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跨设备交互场景下参照域构建设计策略研究

跨设备交互场景下参照域构建设计策略研究

作者：成婉莹湖南大学

学位级别：硕士

随着普适计算时代的到来,人们身边智能设备的数量日益增加,跨设备交互的场景也越来越普遍。特别是在智能家居场景中,许多任务都需要用户在不同功能的设备之间切换,如何让用户便捷、优雅地从一个设备切换到另一个设备是提升产品用户体验... 详细信息

随着普适计算时代的到来,人们身边智能设备的数量日益增加,跨设备交互的场景也越来越普遍。特别是在智能家居场景中,许多任务都需要用户在不同功能的设备之间切换,如何让用户便捷、优雅地从一个设备切换到另一个设备是提升产品用户体验必须考虑的一个问题。在设备切换过程中,用户需要通过某种交互操作向系统传达跨设备的意图和目标,而系统则需要提供一套能准确指向目标设备的引用方式或语言。在过往研究中,这一过程被称为构建参照域。已有研究表明不同场景下用户对参照域构建提出了不同的要求,本研究主要讨论跨设备内容传输场景下参照域构建的方式和策略,具体包括两个方面:（1）跨设备内容传输场景下参照域构建的基本特征与方式;（2）不同任务状态下的参照域构建的用户体验差异。本研究首先运用文献研究的方法从交互的可见性的角度分析了参照域构建的基本特征;然后从参照类型和工件数量两个特征维度梳理了四种参照域构建方式,即物理的（physical）、物理耦合的（coupled physical and digital）、数字的（digital）、自然的（natural）;最后通过一次30个样本的“绿野仙踪（Wizard of Oz）”实验,对单一任务状态和主次任务状态下不同参照域构建方法的用户体验（包括实用体验、享乐体验、任务负担层三个方面）进行评估。本研究聚焦跨设备内容传输场景,比较分析了各种参照域构建方式在不同任务状态下的优势及相关用户体验挑战,提出的分析框架和设计策略具有一定创新性,有助于设计人员打造具有良好用户体验的跨设备交互方案。

关键词：跨设备交互内容传输参照域设计策略用户体验

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基于跨设备交互体验的音频播控系统设计研究

基于跨设备交互体验的音频播控系统设计研究

作者：杨然伊湖南大学

学位级别：硕士

在智能技术更新换代、市场需求持续增长和国家政策大力支持三方面的产业背景下,智能设备正以前所未有的速度发展,并催生了新的人机交互模式。智能设备的跨设备功能融合、跨设备数据融合、跨设备生态融合,不仅被纳入企业的重要发展战略,... 详细信息

在智能技术更新换代、市场需求持续增长和国家政策大力支持三方面的产业背景下,智能设备正以前所未有的速度发展,并催生了新的人机交互模式。智能设备的跨设备功能融合、跨设备数据融合、跨设备生态融合,不仅被纳入企业的重要发展战略,同时也成为人机交互领域学术研究的焦点。在当前的跨设备交互研究中,跨设备交互体验及设计研究中心度高、密度低,表明相关的理论体系研究价值高、研究潜力大。在理论框架层面,对于跨设备交互体验目标、体验影响因素还少有定论;在研究方法层面,传统基于图形用户界面的交互体验研究范式、评估方法和指标已经不适用于跨设备交互体验;在设计方法层面,基于用户需求调研的设计方法难以指导跨设备交互的设计。本文以基于大数据的文献计量方法对跨设备人机交互相关文献进行定量分析,快速抓取领域内研究焦点、趋势与关键文献,构成研究的文献知识库。在研究中,首先通过概念图法链接跨设备交互情境相关的概念和特征,基于关键的情境维度构建了跨设备交互的情境框架,定义了跨设备交互的边界和关键问题。然后,结合理论分析和实践修正推导跨设备交互过程中的体验问题,并以卡片分类法进行归纳,提出对应的跨设备交互体验目标,从而构建情境-体验-设计之间的映射关系模型和跨设备交互的体验框架。再者,将理论框架应用于跨设备音频播控系统的设计分析和评估实验,并提出基于跨设备交互体验的设计模型,推导设计策略。最后,以体验理论和设计策略指导跨设备音频播控系统的交互设计与视觉设计实践,并开展原型实验评估设计方案的跨设备体验。对于跨设备交互体验理论及设计方法,从分析设计案例、评估用户体验和输出设计方案三个层面验证了其可行有效。本文在理论层面,构建了跨设备交互体验相关的理论框架,为定义跨设备交互情境、分析跨设备交互体验和指导跨设备交互设计建立了学术研究基础;在方法模型层面,基于体验视角提出了一套面向跨设备交互的设计方法和设计评估方法,为今后跨设备交互领域的体验设计和评估提供了可借鉴的方法和流程;在应用层面,针对音频播控这一关键的跨设备情境,将文中提出的跨设备理论、模型和方法应用到设计实践和案例评估中,探讨了智能设备在特定情境中的跨设备交互特性,为今后智能设备的设计开发提供参考。

