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今日解读人机界面互动技术的趋势发展

发布时间:2021-07-22 21:57:17 阅读: 来源:棉靴厂家

解读人机界面互动技术的趋势发展

人机界面的发展趋势,多点触控、动作感应、虚拟实境等等都是目前的当红炸子鸡,不过研究与研发人员的眼光,除了紧盯目前的技术外,眼界应该看的更远,前述三种趋势的新发展即为触控回馈、全身动作感应、扩增实境。

如何在触控状态下给使用者最贴近真实的使用体验,触觉回馈是相当重要的机制。

人机界面虽然种类繁多,但是近几年来最重要的技术发展,多数研发人员甚至终端消费者都会同意,即多点触控(Multi-touch)、动作感应技术(Motion Sensing Technology)、以及虚拟实境(virtual reality)这三点莫属,特别是前两者的发展,在iPhone与Wii的热卖下,几乎已经达到人尽皆知的程度,而后者也相当热门。

不过设计者的眼光必须看的比现况更远,前述三项技术的发展新趋势,现在也已经可以看出端倪,甚至已经落实到产品上,严格说起来已经不是趋势而已经是实践,当然是人机界面设计者更不可忽略的发展。多点触控的重要发展趋势为强化触觉式触控回馈能力,动作感应技术则强调能够直接侦测全身动作、虚拟实境则改良为扩增实境,以下分别叙述其发展状况。

触觉式触控回馈

无论是单点还是多点触控,在实作之后,许多研究发现,触控的人机界面,由于通常是设计在屏幕之上,无论是否触发了设备的反应,触觉的感觉部分完全相同,除了难以判断是否已经完成了指令外,更有可能造成肌肉的伤害,因为在一般的界面中,指尖按压的瞬间感觉,已经测 量 范 围: 最大实验力的2%—100%(可选择0.4%⑴00%FS)足够让大脑判断,并将手指的加速度减低到零,但是多点触控却没有办法这样做,因此手指很难施加压力的强度,久而久之累积之下,可能又成为新的文明病。

除此之外,由于现在多点触控的承载装置,多是液晶屏幕,但是此类屏幕在强光下,可能会有看不清楚的情况,或是在不方便一直盯著屏幕看的地点使用,都会让触控屏幕比起传统的界面,例如键盘,让使用者更为困窘。前述状况的解决之道自然是合理的触控回馈技术,触控回馈技术的发展,由简易到困难,历经视觉、听觉、触觉三个回馈阶段。

视觉回馈阶段在触控技术落实后,即被采用,在屏幕上显示不同的状态,让使用者明白其输入已经被接受,但是这样的回馈机制却几乎无法解决前述的问题,因此很快被听觉回馈系统取代,即在触控讯号被接受时,装置会发出声音让使用者明了,甚至听觉回馈还能够模拟使用者熟悉的机器或键盘声,让使用者操控的亲切感与熟悉度更高。但声音回馈乍看之下解决了前述的问题,但是却又制造了新的问题,因为声音可能会对不相干的旁人造成干扰,或是让使用者泄漏本身的隐私,或是在吵杂的环境听不清楚或误听等问题,因此最新的发展让触控回馈特别强调触觉回馈机制。

触觉回馈还可以细分为震动回馈与力回馈两种,但通常合并讨论,此种利用触感的回馈机制之优势,根据工研院IEK的研究,有下列几种:1、可量化的讯号侦测:藉由软硬件的配合侦测而提供量化的触觉回馈程度。2、模拟机械按键的操作手感:机械按键允许使用者可以藉由指尖的触感来确认操作是否正确,然而普通触控面板无法提供同样触感。3、更多样式的使用者回馈机制:除了影像回馈及声音回馈之外,触感回馈亦能补足使用者的使用体验。4、降低视觉负荷:具有触感回馈的触控面板可以降低使用者的视觉负荷,尤其使用者在视野受限的情况之下依然可以操作。

全身动作侦测

任天堂(Nintendo)几还有重复搜集所带来的额定带宽的耗费年前推出的Wii游乐器将姿态侦测纳入游戏机,彻底的改变了长久以来的游戏机控制模式,不过其在游戏控制器手把中,加入动作感应器的作法,将被微软(Microsoft)箭在弦上即将推出的XBOX 360的杀手级武器「Project Natal」强势挑战。

Project Natal是指一种全新的姿态侦测人机界面。Wii虽然能够侦测使用者的姿态,而在游戏中做出相应的变化,甚至推出了Wii脚踏垫与Wii Motion Plus装置来侦测更精确的脚部姿态与加速度,但是无论怎么变化,都需要外部的装置辅助,甚至为了进化更先进的侦测功能,需要的外部装置也越多。

但Project Natal则只要使用者站到含有此技术的XBOX360前方,就可以与装置互动,使用者完全不需要任何外部装置。侦测的装置则是名为「Zcam」,是一个摄影机,但最独特的技术与特征,是在于其镜头旁边有一圈LED光源,会发射光波(红外线)记计算光源碰到物体而反射回来的时间,而即时计算达到三空间的相对位置体。,

Zcam的原理其实跟雷达或声纳一样,但是利用镜头发射的是光波而非声波,并利用半导体技术的进步,能更精准的计算与定位出3D立体空间的相对位置变化,并能及时计算达到每秒60页面的连续画面,而据传Zcam本身的运算不需要依赖主机的辅助,所以能让游戏主机专心计算画面内的效果,姿态感测与运算部分完全由摄影机来负责。当然,除了姿态传感器,Project Natal也有阵列麦克风等装置,感测声音。

当然,Project Natal的设计可预见一些明显的缺点,例如Zcam的摆放位置容易受到限制,如果周围或是使用者身上有可以吸收红外线的设备,就会让Zcam的侦测失准等,但是整体来观察,Zcam的感测设计,从2009年在CES与E3展示之后,就引起相当高的关注与期待,也让对手任天堂与索尼(Sony)纷纷表示有类似的技术将推出,显示竞争对手也都认为Project Natal是一项重大的威胁。

扩增实境

虚拟实境的概念是将现有的多媒体化声音、影像、绘图、文字等技术加以整合与改良,一起呈现到使用者前,核心概念是让使用者有身历其境的感觉,例如模拟出一个虚拟博物馆,却让使用者与亲访该处的游客有相似肯定大部份都在用我们的装备的体验。

虚拟实境的发展,过去受限于计算机的处理能力,无法做的非常拟真,虽然现在计算机科技发展突飞猛进,但是对于模拟真实环境还是力有未逮,例如气味的真实模拟。

因此许多研究者与开发人员,认为虚拟实境技术发展不能纯然利用虚拟技术,如果能够结合实境,反而能够发挥更大的效果,顺著这个理论发展出一支分派,即扩增实境,因此扩增实造成装备使用寿命缩短境严格来说并非虚拟实境的改良,而是新的应用方式。<采取机械传动/p>

扩增实境能够在现实的基础上,加入虚拟的影像,例如使用者戴上眼镜,就能够在眼镜中为看到工作台移动距离不小于1500mm的景观加上批注,例如某栋建筑物的用途(镜头与屏幕亦可做到),或是GPS讯号直接与车窗看到的影像做结合,达成更直观更明确的导航。

过去由于虚拟实境需要携带的装备,非常庞大笨重,但是目前已经可以微缩到如同数码眼镜或是内装置的大小,因此扩增实境未来的发展甚至比虚拟实境还被看好。

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