嵌入式人机交互的研究与应用Word文档下载推荐.docx
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人际交换;
嵌入式;
原型设计
Abstract
Withtherapiddevelopmentofmodemcomputertechnology,peoplepaymoreandmoreconcerninhuman-computerinterfaceusabilityandtheimprovementofuserefficiency.Human-computerinteraction(HCO)hasbecomeaninternationalcomputerindustrymostpopularfieldofstudy.“People-oriented”,“naturalnessandharmony”havebecomethebasicconceptsofhuman-computerinteraction.
Ontheotherhand,embeddeddigitalproductshasbeenrapiddevelopedonaglobalscale,thisbringsmanydifferentformsofembeddeddevices.Embeddedsystems,becauseoftheirfeaturessuchassmallscreensize,highreal-timerequirements,lackofprocessorsresourcesandsoon,methodsofuserinteractiondesigningbasedonembeddeddevicesandPCplatformsaleverydifferent.
Thispaperstartswiththetraditionalhuman-computerinteractiontheory.Asthecharacteristicsofembeddedsystems,thepaperdescribestheplightofapplyingthebasicdesignprinciplesofhuman-computerinteractionintheembeddedproducts,anddiscussesthesignificanceofthispaper.
KeyWords:
Human-ComputerInteraction;
Embedded;
PrototypeDesign
1绪论1
1.1课题背景概述1
2人机交换2
2.1换的现状2
2.2人机交互的发展方向3
3嵌入式系统与人机交互3
3.1嵌入式系统4
3.2嵌入式人机交互4
3.3嵌入式人机交互的困境与研究意义5
4嵌入式人机交换展望6
结论8
参考文献10
1绪论
人机交互(Human-ComputerInteraction,HCI)是关于设计、评价和实现供
人们使用的交互式计算机系统,且围绕这些方面的主要现象进行研究的科学.近
年来,随着现代计算机技术的发展,嵌入式设备不断更新换代,其性能也越来越
强大。
嵌入式入机交互界面技术已经成为人机交互技术研究的一个重要领域。
阐述了本文的课题背景,同时结合人机交互技术和嵌入式开发技术的实际发展现状,论述本课题设计与研究的意义。
1.1课题背景概述
同其他学科一样,人机交互学首先是为适应人们的生产和生活的需求发展起来的,随后计算机自身技术的进步又促进了这种发展。
20世纪80年代以来,随着机工程学、认知心理学、计算语言学以及人工智能等相关学科的迅速发展和新一代计算机技术研究的推动,人机交互设计和开发已成为国际计算机界最为活跃的研究方向。
针对传统意义上的计算机设备,人机交互学科已经形成了独立的理论体系,强调认知心理学、人机工程学和行为学等某些人文学科的理论指导。
同时,在实践畴方面,从人机界面(人机接口)拓延开来,强调计算机对于人的反馈交互作用。
人机界面(Human-ComputerInterface)_词已经逐渐被人机交互(Human-ComputerInteraction)所取代。
同时,作为另一个热门的研究领域一嵌入式系统已经有了近30年的发展历史。
进入二十一世纪以来,基于嵌入式的数字化产品在全球围得到了突飞猛进的发展,产生了许多形态各异的嵌入式设备,如手持电脑、可上网的无线移动、机顶盒、家庭网关、可上网的车载盒、智能家用电器等等。
嵌入式设备由于其体积小、屏幕尺寸小、操作界面简单、实时性要求高、处理器资源匮乏、存储空间不大等特点,其用户交互界面与传统的PC平台具有很大不同。
一方面,嵌入式设备的交互设计符合人机交互设计的一般规律,可以利用人机交互界面的一般设计方法;
另一方面,由于嵌入式设备的独特性,嵌入式交互设计又有其自身的特点。
针对嵌入式设备的人机交互研究目前尚处于起步阶段,目前国外有许多学者或研究机构针对嵌入式设备上的界面开发规进行了一些初步的研究。
具有优秀的嵌入式人机交互界面的产品往往能受到用户的欢迎,具有良好的市场前景。
2人机交换
在计算机技术发展的初期,由于系统的运行速度慢、价格昂贵和可靠性差等特点,不可能进行交互使用,用户必须调整自己的行为去适应机器的要求。
因此,与计算机使用中的其它问题相比,交互界面只是一个小问题。
随着计算机性能的提高,系统能够用一部分资源来处理人一计算机交互界面,人机交互开始引起人们的注意。
