人机交互实验报告.docx
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人机交互实验报告
实验报告
专业软件工程
课程名称人机交互的软件工程方法
学号
姓名
辅导教师成绩
实验日期
实验时间
2学时
1实验名称：
最新人机交互技术
2、实验目的：
了解最新人机交互的研究内容。
3、实验要求：
通过网络查询最新人机交互相关知识。
1、在XX中找到“最新人机交互视频”的相关网页，查看视频。
2、什么是eTable。
3、人机交互技术在各个领域的应用。
4、实验内容
1、在XX中找到“最新人机交互视频”的相关网页，查看视频。
2、什么是eTable技术。
eTable作为新一代的人机交互产品，具有良好的人机交互界面，可以提供良好的人机交互环境，在欧美已经逐渐应用于日常生活中，可以通过etable进行网上购物，进行游戏比拼等，是一个集成了各种感应组件的，类似于多功能桌面的装置，其操作方法类似于触屏电脑，简单方便。
该款产品主要采用触屏设计。
同时，eTable是一种多功能电脑桌，集时尚、实用、经济于一“桌”，无论是居家卧室，还是出差旅途，都可以提供一个舒适、惬意的网上时光，部件有：
多角度调节桌面、2个风扇、1个USB插口、1个活动USB插头、鼠标垫、桌腿可调节长度。
3、人机交互技术在各个领域的应用.
（1）工作事故，健康与安全：
包括事故与安全；事故调查；事故改造；健康与安全；健康人机工程；危险分析；健康与安全课题；健康与安全规则的应用；工业工作压力；机器防护；安全文化与安全管理；安全文化评价与改进；警示与提醒技术；安全概率分析；
（2）人体工作行为：
解剖学和人体测量解剖学；人体测量；人体测量和工作空间设计；生物力学；残疾人设计；姿势和生物力学负荷研究；工作中的滑倒、差错研究；背部疼痛；听觉障碍研究；
（3）认知工效学和复杂任务：
认知技能和决策研究；法律人机工程；团队工作；过程研究；
（4）计算机软件人机工程：
软件设计；软件发展；软件人机工程；执行和可用性；
（5）计算机终端：
设计与布局计算机产品和外设的设计与布局；计算机终端作站；显示屏设备与规则；显示屏健康与安全；DSE和手动操作；顺从测量；DSE人机评价；VDUs和办公环境人机工程研究；
（6）显示与控制布局设计：
显示与控制信息的选择与设计
（7）控制室设计：
控制台和控制室的布局设计；控制室人机工程；
（8）环境人机工程：
环境状况和因素分析；噪音测量；工作中的听力损失；热环境；可视性与照明；工作环境人机工程；振动；
（9）专家论证：
多工作环境:
专家论证调查研究；法律人机工程；工业赔偿诉；伤害诉讼；伤害原因；诉讼支持；
（10）人机界面设计与评价:
人机界面的设计与发展；知识系统；人机界面形式；HCI/MMI原型；GUI原型；
（11）人的可靠性:
人的失误和可靠性研究；人的失误分析；人因审查；人因整合；人的可靠性评价；
（12）工业设计应用:
信息设计；市场/用户研究；医疗设备；坐的设计与舒适性研究；座椅设计与分类；家具分类与选择；
（13）工业/商业工作空间设计:
工业工作空间设计；工业人机工程；工作设计与组织；人体测量学与工作空间设计；工作空间设计与工作站设计；警告、标签与说明；工作负荷分析；