关键词：跨设备交互交互情境用户体验交互设计音频播控系统

基于扩展Web技术的跨设备交互框架的研究与实现

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基于扩展Web技术的跨设备交互框架的研究与实现

作者：李齐雨西北大学

学位级别：硕士

随着手机、AR和VR等新兴设备的爆发式增长,Mark Weiser提出的普适计算越来越接近现实。人机交互也不再局限于固定单一的用户界面上,交互任务通常需要由多个设备协同完成,这种跨越设备的交互实现具有非常大的潜力和意义。但是目前的应用... 详细信息

随着手机、AR和VR等新兴设备的爆发式增长,Mark Weiser提出的普适计算越来越接近现实。人机交互也不再局限于固定单一的用户界面上,交互任务通常需要由多个设备协同完成,这种跨越设备的交互实现具有非常大的潜力和意义。但是目前的应用开发框架都不能提供跨设备开发相关的支持。开发人员使用现有框架构建跨设备交互应用时需要花费大量的时间处理设备间通信和分布式用户界面等问题。由于现代设备硬件能力的增强,这些年来涌现了不少关于跨设备交互相关的研究。但大多数研究都是基于额外的硬件增强设备或者需要复杂的配置,而这些硬件和配置对于普通用户来说是昂贵和繁琐的,并且大多只针对室内使用。本文提出了一种跨设备Web应用开发原型框架Cross-Touch。开发者通过框架可以轻松构建针对消费设备的通用跨设备应用并无需关注底层的协议和传输细节,从而有效的降低了跨设备应用开发的周期,提高了开发效率。本文详细描述了Cross-Touch的总体设计和架构。通过开发者研究说明Cross-Touch在跨设备交互应用的开发中是可行且高效的。

关键词：普适计算跨设备交互开发框架

增强现实环境下基于跨设备交互的远距离选择技术研究

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增强现实环境下基于跨设备交互的远距离选择技术研究

作者：史哲凡吉林大学

学位级别：硕士

目标选择是人机交互领域中的基础任务之一,目前在增强现实环境中最通用的射线选择方法是头部射线手势选择和手部射线选择。然而这两种方式存在诸多缺陷,尤其在远距离小目标和密集目标选择任务中存在疲劳程度高和海森堡效应等问题,导致... 详细信息

目标选择是人机交互领域中的基础任务之一,目前在增强现实环境中最通用的射线选择方法是头部射线手势选择和手部射线选择。然而这两种方式存在诸多缺陷,尤其在远距离小目标和密集目标选择任务中存在疲劳程度高和海森堡效应等问题,导致目标选择速度和准确率大幅降低。针对上述问题,本文提出两种基于跨设备交互的目标选择技术,弥补增强现实头盔自带手势识别方案的不足,结合多种输入通道,发挥各设备在姿态感知方面的优势。技术采用逐步精化思想和圆锥选择方法,用户通过范围选择和精细选择两阶段来完成一次选择,提高远距离小目标选择的效率。本文也分别设计了针对这两项技术的精细选择阶段目标判断算法,可以通过用户的手部位置、移动方向或扭转角度,计算出用户想要选择的物体,同时减少用户的手部移动距离。两种技术可以做到完全自内向外感知,在室外环境仍可使用。两种技术以提高效率、保持交互自然性和沉浸体验为原则,根据对参与交互设备的能力划分,一种是基于增强现实眼镜和智能手表的Watch Cursor,用户通过在空间中移动手部完成目标选择,可以单手完成,对设备要求较低;另一种是基于眼动追踪和智能手表的Eye Watch,用户通过眼动和手腕转动来选择目标,使用双手完成操作,左右手分别控制转动角度和进行确认手势,适用场景更广。第一种技术中,本文通过实验研究用户使用传统手部射线选择的不同深度物体的抖动情况以及手部移动距离和物体区分效率的关系,确定关键参数,完成最终设计。在第二种技术中,本文通过对用户手腕转动稳定性和眼动抖动情况,优化选择技术,确定相应参数。设计完成后,本文依照衡量目标选择的基本原理,参考三维环境中目标选择相关研究,结合技术特点设计实验,对两种选择技术的效率和主观使用感受进行评价。实验结果表明,本文提出的技术在选择远距离小目标的准确率和平均时间方面,对比通用方法有显著提升,较经典的两步选择方式有一定提升,并且具有保持沉浸感的优势,更加适合增强现实环境,其中第二种技术疲劳程度更低,具有一定的隐私性优势。实验结果对于增强现实环境中选择方式的设计具有参考意义。最后,本文还实现了用于跨设备交互的模块化通信平台,该平台支持任意软硬件扩展,融合各输入通道的数据;针对技术的特性提出一些应用,如扇形菜单、目标操作等,用来展示该选择技术和其它操作相结合的潜力。

