基于Avatar面向兒童的3D用戶界面設(shè)計.pdf

1、隨著虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和三維顯示等技術(shù)地發(fā)展，傳統(tǒng)的桌面用戶界面技術(shù)已經(jīng)不能滿足三維空間環(huán)境和多自由度的需求，用戶需要使用三維人機交互技術(shù)直接在三維的虛擬或現(xiàn)實空間環(huán)境中操作，三維用戶界面正是有關(guān)三維交互的用戶界面技術(shù)。盡管3D用戶界面研究人員和開發(fā)人員不斷地完善基本的用戶任務和交互技術(shù)，研究和提高3D用戶界面的可用性，但是3D用戶界面還是沒有形成一套象傳統(tǒng)用戶界面設(shè)計那樣可以遵循比較統(tǒng)一的設(shè)計方法。不同的輸入輸出設(shè)備、不同的用戶群和應

2、用程序都會導致不同的3D用戶界面。 對成人適用的人機交互界面不一定適用于兒童，但是，現(xiàn)在大多數(shù)的人機交互設(shè)計都面向成人，并沒有將兒童作為一個專門用戶群體，為他們設(shè)計人機交互界面。隨著兒童對空間感的不斷增強，傳統(tǒng)的用戶界面已經(jīng)不能完全滿足兒童的需要，包括教育軟件以及各種娛樂軟件在內(nèi)的大量3D應用程序的人機交互界面迫切需要改進，使其適合于兒童，進而幫助兒童理解和建立3D虛擬環(huán)境中的空間概念。所以面向兒童的3D用戶界面有很大的設(shè)計空間

3、，值得我們探索。 Avatar是虛擬世界中用戶的化身，用戶可以控制avatar的行為，設(shè)計它的目的就是要增強用戶在虛擬空間的交互。Avatar在各種虛擬現(xiàn)實環(huán)境中得到非常廣泛地使用?；赼vatar的面向兒童的3D用戶界面設(shè)計方法自然地為兒童提供在虛擬環(huán)境中的沉浸感。而兒童對虛擬環(huán)境的有效操作又受到兒童心理、思維方式、空間感、輸入設(shè)備以及交互習慣的種種限制?；赼vatar方法的核心正是克服這些限制，充分地發(fā)揮avatar在虛擬

4、環(huán)境中的作用，通過各種交互技術(shù)幫助兒童理解空間概念，充分發(fā)揮其想象力，來適應兒童的操作習慣，從而提高兒童的3D用戶界面的可用性。 本文的主要貢獻是首次提出基于av8tar 的面向兒童的3D用戶界面設(shè)計方法。這種新穎的3D用戶界面設(shè)計方法以及本文原型的創(chuàng)造類3D游戲，可以改善兒童的3D交互體驗。本文詳細闡述了完整的基于avatar 的用戶界面方法，包括漫游、定位、選擇以及操作等基本的3D交互技術(shù)，使兒童在高效地掌握人機交互方法的同

5、時，對游戲本身仍然保持濃厚的興趣。這些交互技術(shù)可以完成比較常見的專業(yè)3D編輯操作，包括3D地形編輯和帖圖創(chuàng)建物體，以及對物體操作，完成特定的功能，通過創(chuàng)建物體可以擺放出空間上非常復雜的場景。兒童還可以根據(jù)自己的創(chuàng)造來制作小故事，甚至通過我們的界面自己發(fā)明一些場景漫游以及路徑尋找的方法。本篇文章說明了面向成人的3D用戶界面可以重新設(shè)計，使7到12歲的兒童能夠容易掌握并且使用。 本文還提出了一個分布式人機交互框架，并將其在我們的基于