前言：中文期刊网精心挑选了人机交互技术范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
人机交互技术范文1
关键词：GIS；；人机交互；监控；管理
中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)22-5480-04
Research of Human-machine Communicative Technology in the Information System Based on WebGIS
WANG Rong-hao1, WANG Chuan1, CHEN Dong-hao2, YANG Qi-liang1
(1.Engineering Institute of Engineering Corps, PLA University of Science and Technology, Nanjing 210007, China; 2.Engineering Institute of NorthSea, Qingdao 266012, China)
Abstract: This thesis develops the WebGIS-based human-machine communicative system that can monitor, manipulate and administrate devices or infrastructure in the information system by means of using the technology of and GIS and integrating effectively the strategies of client-side and server-side. The purpose of the system is to make it possible to not only realize the functions of resizing the map and navigation but also show the current information of the devices or infrastructure and at the same time monitor them.
Key words: GIS; ; human-machine communicative; monitor; administrate
1 研究背景
在工程信息化建设和管理中，我们需要及时掌握工程所在处的地理信息、工程内部设备位置、工程中摄像头监控等信息。如果采用C/S技术，则需要客户机上安装客户端应用程序才能够完成各种功能，这给我们带来很大的不便。B/S结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。B/S架构的软件只需要管理服务器就行了，所有的客户端只需安装浏览器，根本不需要做任何的维护。只要有一台能够上网的电脑或者能连接到网络的PDA设备甚至手机就能使用，客户端零维护。系统的扩展非常容易，只要能上网，再由系统管理员分配一个用户名和密码，就可以使用了。
WebGIS技术是基于Web的地理信息系统，在实现实时监控和实时道路信息方面有着良好的用户体验和可视化效果。用过Goolgle地图的人就会发现WebGIS的便捷性和有效性。使用B/S策略开发基于Web的GIS系统，使管理者和决策者随时随地掌握工程现场的各种道路信息、设备信息、监控信息等，方便其及时做出决策。
2 系统功能设计
WebGIS的开发技术很多，我们用MapInfo公司开发的基于MapXtreme技术来设计WebGIS软件以完成所需的功能。MapXretme平台提供了一个高度可视化的、直观的组件，便于将地图功能集成到任何Web应用中，可以和.NET平美结合，可以支持在一个集中管理的服务器上运行地图应用，降低了硬件和管理成本，同时极大地提高了应用性能、可靠性和安全性。
1）地图
将矢量地图通过MapXtreme技术转化成GIF或者其他栅格图像，使用户可以通过www浏览器访问地图。MapXtreme支持java，可以完成多平台的地图缩放、平移操作。由于传递到客户端(浏览器端)的只是一幅经过高度压缩的栅格图像，而真正的矢量图像仍保留在服务器端，减少了网络传输负担，并且降低了原始数据被盗用的可能。
2）信息可视化
通过地图表达声音、图像、文字等信息，直观而且信息量丰富。
3）MapXtreme的地图化功能
① 专题图：利用晕渲、等级符号、独立值、点密度、饼图、直方图进行区域值的显示；
② 对象处理：合并、缓冲、相交、删除对象（点、线、面）、返回结果数据；
④ 绘制图层：允许开发人员绘制定制的地图对象，如尺标、天线传送方向箭头；
⑤ 查找：通过州名、ZIP码、城市名、街道名或客户名进行查找；
⑥ 广泛的数据源：使用通用的数据界面，包括ODBC、DAO、ClipBoard和OLE Data界面访问数据。
通过MapXtreme，用户可以在Web上基于电子地图的应用系统。所有的最终用户只需要安装浏览器即可访问服务器端的数据，用户可以很方便的对地图进行放大、缩小、漫游、查询、统计等操作。此外，MapXtreme还提供了许多强大的地图化功能，满足用户的不同层次的需要，包括：专题图、缓冲区分析、对象（地图）编辑、绘制图层、查找、直接读取LotusNotes、图层控制、空间选择、访问各种数据源等。