（14）管理与人机工程:
变化管理；成本-利益分析；突发事故应变研究；人机战略实施；操作效能；操作负荷分析；标准化研究；人力资源管理；工作程序；人机规则和实践；
（15）手工操作负荷：
安全与培训
手工操作评价与培训；手工操作与举力；手工操作负荷
（16）办公室人机工程与设计
办公自动化；办公室和办公设备设计；办公室设计人机工程；DSE人机工程；
（17）生理学方面和医学人机工程
生理学；生理能力；医学人机工程；医学设备；心理生理学；行为期望；行为标准；
（18）产品设计与顾客：
人机工程销售与市场；产品设计与测试；产品中人机工程；产品发展；产品可靠性与安全性；产品缺陷；产品材质；服装人机工程；
（19）风险评估：
多种工作状况
风险与成本-利益分析；风险评估与风险管理；风险预测；总体骨骼、肌肉风险研究；
（20）社会技术系统与人机工程
组织行为；组织变化；组织心理学；人机工程战略；社会技术系统；暴力评估与动机；
（21）系统分析
系统分析与设计；系统整合；系统需求；电信系统与产品；人机系统；Manprint；人员配备研究；三维人体模型；实验设计；系统设计标准与类别；通信分析；
（22）任务分析
任务分析与工作设计；任务分析与综合；团队协作；
（23）管理培训与人员培训
人机工程培训；整体培训；认知技能/决策分析；工程师培训；STUDIO中的训练；训练模型；培训需求分析；
（24）可用性评估
可用性评估与测试；可用性审核；可用性评估；可用性培训；试验与验证；仿真与试验；仿真研究；仿真与原型；
（25）用户需求与用户指导
用户文档；用户指导；用户手册与说明；用户界面设计与原型；用户需求分析与类别；用户实验管理；
（26）车辆与交通人机工程
航空；直升机人机工程；头盔显示；乘客环境；铁路车辆与系统；交通设计；车辆设计；车辆人机工程；车辆安全性
（27）与工作有关的骨骼、肌肉问题
骨骼、肌肉紊乱；重复劳动的疲劳损伤；与工作有关的骨骼、肌肉管理问题；上肢损伤；
（28）其它特殊的人机工程应用：
原子能；军队人机工程；军队系统；过程控制，文化调查；调查与研究方法；自动语音识别。
5、心得（结论）
通过这次上机实验，搜索到了很多关于人机交互方面先进的新型的技术，比如eTable技术，让我打开了眼界，同时明白了学习人机交互知识不能只停留在表面，这样是不会跟上时代发展的，到最后会落后的。
实验报告
专业软件工程
课程名称人机交互的软件工程方法
学号
姓名
辅导教师成绩
实验日期
实验时间
2学时
1实验名称：
立体视觉
2、实验目的：
掌握立体视觉的原理。
3、实验要求：
通过网络查询立体视觉相关知识。
1、在虚拟环境是如何实现立体视觉？
2、3D和4D电影的工作原理。
4、实验内容
1、在虚拟环境是如何实现立体视觉？
常用的方法有两种，一种是基于线段快速匹配的立体视觉，另一种是基于领域支持准则的点匹配算法对立体照片进行匹配。
第一种方法对简单图像非常有效，后一种则可更广泛地应用于各种图像。
2、3D和4D电影的工作原理。
3D立体电影在拍摄和后期制作的时候都是采用两部摄像机的角度用来满足人双眼观看，就是说3D立体影片是由两幅对应人左右眼睛的画面组成，而实现立体观看是有多种实现方法的，目前常见的有：
1.
