選擇、定位或其他任務(wù)。光筆和圖形軟件相配合，可以在顯示器上完成繪圖，修改圖形和變換圖形等復(fù)雜功能。光筆的形狀和普通鋼筆相似，它由透鏡、光導(dǎo)纖維、光電元件、放大整形電路和接觸開(kāi)關(guān)組成。103光筆的優(yōu)缺點(diǎn)

光筆的優(yōu)點(diǎn)不需要特殊的顯示屏幕，與觸摸屏的設(shè)備相比較，價(jià)格便宜許多；在一些不適宜使用鼠標(biāo)的地方，可以起到替代作用。光筆的缺點(diǎn)手和筆跡可能將遮擋屏幕圖像的一部分；會(huì)造成手腕的疲勞；光筆不能檢測(cè)黑暗區(qū)域內(nèi)的位置；會(huì)因房間背景光的影響，光筆產(chǎn)生誤讀現(xiàn)象。1045.觸摸屏

觸摸屏作為一種特殊的計(jì)算機(jī)外設(shè)，提供了一種簡(jiǎn)單、方便、自然的人機(jī)交互方式，在某些應(yīng)用中，可以代替鼠標(biāo)或鍵盤。觸摸屏目前主要應(yīng)用于公共信息的查詢，如電信、稅務(wù)、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢，城市街頭的信息查詢。此外還可以應(yīng)用于工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)等方面。105觸摸屏的分類可以把觸摸屏分為四種：電阻式電容感應(yīng)式紅外線式表面聲波式每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

1066.手寫(xiě)液晶屏

手寫(xiě)液晶屏是液晶矩陣顯示技術(shù)和高靈敏度電磁壓感技術(shù)的完美結(jié)合，可以在屏幕上直接用壓感筆實(shí)現(xiàn)高精度的選取、繪圖、設(shè)計(jì)制作。液晶屏幕上除了具備一般的液晶顯示屏的特征以外，在最上面還附有一層特制保護(hù)層，確保在書(shū)寫(xiě)過(guò)程中，屏幕保持平整不變形，液晶原來(lái)的畫(huà)質(zhì)毫不受損，同時(shí)具有高耐久性。

1077.眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)

眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)允許用戶僅僅通過(guò)凝視的手段來(lái)控制計(jì)算機(jī)選擇物體。眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)需要利用較為復(fù)雜的硬件設(shè)備以及軟件算法。

108眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)工作原理首先，用四個(gè)L形的紅外線發(fā)光器，在眼睛里產(chǎn)生一些亮點(diǎn)；然后利用一個(gè)廣角攝像頭獲取臉部圖像，快速確定眼睛的位置，再利用一個(gè)視野較小，分辨率較高的攝像頭拍攝眼睛的高分辨率圖像；最后，分析眼睛的圖像,計(jì)算瞳孔中心和亮點(diǎn)的位置，通過(guò)計(jì)算瞳孔中心和亮點(diǎn)確定的矢量，確定視線方向。109輸出設(shè)備

1102.5顯示設(shè)備

顯示器是計(jì)算機(jī)的重要輸出設(shè)備，是人機(jī)對(duì)話的重要工具。它的主要功能是接收主機(jī)發(fā)出的信息，經(jīng)過(guò)一系列的變換，最后以光的形式將文字和圖形顯示出來(lái)。常用的顯示設(shè)備如顯示器、數(shù)字紙/打印機(jī)/繪圖儀。1111.顯示器

光柵掃描型（Rasterscan）顯示器，以點(diǎn)陣形式表示圖形，采用專門的幀緩沖區(qū)存放點(diǎn)陣，緩沖區(qū)按照矩形網(wǎng)格排列，每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)對(duì)應(yīng)顯示器上的一個(gè)象素。由視頻控制器負(fù)責(zé)刷新掃描，當(dāng)掃描到顯像管表面時(shí)，根據(jù)對(duì)應(yīng)的緩沖區(qū)中的值，顯示不同的灰度和顏色，此類顯示技術(shù)稱為位圖（Bitmap）顯示。112液晶顯示器LCD比CRT顯示器具有更好的圖像清晰度，畫(huà)面穩(wěn)定性和更低的功率消耗，但液晶材質(zhì)粘滯性比較大，圖像更新需要較長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間，因此不適合顯示動(dòng)態(tài)圖象113等離子顯示器等離子顯示器誕生于二十世紀(jì)60年代，它采用等離子管作為發(fā)光材料，1個(gè)等離子管負(fù)責(zé)一個(gè)像素的顯示：等離子管內(nèi)的氖氙混合氣體在高壓電極的刺激下產(chǎn)生紫外線，紫外線照射涂有三色熒光粉的玻璃板，熒光粉受激發(fā)出可見(jiàn)光。1142.數(shù)字紙

數(shù)字紙是一種仍處于試驗(yàn)階段的顯示技術(shù)。數(shù)字紙是一種薄的，柔軟的介質(zhì)，如同一般的計(jì)算機(jī)屏幕一樣，可以利用電子儀器在上面書(shū)寫(xiě)，不同的是，即使沒(méi)有了能量，它也能保存已經(jīng)書(shū)寫(xiě)的內(nèi)容。

