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眼控/触控类游戏对儿童学习的差异性研究

眼控/触控类游戏对儿童学习的差异性研究

作者：周天宇东南大学

学位级别：硕士

随着智能化的发展,智能设备正广泛运用于低龄化群体的日常生活之中。基于智能设备的教育游戏不断推进儿童教育的数字化发展,儿童受教育的方式也随着信息化的发展而变化。未来的儿童教育游戏人机界面将不仅限于传统的键鼠交互方式,而倾... 详细信息

随着智能化的发展,智能设备正广泛运用于低龄化群体的日常生活之中。基于智能设备的教育游戏不断推进儿童教育的数字化发展,儿童受教育的方式也随着信息化的发展而变化。未来的儿童教育游戏人机界面将不仅限于传统的键鼠交互方式,而倾向于视觉、触觉、听觉等多通道交互方式。其中眼控交互方式在教育游戏中的应用无疑具有前瞻性的研究价值。本文以儿童教育游戏为背景,首先对儿童认知心理特征及教育游戏进行分析,获取学龄期儿童这一特殊群体的相关理论支撑,并结合眼控和触控两者的具体特性、实现方式以及交互手段,开发出一款基于实验的儿童教育游戏。其次是从行为绩效和主观评价角度分别探究不同时间压力条件下眼控和触控类游戏对儿童学习的差异性,并通过终结性测试检验眼控和触控对儿童教育的传达效果。最后结合专家评价制定出较为完善的儿童教育游戏学习可达性评价指标,为今后儿童教育游戏的设计、改进和评价提供有效的参考依据。通过实验,本文获得了以下研究结果:(1)本文依据儿童认知心理特征及教育游戏的特点,考虑适用于学龄期儿童的眼控和触控的操作界面和操作方式,设计出一款适用于儿童的眼控/触控类教育游戏。(2)在无时间压力以及不区分性别的情况下,儿童均能顺利完成眼控和触控类教育游戏且行为绩效成绩并无显著差异,但在区分性别的情况下,女生相比于男生取得了更好的成绩。与此同时,运用NASA-TLX主观评价法验证发现,眼控和触控对儿童的主观认知负荷并无显著差异,但各项系数之间存在差异,其中努力程度和业绩水平并无差异,眼控的体力需求、脑力需求和受挫程度均显著小于触控,但眼控的时间需求水平相比触控更高。(3)在无时间压力下,使用纸笔测验的终结性测试发现,眼控和触控均能对儿童进行一定效果的教育传达,其中眼控这一交互方式相比触控在进行教育传达时效果更好。(4)在有时间压力下,眼控成绩显著差于触控,且有时间压力组成绩均差于无时间压力组,表明在一定时间压力条件下,儿童使用眼控相比于触控具有更低的有效性。(5)运用儿童对眼控/触控教育游戏的满意度量表,发现眼控相比触控,能够给儿童带来更多的新奇感,且在使用过程中的体验和舒适程度更好。(6)运用德菲尔法进行专家评估,制定和完善了教育游戏学习可达性评价指标,并通过层次分析法计算得出评价指标的各项权重。促使儿童父母或教师根据指标对教育游戏进行考量,从而避免盲目选择,也为教育游戏的开发制作提供依据。

关键词：儿童教育游戏眼控触控行为绩效评价指标

虚拟现实中眼控与头控选中运动目标的操作特性差异研究

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虚拟现实中眼控与头控选中运动目标的操作特性差异研究

作者：孙晨华东师范大学

学位级别：硕士

随着无线便携式虚拟现实(VR)头盔的发展,便携式交互方式成为关键。眼控和头控是两种潜在的相似的重要交互方式,明确两者的使用场景非常重要。选中静止目标和运动目标是VR中最常见的交互场景。过往研究主要关注眼控与头控在选中静止目标... 详细信息

