本書系統(tǒng)地闡述了真實(shí)感用戶界面的概念、模型、交互技術(shù)、設(shè)計(jì)評(píng)估方法和關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)。全文由真實(shí)感用戶界面概述、用戶模型、真實(shí)感用戶界面設(shè)計(jì)方法、真實(shí)感交互技術(shù)、真實(shí)感用戶界面的關(guān)鍵應(yīng)用以及評(píng)估方法等內(nèi)容組成．本書可以供從事人機(jī)交互方向的科研和從業(yè)人員參考。
本書是專門介紹基于現(xiàn)實(shí)的交互界面的實(shí)用圖書。基于現(xiàn)實(shí)的交互界面，引領(lǐng)人機(jī)交互趨勢(shì)。
序
用戶界面是交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，用戶界面的開發(fā)工作量占到系統(tǒng)的一半以上，用戶界面是決定用戶體驗(yàn)的主要因素，提高用戶界面的開發(fā)效率、提高用戶界面的可用性是軟件工程中的重要任務(wù)。
界面范式是為實(shí)現(xiàn)這目的而提出的重要概念，是交互式系統(tǒng)開發(fā)的指導(dǎo)思想，它是用戶界面高效、高質(zhì)量開發(fā)的前提。人機(jī)交互的歷史是界面范式不斷變遷的歷史，經(jīng)歷了命令行界面、圖型用戶界面到自然用戶界面。圖形用戶界面也稱為WIMP界面，是由視窗（Windows）、圖標(biāo)（Icon）、菜單（Menu）以及指點(diǎn)設(shè)備（Pointer）所組成的縮寫，它以桌面計(jì)算為隱喻，具有直接操作，可見即可得等優(yōu)點(diǎn)，廣泛使用了近半世紀(jì)，開發(fā)了辦公軟件、管理軟件、瀏覽器等主流軟件，造就了個(gè)人電腦時(shí)代的輝煌。
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普適化和虛擬化，出現(xiàn)了普適計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等新的計(jì)算環(huán)境，人們開始對(duì)WIMP界面進(jìn)行了批判，其主要缺點(diǎn)是：WIMP界面以桌面為隱喻，制約了人機(jī)交互，計(jì)算機(jī)的輸入/輸出帶寬不平衡，WIMP界面采用順序的對(duì)話模式，僅支持精確和離散的輸入，不能處理同步操作，不能利用聽覺和觸覺等。為了克服這些缺點(diǎn)，提出了自然用戶界面的概念。Jacob等人從2006年提出了基于現(xiàn)實(shí)的交互，其核心思想是讓人們?cè)诤陀?jì)算機(jī)的交互更接近于現(xiàn)實(shí)，根據(jù)接近現(xiàn)實(shí)的程度，分為四個(gè)階段：物理感知，身體意識(shí)和技能，環(huán)境意識(shí)和技能，以及社會(huì)意識(shí)和技能。
本書作者在Jacob等人的概念知框架的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了基于現(xiàn)實(shí)交互的應(yīng)用實(shí)踐，總結(jié)了相關(guān)的技術(shù)和方法，包括設(shè)計(jì)方法、交互技術(shù)和評(píng)估方法。作者開展的應(yīng)用實(shí)踐包括兒童漢字學(xué)習(xí)、兒童講故事和兒童音樂。
我們已經(jīng)進(jìn)入了萬物互聯(lián)時(shí)代，大量交互設(shè)備出現(xiàn)，體現(xiàn)人們視、聽、觸覺的自然交互，迫切需要新的計(jì)算范式、人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，為以自然為特點(diǎn)的交互范式的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
希望本書的出版能夠使更多的學(xué)者開展人機(jī)交互界面范式的研究和實(shí)踐，加速我國人機(jī)交互的新的革命。
基于現(xiàn)實(shí)的交互不僅要解決人和物的關(guān)系，更要解決人和人的關(guān)系和人和自然的關(guān)系�；诂F(xiàn)實(shí)的思想和中國傳統(tǒng)的文化思想是一致的，我國可以充分利用這個(gè)優(yōu)勢(shì)發(fā)展我國人機(jī)交互，進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的國際領(lǐng)先水平。
戴國忠
2017年8月
呂菲，女，博士，北京郵電大學(xué)數(shù)字媒體與設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院講師，碩士生導(dǎo)師，此前曾任職于中國科學(xué)院軟件研究所，現(xiàn)擔(dān)任中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)人機(jī)交互專業(yè)委員會(huì)委員、中國工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)信息與交互設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì)北郵通訊員。