有若干技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字紙的研究。其中之一是將介質(zhì)的表面布滿小的球體，一面是黑色的，另一面是白色的。電子進(jìn)入介質(zhì)后，會(huì)使得小球旋轉(zhuǎn)，呈現(xiàn)出黑色或白色。當(dāng)電子信號(hào)消失后，小球保持其最后的朝向。目前的數(shù)字紙的分辨率可以到達(dá)100dpi，并可以顯示不同的灰度和顏色。

1152.6語(yǔ)音輸出設(shè)備

語(yǔ)音作為一種重要的交互手段，日益受到人們的重視。對(duì)于語(yǔ)音的輸出，耳機(jī)/音響/喇叭以及聲卡是最基本的設(shè)備。1161.耳機(jī)

耳機(jī)結(jié)構(gòu)：耳機(jī)結(jié)構(gòu)可以分為封閉式、開(kāi)放式、半開(kāi)放式三種頻響范圍：耳機(jī)能夠放送出的頻帶的寬度，國(guó)際電工委員會(huì)IEC581-10標(biāo)準(zhǔn)中高保真耳機(jī)的頻響范圍應(yīng)當(dāng)能夠包括50Hz到12500Hz之間靈敏度指在同樣響度的情況下，需要輸入功率的大小，靈敏度越高所需要的輸入功率越小117阻抗是耳機(jī)交流阻抗的簡(jiǎn)稱，臺(tái)式機(jī)或功放、VCD、DVD、電視等器械上，常用到的是高阻抗耳機(jī)，各種便攜式隨身聽(tīng)，例如CD、MD或MP3，一般會(huì)使用低阻抗耳機(jī)

諧波失真是一種波形失真，在耳機(jī)指標(biāo)中有標(biāo)示，失真越小，音質(zhì)也就越好。一般的耳機(jī)應(yīng)當(dāng)小于或略等于0.5%。1182.聲卡-聲音合成設(shè)備聲卡的功能是一種安裝在計(jì)算機(jī)中的最基本的聲音合成設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)聲波／數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的硬件，可把來(lái)自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號(hào)加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機(jī)、揚(yáng)聲器、擴(kuò)音機(jī)、錄音機(jī)等聲響設(shè)備，完成對(duì)聲音信息進(jìn)行錄制與回放。聲卡的結(jié)構(gòu)聲卡可分為模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路兩部分:模數(shù)轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將麥克風(fēng)等聲音輸入設(shè)備采集到的模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)字信號(hào)；而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將計(jì)算機(jī)使用的數(shù)字聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為耳機(jī)、音箱等設(shè)備能使用的模擬信號(hào)。

119波表合成波表（WAVETABLE）將各種真實(shí)樂(lè)器所能發(fā)出的所有聲音（包括各個(gè)音域、聲調(diào)）錄制下來(lái)，存貯為一個(gè)波表文件。播放時(shí)，根據(jù)MIDI文件記錄的樂(lè)曲信息向波表發(fā)出指令，從“表格

”中逐一找出對(duì)應(yīng)的聲音信息，經(jīng)過(guò)合成、加工后回放出來(lái)。采用真實(shí)樂(lè)器的采樣，所以效果較好。一般波表的樂(lè)器聲音信息都以44.1KHz、16Bit的精度錄制，以達(dá)到最真實(shí)回放效果。理論上，波表容量越大合成效果越好。

120虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備

1212.7虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)要求計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)顯示一個(gè)三維場(chǎng)景，用戶可以在其中自由的漫游，并能操縱虛擬世界中一些虛擬物體。除了一些傳統(tǒng)的控制和顯示設(shè)備，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)還需要一些特殊的設(shè)備和交互手段，來(lái)滿足虛擬系統(tǒng)中的顯示、漫游以及物體操縱等任務(wù)。1221.三維空間定位設(shè)備(輸入設(shè)備)

三維交互設(shè)備最基本的特點(diǎn)是具有六個(gè)自由度。常見(jiàn)的三維輸入設(shè)備主要有以下幾種：1.空間跟蹤定位器2.數(shù)據(jù)手套（DataGlove）3.三維鼠標(biāo)4.觸覺(jué)和力反饋器