随着无线便携式虚拟现实(VR)头盔的发展,便携式交互方式成为关键。眼控和头控是两种潜在的相似的重要交互方式,明确两者的使用场景非常重要。选中静止目标和运动目标是VR中最常见的交互场景。过往研究主要关注眼控与头控在选中静止目标场景下的操作特性差异,结果显示头控的操作效率优于眼控。然而,很少有研究者探讨眼控与头控在选中运动目标时的操作特性差异。眼控具有稳定平滑追踪运动目标的特性,因此猜测相比于选中静止目标,在选中运动目标场景下,眼控相对头控的操作效率差异将减小甚至优于头控。因此本研究的目的是系统探讨在选中远离和靠近运动目标场景下眼控与头控的操作特性差异。实验一共招募了50名在校大学生(24名男性,26名女性)参与实验。他们通过佩戴虚拟现实头盔,分别使用眼控和头控将一个光标小球快速准确地放入一个沿着弧线远离光标(实验一,远离运动)或者靠近光标(实验二,靠近运动)运动的更大的半透明目标球内。实验改变了目标的移动速度(静止,5°/s,10°/s,15°/s)、光标与目标之间的初始距离(20°,40°,60°)和光标与目标的大小差异(目标容差:4°,8°,12°)。实验结果显示,在选中静止目标时,头控完成任务的操作时间小于眼控,支持了以前的研究结果,但是选中远离运动目标与靠近运动目标,眼控与头控的操作效率差异存在不同。选中远离运动目标时,眼控的操作时间小于头控,支持了我们的猜测,并且当目标速度为5°/s时,两者的操作时间差异达到最大。随着目标速度的进一步增大,两者的时间差异逐渐减小。此外,两者的操作时间差异还受到了目标容差的影响。相反,在选中靠近运动目标时,眼控没有表现出操作效率优势,头控的操作时间显著低于眼控,并且随着目标速度的增大,头控的操作时间优势逐渐增大。但是,头控与眼控的相对时间优势基本不受移动距离和目标容差的影响。我们进一步将眼控和头控的移动过程划分成弹射阶段(光标从起点到第一次与目标外切)和调整阶段(光标从第一次与目标外切到完全放入目标球内),结果显示,在远离和靠近运动中,眼控与头控的操作时间差异在两个阶段都表现出了相似的变化规律。本研究证明了在远离运动和靠近运动中,眼控与头控的操作时间特性存在差异,进一步丰富了眼控与头控的应用场景,对VR场景中的眼控和头控的交互设计以及高效交互方式选择提供了重要参考。

关键词：头控眼控远离运动靠近运动

虚拟现实环境中两阶段模型准确描述眼控完成放置任务的操作特性

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虚拟现实环境中两阶段模型准确描述眼控完成放置任务的操作特性

作者：孙翰彬华东师范大学

学位级别：硕士

眼控能够为便携式虚拟现实设备提供交互,正逐渐成为虚拟现实应用中的重要交互方式。研究眼控的操作行为表现和建立运动行为模型非常重要,能够为交互设计提供重要参考。然而,过往研究一致缺乏能够准确描述眼控操作行为表现的模型,原因可... 详细信息

眼控能够为便携式虚拟现实设备提供交互,正逐渐成为虚拟现实应用中的重要交互方式。研究眼控的操作行为表现和建立运动行为模型非常重要,能够为交互设计提供重要参考。然而,过往研究一致缺乏能够准确描述眼控操作行为表现的模型,原因可能与眼控在小范围交互和在大范围交互存在差异有关,因此,本研究的目的是建立准确描述眼控在两种范围内操作行为表现的模型。本研究招募了24名在校大学生(9男,15女),在虚拟现实环境中通过眼控将处于眼高高度的小球快速准确地放置到一个等高等深的更大的白色半透明的目标球内。研究设置了8个水平的移动距离(小球与目标球球心之间的距离:10°,20°,30°,35°,40°,50°,60°,70°)和4个目标容差(小球与目标球的直径差:5°,7°,9°,11°)。研究结果显示,随着移动距离的增大,总操作时间表现出了两阶段的变化。当移动距离从10°增加到35°,总操作时间缓慢增加。当移动距离超过35°后,总操作时间快速增加。进一步分析发现,总时间的两阶段变化与转头角度相关。眼控在移动距离35°之前,不需要转头参与,然而在移动距离超过35°之后,转头增加。我们进一步把移动过程划分成弹射阶段(光标从开始移动到目标附近)和调整阶段(光标缓慢放入目标球内),发现转头主要发生在弹射阶段,眼控主要在弹射阶段存在两阶段表现。因此我们提出两阶段函数分别描述移动距离在35°之前和之后的眼控操作表现。在移动距离35°之后,费茨定律很好地解释了本研究的数据(R=0.899);在移动距离35°之前,一个两部分函数(two-parts model)很好地拟合了眼控的操作表现(R=0.916)。本研究结果将对虚拟现实中眼控交互设计提供理论支持和应用指导。

