多媒體人機交互技術

1、第五章多媒體人機交互技術課前索引人機交互（HumanComputerInteraction）是研究人與計算機之間的交互技術。由于計算機的應用越來越廣泛，功能越來越強，計算機能處理和表現越來越多的信息。目前，計算機能夠處理圖形、圖像、動畫、視頻、語音、音樂、文字等不同的媒體，但缺乏仿生的眼睛和耳朵，也沒有從外部世界收集信息所需的觸覺、味覺和嗅覺。計算機沒有語言能力，沒有四肢，沒有建立各種各樣信息表達形式的能力，所以，我們目前仍然以鍵盤和鼠

2、標為主要輸入工具，輸入輸出嚴重不平衡，這就限制了人和計算機之間的信息溝通。不能充分利用人的認知資源，人們長期追求的以自然的方法和計算機交流的理想仍然無法實現，許多新的計算機應用技術無法普及。因此，人和計算機之間的交互顯得日益重要。5.1多媒體人機交互技術概述人機交互技術是計算機應用的核心技術，以用戶為中心是人機交互界面設計的核心思想，人機界面作為人與計算機通信的途徑，其效果好壞直接影響到用戶使用計算機的效率以及軟、硬件功能的發(fā)揮，現有的

3、人機交互技術已落后于計算機軟、硬件的發(fā)展，成為信息產業(yè)急待解決的問題，美國將軟件、人機交互、網絡和高性能的計算機并列為21世紀信息技術計劃的基礎研究內容，我國“973”計劃也將人機交互技術與虛擬現實的真實感作為科技攻關的關鍵問題。5.1.1人機交互技術的概念及發(fā)展歷程人機交互系統是實現人與計算機之間通信的軟、硬件系統的總稱，包括人機交互硬件和人機交互軟件兩方面，前者有：鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等硬件設備；后者又分為系統軟件（如鼠標、打

4、印機驅動程序等）和應用軟件通常是指人機交互界面。人機交互技術（HumanComputerInteraction）就是研究人與計算機之間相互通信的技術，人機界面（HCIHumanComputerInterface）是實現人與計算機信息交互的平臺，通常是指人機交互軟件界面。多媒體人機交互技術是指人們通過各種媒體與計算機進行通信的技術，它含蓋了：文字、圖形、圖像、動畫、聲音、視頻等多種信息的交互?，F有的人機交互方式有：看、聽、說和操作，人可以

5、通過操作鍵盤、鼠標、跟蹤球、操縱桿、光筆、手寫板、觸摸屏、數字化儀、掃描儀、話筒、攝像頭等輸入設備向計算機輸入信息；計算機也可以通過顯示器、打印機、繪圖儀、音箱、耳機、立體眼鏡、頭盔顯示器等輸出設備向人反饋供信息。圖形用戶界面起源于上個世紀60年代，1963年美國麻省理工學院（MIT）的Sutherl發(fā)明了Sketchpad技術，并首次引入了菜單、瓦片式層疊窗口及圖標，并采用光筆進行繪圖操作，同年美國斯坦福（Stfd）研究所的Engel

6、bart發(fā)明了鼠標器，到了70年代美國施樂（Xerox）公司的Alto計算機首次使用了位圖顯示技術，開發(fā)出了可重疊菜單、彈出式菜單和滾動條，成為了日后圖形用戶界面的基本要素。1984年美國蘋果（Apple）電腦公司在此基礎上開發(fā)出了Macintosh計算機，成為世界上第一臺圖形用戶界面計算機，Macintosh風格也成了圖形用戶界面的標準，它以窗口（Windows）、圖標（Icon）、菜單（Menu）和指點裝置（Pointingdevi

7、ce）為基礎形成了所謂WIMP界面，1986年美國微軟（Microsoft）公司推出了Windows視窗操作系統，以后版本不斷更新，成為風靡全球的圖形用戶界面操作系統。WIMP界面是第二代人機界面，輸入采用鼠標，輸出可以是二維的圖形或圖像，與第一代人機界面—命令行界面（CLI界面）相比，其交互的自然性和效率都大為改觀，但它們都屬于單通道人機交互界面，不具備使用多種媒體以及三維交互的能力。現在的人機交互技術向網絡化、多媒體、多通道和智能用

8、戶界面方向發(fā)展，為新一代人機交互界面的開發(fā)提出了新的課題。5.1.2人機交互技術的主要研究內容人機交互技術與認知心理學、人機工程學、多媒體技術以及虛擬現實技術密不可分，其中認知心理學和人機工程學是人機交互技術的理論基礎，而多媒體技術和虛擬現實技術為人機交互技術提供了更豐富的表現手段和更高的要求。1認知心理學認知心理學（CognitivePsychology）起源于上個世紀50年代，到70年代在西方已成為心理學的一個主要研究方向。它研究人

9、的認識過程，如注意、知覺、表象、記憶、思維和語言等，從心理學的觀點研究人機交互的原理。該領域通過視覺、聽覺等手段接受和理解來自周圍環(huán)境的信息和感知過程，以及通過人腦進行記憶、思維、推理、學習和解決問題等人的心理活動的認識過程。認知心理學是人機交互界面設計的依據，人的認知過程包括人的感官（視覺、聽覺和觸覺）是如何接受信息的，人又是如何處理信息、理解信息、記憶信息以及如何進行推理，只有了解了這些，才能進行界面設計。一個交互的計算機系統，要能