经过几十年的发展历程,人机交互已经成为一门单独的计算机科学,并在计算机技术的发展中起着越来越重要的作用。
2.1换的现状
入机交互指的是人、计算机以及环境之间通过信息交换进行交互,这种交互是双向的,可由人向计算机输入信息,也可由计算机向人反馈信息。
随着技术的发展和应用的变化,交换的信息容从简单的字符信息向图形图像、声音、视频等多媒体信息发展,交互的方式也变得多种多样.人机交互的支撑软件和硬件称为人机交互界面,如带有鼠标的图形显示终端,它是用户与计算机系统间的通信媒体或手段,所以人机交互是通过一定的人机交互界面来实现的(如图1所示)。
图1机交互界面在人机系统中的重要地位
人机交互技术几十年来经历了几个不同的主要发展阶段和典型风格(如图2示)。
在第一台计算机ENIAC在宾夕法尼亚大学的实验室中诞生以后,很长的一段时间,信号灯、开关面板及后来出现的“先进"
的纸带、读卡器等成为了人们对人机交互界面的唯一印象。
图2人机交换界面的发展
2.2人机交互的发展方向
如今,“以人为本"
、“自然和谐’’的交互方式已经成为人机交互技术的基本理念,概括地讲,新一代人机交互技术的发展将主要围绕以下几个方面:
集成化:
人机交互将呈现出多样化、多通道交互的特点,直接与间接操纵、语音、手势等多种交互手段将集成在一起,成为交互技术的发展方向。
网络化:
无线互联网、移动通信网等的快速发展,对人机交互提出了更高的要求,人机交互应更加需要考虑在不同网络、不同平台下的用户交互。
此外,网格技术等新一代网络技术的发展也给人机交互的发展提供了很好的机遇。
智能化:
在人机交互中,如何使计算机更好的捕捉用户赋予的信息,并做出合适的反馈或动作,提高交互活动的自然性和高效性,是人机交互的重要发展方向。
标准化:
目前在人机交互领域,ISO已经正式发布了许多国际标准,如ISO
13407:
1999、ISO/IEC10741:
1995等等,以指导产品设计、测试和可用性评估。
但是针对不同平台、不同领域的人机交互标准还需要一个长期而变化的过程去制定。
3嵌入式系统与人机交互
针对嵌入式人机交互的研究是人机交互学在各个领域不断发展后的必然。
与人机交互学的其他应用领域一样,嵌入式人机交互首先必须了解嵌入式系统的特点。
3.1嵌入式系统
嵌入式系统是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统,是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物。
嵌入式系统具有以下几个重要的特点:
系统核小、专用性强、系统精简、需要专门的开发工具和环境。
3.2嵌入式人机交互
通过对标所谓嵌入式人机交互界面,是相对传统人机交互而言。
传统的人机交互由于应用环境不同,系统资源强大,所以在人机交互界面设计时,往往以用户为中心,多考虑功能强大、资源需求庞大的交互界面。
嵌入式人机交互界面则是运行于以嵌入式处理器为核心的硬件系统之上(如图l-4所示),所以嵌入式人机交互原则上要考虑嵌入式系统本身所具有的特点,但又不能过多丢弃传统人机交互的理念。
图4嵌入式系统结构与嵌入式人机交互界面
在嵌入式设备HI]Ht]兴起的早期,常见的机顶盒、PDA等小型手持式设备上,由于硬件条件等的限制,使用的人机交互方式非常简单,一般通过键盘、开关、LED、LCD显示屏等方式进行字符型的交互。
几乎看不到我们在PC机上看到的如GUI等种种支持。
随着手持式设备硬件条件的提高,在最近的WindowsMobile、Symbian、Palm等嵌入式设备上,出现了如温度传感器、压力传感器、
触摸屏、摄像头、语音等人机交互方式。
如前所述,目前国外的众多计算机专家和研究机构针对人机交互界面开展了大量的研究,制定出了一系列应用于PC平台上的人机界面开发规和基本原则。
但是针对嵌入式设备的人机交互研究目前尚处于起步阶段。
3.3嵌入式人机交互的困境与研究意义
近几年来,嵌入式计算机在应用数量上远远地超过了传统的通用计算机。
在制造工业、仪器、过程控制、通讯、仪表、军事装备、汽车、船舶、航空航天、消费类产品等方面均是嵌入式设备的应用领域。
嵌入式系统面向用户的特性决定了嵌入式人机交互方式在所有嵌入式系统开发中的重要地位。
我们时常在PC机上看到Windows图形用户界面,以及Linux上的kde、gnome,SUN的Machintosh,这些图形用户界面美观且方便用户操作,功能全面。
嵌入式系统经常有一些特殊的要求,而这些要普通的PC机上的图形窗口系统不能满足的。
比如特殊的外观效果、控制提供给用户的函数、提高装载速度、特殊的低层图形或输入设备。
因此,嵌入式系统必须要有自己的交互界面。
嵌入式设备中最影响用户交互界面设计的因素是屏幕的物理尺寸而非屏幕的分辨率。
嵌入式设备的屏幕分辨率一般为128X160,176X220,320X240,有的时候可以高达640×
480,但是屏幕的物理尺寸却不能过高,3英寸几乎是嵌入式设备的极限,如果你还想把它们装在口袋里的话。
实际上随着技术的进步,生产厂商可以不断地为嵌入式设备的屏幕增加分辨率,但是却不能无限制地增加屏幕的物理尺寸,因为这样做的后果就是你的嵌入式设备和你的PC一样大。
一旦屏幕的物理尺寸固定,那么在屏幕上显示给最终用户的容也将固定。
随着智能手机、PDA、MP3、MP4、电子词典等设备的普及,已经有很