关键词：人机交互增强现实三维目标选择跨设备交互眼动追踪智能手表逐步精化

跨设备的自然交互方式研究 ——以富内容演示系统设计为例

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跨设备的自然交互方式研究 ——以富内...

作者：颜晶晶上海交通大学

学位级别：硕士

如今，手持智能设备已具备迅驰的运算能力，囿于屏幕尺寸限制，难以单独胜任复杂的任务。本文结合手持设备和桌面设备的优势，探讨跨设备交互方式，并将其应用在一个内容演示系统的设计上。传统的内容演示软件按线性结构组织内容，无法... 详细信息

如今，手持智能设备已具备迅驰的运算能力，囿于屏幕尺寸限制，难以单独胜任复杂的任务。本文结合手持设备和桌面设备的优势，探讨跨设备交互方式，并将其应用在一个内容演示系统的设计上。传统的内容演示软件按线性结构组织内容，无法很好地表达教育式演讲意图传达的包含层级关系的知识树结构，使用的交互方式也不够直观。本设计使用手持设备作为控制端，桌面设备作为显示端，用手持设备分离式的控制演示内容的切换。同时设计了一套基于网络技术的，按层级结构组织的内容节点，并配合动画语义表达的演示系统，打破传统演示幻灯片单一的线性叙事方法和一维内容结构，按照层级结构组织内容。在自然的交互方式和新型的演示系统的配合下，演讲者能够更为顺畅的用演示内容协助讲述，听讲人也能更直观的理解知识点之间的层级结构。

关键词：跨设备交互自然交互演示系统设计交互设计

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眼动跟踪实现的跨设备分布式注意力感知界面

计算机辅助设计与图形学学报 2017年第9期29卷 1713-1724页

作者：程时伟沈晓权陆煜华孙志强浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310023

为了提高用户在跨设备交互环境下的输入操作效率,减小视觉注意力在不同设备间切换时产生的认知负荷,提出基于眼动跟踪的跨设备注意力感知界面技术.首先提取设备屏幕边缘,结合屏幕几何特征和颜色直方图进行不同设备的识别,基于支持头部... 详细信息

为了提高用户在跨设备交互环境下的输入操作效率,减小视觉注意力在不同设备间切换时产生的认知负荷,提出基于眼动跟踪的跨设备注意力感知界面技术.首先提取设备屏幕边缘,结合屏幕几何特征和颜色直方图进行不同设备的识别,基于支持头部运动的瞳孔-反光点向量模型计算注视点坐标数据,并根据驻留时间和多设备协同机制识别目标感兴趣区;然后建立分布式感知用户界面的任务管理模型,控制任务的分发、中断与继续以及评估,并利用产生式规则驱动用户界面的转换,提出界面设计的指导原则;最后设计与开发了一个面向跨设备阅读的感知界面原型系统,包括最后阅读位置提示、单词词义与例句自动注释等功能.用户测试结果表明,原型系统感知用户注意力在不同设备之间切换的准确率达到94%,并有效地提高了用户阅读理解水平、阅读效率以及主观满意度.

