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基于自然人机交互的博物馆数字化陈展模式研究

作　者: 林文安
导　师: 陈月华
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 广播电视艺术学
关键词: 自然人机交互 博物馆数字化陈展 Post-WIMP 陈展模式
分类号: TP11
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


近年来由于人们对虚拟现实技术研究的日益深入，各种基于触觉、视觉、听觉的交互方式日益成熟，人机交互进入了一个多通道、提倡自然交互体验的时代。信息资源数字化，信息展示多样化，各行各业也出现了新的应用需求，博物馆的数字化陈展应运而生。在此背景下，本文以自然人机交互下的博物馆数字化陈展为研究对象，从自然人机交互的相关理论分析和技术分类过渡到博物馆数字化陈展的发展瓶颈及自然交互需求研究，并对自然人机交互下博物馆数字化陈展的优势进行了探讨，进而以Post-WIMP界面模型为切入点，提出了一种基于自然人机交互理念的博物馆数字化陈展模式Post-WIMP Digital Exhibition Model （简称PWDEM）。PWDEM的中心思想是从用户模型和领域模型出发，设计相应的表现模型，并根据任务模型的功能集和时序逻辑的描述，结合表现模型的元素对象，建构对话模型，完成从高层次的抽象描述到实际编码的转变，从而为自然人机交互下博物馆数字化陈展系统的界面设计、开发与评估提供理论支撑。基于此，本文以PWDEM为指导，以731遗址博物馆为例，通过在XNA全屏环境下整合Wiimote的高精准度定位技术和WPF中InkCanvas控件的轨迹识别功能，设计了一个博物馆数字化陈展交互模块，展示了一种非接触式的手势交互技术，使用户可以通过不同的手势运动变换来对数字藏品进行相应的陈展操作。通过实验数据和小型问卷调查，从可用性测试和用户满意度两个维度对陈展交互模块进行了效果评估，为深入分析陈展交互模块的自然体验提供数据支撑，也为验证PWDEM模式的可行性提供佐证。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-17
  1.1 研究目的意义及课题来源  10-11
    1.1.1 研究的目的及意义  10-11
    1.1.2 本文的课题来源  11
  1.2 国内外研究现状  11-15
    1.2.1 自然人机交互的研究现状  11-12
    1.2.2 数字化陈展的理论研究与应用现状  12-14
    1.2.3 基于自然人机交互的陈展系统现状  14-15
  1.3 本文的主要研究内容和思路  15-17
第2章 自然人机交互与博物馆数字化陈展  17-28
  2.1 自然人机交互的准则与设计目标  17-19
    2.1.1 自然人机交互的特征  17
    2.1.2 以人为本的自然交互准则  17-18
    2.1.3 自然人机交互的设计目标  18-19
  2.2 自然人机交互的分类  19-23
    2.2.1 基于声音的自然人机交互  19-20
    2.2.2 基于触觉的自然人机交互  20-22
    2.2.3 基于计算机视觉的自然人机交互  22-23
  2.3 博物馆数字化陈展的需求分析  23-25
    2.3.1 博物馆数字化陈展的发展瓶颈  23-24
    2.3.2 博物馆数字化陈展的自然交互需求  24-25
  2.4 自然人机交互下数字化陈展的优势  25-27
    2.4.1 语义化的信息网格  25-26
    2.4.2 直观的界面感知  26
    2.4.3 多元的陈展互动  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第3章 Post-WIMP 下自然人机交互的数字陈展模式  28-41
  3.1 Post-WIMP 界面  28-30
    3.1.1 界面模型的基本概念  28
    3.1.2 WIMP 界面的批判  28-29
    3.1.3 Post-WIMP 界面的交互特征  29-30
  3.2 基于 Post-WIMP 的数字陈展模式可行性分析  30-32
    3.2.1 传统数字博物馆模型分析  30
    3.2.2 基于 Post-WIMP 界面的应用模式举例  30-31
    3.2.3 优秀数字陈展案例的 Post-WIMP 界面特征  31-32
  3.3 Post-WIMP 下数字化陈展模式的设计理念  32-35
    3.3.1 精确完整的用户分析  32
    3.3.2 通用的领域本体  32-33
    3.3.3 结构化的任务描述  33-34
    3.3.4 从用户和领域本体到表现属性  34
    3.3.5 从任务描述和表现属性到对话方式  34-35
  3.4 博物馆数字化陈展的 Post-WIMP 界面模型 PWDEM  35-40
    3.4.1 用户模型  35-36
    3.4.2 领域模型  36-37
    3.4.3 任务模型  37-38
    3.4.4 表现模型  38-39
    3.4.5 对话模型  39-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章 基于 PWDEM 的 731 遗址陈展交互模块设计  41-48
  4.1 数字陈展交互模块的功能分析  41
  4.2 硬件环境与软件结构设计  41-43
    4.2.1 硬件环境设计  41-42
    4.2.2 软件结构设计  42-43
  4.3 子功能模块实现  43-47
    4.3.1 视觉表现模块  43-44
    4.3.2 轨迹识别模块  44-46
    4.3.3 交互控制模块  46-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章 数字陈展交互模块的自然体验分析  48-55
  5.1 数字陈展交互模块的评估方法  48-50
    5.1.1 手势操作效率测试  48-49
    5.1.2 用户满意度问卷调查  49-50
  5.2 沉浸的视觉空间  50-51
    5.2.1 数字模型的视觉真实  50-51
    5.2.2 界面的注意集中性  51
  5.3 非精确的隐式交互  51-53
    5.3.1 关注焦点的回归  51-52
    5.3.2 交互原语的自然化  52-53
  5.4 多层次的情感反思  53-54
    5.4.1 可用性目标的满足  53
    5.4.2 体验性目标的获得  53-54
  5.5 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-60
附录  60-62
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果  62-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化基础理论 > 自动化系统理论
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