1、毕业论文文献综述教育技术学人机交互技术现状与发展趋势研究本文的目的是通过对国内外人机交互技术的历史及现状回顾，来揭示人机交互技术的发展规律。人机交互技术伴随着计算机而诞生，它的发展与计算机息息相关，从70年代中后期第一个图形用户界面的产生到如今已经有了三十多年的发展历程。本文将系统的介绍国内外学者对人机交互技术的研究历程和研究领域以及提出的主流技术，并提出自己对人机交互技术发展趋势的展望。一、国内外研究历史及各种观点1国外研究历史1959年美国学者BSHACKEL从人在操纵计算机时如何才能减轻疲劳出发，提出了被认为是人机界面的第一篇文献的关于计算机控制台设计的人机工程学的论文。1960年，LI
2、KLIDERJCK首次提出人机紧密共栖（HUMANCOMPUTERCLOSESYMBIOSIS）的概念，被视为人机界面学的启蒙观点。1969年在英国剑桥大学召开了第一次人机系统国际大会，同年第一份专业杂志国际人机研究（IJMMS）创刊。可以说，1969年是人机界面学发展史的里程碑。在1970年成立了两个HCI研究中心一个是英国的LOUGHBOCOUGH大学的HUSAT研究中心，另一个是美国XEROX公司的PALOALTO研究中心。1970年到1973年出版了四本与计算机相关的人机工程学专著，为人机交互界面的发展指明了方向。20世纪80年代初期，学术界相继出版了六本专著，对最新的人机交互研究成果
3、进行了总结。人机交互学科逐渐形成了自己的理论体系和实践范畴的架构。理论体系方面，从人机工程学独立出来，更加强调认知心理学以及行为学和社会学的某些人文科学的理论指导；实践范畴方面，从人机界面（人机接口）拓延开来，强调计算机对于人的反馈交互作用。人机界面一词被人机交互所取代。HCI中的I，也由INTERFACE界面/接口变成了INTERACTION交互。20世纪90年代后期以来，随着高速处理芯片，多媒体技术和INTERNETWEB技术的迅速发展和普及，人机交互的研究重点放在了智能化交互，多模态（多通道）多媒体交互，虚拟交互以及人机协同交互等方面，也就是放在以人为在中心的人机交互技术方面。2国内研究
4、历史国内对人机交互技术的研究比较晚，在20世纪90年代开始起步，到世纪末开始有所并在短时间内取得了骄人的成绩，如1993年底结束的国家自然科学基金重大项目“超级智能视听信息处理系统的研究”，提出了关于多媒体视听信息处理的结构模型“圆”模型并对信息融合理论进行了初步探讨，且建立了相应的网络试验平台。另外在国家八六三计划，关于计算机视觉示范系统的研究，建立了高精度的立体视觉系统。除此之外，还完成了具有语句自动生成的语言对话系统。现在我国的人机交互技术正在蓬勃发展。3国内学者对人机交互技术发展的研究在1998年龚杰民、王献青发表的人机交互技术的进展与发展趋向一文中将人机交互技术发展的阶段分为以下几个
5、阶段1计算机发展早期非交互的批处理方式250年代中期至60年代文本一维方式为主370年代后期以来图形二维界面和“所见即所得”的直接操纵界面4当前多媒体与超媒体方式蓬勃发展5未来虚拟现实与多通道交互4国内外人机交互技术现状未来学家杂志5/6月号刊登的文章，就对当前正在研发或者已投入商用的各类人机交互技术进行了盘点。触摸式显示屏触摸式显示屏在很多领域已经被广泛应用，最为人熟知的就是安装在机场或者商场的KIOSK自助服务设备，游客或购物者通过手动触摸屏幕，就可以查询相关信息，办理登机手续，甚至购买报纸。柔性显示屏超薄、超轻的柔性显示屏已经走出实验室，很快就会进入市场“打江山”。很多评论人士认为，使用
6、能够随意折叠卷曲的柔性显示屏制造的电子书就是未来的纸张。3D显示器尽管3D电影早在90年前就已经问世，但2010年才算是真正的“3D元年”，索尼、松下和其他厂商纷纷宣布自己生产的3D电视机年内即可上市销售，将3D影像从电影院搬进客厅已是指日可待。视网膜显示器视网膜显示器能够通过低强度激光或者发光二极管直接将影像投射到使用者的视网膜上，具有不遮挡视野的特点。地理空间跟踪地理空间跟踪的应用潜力才刚刚开始展现，在未来几年中有望取得巨大的技术进步。智能手机配备的全球定位系统、定向仪和加速度计可以提供足够多的信息，来帮助使用者确定大概地点和方向。而技术的改进将有可能使跟踪的精度提高到误差不超出1毫米。动