关键词：注视点分布式用户界面注意力感知界面跨设备交互

基于情境理论的跨设备协同学习场景体验设计研究

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基于情境理论的跨设备协同学习场景体验设计研究

作者：吕佳辉湖南大学

学位级别：硕士

随着信息时代的发展,个人智能设备的普及,用户通过在不同的设备上进行信息的转移来完成任务的现象呈现上升趋势,多屏与跨屏的行为已经成为常态,多个设备通过协作来完成任务也被称作跨设备协同。针对跨设备协同场景化使用的研究起步较晚... 详细信息

随着信息时代的发展,个人智能设备的普及,用户通过在不同的设备上进行信息的转移来完成任务的现象呈现上升趋势,多屏与跨屏的行为已经成为常态,多个设备通过协作来完成任务也被称作跨设备协同。针对跨设备协同场景化使用的研究起步较晚,同时存在对于协同功能交互场景化的设计和发展缺乏理论方法指导的问题。以高校学生学习场景为例,随着跨设备协同应用于学习任务的普及,普适化的协同功能交互方式逐渐难以满足完成学习任务的多样化交互操作需求,存在学习任务完成效率较低、交互匹配性较弱、操作体验不佳等问题,有必要进行系统化、场景化的跨设备协同交互体验研究。情境理论作为一种指导信息分析的框架,能够系统、全面地解释场景任务中各因素之间的关系,为功能交互和用户体验需求的分析提供理论支撑。本文主要采用文献研究、问卷调研和访谈研究等方法,针对高校学生群体,基于情境理论与体验设计相关理论,以学习场景典型任务为例,研究场景下用户的交互体验痛点和功能需求,提出了基于情境理论的学习场景跨设备协同交互体验设计策略,并通过实践和用户评价验证了策略有效性。本研究主要由理论研究、场景下情境信息研究、交互体验设计策略输出和设计实践四个部分组成。理论研究部分,基于对情境理论和体验设计理论的综述,提出将情境理论导入跨设备协同体验研究的研究思路,建立情境研究流程,以场景任务分析层和交互体验设计层构建基于情境理论的跨设备协同场景体验研究框架。情境信息研究部分,通过桌面研究和线下走查的形式获取了跨设备协同的功能现状、学习场景下的学习任务和情境因素。通过问卷法和访谈法获取了用户场景交互体验需求和体验痛点及体验影响因素,通过用户体验原话还原场景下典型任务情境及设备组合特征,并通过KANO模型将用户需求进行了归类和优先级分析。交互体验设计策略输出部分,通过对用户体验需求、场景任务和设备组合信息进行分析,进而提出了五大体验优化设计机会点,并结合用户体验的阶段流程提出学习场景跨设备协同体验设计策略。最后通过设计实践、用户实验和量表评价,验证了设计策略的有效性。结论显示,针对用户学习场景,基于情境理论的跨设备协同体验设计策略是有效的,能够帮助用户提高学习任务完成效率,提升用户使用跨设备协同功能的体验。该研究丰富了情境理论指导下交互体验设计研究的方法论,也为跨设备协同功能的场景化发展研究提供一定的参考与借鉴。

关键词：跨设备交互情境理论学习场景体验设计

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基于单基站的指向型设备交互方法研究

基于单基站的指向型设备交互方法研究

作者：陈林深圳大学

学位级别：硕士

受益于物联网技术的巨大进步,目前已有各种各样的智能设备进入到了人们的日常生活中,为人们节约了宝贵的时间和精力。然而随着智能设备数量的增加,在如今的智能家居环境下,用户发现从如此多的设备中去选择和控制设备变得越来越繁琐。为... 详细信息