3 系统实现
单纯的服务器策略和客户端策略都有明显的局限性。当服务器策略涉及频繁的数据传输时，它们的效率受到网络宽带和网络负荷的严重影响。而在客户端策略中，当处理请求和处理能力不一致时，受计算能力的影响，某些任务可能运行缓慢，甚至根本无法完成。服务器端策略和客户端策略的有效组合则可以为问题的解决提供一个很好的方案。当涉及大量的数据操作和复杂分析任务时，可以让计算能力很强的服务器来处理。当涉及用户交互较多的任务时，可以用客户机进行处理。在这种情况下，服务器和客户机可以共享它们的性能和数据处理能力，从而合理的分配数据处理程序，使系统的整体性能最优。
1）地图制作
将图片光栅化后作为地图的底图。栅格图像转化为矢量图，将栅格图像进行配准，确定地图上各点的经纬度。然后根据图像配准布局地图，在栅格背景图的基础上通过MapInfo的画图工具做出各个图层，如道路，水路，植被等。
2）事件图层的管理控制
将事件信息写入地图的表中，在主程序中通过编写代码实现事件信息的查询、触发等。
3）优化WebGIS运行速度的方法
① 对每个图层设置Zoom范围；
② 启用COM+的Session池；
③ 启用Cache；
④ 用文件方式存储地图数据，将地图.tab文件存储在.mws工作空间当中。
4 关键技术
1）地图加载及放大、缩小、拖动等功能的实现
private Map GetMapObj(string mapAlias)
{ Map map = null;
if (mapAlias == null || mapAlias.Length
{ map = MapInfo.Engine.Session.Current.MapFactory[0];
}else
{ map = MapInfo.Engine.Session.Current.MapFactory[mapAlias];
if (map == null) map = MapInfo.Engine.Session.Current.MapFactory[0];
} return map;
}
private bool IsDirtyMapXtremeSession()
{ return (MapInfo.Engine.Session.Current.CustomProperties["DirtyFlag"] != null);
}
private bool IsUsersFirstTime()
{ return (HttpContext.Current.Session[StateManager.GetKey("Zoom")] == null);
}
public static void BeginRequest(System.Web.SessionState.HttpSessionState session, string mapAlias)
{ if (StateManager.GetStateManagerFromSession() == null)
{
StateManager.PutStateManagerInSession(new AppStateManager());
MapInfo.WebControls.MapControlModel controlModel = MapControlModel.GetModelFromSession();
}
StateManager.GetStateManagerFromSession().ParamsDictionary [StateManager.ActiveMapAliasKey] = mapAlias;
StateManager.GetStateManagerFromSession().RestoreState();
} public static void EndRequest()
{
StateManager.GetStateManagerFromSession().SaveState();
} #endregion
}
2）基于MapXtreme的鹰眼技术
鹰眼是除了主视图外的一个小视图窗口，用来显示全图，并用1个矩形表示大图的地图边界。点击鹰眼窗口时，地图自动定位到相应位置，当地图视图（包括缩放比例和中心）发生变化时，鹰眼上的导航矩形框相应变化，以指示用户当前所处的位置。
鹰眼的实现思路：在同一页面表单上放置2个MapControl控件,分别为地图主窗口(mainMapControl)和鹰眼窗口(overviewMapControl)，地图主窗口用于显示实际的地图，鹰眼窗口则需要将地图按合适的比例尺显示，然后在鹰眼窗口上创建1个图层，在该图层上添加1个矩形对象FeatureGeometry，该矩形的大小随着主图边界而变化。由于两个窗口的大小不同，需要经过1次比例转换，因此首先定义1个setView( )方法，该方法用于实现地图数据自适应任意大小地图窗口。当地图主窗口中的图形被缩放或者平移之后，在鹰眼窗口已有图层中加入1个临时层，在临时层上动态生成1个蓝色矩形，显示地图主窗口中显示的图形在整体地图中所处的位置。
系统中鹰眼功能的具体实现步骤如下：
① 判断用户是否对主地图窗口进行了缩放或平移操作，若没有变换则鹰眼窗口内容不变，若有变换则获取主地图窗口显示的地图范围。然后创建1个矩形对象并设置其颜色和宽度属性，创建窗口样式并设置样式属性；
