基于“Pen+Touch”输入模态的三维桌面系统的设计与研究

随着自然交互技术的发展,多点触空等新型交互方式不断涌现。"笔+触控(pen+touch)"交互符合用户自然直观的交互特点,得到更多研究者的重视。传统的GUI桌面系统是基于鼠标和键盘而设计,在很多方面并不适合笔和触控自然交互设备,并且在操作上和视觉上与真实的桌面操作迥异。因此提出了基于"Pen+Touch"输入模态的三维桌面系统,为桌面操作赋予了更多的自然物理属性如质量、维度、重力等,并设计了一些交互技术能够实现目标的随意拖动、缩放、旋转、归整等效果。针对三维桌面系统的可操作性,进行了用户实验,结果表明该系统的操作性更真实、自然。

面向指-笔混合输入的交互原语和交互模型研究

随着触摸设备的普及,指、笔输入已成为移动办公的一种主流输入方式.然而现有的应用主要以手指或笔通道中的一种作为输入,限制了用户的交互空间.同时,现有的指-笔混合研究主要关注串行的指-笔分工协作和特定交互任务的并行处理,并没有系统地考虑并行协作机制和不同通道输入之间的意图关联.为此,提出一种面向指-笔混合输入的交互模型;结合用户指-笔协作的行为习惯定义指-笔混合交互原语,拓展指、笔交互空间;继而利用部分可观察马尔可夫决策过程提出基于时序信息的指-笔混合输入意图提取方法,用以增量式地提取多义性交互原语的交互意图.最后通过一个用户实验说明指-笔混合输入的优势.

笔式交互和触摸交互的融合策略

针对笔输入能力弱和触摸输入精度低的问题,提出笔式交互与触摸交互的融合策略,并设计了笔+触摸输入技术.首先定性考察笔输入和触摸输入的特性和优劣势,提出2种笔+触摸输入的融合策略;其次基于融合策略设计3种笔+触摸输入技术以及用于参照对比的单笔和单触摸输入技术;再通过3个实验比较这些输入技术的性能.实验结果表明,与单笔或单触摸相比,在颜色改变的直线轨迹任务中,笔+单指触摸、笔+多指触摸和笔+触摸手势的性能分别提升至少90.909%,80.165%和148.209%;在颜色和粗细均改变的圆形轨迹任务中,笔+触摸和笔+手势的任务完成时间比单笔分别减少16.552%和19.705%,而错误率不存在显著差异;在颜色和粗细均改变的绘画任务中,笔+单指触摸、笔+多指触摸和笔+触摸手势的综合指标分别为5.933,3.333和4.700.最后给出面向笔+触摸输入的交互设计建议、应用场景和改进思路,对笔和触摸的混合输入与界面设计具有指导意义.

触控、笔和空间手势的混合输入

针对单通道输入条件下输入能力受限的问题,以触控、笔和空间手势为输入通道,提出混合输入技术,允许用户通过双手配合的方式完成操作任务.首先分析了触控、笔和空间手势的性能特点;然后结合不同复杂程度的实际操作环境,提出以笔输入为主的10种双通道和三通道混合输入技术.性能对比的实证研究结果表明,相比于单通道笔式输入,双通道并行输入情况下触控+笔的综合性能最优,双通道二维空间划分下,触控点击+笔的性能最优;包含空间手势的混合输入技术错误率最低,但定性评估结果却最不理想.相关结论对基于触控、笔和空间手势的混合交互和界面设计具有参考意义.

触屏电子签名与纸笔签名的笔迹特征比较研究

目的研究电磁式、电容式触屏电子签名的笔迹特征。方法邀请60名大学专科以上学历成年人,分别用碳素签字笔、主动式电容触控笔、电磁数位压感笔书写签名;比较电磁式、电容式触屏电子签名与纸笔签名的笔迹特征变化。结果相较于电容式签名,电磁式签名更接近纸笔签名,仅在书写水平、签名布局和笔痕特征出现明显变化;电容式签名则在书写水平、签名布局、字间搭配比例、行笔形态、起收笔、连笔、笔痕等特征都出现了变化。书写次数对电磁和电容式签名都有较大影响,不同视觉监督方式对电磁式签名有一定的影响。结论对触屏签名笔迹的特征分析应考虑到各类触屏电子签名的特征变化及相关成因,去伪存真,综合评断,以提高意见的准确性。

面向惯用手的笔+触控输入

针对单手情况下笔的输入能力有限、触控输入精确度低且存在手指遮挡等问题,为了发挥笔和触控各自的优势,提出面向惯用手的笔+触控输入技术.首先设计和展开目标装入实验,分析了笔和触控输入的性能特点.然后结合绘图场景,提出顺序法、交叠法和并行法3种面向惯用手的笔+触控混合输入技术,以及用作对比的按钮法参考技术,并通过实验考察了4种输入技术的性能,结果表明,笔在小目标操作的精度和速度上优于触控;相比于按钮法,交叠法在操作时间和轨迹偏移量方面分别减少了15.9%和0.2%;并行法在时间和偏移量方面分别增加了25.6%和40.5%;顺序法在操作时间方面增加了11.2%,但是在偏移量方面减少了12.8%.最后给出了各种不同混合输入技术的应用场景,对面向惯用手的笔+触控交互和用户界面设计具有指导意义.