偏振方式：
用两部播放机或投影仪将左右眼画面投射到一个具有金属特性的屏幕，播放机镜头前加偏振镜片，由于金属不改变光线的偏振特征，人戴上偏振眼镜后每只眼睛就只能看到应该看到的对应的那一幅画面，这种方式多用于大小影院影厅，家庭也可以组建，成本最低也要2万以上，眼镜也根据播放镜头前的偏振镜片分为线性偏光和圆性偏光眼镜。
2.主动时分方式：
也叫快门式，多用于PC，将左右图像以快门幻灯式的进行左右轮换显示，眼镜是快门式眼镜，通过同步，当左画面出现时，眼镜将右眼进行黑色遮挡，反之亦然，由于速度很快（一般刷新要120HZ以上），实现了左右眼看到不同画面在大脑自然会产生立体感，这种方式最典型要数NVIDIA（英伟达）的3D立体幻镜，投入大约在几千元。
3.滤色方式：
常说的红蓝眼镜就是典型的这种方式，红蓝原理是将左画面的RGB三原色中的G（绿）B（蓝）通道删除，只保留红G，右画面相反，（其他的眼镜只是更换这个RGB组合而对应红绿等眼镜），由于眼镜的镜片是红蓝滤色片，这样左眼只能看到红色，右眼只能看到青色（蓝绿）从而实现左右眼睛给大脑了两幅画面产生立体感，这种方式的优点是不用特殊的硬件设备投入，只需要买一副很便宜的滤色眼镜即可实现，由于这种方式会偏色，画面变得灰暗，基本被影院淘汰
。
4D电影是模拟特效与立体电影的结合，特效主要是为了在影院的真实环境内模拟一个和电影中类似的场景，目的是给观众一个身临其境的感觉。
带上了眼镜就能看到立体的画面，不带眼镜看到的只是两个重叠的画面。
5、心得（结论）
通过这次实验，掌握了立体视觉的原理，明白了在我们身边的3D,4D电影的播放原理，原来在拍摄时就是用两部摄像机拍摄，来给人眼造成一种错觉，一种视觉误差来使物体变为立体的。
人机交互这门课程和电影也有关系，真是十分的应用广泛呀！
实验报告
专业
课程名称人机交互的软件工程方法
学号
姓名
辅导教师成绩
实验日期
实验时间
2学时
1实验名称：
交互设备
2、实验目的：
掌握常用的交互设备的工作原理如键盘、鼠标、显示器、扫描仪
3、实验要求：
通过网络查询人机交互设备相关知识。
1、重点查找液晶显示器和扫描仪的工作原理和方法
2、什么是数字纸？
工作原理是什么？
4、实验内容
1.重点查找液晶显示器和扫描仪的工作原理和方法
1.“扭曲向列型液晶显示器”（TwistedNematicLiquidcrystaldisplay）,简称“TN型液晶显示器”。
这种显示器的液晶组件构造如图11所示。
向列型液晶夹在两片玻璃中间。
这种玻璃的表面上先镀有一层透明而导电的薄膜以作电极之用。
这种薄膜通常是一种铟（Indium）和锡（Tin）的氧化物（Oxide），简称ito。
然后再在有ito的玻璃上镀表面配向剂，以使液晶顺着一个特定且平行于玻璃表面之方向排列。
（图
11a）中左边玻璃使液晶排成上下的方向，右边玻璃则使液晶排成垂直于图面之方向。
此组件中之液晶的自然状态具有从左到右共的扭曲,这也是为什么被称为扭曲型液晶显示器的原因。
利用电场可使液晶旋转的原理，在两电极上加上电压则会使得液晶偏振化方向转向与电场方向平行。
因为液态晶的折射率随液晶的方向而改变，其结果是光经过TN型液晶盒以后其偏振性会发生变化。
我们可以选择适当的厚度使光的偏振化方向刚好改变。
那么，我们就可利用两个平行偏振片使得光完全不能通过（如图12所示）。
若外加足够大的电压Ｖ使得液晶方向转成与电场方向平行，光的偏振性就不会改变。
因此光可顺利通过第二个偏光器。
于是，我们可利用电的开关达到控制光的明暗。
这样会形成透光时为白、不透光时为黑，字符就可以显示在屏幕上了。
2.TFT型液晶显示器的原理TFT型液晶显示器也采用了两夹层间填充液晶分子的设计。
只不过是把左边夹层的电极改为了FET晶体管，而右边夹层的电极改为了共通电极。
在光源设计上，TFT的显示采用"背透式"照射方式，即假想的光源路径不是像TN液晶那样的从左至右，而是从右向左，这样的作法是在液晶的背部设置了类似日光灯的光管。
光源照射时先通过右偏振片向左透出，借助液晶分子来传导光线。