② 判断鹰眼窗口的图层中是否已经存在临时图层，若存在则先清空临时图层中的所有对象；若不存在则创建1个临时图层并将临时图层加入到鹰眼窗口图层中；
③ 将矩形对象插入临时图层。到此系统即完成了鹰眼窗口的地图视图变换。
④ 通过让 Overview（概览图）和主地图使用相同的地图，我们可以将服务器上的计算负载降低到最低限度；仅在内存中保存一个地图可以降低应用程序的内存占用率，只有在地图发生更改时才需要渲染两次，一次用于渲染主地图，一次用于渲染概览图。
3）鼠标中键缩放功能的实现
MapXtreme 2008中，在Windows应用程序中自带鼠标中键缩放的功能，而在Web应用程序中却没有，如果能够实现会显得更加人性化。根据MapXtreme平台的组件开发技术原理，编写代码如下：
① 在页面的之前添加如下JavaScript代码：
function map_image()
{ var Img = document.getElementById("MapControl1_Image");
if (Img != null)
{ Img.attachEvent('onmousewheel', GetMouseWheelEvent());
}
}function GetMouseWheelEvent()
{ var mapImage = document.getElementById("MapControl1_Image");
var url = "MapController.ashx?Command=WheelZoom&Width=" + mapImage.width + "&Height=" + mapImage.height+ "&ExportFormat=" + mapImage.exportFormat + "&Ran=" + Math.random() + "&wheelvalue=" + event.wheelDelta;
if (mapImage.mapAlias)
url += "&MapAlias=" + mapImage.mapAlias;
try
{mapImage.src = url;
}
catch (e)
{ alert("Error!");
}}
② 在自定义的后台代码文件EagleEyes.cs中添加如下类：
[Serializable]
public class WheelZoom : MapBaseCommand
{ public WheelZoom()
{
Name = "WheelZoom";
} public override void Process()
{ int wheelvalue = int.Parse(System.Convert.ToString (HttpContext. Current.Request["wheelvalue"]));
MapControlModel model = MapControlModel. GetModelFromSession();
model.SetMapSize(MapAlias, MapWidth, MapHeight);
try
{MapInfo.Mapping.Map map = model.GetMapObj(MapAlias);
MapInfo.Geometry.Distance d;
if (wheelvalue > 0)
{d = new MapInfo.Geometry.Distance(map.Zoom.Value * 0.9, map.Zoom.Unit);
}else
{d = new MapInfo.Geometry.Distance(map.Zoom.Value * 1.1, map.Zoom.Unit);
}map.Zoom = d;
}
finally
{ System.IO.MemoryStream ms = model.GetMap(MapAlias, MapWidth, MapHeight, ExportFormat);
StreamImageToClient(ms);
}} }
③ 在页面加载处注册Command：
if (Session.IsNewSession)
{MapInfo.WebControls.MapControlModel controlModel = MapControlModel.GetModelFromSession();
mands.Add(new GetOverviewMapCommand());
mands.Add(new Info());
mands.Add(new WheelZoom());
}
4）地图视频监视事件的实现
将设备信息写入到地图文件中，自定义信息查询组件，当鼠标单击信息工具时获取图元的各种信息并显示。信息查询组件的开发技术原理与鼠标中键缩放功能的组件开发技术原理大体一致，这里不再赘述。
5 总结
本文介绍了利用MapXtreme技术和.NET平台开发信息化WebGIS系统的流程，实现了地图鹰眼、鼠标中键缩放、实时监控、设备信息监控等功能，详细阐述了实现过程中的关键技术，所开发的系统为管理和决策者提供了实时信息，方便其快速准确地做出决策。
参考文献：
[1] 王桥,张宏,李旭文,等.水资源地理信息系统[M].北京:科学出版社,2004.
[2] 孟令奎,史文中,张鹏林,等.网络地理信息系统原理与技术[M].北京:科学出版社,2005.
[3] 张建新,赵黎民.基于3S技术的县级土地利用数据库建设[J].国土资源科技管理,2008,25(4):67-70.