123(1)空間跟蹤定位器空間跟蹤定位器或稱三維空間傳感器是一種能實(shí)時(shí)地檢測(cè)物體空間運(yùn)動(dòng)的裝置可以得到物體在六個(gè)自由度上相對(duì)于某個(gè)固定物體的位移，包括：X、Y、Z坐標(biāo)上的位置值，以及圍繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)值（轉(zhuǎn)動(dòng)，俯仰、搖擺）。124空間跟蹤定位器的主要性能指標(biāo)定位精度：指?jìng)鞲衅魉鶞y(cè)出的位置與實(shí)際位置的差異位置修改速率：指?jìng)鞲衅髟谝幻腌妰?nèi)所能完成的測(cè)量次數(shù)延時(shí)：指被檢測(cè)物體的某個(gè)動(dòng)作與傳感器測(cè)出該動(dòng)作時(shí)間的間隔125(2)數(shù)據(jù)手套（DataGlove）數(shù)據(jù)手套一般由很輕的彈性材料構(gòu)成，緊貼在手上。整個(gè)系統(tǒng)包括位置、方向傳感器和沿每個(gè)手指背部安裝的一組有保護(hù)套的光纖導(dǎo)線，它們檢測(cè)手指和手的運(yùn)動(dòng)。數(shù)據(jù)手套將人手的各種姿勢(shì)、動(dòng)作通過(guò)手套上所帶的光導(dǎo)纖維傳感器，輸入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析。這種手勢(shì)可以是一些符號(hào)表示或命令，也可以是動(dòng)作。手勢(shì)所表示的含義可由用戶加以定義。在虛擬環(huán)境中，操作者通過(guò)數(shù)據(jù)手套可以用手去抓或推動(dòng)虛擬物體，以及做出各種手勢(shì)命令。

126(3)三維鼠標(biāo)三維鼠標(biāo)能夠感受用戶在六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，包括三個(gè)平移參數(shù)和三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)。其裝置比較簡(jiǎn)單：一個(gè)蓋帽放在帶有一系列開(kāi)關(guān)的底座上。轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)小球或側(cè)方向推動(dòng)這個(gè)小球時(shí)，如向上拉它、向下壓它，使它向前或向后等。三維鼠標(biāo)將用戶的這些動(dòng)作傳送給計(jì)算機(jī)，從而進(jìn)一步控制虛擬環(huán)境中的物體的運(yùn)動(dòng)。127128Logitech公司的Magellan3DController，它可提供x,y,z,a,b,c六個(gè)自由度，并附有九個(gè)按鈕。Magellan的外觀設(shè)計(jì)充分考慮了功效學(xué)的原則，用戶長(zhǎng)時(shí)間操作不容易感到疲勞，用戶只要輕輕搓動(dòng)其上的蓋帽便可在屏幕上平移和旋轉(zhuǎn)三維物體，松手后蓋帽會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到初始位置。(4)觸覺(jué)和力反饋器(振動(dòng)觸感式反饋器)129虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)必須提供觸覺(jué)反饋，以便使用戶感覺(jué)到仿佛真的摸到了物體。但是由于人的觸覺(jué)非常敏感，精度一般的裝置根本無(wú)法滿足要求。

另外，對(duì)于觸覺(jué)和力反饋器，還要考慮到模擬力的真實(shí)性、施加到人手上是否安全以及裝置是否便于攜帶并讓用戶感到舒適等問(wèn)題。目前已經(jīng)有一些關(guān)于力學(xué)反饋手套、力學(xué)反饋操縱桿、力學(xué)反饋筆、力學(xué)反饋表面等裝置的研究

1302.沉浸感顯示設(shè)備

立體視覺(jué)技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)的一種極重要的支撐技術(shù)。人是通過(guò)右眼和左眼所看到物體的細(xì)微差異來(lái)感知物體的深度，從而識(shí)別出立體圖像。立體影像生成技術(shù)主要有兩種：主動(dòng)式立體模式和被動(dòng)式立體模式。131顯示模式主動(dòng)式模式用戶的左右眼影像將按照順序交替顯示，用戶使用LCD立體眼鏡保持與立體影像的同步，這種模式可以產(chǎn)生高質(zhì)量的立體效果。HMD被動(dòng)式模式需要使用兩套顯示設(shè)備以及投影設(shè)備分別生成左右眼影像并進(jìn)行投影，不同的投影分別使用不同角度的偏振光來(lái)區(qū)別左右眼影像，用戶使用偏振光眼鏡保持立體影像的同步。132虛擬現(xiàn)實(shí)立體顯示系統(tǒng)(1)頭盔式立體顯示系統(tǒng)（HeadMountedDisplay，HMD）是一種立體圖形顯示設(shè)備，可單獨(dú)與主機(jī)相連以接受來(lái)自主機(jī)的三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息。

目前最常用的頭盔顯示器是基于液晶顯示原理的，最早如美國(guó)VPL公司于1992年推出的Eyephone，它在頭上裝有一個(gè)分辨率為360×240象素的液晶顯示器，其視野為水平100度。

133頭盔分單通道和雙通道兩種:單通道的頭盔顯示器上裝有一個(gè)液晶顯示器并顯示同一幅圖像；雙通道的頭盔顯示器上裝有兩個(gè)液晶顯示器，左邊的液晶屏顯示來(lái)自主控計(jì)算機(jī)生成的左眼圖像，右邊的液晶顯示屏顯示來(lái)自主控計(jì)算機(jī)生成的右眼圖像，每一幅的圖像的顯示刷新速度都在60Hz以上，兩幅圖像在兩個(gè)液晶屏之間快速切換顯示，根據(jù)立體成像原理，觀察者就可以看到立體圖像