由于左右夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。
但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。
相对而言，TN就没有这个特性，液晶分子一旦没有被施压，立刻就返回原始状态，这是TFT液晶和TN液晶显示原理的最大不同。
3.“高分子散布型液晶显示器”（Polymerdispersedliquidcrystalliquidcrystaldisplay），简称“PDLC型液晶显示器”。
这种显示器的液晶组件构造如图13所示。
高分子的单体（monomer）与液晶混合后夹在两片玻璃中间，做成一液晶盒。
这种玻璃与上面所用的相同，是表面上先镀有一层透明而导电的薄膜作电极。
但是不需要在玻璃上镀表面配向剂。
此时将液晶盒放在紫外灯下照射使个单体连结成高分子聚合物。
在高分子形成的同时，液晶与高分子分开而形成许多液晶小颗粒。
这些小颗粒被高分子聚合物固定住。
当光照射在此液晶盒上，因折射率不同，而在颗粒表面处产生折射及反射。
经过多次反射与折射，就产生了散射（scattering）。
此液晶盒就像牛奶一样呈现出不透明的乳白色。
足够大电压加在液晶盒两侧的玻璃上﹐液晶顺着电场方向排列，而使每颗液晶的排列均相同。
对正面入射光而言，这些液晶有着相同的折射率n。
如果我们可以选用的高分子材料的折射率与n相同，对光而言这些液晶颗粒与高分子材料是相同的；因而在液晶盒内部没有任何折射或反射的现象产生。
此时的液晶盒就像透明的清水一样。
扫描仪是图像信号输入设备。
它对原稿进行光学扫描，然后将光学图像传送到光电转换器中变为模拟电信号，又将模拟电信号变换成为数字电信号，最后通过计算机接口送至计算机中。
扫描仪扫描图像的步骤是:
首先将欲扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上，原稿可以是文字稿件或者图纸照片；然后启动扫描仪驱动程序后，安装在扫描仪内部的可移动光源开始扫描原稿。
为了均匀照亮稿件，扫描仪光源为长条形，并沿y方向扫过整个原稿；照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿x方向的光带，又经过一组反光镜，由光学透镜聚焦并进入分光镜，经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的RGB三条彩色光带分别照到各自的CCD上，CCD将RGB光带转变为模拟电子信号，此信号又被A/D变换器转变为数字电子信号。
至此，反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号，最后通过串行或者并行等接口送至计算机。
扫描仪每扫一行就得到原稿x方向一行的图像信息，随着沿y方向的移动，在计算机内部逐步形成原稿的全图。
在扫描仪获取图像的过程中，有两个元件起到关键作用。
一个是CCD，它将光信号转换成为电信号；另一个是A/D变换器，它将模拟电信号变为数字电信号。
这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能指标，同时也关系到我们选购和使用扫描仪时如何正确理解和处理某些参数及设置。
2、什么是数字纸？
工作原理是什么？
数字纸，也叫数码纸。
它是一种超薄、超轻的显示屏，即理解为"象纸一样薄、柔软、可擦写的显示器"。
在谈到数字纸时，必然会谈到电子墨。
形像地说，数字纸是一张薄胶片，而在胶片上"涂"上的一层带电的物质，这便是电子墨。
这也可看作是一个薄薄的内嵌式遥控显示板。
1.液晶方式
该方式是利用施加电压后分子排列被改变的液晶的性质，通过调整透光率及改变光线的方向来表达反差，笔记本电脑等产品上的液晶显示器已为我们所熟知。
电子纸液晶显示器的制作思路是，将液晶板与写入图像的装置部分相分离以实现薄型化和轻量化，并能卷曲，做成像纸一样的东西。
写入可利用施加光、热、表面电荷等各种方法来实现。
2.电泳方式
