基于交互设计的深水作业视景仿真系统设计研究

摘要

深水作业视景仿真系统以用户为主体，以用户需求为研究目标，运用视景仿真技术将复杂的海洋深水铺管起重工程项目虚拟化、可视化。使原本工程调度复杂、培训耗资巨大的实际操作训练，可进行仿真培训、工程预演以及应急预案处理。本文将认知心理学，人机工程学等都作为交互设计的理论基础，最终完成基于交互设计的深水视景仿真可实时交互系统的研究，并用起重作业案例进行实践验证。
　　本文从交互设计的基本概念、思想、原则入手，对交互设计应用领域进行了简要分析，对深水仿真操作系统的研究内容和发展状况进行了分析。将以用户为中心的交互设计思想以及用户目标驱动和用户行为驱动的交互设计方法，融入到深水作业仿真系统设计中。将认知心理学从人的视觉机制、听觉机制等几个方面结合到交互设计中；将人机工程学从操作舒适度、显示装置和安全距离几个方面结合到交互设计中，作为交互设计应用在深水作业视景仿真系统的理论依据。通过Quest3D在技术上的开发实现更真实的模拟仿真系统交互式环境的创建。
　　将深水作业视景仿真系统进行模块划分设计研究，将系统拆分成数学模型、网络构建、视景显示几个模块。数学模型是基础、网络构建是纽带、视景显示是系统的展现，最终结合人机工程学进行视景仿真系统的可视化空间布局。
　　通过实地调研，结合300吨吊桩案例进行设计实践的具体分析，最终建立800吨组块吊装的设计案例。最后做可用性运行测试和可用性用户体验测试，分角色的海工内部人员进行系统体验，为系统的改善和发展提供有力依据。
　　深水作业视景仿真系统的建立使原本复杂的工程项目虚拟化、可视化，而交互设计使该系统具有可靠性、实时交互性、美观性，完成模拟操作培训的同时能够使用户获得良好的体验。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题研究的目的与意义

1.4 本课题研究的主要内容

第2章 交互设计基本理论和应用调研

2.1 交互设计

2.2 交互设计拟解决的问题

2.3 交互设计的原则以及在多种领域的应用

2.4 本章小结

第3章 引入交互设计的深水仿真操作系统设计探索

3.1 以用户为中心的交互设计方法

3.2 连接用户与操作系统的桥梁—认知心理学

3.3 交互式设计丰富工程仿真系统设计内涵

3.4 本章小结

第4章 基于交互设计的深水作业仿真操作系统设计分析

4.1 仿真系统的硬件、软件需求

4.2 适合人机交互的仿真系统空间布局

4.3 仿真系统的模块划分

4.4 本章小结

第5章 基于交互设计的深水起重仿真操作系统设计实践

5.1 起重仿真系统的设计来源和研究方法

5.2 深水起重仿真系统的用户需求分析和用户行为分析

5.3 起重仿真系统的交互可视化布局

5.4 起重视景仿真系统的交互方式

5.5 起重视景仿真系统的构建

5.6 起重视景仿真系统的操作可用性评估

5.7 本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文及研究成果

致谢

附录1

附录2