第1讲 人机交互技术进展概况.ppt

* * * * * * * * 这些特制屏体的液晶象素具有特殊的电控光学属性，当对其加电压时，该象素的液晶体将像百叶窗的叶面一样变得平行于光束传播方式，从而令照射该点的光束透明地穿过，而当对其电压为0时，该液晶象素将变成不透明的，从而对照射光束进行漫反射，形成一个存在于液晶屏层叠体中的voxel。在任一时刻，有19个液晶屏是透明的，只有1个屏是不透明的，呈白色的漫反射状态；DepthCube将在这20个屏上快速的切换显示3D物体截面从而产生纵深感，它还采用了一种名为“三维深度反锯齿”(3D Depth Anti-Aliasing)的显示技术来扩大这20个屏所能表现的纵深感，令1024×748×20的物理体空间分辨率实现高达1024×748×608的显示分辨率；和Perspecta一样，DepthCube也采用了DLP成像技术；由于DepthCube的观察角度比较单一，主要是在显示器的正面，因此并不需要像Perspecta一样高的帧频，其每秒钟仅需显示1200个截面即可产生足够的体显示效果。 * 例如，当用户甲在一个智能会议室开会时，系统检查到乙给甲发了一个重要的E-mail，并希望甲马上能阅读其内容。智能会议室则应该根据当前的情景（在开会）以及甲所携带的移动设备（手机或者PDA）做出判断，将此E-mail转发到手机上，并通过震动提醒甲，而不是通过会议室的大屏幕显示出来。而如果只是甲单独待在智能会议室，该E-mail则可经由声音提示，显示在大屏幕上。 Felix3D基本结构图 Perspecta基本原理 结构 采用的是一种柱面轴心旋转外加空间投影的结构，它的旋转结构更简单，就一个由马达带动的直立投影屏，由很薄的半透明塑料做成 原理 当需要显示一个3D物体时，Perspecta将首先通过软件生成这个物体的198张剖面图(沿Z轴旋转，平均每旋转不到2o截取一张垂直于X-Y平面的纵向剖面)，每张剖面分辨率为798×798象素 投影屏平均每旋转不到2o，Perspecta便换一张剖面图投影在屏上，投影屏高速旋转、多个剖面被轮流高速投影到屏上，从而显示出一个可以全方位观察的自然3D物体！ Perspecta 体三维显示的缺点 致命的弱点—“亮度”和“旋转” 全向开放外加投影的显示结构导致流明值较低，容易受到背景光影响 而高速的旋转则使得Perspecta对安置平台的平稳程度要求较高，其摆放的桌面不能随意晃动，否则将导致体象素显示模糊，甚至完全无法成像 所有的体显示技术均只能产生半透明的3D透视图，而无法显示不透明的三维物体，这是因为一束光线并不能遮挡住另一束光线的传播 固态体显示 (Solid-Volume Display) 早期的固态体显示技术 如solidFELIX，主要采用一整块立方体水晶作为显示介质，在水晶中掺杂了稀土元素，当两束相干红外线激光在水晶内部的某空间点处相交时，它们将激发该点发光，目前这套系统仍处于实验室阶段。 而DepthCube系统 层叠液晶屏幕方式来实现三维体显示，代表了目前固态体显示技术的最高成就 DepthCube的显示介质由20个液晶屏层叠而成，每一个屏的分辨率为1024×748，屏与屏之间间隔约5mm 液晶象素具有特殊的电控光学属性，加电压时 穿透：形成深度 不透明：形成体像素Voxel DepthCube系统原理示意图 虚拟现实和三维交互设备 北京航空航天大学等六单位联合承担的“分布式虚拟现实应用系统开发与支撑环境”是我国第一个大型虚拟现实研究项目，取得了优异的成果。 浙江大学CAD图形学国家重点实验室在CAVE设备上，做了许多创新的研究工作。 可穿戴、移动手持计算设备的人机交互 可穿戴计算机 可穿戴计算机 可穿戴计算机 移动手持设备的交互 必须自然交互，自然感知。 应充分利用上下文感知的特点，自动简化信息的复杂性。 重视不同设备、不同网络、不同平台之间的无缝过度和可扩展性。 移动手持计算设备是指具有计算功能的PDA、掌上电脑、智能手机这类小型设备。将计算功能嵌入手机、通信功能加入掌上电脑已成潮流。 移动计算环境下的人机交互的特点： 智能环境与智能空间 智能环境 智能环境是指用户界面的宿主系统所处的环境应该是智能的 智能环境的特点是它的隐蔽性、自感知性、多通道性及强调物理空间的存在 智能空间是“智能环境”的一种 智能空间 智能空间（Smart Space）是指一个嵌入了计算、信息设备和多通道传感器的工作空间 在智能空间里，用户能方便地访问信息和获得计算机的服务，可更加高效地单独工作或与他人协同工作，例如： 智能书房：能检测到用户在其中阅读书籍，它可能会打开窗帘来为用户提供足够的照明; 随着时间的推移，夜幕降临，智能书房还可能根据当前的光照条件，逐渐加强房间中的灯光照明。