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.

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.

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.

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。