134頭盔式顯示器使用方式為頭戴式，輔以空間跟蹤定位器可進(jìn)行虛擬場(chǎng)景輸出效果的觀察，同時(shí)觀察者可做空間上的移動(dòng)，如自由行走、旋轉(zhuǎn)等。兩個(gè)顯示屏幕處于用戶佩戴的頭盔中，分別覆蓋用戶雙眼的視野，使得用戶只能夠感知來(lái)自計(jì)算機(jī)所生成的圖像，沉浸感極強(qiáng)。135(2)吊桿式雙筒虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)（BinocularOmni-OrientationMonitor，BOOM）BOOM把兩個(gè)獨(dú)立的顯示器捆綁在一起，用戶可以用手操縱顯示器的位置，以觀察一個(gè)可移動(dòng)、寬視角的虛擬空間。BOOM的顯著優(yōu)點(diǎn)是分辨率較高，高端產(chǎn)品的分辨率是1280×1024像素。BOOM的另外優(yōu)點(diǎn)包括：沒(méi)有延遲和噪聲，對(duì)用戶無(wú)佩戴重量方面的負(fù)擔(dān)。136(3)洞穴式顯示環(huán)境

（CaveAutomaticVirtualEnvironment，CAVE）它可提供180o的寬視域和2000×2000以上的高分辨率,給用戶提供了前所未有的，帶有震撼性的沉浸感；它允許用戶在虛擬空間中走動(dòng)，而不用佩戴笨重的設(shè)備；它允許在同一個(gè)環(huán)境中存在多個(gè)用戶，而且用戶間可以自然地交互；一次能顯示大型模型，如汽車、房屋等，而HMD則需要頭部運(yùn)動(dòng)才能看到完整的模型。137四面的洞穴式虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境對(duì)于處在系統(tǒng)內(nèi)的用戶來(lái)說(shuō)，投影屏幕將分別覆蓋用戶的正面、左右以及底面視野。系統(tǒng)支持多用戶可以允許多人走進(jìn)CAVE中，用戶戴上立體眼鏡便能從空間中任何方向看到立體的圖像。CAVE實(shí)現(xiàn)了大視角、全景、立體、且支持多人共享的一個(gè)虛擬環(huán)境。

1386個(gè)投影面的CAVE系統(tǒng)能夠完全覆蓋用戶的視野范圍，使用戶能夠完全沉浸于所生成的虛擬環(huán)境。另外，也有投影到圓柱狀或環(huán)繞投影面的系統(tǒng)，主要應(yīng)用于虛擬劇場(chǎng)，提供對(duì)多用戶的支持。1393.協(xié)同工作的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景支持異地用戶協(xié)同工作的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景:

多種顯示環(huán)境，三個(gè)網(wǎng)絡(luò)用戶分別使用BOOM（左上），CAVE（右上），以及HMD（右下）系統(tǒng)在同一個(gè)場(chǎng)景中進(jìn)行交互，每個(gè)用戶看到的虛擬場(chǎng)景都是根據(jù)自己的視點(diǎn)計(jì)算得到的，用戶通過(guò)自己在虛擬環(huán)境中的替身(avatar)同其他用戶交互。每個(gè)用戶同時(shí)可以使用不同的交互設(shè)備同其他用戶自由的交流與協(xié)作。140141輸入設(shè)備：文本輸入設(shè)備；語(yǔ)音輸入設(shè)備；圖像輸入設(shè)備；指點(diǎn)輸入設(shè)備等輸出設(shè)備：顯示器；數(shù)字紙/打印機(jī)；聲音的輸出等虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的交互設(shè)備

本章小結(jié)第3章交互的人本章提要認(rèn)知心理學(xué)介紹:感覺(jué)／感知，知覺(jué)／認(rèn)知感知對(duì)交互界面設(shè)計(jì)的要求認(rèn)知對(duì)交互界面設(shè)計(jì)的要求(指導(dǎo)人機(jī)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì))一.認(rèn)知心理學(xué)介紹認(rèn)知心理學(xué)研究人們?nèi)绾潍@得外部世界信息，信息在人腦內(nèi)如何表示并轉(zhuǎn)化為知識(shí)，知識(shí)怎樣存儲(chǔ)又如何用來(lái)指導(dǎo)人們的注意和行為。