[4] 2.0揭秘[M].北京:人民邮电出版社,2007.
[5] Karli.C#入门经典[M].3版.北京:清华大学出版社,2006.
[6] 哈特 2.0经典教程[M].北京:人民邮电出版社,2007.
人机交互技术范文2
信息可视化技术的本质是“可视”，这正是“交互”的目的。本文试图构建“信息可视化理论模型”并将其在智能交互人才培养中的应用分为两个阶段进行介绍，以期提高智能交互人才培养的质量和效果。
关键词：
信息可视化 智能交互 人才培养
中图分类号：G423
文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2015）04-0144-02
1 研究背景
根据统计，近年来学术界对于“信息可视化”的关注出现了爆发式的增长，中国知网中涉及“信息可视化”这个词条的学术研究成果高达43500余篇，从2000年的502篇激增至2013年的4768篇，2014年虽然出现短暂回落（4042篇），却难掩业内的关注度。可以说，一方面了解并且掌握“信息可视化”技术的专业人才队伍日渐庞大，而另一方面，“信息可视化”技术的发展也日益成熟，计算机、互联网、宽带、数字信号等等在今天来说已不足为奇，超文本、超媒体、大数据、云技术、物联网、智慧城市等一场场新的数字革命也已经走进我们的生活，影响着普通用户的方方面面。由“信息可视化技术”带来的空前数据洪潮正在改变我们的生产、生活、教育、思维等诸多领域以及认识和理解世界的方式，那么作为培养艺术设计人才的高等院校，更应该及时对这场数字革命做出回应，因此笔者认为，需要加快信息可视化技术在智能交互人才培养中的应用。
2 文献综述
数字化时代已经到来，我们所认识的世界正在发生着巨大的变化，信息传达已经不能只停留在静态的视觉设计层面，目前可视化技术、交互技术有了巨大的发展。有学者指出，信息可视化就是可视化技术在非空间数据领域的应用，因此，其目的是为了使数据呈现更好的效果，以方便用户对数据进行理解并解读，并从中找出适合自己的数据信息。信息可视化需要利用计算机协助进行繁琐而细致的数据处理，借助于建立的可视化图形进行信息呈现，因此，它能够实现信息传递的有效和快速。它可以被应用于网络技术、社交、交通、文本和生物医药等可视化领域，现阶段信息可视化囊括了科学可视化、数据可视化、信息图形可视化、知识可视化，以及视觉设计等诸多方面。交互技术的介入能使大脑和数据之间进行交流，从静态图像到交互式可视化的发展将是可视化研究领域一个重要里程碑。
有众多的研究指出，由于教学方式落后、学科基础知识更新速度加快、获取知识渠道剧变以及短时间获取信息量急速扩张等原因，传统的专业设计已经不能应对新技术革命下先进生产力的配套发展要求，因此，传统的人才培养模式饱受诟病。另外，有针对信息社会化技术与人才培养的关系的研究指出，目前，艺术设计类高校也都有信息可视化设计的专业方向或课程，但设计上大多都只停留在图形和视觉表面，技术上局限于PS或Al等传统图形设计软件，课程目标不符合数字时代需要，课程内容套路化，根本不能真正的了解信息、理解数据，也不能真正称之为信息可视化设计，培养的设计人才往往只具备设计基本的、形式美观的图形、图表能力，因此，技术应用效果有待进一步提高。
纵观国际人才培养现状，大量的类似转型专业已经出现（如VisuaICommunication Design，Man& Communication等）。因此，我们必须打破传统专业的壁垒，将信息可视化技术应用到传统专业教学中，实现智能交互人才培养，实现科学可视化、人机交互、数据挖掘、图像技术和图形学等诸多学科的跨界综合教育。
3 理论模型及应用
将信息可视化技术应用到智能交互人才培养中，可以实现科学可视化、人机交互、数据挖掘、图像技术和图形学等诸多学科的跨界综合教育。笔者认为，所谓信息可视化的意义并不只在运用图形映射，反馈信息数据，生动、形象、准确的传达信息；其更深层次的目的是，需要在单位时间或空间内，更有快速、有效、大量地信息传递，而为了实现信息短时间内的传递，依靠传统的“口口相传”明显缺乏效率，因此信息可视化技术必然会与智能交互相结合。
所谓信息可视化理论，是指信息的传递需要三步：第一步，实现数据映射――基本信息的传递，在基本信息的传递过程中，“准确”是第一要素，需要将信息准确传递给另一方；第二步，视图转换，由于信息是一个复杂的体系融合情感等认知心理学因素，需要融合大量的数据，因此，这一步骤中，“快速有效大量”的传输成为必要；前两部可以并为一个阶段，即“信息传递阶段”，即理论化阶段；剩下的第三步“交互感知”即“第二阶段”的实战阶段，需要通过第二媒介把“信息可视化”，即通过文字、声音、图形、图表等进行传递。（图表1）
根据上图的理论模型，可以将信息可视化技术在智能交互人才培养中的应用分成两个阶段：
第一阶段为人才培养的基础阶段，也就是理论模型中第一阶段“信息传递”的过程，主要学习现有理论，掌握现有的可视化技术的基础知识和拓展知识，并尝试进行信息可视化设计。该阶段主要培养本科二、三年级学生的复合知识结构、团队精神、沟通能力。由于智能交互设计是一门包含设计、商业、技术等多学科的知识交叉的综合性专业方向，知识更新速度快，教学内容结合实际行业发展的要求高，因此对于教学内容组织要深思熟虑，采用多样化的教学内容，注重知识和技术的时效性和实用性。