7、作识别动作识别是一项正在发展中的技术，在很多方面都可得到应用，如可穿戴式计算机、隐身技术、浸入式游戏以及情感计算（一种可对人类的情感进行侦测、分类、组织和回应的系统或应用，可以帮助使用者获得高效而又亲切的感觉）等。过去大部分动作识别系统重点分析的是脸部和手部的动作，不过现在，研发人员也开始将关注点转移到身体姿势、步态和其他行为举止上来。触觉交互触觉交互已成为人机交互领域的最新技术，其可借助人的触感，产生一种虚拟现实的效果。触碰可以产生多种不同的感受，包括轻碰、重碰、压力、疼痛、颤动、热和冷，因此人工模拟这些感受的方式也各异。可触式（实体）用户界面可触式（实体）用户界面是自然用户界面的一种，这种
8、设备的奇妙之处在于，它集合了多种功能于一体，比如手机、照相机、遥控器等，并且会随时“变身”，而这完全取决于用户抓握它的方式。语音识别能够直接与机器交谈的能力在很多领域都会具有巨大的应用潜力。如果双手可以因语音识别系统得到“解放”，开车，修理发动机，烹饪一道美餐，或者实施一台手术，这些活动都能够从中获益。目前，语音识别技术已经被应用于呼叫路由、家庭自动化、语音拨号以及数据录入等服务。针对国际旅行者的语言对语言翻译器已经开始进入市场，大概再过几年，人们就能买到全球通用的实时翻译器了。无声语音（默读）识别通过默读识别，使用者不需要发出声音，系统就可以将喉部声带动作发出的电信号转换成语音，从而破译人想
9、说的话。但该技术目前尚处于初级研发阶段。在嘈杂喧闹的环境里、水下或者太空中，无声语音识别是一种有效地输入手段，有朝一日可被飞行员、救火队员、特警以及执行特殊任务的部队所运用。眼动跟踪眼动跟踪的基本工作原理是利用图像处理技术，使用能锁定眼睛的特殊摄像机连续地记录视线变化，追踪视觉注视频率以及注视持续时间长短，并根据这些信息来分析被跟踪者。越来越多的门户网站和广告商开始追捧眼动跟踪技术，他们可以根据跟踪结果了解用户的浏览习惯，合理安排网页的布局特别是广告的位置，以期达到更好的投放效果。电触觉刺激通过电刺激实现触觉再现，可以让盲人“看见”周围的世界。仿生隐形眼镜数十年来，隐形眼镜一直是一种用于矫正视
10、力的工具，而现在，科学家希望将电路集成在镜片上，打造出功能更强大的超级隐形眼镜，它既可以让佩戴者拥有将远处物体“拉近放大”的超级视力，显示出全息图像和各种立体影像，甚至还可以取代电脑屏幕，让人们随时享受无线上网的乐趣。人机界面人机界面也被称为“脑机接口”，它是在人或动物脑（或者脑细胞的培养物）与外部设备之间建立的直接连接通路，即使不通过直接的语言和行动，大脑的所思所想也可以借由这条通路向外界传达。二、个人总结人机交互技术发展到如今已经取得了令人震惊的成绩，从以上对人机交互技术历史的回顾和现状的概况，我们可以看出人机交互技术的发展具有以下规律1在计算机出现的早期人们主要通过计算机语言与计算机进行
11、交流，以后又出现了交互终端、有键盘、单色显示器、光笔等命令语言与功能键是主要的输入方式,它们的表达功能强,至今仍是专业工作者不可舍弃的交互方式但是人的记忆负荷重,且敲键难免出错,普通人感到不便，这种交互技术应用不普遍且交互性不是很强，非专业人员难以使用。2XERORPALO研究中心于70年代中后期研制出原型机STAR,形成了以窗口WINDOWS、菜单MENU、图符ICONS和指示装置POINTINGDEVICES为基础的图形用户界面,也称WIMP界面。要控制的对象在屏幕上有一个代表仿真表示,人用鼠标或键盘对它操作,即以动作代替了复杂的语法,且可立即看到作用的效果反馈信息,因而称为“直接操纵界面