该方式是利用在电压下能够改变黑白状态的微胶囊来实现图像显示的。
微胶囊中带电的白色氧化钛颗粒和黑色碳粉粒子在电压下上下移动，从而绘制出黑白图像。
其特点是在反差、明亮度视觉等方面较理想，耗电低，重量轻而容易使其薄型化，形状自由等。
此外，有的产品是利用带电色粉的电泳现象，通过加大色粉的密集度来提高黑白反差的。
3.可再写纸
利用传真纸等产品常用的感热记录技术制成，使用了在特定温度下呈色或者消色的染料，从而实现图文的改写。
无论从视觉还是从使用感来说，该产品几乎与普通纸没有什么两样，这种改写技术已经应用在电器超市的点卡以及电车的月票等方面。
4.阅读终端
读书专用终端已经进入了实用阶段。
各公司已经开始销售作为阅读数字化的图书、杂志等资料的设备——读书专用终端，其中有的就是采用了微胶囊型电泳显示器的产品。
例如SONY做的LIBRIE。
由于不改写画面时不会耗电，使用四只市场销售的碱性电池，即可翻阅10000页的书，分辨率达170ppi，厚度约13mm，重量首次降至200g。
此外该机还能发挥数字技术的特点，实现声音再现，有望用于语言学习等方面。
现在展示的只有单色产品，价格高达4万日元左右（折合人民币约3000元）。
此外，利用像纸一样能弯曲的显示器或RGB滤色器来显示色彩的装置也正在研发之中。
今后可以肯定地说，目前纸张印刷品的一部份将被这种电子显示方法所替代。
如果这样的话，不仅现有的印刷品的制作可被替代，而且利用相同的数据来制作并提供电子信息内容等方面的服务也将成为必要。
5、心得（结论）
通过这次网上资料的查找，我掌握了常用的交互设备的工作原理如键盘、鼠标、显示器、扫描仪。
同时，还有些新型的交互输入输出设备，液晶显示器和扫描仪，数字纸等，这些新型的设备比起传统的设备来，不仅十分的方便，而且更加灵活便携。
很适合研究和推广
实验报告
专业软件工程
课程名称人机交互的软件工程方法
学号
姓名
辅导教师成绩
实验日期
实验时间
2学时
1实验名称：
虚拟现实系统中的交互设备
2、实验目的：
掌握虚拟现实系统中人机交互设备的工作原理和方法。
3、实验要求：
通过网络查询人机交互设备相关知识。
重点查找虚拟现实中使用的交互设备和较新的交互设备的工作原理和方法，如：
数据手套、三维鼠标、空间跟踪定位器、触觉和力反馈器、头盔式显示器等。
（实验报告中写出3种以上）
4、实验内容
1.三维鼠标
作为输入设备，三维鼠标类似于摇杆加上若干按键的组合，在视景仿真开发中使用者可以很容易的通过程序，将按键和球体的运动赋予三维场景或物体，实现三维场景的漫游和仿真物体的控制。
角度和方位对三维物体观察、浏览、操纵；也可作为3DMouse来使用；并可与数据手套或立体眼镜结合使用。
2.头盔显示器
头盔显示器（HMD，HeadMountedDisplay）的原理是将小型2维显示器所产生的影像藉由光学系统放大。
具体而言，小型显示器所发射的光线经过凸状透镜使影像因折射产生类似远方效果。
利用此效果将近处物体放大至远处观赏而达到所谓的全像视觉（Hologram）。
液晶显示器（早期用小型阴极射线管，最近已有应用有机电致发光显示器件）的影像通过一个偏心自由曲面透镜，使影像变成类似大银幕画面。
由于偏心自由曲面透镜为一倾斜状凹面透镜，因此在光学上它已不单是透镜功能，基本上已成为自由面棱镜。
当产生的影像进入偏心自由曲面棱镜面，再全反射至观视者眼睛对向侧凹面镜面。
侧凹面镜面涂有一层镜面涂层，反射同时光线再次被放大反射至偏心自由曲面棱镜面，并在该面补正光线倾斜，达到观视者眼睛。
3.空间跟踪定位器
在虚拟现实技术中广泛使用的是低频磁场式和超声式传感器。
低频磁场式传感器的低频磁场是由该中传感器的磁场发射器产生的，该发射器有三个正交的天线组成，在接受器内也安装一个正交天线，它被安装在远处的运动物体上，根据接受器所接受到的磁场，可以计算出接受器相对于发射器的位置和方向，并通过通信电缆把数据传送给主计算机。
因此，计算机能间接的跟踪运动物体相对于反射器的位置和方向。
在虚拟现实环境中，这种传感器常被用来安装在数据手套和头盔显示器上。
5、心得（结论）