可运用目前的超文本、超媒体数字技术所带来的便利，为学生提供资料扩展链接的方法，使得教学内容保持互动和多元。例如美国斯坦福大学2010年的人机交互设计入门课程的网站中就列出利用苹果电脑和i Pod Touch开发移动Web应用的教学内容，并提供大量互联网上的知识参考，对网络技术用于移动应用设计开发方向的敏锐把握，甚至走在了业界的前列。
也可利用信息可视化设计技术，构建可视化交互设计的辅助教学平台，开展研究型教学，师生共建知识生长平台。由教师搭建移动交互设计知识体系框架，学生与老师共同收集与共享各类资料，资源共建共享。
第二阶段为人才培养的高级阶段，也就是理论模型中第二阶段“信息可视化”的实战效果测试的过程，主要的培养过程是配合数据员开发，实现交互可视化。该阶段主要培养本科四年级学生及研究生的跨界实践能力，以及自我专业学习研究的能力。教学过程是师生共同参与共同完成的学习和创新过程，智能交互人才的培养应重视动手与实践。斯坦福大学的教师就给出了W3school这样非常优秀的关于web各个知识点的学习网站，鼓励学生利用网络进行自主学习，教师可更多地注重理念引导与个性化辅导。
在智能交互人才培养过程中，信息可视化技术主要围绕数据映射、视图转换和交互感知三大块内容展开教学，而我们培养的设计人才正处于视图转换、交互感知这两个环节。数据映射本身需要由懂得计算机语言的人完成，交互感知又需要与数据员相配合，对我们艺术类交互设计人才来说是艰难的任务，在未来的人才培养中，我们就需要强调这个部分的学习，现在已经出现了很多相对比较简单的，能为我们所用的信息可视化交互软件，例如Google Chart，Qlik Sense Desktop等，我们要培养的人才是要能够紧握时展的脉搏，积极主动地进行自我学习和改进。
4 总结
从可视化理论模型中可以看出，信息可视化主要分为两个阶段，即“信息传递”的理论阶段和“信息可视化”的实践阶段。作为智能交互人才培养的过程，两方面必不可少。
另外，信息可视化建立在两个基础上，一为认知心理学，其二为图形设计。信息可视化是从抽象数据到可视化形式、从理论到实践的映射过程，并通过这种交互式的映射来提高人的感知能力。而信息可视化和自动化数据分析是两种具有类似目标的不同方法，优点和缺点互补。这就像人类的能力（如知觉、创造力）和电脑的能力（如处理能力，存储容量）互补一样。
人机交互技术范文3
当前，人机交互正朝着自然和谐的人机交互技术和用户界面的方向发展。本期技术专题将从多角度阐述人机交互的最新发展及应用状况，包括多通道用户界面、笔式用户界面、智能用户界面和三维交互中的多种关键技术，特别是对人机交互中的用户模型、用户界面模型、多通道交互信息整合、笔式交互技术、人机交互软件体系结构等进行了深入的阐述。
人机交互技术是和计算机的发展相辅相成的，一方面计算机速度的提高使人机交互技术的实现变为可能，另一方面人机交互对计算机的发展起着引领作用。正是人机交互技术造就了辉煌的个人计算机时代（20世纪八、九十年代），鼠标、图形界面对PC的发展起到了巨大的促进作用。
人机交互是计算机系统的重要组成部分，是当前计算机行业竞争的焦点，它的好坏直接影响计算机的可用性和效率，影响人们日常生活和工作的质量和效率。计算机处理速度和性能的迅猛提高并没有相应提高用户使用计算机交互的能力，其中一个重要原因就是缺少一个与之相适应的高效、自然的人-计算机界面。人机交互是未来IT的核心技术。随着中国逐渐成为世界的IT中心，中国也将成为人机交互技术的发展中心，而人机交互正的发展为中国软件的腾飞提供了机会。发展平民可用技术、实现以人为本的计算是21世纪计算机发展的目标。
人机交互涉及许多热门的计算机科学和技术，如人工智能、自然语言处理、可用性工程、多媒体系统等，同时也吸收了心理学、认知科学、语言学、人机工程学、社会学的研究成果。
人机交互界面范式的进化
伴随着计算机技术的飞速发展，人机接口技术也在不断改进: 从早期的穿孔纸带、面板开关和显示灯等交互装置，发展到今天的视线追踪、语音识别、感觉反馈等具有多种感知能力的交互装置。用户界面的发展历经了批处理、命令行、图形界面三个阶段，现在的研究和开发重点已经放在了Post-WIMP界面上。
批处理界面
在计算机发展的初期，人们通过批处理的方式使用计算机，这一阶段的用户界面是使用穿孔卡片作为输入设备，行式打印机作为输出设备。这只是用户界面的雏形阶段。
命令行界面
在计算机发展的早期，人机之间的通信是通过机器语言完成的，人们使用穿孔纸带等方式完成与机器的交流。而后出现了汇编语言和高级语言，这些语言中逐渐引入了不同层次的自然语言特性，人们可以较为容易地记忆这些语言。
在20世纪60年代中期出现的交互终端和分时系统中，已经开始考虑如何提供给用户方便实用的界面，这些系统提供了问答式对话、文本菜单或者命令语言进行交互，这个时期的人机界面称为命令行界面(Command Line Interface，CLI)。
尽管熟练掌握命令语言后，人们能够灵活高效地操纵计算机，但是人们通常需要对语言进行大量记忆，在使用中很容易产生错误。
图形用户界面
从20世纪60年代开始，由于超大规模集成电路的发展、高分辨率显示器和鼠标的出现，人机界面进入了图形用户界面(Graphical User Interface，GUI)的时代。图形用户界面的主要特点是桌面隐喻、WIMP技术、直接操纵和所见即所得。
桌面隐喻: 界面隐喻(Metaphor)是指用现实世界中已经存在的事物为蓝本，对界面组织和交互方式的比拟。将人们对这些事物的知识（如与这些事物进行交互的技能）运用到人机界面中来，从而减少用户必需的认知努力。界面隐喻是指导用户界面设计和实现的基本思想。桌面隐喻采用办公的桌面作为蓝本，把图标放置在屏幕上，用户不用键入命令，只需要用鼠标选择图标就能调出一个菜单，用户可以选择想要的选项。