1.認(rèn)知過(guò)程

認(rèn)知心理學(xué)涉及從感覺(jué)到知覺(jué)的心理活動(dòng)的全部過(guò)程感知--感覺(jué)、注意/關(guān)注認(rèn)知--識(shí)別、記憶、想象、表象/回憶、概念/知識(shí)表征與組織、思維推理、規(guī)劃決策、語(yǔ)言(閱讀、說(shuō)話和聆聽(tīng))、情緒、性格、氣質(zhì)、學(xué)習(xí)和發(fā)展等。認(rèn)知心理學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)—神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)的組成1.中樞神經(jīng)系統(tǒng):腦,脊髓2.周圍神經(jīng)系統(tǒng)腦和脊髓發(fā)出的末梢,分布于身體各器官的組織神經(jīng)系統(tǒng)，包括脊神經(jīng)、腦神經(jīng)和植物性神經(jīng)2.感覺(jué)刺激作用于感覺(jué)器官，經(jīng)過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)的信息加工所產(chǎn)生的對(duì)該刺激物個(gè)別屬性的反映?？陀^事物具有許多個(gè)別屬性，這些個(gè)別屬性在人腦中的反映就是感覺(jué)。2.1感覺(jué)的作用感覺(jué)是人們認(rèn)識(shí)世界的開(kāi)端感覺(jué)是維持正常心理活動(dòng)的保障2.2感覺(jué)的類別外部感覺(jué):

由機(jī)體以外的客觀刺激引起、反映外界事物個(gè)別屬性的感覺(jué),。內(nèi)部感覺(jué):

由機(jī)體內(nèi)部的客觀刺激引起、反映機(jī)體自身狀態(tài)的感覺(jué)。2.2.1外部感覺(jué)的類別視覺(jué)聽(tīng)覺(jué)嗅覺(jué)味覺(jué)膚覺(jué)/觸覺(jué)2.2.2內(nèi)部感覺(jué)的類別運(yùn)動(dòng)覺(jué)/動(dòng)覺(jué)平衡覺(jué)/靜覺(jué)機(jī)體覺(jué)/內(nèi)臟覺(jué)2.3感覺(jué)特性（1）感覺(jué)的適應(yīng)性（2）感覺(jué)對(duì)比

（3）不同感覺(jué)的相互作用（4）聯(lián)覺(jué)（5）感受性的補(bǔ)償與發(fā)展3.知覺(jué)知覺(jué)是人腦對(duì)直接作用于感覺(jué)器官的客觀事物的各個(gè)部分和屬性的整體反映，在感覺(jué)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，是對(duì)感覺(jué)信息整合后的反映，是對(duì)感覺(jué)信息組織和解釋的過(guò)程。知覺(jué)是根據(jù)感覺(jué)和個(gè)體主觀狀態(tài)所提供的補(bǔ)充經(jīng)驗(yàn)，對(duì)感覺(jué)信息加工、推論和理解的過(guò)程。感覺(jué)是知覺(jué)的基礎(chǔ)，知覺(jué)是感覺(jué)的深入，感覺(jué)和知覺(jué)是緊密聯(lián)系的心理活動(dòng)過(guò)程。3.1知覺(jué)類別(1)空間知覺(jué)--對(duì)物體形狀、大小、遠(yuǎn)近、方位等空間特性獲得的知覺(jué)(2)時(shí)間知覺(jué)--在不使用任何計(jì)時(shí)工具情況下，對(duì)時(shí)間長(zhǎng)短、快慢等變化的感受與判斷。(3)運(yùn)動(dòng)知覺(jué)--對(duì)空間物體運(yùn)動(dòng)特性的知覺(jué)。依賴于對(duì)象運(yùn)行的速度、距離以及觀察者本身所處的狀態(tài)。(4)錯(cuò)覺(jué)--對(duì)不符合刺激本身特征的失真的或扭曲事實(shí)的知覺(jué)經(jīng)驗(yàn)明暗錯(cuò)覺(jué)顏色錯(cuò)覺(jué)大小錯(cuò)覺(jué)形狀錯(cuò)覺(jué)運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)似動(dòng)現(xiàn)象空間錯(cuò)覺(jué)直線透視

重疊

明暗3.2知覺(jué)特性(1)知覺(jué)的相對(duì)性(2)知覺(jué)的選擇性(3)知覺(jué)的整體性

(4)知覺(jué)的恒常性

(5)知覺(jué)的組織性

(6)知覺(jué)的理解性

(7)知覺(jué)定勢(shì)二.感知對(duì)人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)的要求視覺(jué)---視覺(jué)感知/視覺(jué)關(guān)注聽(tīng)覺(jué)---聽(tīng)覺(jué)感知/聽(tīng)覺(jué)關(guān)注觸覺(jué)---觸覺(jué)感知/觸覺(jué)關(guān)注關(guān)注關(guān)注就是在某個(gè)時(shí)刻，從眾多可能的事物中選擇一個(gè)，并把精力集中在這個(gè)事物上。舉例：彩民對(duì)彩票中獎(jiǎng)號(hào)碼的關(guān)注，如果通過(guò)收聽(tīng)廣播來(lái)獲得號(hào)碼，這就是一個(gè)“聽(tīng)覺(jué)關(guān)注”；如果通過(guò)查找報(bào)刊來(lái)獲得號(hào)碼，這就是一個(gè)“視覺(jué)關(guān)注”。從這里也可以看出，關(guān)注這一過(guò)程主要與兩個(gè)方面有關(guān)：目標(biāo)和信息表示。