这次上机实验是关于虚拟现实系统中的交互设备，在网上找到的资料让我对三维鼠标，头盔显示器，空间跟踪定位器有了进一步的理解。
这对于以后的学习也有一定的帮助，要时刻关注这些新动态，这些交互设备很有吸引力，值得去研究。
实验报告
专业软件工程
课程名称人机交互的软件工程方法
学号
姓名
辅导教师成绩
实验日期
实验时间
2学时
1实验名称：
人机交互界面表示模型
2、实验目的：
掌握人机交互界面表示模型中的GOMS、LOTOS和UAN的方法。
3、实验要求：
1、简述GOMS和LOTOS表示模型的方法。
2、结合GOMS和LOTOS对任务“中国象棋对弈”进行描述。
4、实验内容：
1、简述GOMS和LOTOS表示模型的方法。
GOMS是在交互系统中用于分析用户复杂性的建模技术，主要被软件设计用于建立用户行为模型。
GOMS模型是一个缩写术语，G代表Goals（目标）、O代表Operations（操作）、M代表Methods（方法）、S代表Selectionrules（选择规则）。
GOMS模型是关于用户在与系统交互时使用的知识和认知过程的模型。
GOMS模型主要用于指导第一代（命令行）和第二代（WIMP）人机交互界面的设计和评价。
GOMS采用了分而治之的思想，将一个任务进行多层次的细化，通过目标，操作，方法及选择规则四个元素来描述用户行为。
1.确定最高层的用户目标。
2，写出具体的完成目标的方法。
3，写出子目标的方法。
LOTOS时序关系说明语言。
是一种作为国际标准的形式描述语言，他提供了一种通用的形式语言，可保证描述不存在二义性，便于分析和一致性测试理论的研究。
特点是适于描述解决并行，交互，反馈和不确定性问题的一系列系统的设计。
用GOMS模型描述任务的分解过程，用LOTOS给出子任务之间的约束关系，可以增加两种表示模型的表示能力。
2、结合GOMS和LOTOS对任务“中国象棋对弈”进行描述。
5、心得（结论）
通过实验，对于人机交互界面表示模型中的GOMS、LOTOS和UAN的方法和概念等有了一个简单的认识，可以帮助以后的学习。
实验报告
专业软件工程
课程名称人机交互的软件工程方法
学号
姓名
辅导教师成绩
实验日期
实验时间
2学时
1实验名称：
WEB界面设计
2、实验目的：
掌握WEB界面设计的原则，了解页面内容、风格、布局、色彩设计的方法。
3、实验要求：
1、找到三种类型的网站：
旅游景区、购物网站、政府部门网站，每种类型找三个以上网站，总结功能、布局、风格、色彩设计有什么相同和不同。
4、实验内容
旅游网站
购物网站
政府网站
1.旅游网站：
内容上简洁明确，直接显示了很多观光景点以及价格、订票系统等，很有目的性，在“同”字型的网站布局下，用导航栏以及侧边栏中都有确的旅游景区提示，中间则是一些热门景区的图片来吸引浏览者的眼球在色彩方面则是以自然、清新的颜色搭配，配合正式的字体来表现本网站体现其正规性。
参考网站搜狐旅游腾讯旅游等
2. 购物网站：
内容上清晰明了，由于物品种类繁多，分类的层次结构比较明确，这些网站一般都采用自由式布局，图片和文字大都以链接的形式存在于网页中其信息量极其巨大在色彩方面这些网站用大量的图片和鲜亮的文字展现物品的优点。
同时其链接的价格显示和订单系统都做得相当出色非常人性化。
参考网站淘宝京东
3、政府部门网站一般采用“同”字结构布局，页面结构清晰，主次分明。
缺点：
太过规矩呆板，色彩单
调，均采用红色为基调。
风格大部分一样，整体格调肃穆，严谨，色彩单调，给人一种严肃认真的感觉。
主要显示及时重要的大事件，更新速度快，传播内容广泛且真实。
参考网站中国中央人民政府
5、心得（结论）
通过对比不同网站的风格，得出了许多关于不同类型的网站的设计的方法，对于网站的前台设计有一定的帮助，也是人机交互关于界面设计的一项重要内容，所以，一个好的界面对于用户来说也是一种美的体验，可以增加用户的好感和使用度。
实验报告
专业软件工程
课程名称人机交互的软件工程方法
学号
姓名
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