WIMP技术: WIMP界面可以看作是命令行界面后的第二代人机界面，是基于图形方式的。WIMP界面蕴含了语言和文化无关性，并提高了视觉搜索效率，通过菜单、小装饰(Widget)等提供了更丰富的表现形式。
直接操纵: 直接操纵用户界面(Direct Manipulation User Interface)是Schneiderman在1983年提出来的，特点是对象可视化、语法极小化和快速语义反馈。在直接操纵形式下，用户是动作的指挥者，处于控制地位，从而在人机交互过程中获得完全掌握和控制权，同时系统对于用户操作的响应也是可预见的。
所见即所得(WYSIWYG): 也称为可视化操作，使人们可以在屏幕上直接正确地得到即将打印到纸张上的效果。所见即所得向用户提供了无差异的屏幕显示和打印结果。
我国的人机交互研究
著名的人机交互国际会议ACM SIGCHI 2005年初的Workshop“Future User Interface Design Tools”提出: 下一代用户界面的研究应该从范式、模型和软件框架三个层次展开。会议同时指出，Tangible用户界面(TUI)、Camera-Based用户界面(CBUI)和Haptic用户界面(HUI)三类用户界面代表了自然、和谐人机交互技术和用户界面的发展方向。
人机交互技术范文4
关键词：人机交互；界面设计；教学环境
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）45-0281-02
一、引言
人机交互技术（Human-Computer InteractionTechniques，简称HCI）是一门新兴学科，指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。简单地说，“交互”就是指人与设备、系统、网站等的直接或间接的通信过程。“人机交互”是计算机科学和认知心理学两大学科交叉与结合的产物，同时吸收了语言学、人机工程学和社会学等学科的研究成果，经过多年的发展，已经成为一门以研究用户与计算机关系为特征的主流学科之一[1，2]。一个友好、美观的界面会给人带来舒适地视觉享受，拉近人与电脑的距离。如今，“人机交互与用户界面”已成为计算机应用的主要障碍，人机界面设计已经被列为计算机发展技术的重要内容之一。因此，如何使《人机交互与界面设计》这门课程更好的为学生所掌握，重点是要培养学生的应用能力，改变纯理论的教学方法从而达到使学生可以灵活做到学以致用，如今这已经成为我们进行课程教学改革探索的首要任务。
《人机交互与界面设计》这门课程目前在陕西开设的并不多，主要集中在理工科院校，例如西北工业大学、西北大学、西安电子科技大学等高校。由于软件工程专业在高等农林院校开设较晚，因此目前开设“人机交互”课程的较少。此外，关于“人机交互”这方面的教材也比较少。早期的“人机交互与界面设计”一般归属于软件工程的某一章节，如清华大学钱乐秋编著的软件工程第九章“人机界面设计”[3]；张海藩编著的《软件工程》[4]，“人机界面设计”属于第六章详细设计部分。然而，“人机交互”的应用领域十分广泛，发展前景非常广阔。人机界面交互的学习适合于软件或网站的设计人员，尤其是用户界面的设计人员、可用性测试的专业人员、软件或网站公司的市场开发人员。在当前形势下，掌握人机交互技术的工程师已成为企业的急需人才，然而对于这门即将开设的新课程目前还存在一些问题。
二、存在问题
《人机交互与界面设计》课程是软件工程系即将开设的专业必修课，目前该课程建设存在如下问题。
1.开设学期晚，学生兴趣不浓。《人机交互与界面设计》课程属于软件工程专业的必修课，是在《程序语言设计》、《软件工程》、《Web技术及应用》、《数据库技术》、《面向对象系统分析与设计》等课程基础之上开设的一门专业课，旨在提高学生设计软件产品的可交互性，提供一个友好的人机界面。因此这门课程开设的学期较晚，一般都会选择开设在第三学年第二学期或者第四学年第一学期。在这两个学期，学生都在忙于找工作或者考研，因此学生的学习兴趣不够浓厚；另一方面，学生在掌握了计算机基础、软件工程基础之后，已经能够进行一般的程序设计、软件开发，在没有学习这门课程的重要性之前，不会特别重视这门课程，因此学生的学习兴趣也不高。
2.教材选取难度大。目前关于“人机交互与界面设计”方面的教材比较少，且侧重点有所不同。例如，《用户界面设计：有效的人机交互策略》、《人机交互技术――原理与应用》、《人机界面设计：实践篇》、《人机界面设计》、《人机界面设计与应用》等有它们各自的侧重点和特色，有的注重理论知识的讲解，有的侧重交互设计，有的侧重界面设计，所以需要根据教学的实际情况和需求选取合适的主教材以及辅助教材。
3.课程教学设计方面有待进一步提高。由于《人机交互与界面设计》是一门新开课程，所以需要对课程进行合理定位，需要完善教学方法，组织教学内容、教学方法，建立课程组织结构，对教学过程、实习实验、综合训练等环节进行更加翔实的设计。另外，需要建立完善的课程资源，参考传统教学仅可以完成这门课程相应的教学课件、教案、讲义的建设，建立一套适合人机交互技术使用的软件及相关配套的教学资源才能够更好地满足课程教学和学生学习的需要。