受益于物联网技术的巨大进步,目前已有各种各样的智能设备进入到了人们的日常生活中,为人们节约了宝贵的时间和精力。然而随着智能设备数量的增加,在如今的智能家居环境下,用户发现从如此多的设备中去选择和控制设备变得越来越繁琐。为简化选择和控制智能设备的流程,在本论文中,我们提出了基于单基站的Wandatch系统用来解决这个问题。Wandatch系统能够为用户提供一种直觉的设备交互方式,用户可以通过用手指向想要控制的设备,使用手势来控制所指向的智能设备。Wandatch系统功能的实现依赖于设备选择模块和手势识别模块。本论文利用商用智能手表内置的传感器以及一个包含麦克风阵列的智能音箱来推断用户的空间位置和手的指向方向来实现设备选择。通过处理智能手表的运动传感器数据,本论文实现了十五个手势的免训练识别,包括五个方向手势和十个手写数字手势。在通过指向的方式选中设备后,用户可以通过预定义的手势向指向的设备执行不同的功能。除了用于操控智能设备功能的十五个手势以外,本论文还设计了一个激活手势作为唤醒Wandatch和选择设备的启动手势。为了能够准确的识别激活手势同时保持低误报率,本论文将手指双击手势(拇指与食指敲击)作为激活手势,并基于卷积自编码器和动态时间规整算法来实现激活手势的识别。在系统评估部分,本论文进行了全面的实验,对Wandatch在不同的设置下进行了测试,实验结果表明Wandatch能够实现精确的设备选择和手势识别。当我们将五台智能设备以稀疏的方式部署时,设备选择的平均精度为97.60%。当我们将五台智能设备以近距离摆放为”L”型时,设备选择的平均精度为94.11%。激活手势的识别精度和误报率分别为91.40%和1.61个/小时。对于控制手势识别部分,五个方向手势和十个手写数字手势的精度分别为99.67%和95.57%。一项与其他交互方式对比的用户调研结果显示,用户使用Wandatch可以以更快、更容易的方式来控制智能设备。此外,在完成实验后我们让用户对三种交互方式(Wandatch、手机应用以及语音控制)的十个指标进行了打分。Wandatch在该十个指标中有五个指标获得了最佳的用户评分。

关键词：物联网室内定位手势识别跨设备交互

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支持富媒体的多终端显示平台的研究与设计

支持富媒体的多终端显示平台的研究与设计

作者：肖洒山东大学

学位级别：硕士

产品与成果的展示是科研、生产等工作中的一个重要环节。产品与成果的展示也从简单的文字、图片发展到目前常见的多媒体形式。近年来,富媒体(Rich Media)的出现为产品与成果的展示提供了新的方法。富媒体是一种具有动画、声音、视频和... 详细信息

产品与成果的展示是科研、生产等工作中的一个重要环节。产品与成果的展示也从简单的文字、图片发展到目前常见的多媒体形式。近年来,富媒体(Rich Media)的出现为产品与成果的展示提供了新的方法。富媒体是一种具有动画、声音、视频和交互性的信息传播方法。目前展示产品与成果的设备多是分散的,不同的设备展示不同的媒体。为此,本文研究设计了一个支持富媒体的多终端显示集成平台,通过简单地旋转按钮和卡片操作即可完成不同媒体在其合适的设备上展示与操作控制,方便了产品与成果的展示。具体而言,本文设计的多终端显示集成平台包括集成RFID感应器和旋转按钮的控制桌子,且内嵌有可升降的全息显示装置;在桌子一端放置一个大屏显示器:在大屏显示器的上端悬挂着一台立体投影仪,将产生的立体画面投影到另一端远处墙上悬挂投影幕布。该平台的各设备通过1台服务器连接起来,组成一个有机的整体装备。其中,大屏显示器主要用于播放文字等一维数据以及视频、图片、等二维等富媒体内容;全息显示装置可用于展示简单地三维模型,不用佩戴专门的头戴设备如立体眼镜等即可产生三维立体画面;投影仪用于显示虚拟现实场景,通过立体眼镜进行沉浸感漫游。另外,系统还集成了基于头盔的移动虚拟现实展示系统和基于Hololens的增强现实展示系统,让用户通过在物理空间的走动漫游体验虚拟展示环境。产品和成果展示内容存放在远程的数据库中,RFID卡片里记录有相应的富媒体数据。用户通过选择不同的RFID卡片放在RFID感应器上,可以立即在合适的设备上显示其对应的内容。这种切换是实时和平滑的,使得本平台感觉上成为一个一个有机整体。旋转按钮的旋转和按压操作与各设备的操作进行了映射,使得用户通过旋转按钮操作即可操作不同的设备,控制媒体内容的播放。归纳的,本文的主要工作和贡献概括如下:1)研究设计了一个支持富媒体的多终端显示集成平台,通过简单地旋转按钮和卡片操作即可完成不同媒体在其合适的设备上展示与操作控制,方便了产品与成果的展示。2)给出了一种跨平台的简单交互方法,通过集成RFID感应器和旋转按钮,实现即可实现不同媒体内容在合适的设备上播放,并操作不同的设备,控制媒体内容的播放。该方法使用户交互更加方便、简单和直观。

关键词：富媒体富媒体展示跨设备交互虚拟现实全息显示 RFID