關(guān)注的不同類型視覺(jué)關(guān)注：查找報(bào)刊來(lái)獲得號(hào)碼

聽(tīng)覺(jué)關(guān)注：收聽(tīng)廣播來(lái)獲得號(hào)碼

觸覺(jué)關(guān)注：關(guān)注相關(guān)的因素目標(biāo)：確切知道需要找什么，人們就可以把獲得的信息與目標(biāo)相比較。關(guān)注信息的表示形式：信息的顯示方式對(duì)于人們能否快速捕捉到所需的信息片斷有很大的影響。視覺(jué)視覺(jué)是人與周圍世界發(fā)生聯(lián)系的最重要的感覺(jué)通道。視覺(jué)顯示是人機(jī)交互系統(tǒng)中用的最多的人機(jī)界面，外界80%的信息都是通過(guò)視覺(jué)得到的。視覺(jué)視覺(jué)感知可以分為兩個(gè)階段：受到外部刺激接收信息階段和解釋信息階段。眼睛和視覺(jué)系統(tǒng)的物理特性決定了人類無(wú)法看到某些事物,但視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行解釋處理信息時(shí)可對(duì)不完全信息發(fā)揮一定的想象力。進(jìn)行人機(jī)交互設(shè)計(jì)需要清楚這兩個(gè)階段及其影響，了解人類真正能夠看到的信息。

視角和視敏度

視角視角和視敏度視敏度指人眼對(duì)細(xì)節(jié)的感知能力，通常用被辨別物體最小間距所對(duì)應(yīng)的視角的倒數(shù)表示。

一般人能夠在2m分辨2mm-20mm的細(xì)節(jié)，為我們?cè)O(shè)計(jì)界面時(shí)字符大小和間距提供了依據(jù)。

感知亮度亮度是光線明亮程度的主觀反映

增強(qiáng)亮度可以提高視敏度

隨著亮度的增加，閃爍感也會(huì)增強(qiáng)。在高亮度時(shí)，光線變化低于50Hz，視覺(jué)系統(tǒng)就會(huì)感到閃爍

在設(shè)計(jì)交互界面時(shí)，要考慮使用者對(duì)亮度和閃爍的感知，盡量避免使人疲勞的因素，創(chuàng)造一個(gè)舒適的交互環(huán)境。

感知色彩

人能感覺(jué)到不同的顏色，這是眼睛接受不同波長(zhǎng)的光的結(jié)果。

顏色通常用三種屬性表示：色度、強(qiáng)度和飽和度。色度是由光的波長(zhǎng)決定的，正常的眼睛可感受到的光譜波長(zhǎng)為400μm-700μm。

對(duì)設(shè)計(jì)交互界面有何指導(dǎo)作用？感知物體大小、相對(duì)距離和深度利用視覺(jué)影像中的線索：覆蓋關(guān)系：被覆蓋的物體相對(duì)較遠(yuǎn)；大小比例：一般來(lái)講，較大的物體距離較近；對(duì)物體的熟悉度：對(duì)非常熟悉物體，人們對(duì)物體的大小在頭腦中事先有一個(gè)期望和預(yù)測(cè)，因此在判斷物體距離時(shí)很容易和他看到的物體的大小聯(lián)系起來(lái)

對(duì)設(shè)計(jì)交互界面有何指導(dǎo)作用？視錯(cuò)覺(jué)

物體的組合方式將影響觀察者的感知方式：人們總會(huì)夸大水平線而縮短垂直線。視錯(cuò)覺(jué)會(huì)影響到顯示頁(yè)面的對(duì)稱性。人們經(jīng)常把對(duì)稱頁(yè)面的中心看得稍微偏上些，如果頁(yè)面以實(shí)際中心為基準(zhǔn)排版設(shè)計(jì)，人們就會(huì)感到頁(yè)面上部比下部分要短，影響視覺(jué)效果。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者就會(huì)以視覺(jué)中心為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖形界面。文字視覺(jué)感知進(jìn)行交互界面設(shè)計(jì)時(shí)，文字符號(hào)的處理，特別是文字的排版和顯示，要根據(jù)人們的視覺(jué)感知特點(diǎn)，找出其中一些規(guī)律。成年人閱讀是通過(guò)字的特征（如字的形狀）加以識(shí)別。改變字的顯示方式（如用大寫(xiě)字母，改變字體等），會(huì)影響到閱讀的速度和準(zhǔn)確性。9～12號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)字體（英文）更易于識(shí)別，頁(yè)面的寬度在58～132mm之間閱讀效果最佳。在明亮的背景下顯示灰暗的文字比在灰暗的背景下顯示明亮的文字更能提高人的視敏度，增強(qiáng)文字的可讀性。感知形狀人能感覺(jué)到不同的形狀關(guān)注對(duì)視覺(jué)界面設(shè)計(jì)的要求關(guān)注信息的顯示應(yīng)醒目：可使用動(dòng)畫(huà)圖形、彩色、下劃線，對(duì)條目及不同的信息進(jìn)行排序，在條目之間使用間隔符等。避免在界面上安排過(guò)多的關(guān)注信息：尤其要謹(jǐn)慎使用色彩、聲音和圖像，人們傾向于使用過(guò)多的這類表示，而導(dǎo)致界面混雜，分散用戶的注意力，讓用戶反感。聽(tīng)覺(jué)感知聽(tīng)覺(jué)感知傳遞的信息僅次于視覺(jué)，人的聽(tīng)覺(jué)可以感知大量的信息，人們一般都低估了這些信息。聽(tīng)覺(jué)所涉及的問(wèn)題和視覺(jué)一樣，即接受刺激，把它的特性轉(zhuǎn)化為神經(jīng)興奮，并對(duì)信息進(jìn)行加工，然后傳遞到大腦。聲音特性音調(diào)與聲波的頻率有關(guān)，低頻能產(chǎn)生低調(diào)的聲音，高頻能產(chǎn)生高調(diào)的聲音。音響指在頻率一定的情況下聲波的振幅。音色與發(fā)聲的材料有關(guān)，不同的樂(lè)器可以產(chǎn)生相同頻率和振幅的聲波，但音色不同。聲音的感知--音調(diào)人類能夠聽(tīng)到頻率在20Hz~20kHz之間的聲音，其中在1000Hz~4000Hz范圍內(nèi)聽(tīng)覺(jué)的感受性最高。500Hz以下和5000Hz以上的聲音，強(qiáng)度很大時(shí)才能被聽(tīng)到。人可以辨認(rèn)的語(yǔ)音頻率范圍是260~5600Hz。聲音的感知--音響音頻超過(guò)140dB時(shí)，所引起的不再是聽(tīng)覺(jué)而是痛覺(jué)。聲音的感知--音色？？關(guān)注對(duì)聽(tīng)覺(jué)界面設(shè)計(jì)的要求