关键词：费茨定律两阶段模型眼控虚拟现实

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眼控科技:计算机视觉融入交通和气象

机器人产业 2020年第5期 62-65页

作者：刘京运不详

刷脸打卡、刷脸解锁、刷脸支付,计算机视觉的应用越来越普及。可除了刷脸,它还能干什么?从2009年起,眼控科技围绕计算机视觉展开了深入研究,如今面向交通和气象领域推出了多项产品服务,并实现了落地应用。

关键词：计算机视觉气象领域眼控刷脸交通科技

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眼控智能LED台灯的设计

电子世界 2016年第8期 151-151,153页

作者：葛先雷南京科技职业学院

人在疲劳状态下的生理指标会偏离正常值,因此可以通过指标来判断人是否进入疲劳状态。目前基于眼动机理研究疲劳的算法有很多种,广泛采用的算法包括PERCLOS,即将眼睑闭合时间占一段时间的百分比作为生理疲劳的测量指标。

关键词：眼控 LED台灯智能设计

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PC制造商关注眼控、手控、声控和触控

科技创业 2013年第1期 65-66页

作者：汤姆.西蒙奈特

PC制造生希望新的人机交互界面方式会迅速提升销售。在CES上，出现了很多可以用眼神、手势、声音甚至表情控制计算机、电视以及其他设备的产品。这些技术将赋予计算机等设备新功能，让它们变得更易使用，也许还能让依赖个人计算机销售... 详细信息

PC制造生希望新的人机交互界面方式会迅速提升销售。在CES上，出现了很多可以用眼神、手势、声音甚至表情控制计算机、电视以及其他设备的产品。这些技术将赋予计算机等设备新功能，让它们变得更易使用，也许还能让依赖个人计算机销售的公司前景变得更美好。业界数据显示，随着消费者的注意力转向智能手机和平板电脑，他们对台式电脑和笔记本电脑的兴趣正在减少。

关键词：制造商 PC 控制计算机眼控手控声控人机交互界面个人计算机

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基于眼部坐标提取算法的眼控智能眼镜

电子制作 2021年第17期29卷 52-55页

作者：谢超株洲长远智造股份有限公司湖南株洲412000

本眼控智能眼镜是依托于智能家居这种在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种智能设备连接到一起,提供家电控制的功能和手段,使用者通过自己眼球的移动,来控制有一定距离的联网家用电器和智能手机端。智能... 详细信息

本眼控智能眼镜是依托于智能家居这种在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种智能设备连接到一起,提供家电控制的功能和手段,使用者通过自己眼球的移动,来控制有一定距离的联网家用电器和智能手机端。智能眼镜产品的设计由系统整体设计、硬件设计、手机APP设计、智能家居设计、电脑端设计等部分组成。

关键词：眼控智能设备

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眼控遥控器:靠眨眼搞定iPod

实用影音技术 2008年第5期 5-5页

正所谓科技来自于惰性，自从随意挥一挥手就能操控身边的电器用品之后，被宠坏的人类便开始打着“如果连手都不用动该有多好”的坏主意。由大阪大学的谷口大洋教授所带领的研究团队开发出一款眼控遥控系统。内含电脑芯片及红外线感应器... 详细信息

正所谓科技来自于惰性，自从随意挥一挥手就能操控身边的电器用品之后，被宠坏的人类便开始打着“如果连手都不用动该有多好”的坏主意。由大阪大学的谷口大洋教授所带领的研究团队开发出一款眼控遥控系统。内含电脑芯片及红外线感应器，能藏身于镜框中，精确的辨识出使用者是自然眨眼还是故意眨眼，进而靠眨眼控制iP0d上的播歌顺序，

关键词： iPod 眼控遥控器红外线感应器遥控系统大阪大学电脑芯片使用者

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眼控驾车系统疲劳驾驶克星

走近科学 2010年第6期 96-96页

《科学日报》近日报道，德国柏林自由大学的科学家们为汽车驾驶者带来了一种全新的规则：使用他们开发的eyeDriver软件，驾驶者能通过眼睛引导汽车朝不同的方向行驶。

关键词：疲劳驾驶系统驾车眼控驾驶者科学家 r软件日报