研究領(lǐng)域?yàn)槿藱C(jī)交互，在ACM CHI、ACM CSCW、IJHCS、IJHCI等國際學(xué)術(shù)期刊/會(huì)議上發(fā)表論文6篇，在《中國科學(xué)》《軟件學(xué)報(bào)》等重要期刊/會(huì)議上發(fā)表論文10余篇，申請(qǐng)發(fā)明專利5項(xiàng)（授權(quán)2項(xiàng)），作為負(fù)責(zé)人承擔(dān)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、北京市社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目等多項(xiàng)科研課題。田豐，男，博士，中國科學(xué)院軟件研究所研究員，副總工程師，人機(jī)交互北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首席科學(xué)家，國家優(yōu)秀青年基金獲得者。現(xiàn)擔(dān)任ACM SIGCHI中國分會(huì)主席、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)人機(jī)交互專委會(huì)秘書長(zhǎng)，擔(dān)任ACM TiiS、JVLC等人機(jī)交互領(lǐng)域國際期刊編委，作為負(fù)責(zé)人承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等國家重點(diǎn)項(xiàng)目。在ACM CHI、IJHCS、TPAMI、ACM CSCW等國內(nèi)外重要期刊/會(huì)議上發(fā)表/錄用學(xué)術(shù)論文近百篇，合作出版專著1部，申請(qǐng)發(fā)明專利12項(xiàng)（授權(quán)7項(xiàng)）。技術(shù)成果已覆蓋到國內(nèi)30多個(gè)省市，以及北美、歐洲、非洲等多個(gè)國家，并在協(xié)和、湘雅等大型三甲醫(yī)院及國家跳水隊(duì)、羽毛球隊(duì)等多個(gè)國家隊(duì)成功應(yīng)用。另外，作為第一完成人獲得2015年度北京市科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。
|第一部分| 概述
第1 章 用戶界面概述 // 002
1.1 用戶界面的發(fā)展歷史 // 002
1.2 用戶界面范式 // 004
1.3 WIMP 界面的批判 // 005
1.4 用戶界面的新趨勢(shì) // ..6
1.5 本書的動(dòng)機(jī)和主題 // 012
參考文獻(xiàn) // 014
第2 章 基于現(xiàn)實(shí)的交互界面概述 // 017
2.1 基本概念 // 017
2.2 現(xiàn)實(shí)層級(jí) // 018
2.3 RBI 的作用和意義 // 020
2.4 RBI 的發(fā)展現(xiàn)狀 // 022
2.5 RBI 的問題和挑戰(zhàn) // 023
參考文獻(xiàn) // 024
|第二部分| 技術(shù)和方法
第3 章 基于現(xiàn)實(shí)的交互界面設(shè)計(jì)方法 // 028
3.1 基于現(xiàn)實(shí)的交互界面設(shè)計(jì)流程 // 028
3.2 基于現(xiàn)實(shí)的反饋設(shè)計(jì)方法 // 033
參考文獻(xiàn) // 045
第4 章 基于運(yùn)動(dòng)模型的交互技術(shù) // 048
4.1 基于運(yùn)動(dòng)模型的筆尾手勢(shì)交互技術(shù) // 049
4.2 虛擬圓規(guī)交互技術(shù)TTR // 081
4.3 基于運(yùn)動(dòng)模型的手臂伸展交互技術(shù) // 090
參考文獻(xiàn) // 112
第5 章 基于現(xiàn)實(shí)的交互界面評(píng)估方法 // 120
5.1 理論評(píng)估模型 // 120
5.2 定性評(píng)估方法 // 124
5.3 生理評(píng)估方法 // 126
5.4 基于現(xiàn)實(shí)層級(jí)的評(píng)估框架 // 130
參考文獻(xiàn) // 140
|第三部分| 應(yīng)用實(shí)踐
第6 章 兒童漢字學(xué)習(xí)領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)踐 // 146
6.1 背景 // 147
6.2 兒童漢字學(xué)習(xí)調(diào)研 // 149
6.3 傳統(tǒng)群組游戲調(diào)研 // 151
6.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì) // 154
6.5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) // 157
6.6 實(shí)地研究 // 158
參考文獻(xiàn) // 164
第7 章 兒童講故事領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)踐 // 168
7.1 背景 // 168
7.2 兒童日常游戲調(diào)研 // 172
7.3 傳統(tǒng)皮影戲調(diào)研 // 173
7.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) // 177
7.5 實(shí)地研究 // 181
7.6 用戶體驗(yàn) // 182
參考文獻(xiàn) // 189
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