觸覺(jué)感知觸覺(jué)在交互中的作用是不可低估的，尤其對(duì)有能力缺陷的人，如盲人，是至關(guān)重要的.觸覺(jué)感知與視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的最大不同在于它的非局部性,全身皮膚都是感知器官.溫度感受器-冷熱傷害感受器-疼痛機(jī)械刺激感受器-壓力

觸覺(jué)感知實(shí)驗(yàn)表明，人的手指的觸覺(jué)敏感度是前臂的觸覺(jué)敏感度的10倍。對(duì)人身體各部位觸覺(jué)敏感程度的了解有助于基于觸覺(jué)的交互設(shè)備的設(shè)計(jì)。(有的筆記本電腦Touchpad感覺(jué)不好)關(guān)注對(duì)觸覺(jué)界面設(shè)計(jì)的要求

三.認(rèn)知對(duì)交互界面設(shè)計(jì)的要求認(rèn)知:人們?cè)谶M(jìn)行日常活動(dòng)時(shí)發(fā)生于頭腦中的事情，它涉及識(shí)別、記憶、學(xué)習(xí)、決策、幻想等認(rèn)知分為經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知和思維認(rèn)知

認(rèn)知行為識(shí)別記憶概念/知識(shí)表征與組織學(xué)習(xí)/發(fā)展思維/推理表象/回憶想象規(guī)劃/決策語(yǔ)言(閱讀、說(shuō)話和聆聽(tīng))情緒、性格、氣質(zhì)等認(rèn)知過(guò)程許多認(rèn)知過(guò)程是相互依賴的，一個(gè)活動(dòng)可同時(shí)涉及多個(gè)不同的過(guò)程，只涉及一個(gè)過(guò)程的情況非常罕見(jiàn)，例如人們?cè)谶x購(gòu)商品時(shí)就涉及感知、識(shí)別、語(yǔ)言、思維/推理、規(guī)劃/決策等過(guò)程。

***識(shí)別***應(yīng)確保用戶和機(jī)器能夠理解不同媒體表示的信息。設(shè)計(jì)虛擬人物時(shí)，應(yīng)該使其唇形與所說(shuō)的話同步，確保用戶識(shí)別理解。用戶應(yīng)能不費(fèi)力地區(qū)別圖標(biāo)或其他圖形表示的不同含義。模式識(shí)別的理論模型模板匹配模型原型匹配模型特征分析模型成分識(shí)別模型拓?fù)渲X(jué)理論模型識(shí)別對(duì)設(shè)計(jì)的要求聲音應(yīng)足夠響亮而且可辨識(shí)；文字應(yīng)清晰易讀，且不受背景干擾如可以在黑色或藍(lán)色背景上使用黃色文字，但不能在白色或綠色背景上使用黃色文字。在虛擬環(huán)境中使用觸覺(jué)反饋時(shí)，用戶應(yīng)能識(shí)別各種觸覺(jué)表示的含義。例如“緊握”的觸感與“按下”的觸感不同。記憶