非触控式指令笔的设计

基于MSP430F169单片机设计了一种非触控家居指令笔控制系统,包括指令笔控制端和数个家居控制端。指令笔控制端包括主控制器、触发按键、三轴传感器、红外发射器和无线发送模块,家居控制端包括从控制器、红外接收器、驱动器和步进电机,红外接收器连接从控制器,从控制器经驱动器与步进电机连接,步进电机连接家居的动作机构。实际测试结果表明,在无需触碰的情况下只需挥动指令笔即可完成对一定范围内目标的控制,从而实现家居的非触控控制。

基于FPGA的LED点阵触摸显示屏的设计

文中所述设计给出了基于Altera公司Cyclone II系列EP2C5T144 FPGA芯片设计的LED点阵手写显示屏基本原理与实现方案。该系统由32×32LED点阵屏、点阵屏驱动电路、光电手写笔、键盘、模式与坐标显示板和主控制器组成。系统以主控制器为核心,控制LED点阵屏在微亮和全亮间切换,当光电笔在屏上划过时先由微亮信号获取屏的行列坐标,再根据实际功能需要决定是否将该点LED完全点亮为常态,从而在LED屏上实现点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、写多字等触摸屏实现的功能。

基于异步条件下的笔+触控双手交互点击任务人类工效学模型的建立与研究

目的建立与研究基于异步条件下的笔+触控双手交互点击任务人类工效学模型。方法通过18名实验者对于10种不同任务复杂度下的一维异步笔+触控双手点击任务所花费的任务时间进行单因素方差分析以及线性分析,证明该模型的有效性和适用性。结果通过实验我们发现该模型所计算出的任务复杂度对任务时间具有显著影响(F_(9,170)=6.276,P=1.202×10^(-7)),并且该模型调整后的拟合度R^2达到了0.973。结论该模型对于异步条件下的笔+触控双手点击任务具有很强的有效性和适用性。

Pen+Touch界面中模糊输入与精确输入之间的异同点

随着科技的发展,计算机的体积越来越小,而屏幕上显示的信息量越来越多,用户希望在选择较小的目标时,能保持甚至提高获取目标的效率。因此,目标的大小,可访问性和屏幕上信息量之间的权衡是一个重要问题。在文章中,我们讨论Pen+touch界面点击交互任务中的模糊输入与精确输入之间的异同点。我们设计了点击触控实验来比较两种输入方式的特征。目标在笔尖(指肚)第一次接触屏幕目标区域时被选中。实验显示,点击准确率受到目标尺寸变化的影响。然而,他们不受目标距离起始位置远近和笔(手指)移动方向的影响。笔能点击到的最小精度为8像素(2.11毫米),手指能点击到的最小像素为10像素(2.64毫米)。同时我们发现,10像素是一个边界尺寸,当目标大于10像素时,两种输入方式的准确率差异较小,当目标小于10像素时,两种输入方式的准确率却相差较大。我们也统计了两种输入方式在点击触控任务中,完成一次点击任务需要的时间。

空中手写技术的一种改进方案

针对现有空中手写技术存在的不足,提出了一种改进方案。增加初始化设置环节,利用惯性传感器进行数据采集,以"激光-平面定位法"实现远距离空间坐标的获取,并将数据实时传输至电脑端进行处理。增加了现有技术未考虑到的显示屏幕与电子笔的实际空间大小、相对位置和指向等数据的获取,并建立这些数据之间的对应关系,实现电脑光标与手写笔笔尖的位置和轨迹唯一对应。按照改进的方案,在不用触控屏的情况下,可在显示屏幕上实现精准触控,并还原真实书写的效果。

基于蓝牙低功耗技术的触控颜色书写笔自动识别研究与应用

具备多点触控功能的交互式一体机近年来在教育行业被广泛应用。老师利用一体机进行交互式多媒体教学,大大提高了学生的听课兴趣。老师讲课时,有时需要对不同内容用不同颜色标注以加深学生的印象。目前的做法是用一种颜色的触控笔在应用软件上点击颜色按钮来切换书写颜色,操作不熟的老师可能很长时间都找不到颜色切换按钮,大大降低了老师讲课的流畅性和连贯性。若是有多种颜色的书写笔,每种笔能智能识别书写者的颜色意图就会大大提高老师换笔速度,保持教学的流畅性和连贯性,极大地提高教学效率。本文介绍了采用低功耗蓝牙技术,结合CC2541芯片,达到触控书写笔颜色智能识别的目的。

带书写触感的虚拟空间电子手写笔设计

随着多媒体技术的发展和普及,在教师授课,会议讲评以及产品路演展示时,经常需要远程控制在屏幕画面上观场书写文字和作画,但大多数的电子板书写功能并不符合书写习惯,带书写触感的虚拟空间电子手写笔在实现无线空鼠功能的同时,使用者在书写过程中,还可通过实时反馈的指间触感,以便调整书写动作,从而获得真实的手写感觉。

山水画求“真”的理论阐释及审美意义

中国山水画艺术审美的根本在于求"真",这本来不是问题,但近年来艺术界对山水画的这个传统审美体系似乎开始陌生。本文就先从中国山水画求"真"的理论阐释入手,阐释"真"在山水画中的含义。并从前人观点中概括出山水画求"真"的三个路径,分三部分论述,即"真情""真景""真笔墨"。首先从"真情"的含义、"真情"的本体论、"真情"的功能论分别论述"真情"的审美意义和在艺术创作中的重要性。其次从"真景"之要义,探索"真景"的外之形美与内之质理相统一的路径及其理论阐释。再次从中国文化审美观的角度阐释"真笔墨"的内涵。最后论述中国山水画求"真"审美的文化内涵与意义。