学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

儿童自然人机交互技术研究

作　者: 罗伟斌
导　师: 方志刚
学　校: 浙江大学
专　业: 电路与系统
关键词: 儿童认知心理学手势实物界面语义融合多通道自然交互
分类号: TP11
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 232次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在人机交互技术日益成熟的今天,多通道人机交互因其强大的功能及实用性已经成为计算机与人的主流交互方式；但是儿童的交互设计里面却很少用到这用主流设计；不但如此,国内外的大部分儿童软件还停留在以鼠标和键盘这种不适合儿童的传统的交互方式,交互界面还是以充满隐喻的图标为主,因此给儿童的身心健康带来一定的负面影响,更谈不上自然交互。本文首先从国内外儿童软件入手,分析其优缺点；然后根据设计心理学和儿童的认知心理学的知识,提出了以儿童为中心的自然交互设计原则与系统框架；为了验证上述原则的应用可行性,本文设计了系统原型NIPad,其包括：手势输入、实物界面和3D游戏三个模块；它们分别由微软Kinect和OpenNI框架,RFID和游戏引擎Unity3D来实现。本文利用基于有限状态机的语义融合的方式将手势和实物封装形成多维的交互任务控制Avatar交互。在NIPad中,儿童可以用手势和实物输入来控制Avatar交互,因此NIPad实现了“所见即所得”的交互方式。最后本文详细阐述了NIPad的系统关键技术实现,并对其整体进行运行测试。实际证明,NIPad具有应用可行性,因此从理论上能帮助儿童实现人机自然交互。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
1 绪论  9-12
  1.1 儿童人机交互研究意义  9
  1.2 儿童人机交互研究背景  9-10
    1.2.1 普适计算的兴起  9-10
    1.2.2 人机交互的发展  10
  1.3 本文研究内容  10-12
2 儿童人机交互研究概述  12-21
  2.1 人机交互技术概述  12-15
    2.1.1 手势交互  12-13
    2.1.2 实物界面  13-15
  2.2 面向儿童的人机交互实例  15-20
  2.3 小结  20-21
3 儿童自然人机交互设计原则  21-30
  3.1 人机交互设计心理学原则  21-23
    3.1.1 直接的概念模型  21-22
    3.1.2 提供交互反馈  22
    3.1.3 注重限制因素  22-23
  3.2 儿童认知心理学理论  23-25
    3.2.1 儿童的语言发展  23-24
    3.2.2 儿童的社会情感发展  24-25
  3.3 手势与儿童的认知关系  25-26
    3.3.1 手势促进儿童语言发展  26
    3.3.2 手势促进儿童认知发展  26
  3.4 实物界面与儿童的认知  26-28
    3.4.1 卸载认知负担  27
    3.4.2 帮助理解概念隐喻  27-28
  3.5 儿童自然人机交互设计原则  28-29
  3.6 小结  29-30
4 儿童自然人机交互系统原型实现  30-58
  4.1 儿童自然人机交互系统框架  30-31
  4.2 系统原型NIPad设计  31-33
    4.2.1 NIPad脚本设计  31-33
    4.2.2 NIPad交互设计  33
  4.3 NIPad软硬件  33-36
    4.3.1 NIPad硬件组成  33-35
    4.3.2 NIPad软件环境  35-36
  4.4 NIPad关键技术实现  36-47
    4.4.1 Kinect手势输入  36-39
    4.4.2 RFID实物输入  39-42
    4.4.3 三维建模与角色动画制作  42-46
    4.4.4 碰撞检测实现  46-47
  4.5 语义融合  47-57
    4.5.1 交互语义的定义  47-48
    4.5.2 交互语义的提取  48-49
    4.5.3 交互语义的融合  49-57
  4.6 小结  57-58
5 总结与展望  58-60
  5.1 本文的工作与贡献  58-59
  5.2 系统的不足  59
  5.3 系统的扩展性  59-60
参考文献  60-63
作者简历  63

儿童自然人机交互技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文