4.考核与评价方式单一，缺乏整体全面的考核体系。《人机界面设计》是一门实践性很强的课程，因此仅仅依靠传统的考核方式达不到检验学生是否掌握知识的目的，需要通过学习更为先进的考核方式、建立多元化的考核方式来考查学生对这门课程的掌握程度。
三、教学探索
1.增强学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”，只有学生对学习的内容感兴趣，才会产生强烈的求知欲望，自动地调动全部感官，积极主动地参与教与学的全过程，这是获取知识、发展能力的重要途径之一。《人机交互与界面设计》是一门理论性与实践性相结合的课程，枯燥的理论知识不能够引起学生的兴趣，只有将理论应用于实践，指导学生将“人机交互与界面设计”的设计原则用于进行多种软件产品的综合开发、运用，才能有效地激发学生的学习兴趣。首先需要让学生意识到对于一个软件产品来说，一个用户友好界面的重要意义。比如以某一界面设计有缺陷的知名软件为例，鼓励学生通过使用这一软件，指出软件设计中界面不友好的部分，比如按钮放置位置不合适、菜单项不全、重点内容体现不完整等问题，进而进行局部改进。其次在进行软件产品界面设计时，应该遵循由易渐难的原则，一开始可以让学生进行功能简单的界面设计，进而进行复杂功能的界面设计。另外，课件制作的质量也是吸引学生的一个方式，由于多媒体的广泛应用，新软件层出不穷，而目前教师采取的课件并未能融合多种媒体，往往只是依靠文字和图片来进行讲述，如果能适当将音频、视频、动画融入到课件中去，必然能够激发学生的想象力，增强学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性与主动性，从而提高教学质量。
2.建立完善的教学方法，建立交互式多媒体教学软件，完善教学过程的知识结构、框架、教学内容设计、教学方法设计、教学过程设施和教学结果评价等体系，建立基于交互式的多媒体教学软件，建立配套的教学资源，以此来提供高质量的教学效果和教学水平。交互式设计策略可以创设新奇情境，引发学习兴趣，能为学生自主学习搭建良好的教学环境，充实教学内容，拓展学生视野，培养学生自主学习的能力。为了提高教学效果，建立交互式多媒体教学软件，拟建设功能较强的网络教学辅助系统，包括课程网站、作业管理系统及交互答疑系统三个模块，这样可以实现师生互动的网上交流。课程网站上提供了教学大纲、电子教案、多媒体课件、习题解答、演示动画、电子参考书、教材官方网站资源、教学录像、实习指导、自学资源、应用案例等丰富的教学资料，作业管理系统可以提供实习内容的网上提交功能、教师批阅功能，同时能设置截止日期，可以督促学生尽快完成实验，既方便了学生提交实验报告，又方便了教师批改实验报告，同时还有利于优秀实验报告的积累。交互答疑系统为学生提供了一个答疑平台，为学生解答了“人机交互”学习和使用中的各类问题。
3.探索全面合理的考核方式。传统考核采取笔试考核的方法，是对知识、专业技术水平和文字运用能力的一种书面考试形式。笔试可以有效地考查学生对理论知识，包括基本知识、专业知识、综合分析能力和文字表达能力等素质及能力的掌握差异程度。笔试考核也是计算机专业早期普遍采取的一种考核方式。然而由于计算机专业实践性强的特点，仅仅依靠笔试达不到检验学生能力的目的，因此上机考试的考核方式逐渐被采纳，一般上机考试模式比较单一，比较适合程序设计、等级考试等科目。也有一些计算机专业课程会采取“笔试+机试”的考核方式。针对《人机交互与界面设计》单纯依靠笔试或者机试也不能达到全面考查学生的目的。“人机交互”的目的是使人与物之间信息交换方式更科学、更合理、更为人性化，界面设计的目的是为了使设计的产品更加实用、易用、好用，因此针对《人机交互与界面设计》这门课程的考核方式应采取结合项目来进行，此外还要考虑结合我们农林院校的特色，通过实际项目应用使学生达到学以致用的目的。采用实际项目来锻炼学生对人机交互设计的理解，提高他们的动手实践能力，设计界面友好的应用系统，使考核具有实践意义。
四、结论
本文从《人机交互与界面设计》这门新开课程中存在的教材选取、缺乏教学资源、缺乏合理完善的考核方式等问题出发，为了更好的进行“人机交互”课程的讲解，分别从激发学生学习兴趣、教学体系完善、教学方法改革、考核方式等方面进行了探索。
参考文献：
[1]骆斌，冯桂焕.人机交互软件工程视角[M].北京：机械工业出版社，2012.
[2]吴秀玲.浅析多媒体人机交互技术[J].中国现代教育装备，2008.
[3]钱乐秋，赵文耘，牛军钰.软件工程[M].北京：清华大学出版社，2007.
[4]张海藩.软件工程[M].北京：清华大学出版社，2010.
人机交互技术范文5
关键词：初中；数学；互动教学
互动性教学就是将教学过程看做一个动态发展的教学统一的过程，是充分体现学生的主体地位和教师的主导地位的教学模式。它通过精心设计教学问题和情境，让学生在学习中主动探究和思考，掌握学习的方法，并将这种方法运用到生活实际中去，达到学以致用的目的。
一、互动教学的重要意义
互动教学在数学教学中具有重要意义。首先，互动教学是教学互动的过程，有利于增强学生的学习兴趣。发挥学生的主动性和积极性，让学生在教学情境中产生强烈的求知欲望，激发学生的学习兴趣。其次，互动教学有利于提高学生的合作能力。通过互动教学模式的开展，学生能在小组之间、全班之间和师生之间开展探究活动，大大提高学生合作学习的能力。再次，互动教学有利于学生知识认知的发展。学生在课堂中有了发表意见和看法的机会，知道了怎样去思考和探究，这样学来的知识不但系统，而且具有深刻性，对学生的知识能力发展具有深远的影响。最后，互动教学有利于教学信息的及时反馈。学生与学生，教师与学生形成一种双向反馈的互动模式，有利于教师明确掌握学生的了解能力和接受能力，以便及时调整教学策略。