記憶就是回憶各種知識(shí)以便采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)記憶過(guò)程的三個(gè)環(huán)節(jié)：識(shí)記：相當(dāng)于信息的輸入和編碼過(guò)程，也就是使不同感官輸入的信息，經(jīng)過(guò)編碼而成為頭腦可接受的形式；保持：相當(dāng)于信息的貯存，即信息在頭腦中被再加工整理，使其成為有序地組織結(jié)構(gòu)，以便貯存；再認(rèn)和回憶：再認(rèn)和回憶相當(dāng)于信息的提取，編碼越完善、組織越有序，提取也就越容易，反之，提取越困難。人的記憶特點(diǎn)忘，忘，忘人的識(shí)別能力大于回憶能力記憶對(duì)交互界面的要求盡量減輕記憶負(fù)擔(dān)

勿使用過(guò)于復(fù)雜的執(zhí)行步驟

具體辦法人的識(shí)別能力大于回憶能力圖文界面GUI替代命令界面安裝過(guò)程的wizard回憶提示密碼的提示語(yǔ)句信息檢索的兩大過(guò)程：定向回憶：記憶的信息盡可能貼切地描述所需檢索的信息,并在界面顯示檢索空間

;掃描識(shí)別：即瀏覽各個(gè)文件目錄

;Windowxp搜索界面知識(shí)表征與組織分類顯示的信息就比較便于人們查找。學(xué)習(xí)我們學(xué)習(xí)包括兩個(gè)方面：學(xué)習(xí)使用某個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序借助于計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，學(xué)習(xí)特定知識(shí)。機(jī)器學(xué)習(xí)人的學(xué)習(xí)特點(diǎn)人們不喜歡按部就班式的學(xué)習(xí)方式，喜歡“邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐”的方式。學(xué)習(xí)GUI能很好地支持邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐學(xué)習(xí)方式，它們不但能提供交互式講解，還允許用戶“撤銷”自己的操作學(xué)習(xí)對(duì)交互設(shè)計(jì)的要求

界面設(shè)計(jì)應(yīng)能激發(fā)對(duì)用戶界面使用的探索。設(shè)計(jì)界面應(yīng)限制可選項(xiàng)，并引導(dǎo)用戶選擇合適的動(dòng)作。使用動(dòng)態(tài)鏈接把具體表示與待學(xué)習(xí)的抽象表示相聯(lián)系。信息加工與模式識(shí)別Wickens信息加工模型

推理決策這些認(rèn)知過(guò)程是要考慮做什么、有那些選擇、執(zhí)行某個(gè)活動(dòng)會(huì)有什么結(jié)果等。在實(shí)際決策中，往往包含多種可能的行動(dòng)方案，需要分析比較，擇優(yōu)選用。例如，人們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)上查找信息時(shí)，往往會(huì)比較不同的信息來(lái)源。正如人們買東西時(shí)會(huì)多方詢問(wèn)價(jià)格，也可以使用不同的搜索引擎，找出最價(jià)格最合適或提供了最佳信息的網(wǎng)站。語(yǔ)言(閱讀、寫(xiě)作、說(shuō)話和聆聽(tīng))聽(tīng)要比讀和說(shuō)容易。兒童尤其喜歡觀看基于多媒體或Web的敘述性學(xué)習(xí)材料，而不喜歡閱讀在線文字材料。說(shuō)要比讀和寫(xiě)容易。兒童尤其喜歡觀看基于多媒體或Web的敘述性學(xué)習(xí)材料，而不喜歡閱讀在線文字材料。書(shū)面語(yǔ)言是永久性的，而聆聽(tīng)是暫時(shí)性的。若第一次閱讀不理解，可以再讀一遍，但對(duì)于廣播消息，人們則無(wú)法做到這一點(diǎn)。閱讀比聽(tīng)、說(shuō)更快。人們可以快速掃描書(shū)面文字，但只能逐字聽(tīng)取其他人所說(shuō)的詞語(yǔ)?？陬^語(yǔ)言常常不符合語(yǔ)法，書(shū)面語(yǔ)言往往是合乎語(yǔ)法。語(yǔ)言對(duì)交互設(shè)計(jì)的影響為了彌補(bǔ)人在某些方面的不足，開(kāi)發(fā)了易于使用的系統(tǒng)。語(yǔ)音輸出系統(tǒng)，如適合盲人使用的文－語(yǔ)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可輸出人工合成的語(yǔ)音。語(yǔ)音指令識(shí)別系統(tǒng)，如聽(tīng)寫(xiě)式字處理系統(tǒng)、聲控家電產(chǎn)品等；認(rèn)知輔助系統(tǒng)，用于幫助有閱讀、書(shū)寫(xiě)和語(yǔ)言障礙的人。研究人員已開(kāi)發(fā)了許多特殊的界面以幫助這些人員。幫助人們學(xué)習(xí)外語(yǔ)的交互式課本和基于Web的材料；各種輸入、輸出設(shè)備，用于協(xié)助殘疾人士瀏覽互聯(lián)網(wǎng)、使用文字處理器和其他軟件包。語(yǔ)言對(duì)交互設(shè)計(jì)的要求從方便用戶閱讀、說(shuō)話和聆聽(tīng)的角度，在人機(jī)界面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：盡量減少語(yǔ)音菜單、命令的數(shù)目。研究表明：人們很難掌握超過(guò)三