12、”图形界面比文字直观,理解时不受国界限制“菜单选择”大大减轻了记忆负担,易学易用直接操纵界面的另一特点是对话过程为异步的,也称为多线索对话或基于事件的对话用户在某一时刻或状态下可使用多个处理任务直接操纵界面是人机交互技术中的重大进步,是“外行”易于与计算机对话的关键直接操纵界面在发展,它将几种风格的交互对象组合成“小部件”WIDGETS380年代以来多媒体技术发展迅速,即计算机的输出形式不再限于单一的文本,而是文本、图形、图像、声音等多种媒体的集成它提高了计算机到人的通讯带宽,有利于人同时处理多件任务,还使视觉缺限者也能使用计算机超文本的信息存储与管理技术使人们查询信息的交互更加灵活方便,电子
13、书籍、因特网上的WWW等是成功地应用超文本超媒体技术的实例4二十世纪末人们已不再满足于单纯的操作机器，希望计算机变得有“感觉”，于是虚拟现实技术开始发展起来，虚拟现实VIRTUALREALITY,简称VR的目标是用计算机技术生成一个逼真的视觉、听觉、嗅觉、触觉等虚拟的模拟真实世界的环境,使操作者产生亲临其境的感觉传统的计算机交互方式中,人虽然也可以通过屏幕窗口与虚拟的环境进行交互并改变窗口中的内容,但这虚拟环境是在计算机中,而人则在环境之外VR系统将操作者置于信息环境的包围之中,成为内部参与者,从而忘记了所处的是虚拟环境如今虚拟现实技术已经取得了惊人的成绩，声音识别、动作识别、触屏操作、视觉识
14、别、感觉识别等等先后出现，计算机已经变得越来越人性化。5未来人机交互技术的展望人机交互技术随着虚拟现实技术的出现而蓬勃发展，但是如今的虚拟现实技术还是不太成熟，计算机只能与人进行简单的“对话”，还是无法理解人的思维，所以我个人觉得人机交互技术下一步应该朝着人与机器进行思想交流的方向发展，人不必通过语言或者动作操纵机器，而是人的大脑直接形成指令，指令通过大脑与外部机器连接的通道传给机器，这种技术的实现需要脑神经科学的支持，人的思想信息要转换成机器能识别的语言进而让机器做出反应参考文献1陈一民张云华基于手势识别的机器人人机交互技术研究J机器人,ROBOT,2009年04期2袁保宗,阮秋琦,王延江,
15、刘汝杰,唐晓芳新一代第四代人机交互的概念框架特征及关键技术J电子学报,2003,S13高小红,裴忠诚人机界面的发展历程J水利电力机械,2006,024董士海人机交互的进展及面临的挑战J计算机辅助设计与图形学学报,2004,015东云计算机人机交互技术的未来J数码世界,2003,026林粤江浅谈人机交互技术J黑龙江科技信息,2007,077彭涛李世其王峻峰徐迟基于增强人机交互技术的虚拟装配J计算机辅助设计与图形学学报,2009038彭敏完美人机交互的历程虚拟现实的过去、现在与未来J软件世界,2007,059龚杰民、王献青人机交互技术的进展与发展趋向J西安电子科技大学学报19980610胡友树手势
16、识别技术综述J中国科技信息,2005,0211HCIRESEARCHANDQUALITYDISCUSSIONDOCUMENTINUCLIC/EQUATORTWODAYWORKSHOPONTHEFUTUREOFHCIINTHEUKRESEARCHANDCAREERS,1415THJUNE,2007,LOUGHBOROUGHUNIVERSITY12DIX,AHUMANCOMPUTERINTERACTIONASTABLEDISCIPLINE,ANASCENTSCIENCE,ANDTHEGROWTHOFTHELONGTAILININTERACTINGWITHCOMPUTERS,JAN,201013DI
17、X,A,2004EUROPEANHCITHEORYAUNIQUELYDISPARATEPERSPECTIVEINEUROPEANHCIRESEARCHSPECIALAREACHI2004,VIENNA,AUSTRIA,2429APRIL200414DIXA,GILLS,RAMDUNYELLISD,HAREJ,2009DESIGNANDPHYSICALITYTOWARDSANUNDERSTANDINGOFPHYSICALITYINDESIGNANDUSEINDESIGNINGFORTHE21STCENTURYINTERDISCIPLINARYMETHODSFINDINGS,GOWER15BEINGHUMANHUMANCOMPUTERINTERACTIONINTHEYEAR2020MICROSOFTRESEARCH,CAMBRIDGE