二、如何在小学数学教学中实施互动式教学
小学数学教学可以从以下几个方面促进互动教学模式的实施：1.及时转变教学观念，进行师生角色转变，创立互动的教学环境。教师要转变传统教学中的主宰者为组织者，将传统的灌输思想变为引导思想，促进良好的课堂互动情境的形成。2.创设教学情境，吸引学生参与到课堂互动中来。教师要创设课堂情境，引导学生获取知识，激发学生的学习兴趣，教会学生一定的学习方法和解题方法。例如，在学习全等三角形的时候，可以通过让学生动手剪三角形的方式，让学生理解全等三角形的含义，提高学生的互动性。3.重视评价，鼓励学生参与互动。教师要积极评价学生的学习态度，积极鼓励学生参与到互动中来。在评价的时候，要保证真实客观，科学全面，而且要注重语言上的技巧，结合眼神和动作对学生的互动形式进行鼓励。
人机交互技术范文6
【关键词】虚拟现实 工业生产 数字头盔 人机交互
1 引言
虚拟现实（Visual Reality，VR）是一种集成性的计算机技术，其综合了图形图像处理、互联网、传感器、多媒体、人机交互、仿真系统开发等多种技术，为人们提供一个具有较强沉浸感、模拟真实环境的虚拟世界。通过多年的研究和改进，虚拟现实技术已经在多个领域得到应用，比如为科研教育提供虚拟实验环境；为飞机驾驶训练提供一个模拟的飞行环境，控制飞机平衡；为电影制作提供一个虚拟动画环境等。随着自然手势识别的研究和改进，虚拟现实的人机交互技术大大提升，人们可以利用听觉、视觉和触觉等控制虚拟环境中的模型对象，将虚拟现实技术更好地应用到先进精密仪器制造、虚拟装配和安全生产监测等领域中，提升工业生产的成效。
2 VR在虚拟工业生产环境中的应用
随着计算机技术的快速发展和改进，大规模人海、人工等战术渐渐不适应现代工业生产，引入先进的科学技术，尤其是虚拟现实技术，将为工业生产带来一场前所未有的革命。目前，虚拟现实技术已经被世界上许多大型企业应用到工业生产环节中，可以提高工业生产效率，并且加强数据采集、分析和处理能力，进一步提高决策的有效性。
2.1 先进制造
先进制造领域引入虚拟现实可以实现虚拟工业产品设计、制造、生产和展示，虚拟现实在完善产品设计功能、优化产品性能、改进产品质量等方面具有重要的作用，可以大大提高工业产品的生产成功率和降低开发成本。比如在汽车制造中，虚拟现实可以通过虚拟装配，将汽车的各个组件按照规格设计和组装在一起，建立一个汽车三维模型，在装配过程中，可以发现某些关键组件或配件存在的缺陷和问题，以便能够及时进行优化和改进，避免在实际生产中产生问题。另外，设计人员还可以设置相关的参数，观察汽车设计是否舒适，模拟驾驶和进行故障模拟，全方位保证汽车制造的可靠性。
2.2 安全监测
工业生产过程中，安全生产一直是生产监管的重要方面，虚拟现实可以在工业安全生产中发挥重要的作用。比如煤炭工业生产可以利用虚拟仿真技术进行生产监测和培训。煤炭行业可以使用虚拟现实技术模拟矿井作业场景，利用传感器、摄像头等采集实际的矿井数据，输入到生产环境中，监测人员可以利用虚拟生产系统进行观察和扫描，以便能够了解各个作业面的瓦斯浓度和设备运行状况，达到安全生产监测的目的。另外，利用虚拟现实技术也可以模拟煤炭行业紧急救援演练，可以将矿井生产环境展现在三维空间中，配合指挥台的语言提示操作，利用3D建模的工人模型可以听从指挥，实现人员疏散，并且能够全面观察逃生通道，了解矿井内部环境布局，支持多人协同救援，主动调整视角位置，有效疏散生产工人。
3 基于VR的虚拟工业生产环境交互技术
在虚拟工业生产环境应用中，人机交互是非常重要的一个技术。虚拟现实作为一种新型人机接口，可以使参与者沉浸于计算机生成的虚拟世界，同时还可以为用户提供一种与虚拟世界通信的手段，在用户操作虚拟世界的三维物体模型对象时，该对象可以对用户的操作作出实时的反应。虚拟现实为用户在工业生产中提供了丰富的人机交互方法，包括音频系统、触觉系统、跟踪系统，如图1所示。
目前，虚拟现实人机技术技术一直在研究和不断取得突破，人机交互理论方面已经引入了BP神经网络、K均值、贝叶斯理论等机器学习和模式识别技术，提高了语音识别、手势识别的准确度，理论研究诞生了许多新的技术。另外，在人机交互产品开发方面，除了利用传统的键盘、鼠标、游戏手柄、数字手套、手环设备等，逐渐引入了立体视觉产品，比如头盔式显示器、液晶快门眼睛，可以提高虚拟工业生产环境的人机交互灵敏度。随着虚拟工业生产环境的发展和应用，人机交互技术也会得到广泛研究，诞生更多先进的交互技术。
4 结束语
虚拟现实技术使工业生产进入了新的阶段，发生了质的飞跃，更加符合现代高精度、先进性、高强度的工业生产需求，提高了工业生产成效，应用和发展前景必将更加广阔。
参考文献
[1]崔强.水仓自动清淤装置虚拟现实产品仿真系统的设计研究[J].新乡学院学报，2015，25（06）：62-65.
[2]徐宇杰，管会超，张宗卫，等.基于人眼视觉原理的虚拟现实显示模型[J].计算机应用，2015，35（10）：2939-2944.
[3]张李杰，孙文磊，赵群.VR技术在优化加工工序中的研究[J].机械设计与制造，2014，26（09）：208-210.
[4]费敏锐，王滔.虚拟现实技术及其在工业工程中的应用[J].微计算机信息，2000，24（04）：3-7.
