面向虚拟油泥造型的空间环境运动感知交互界面研究

摘要

科学技术的发展使得现代产品的生产制造向着更加智能化、自动化的方向发展,但产品的设计研发过程却很难由机器来完全代替,传统手工油泥模型制作仍然是产品设计研发过程中的重要环节,设计师借助双手的表达,能够设计出满足人们需要的产品。现阶段,通过计算机辅助工业设计系统的协助,设计师可以缩短产品开发周期、改善设计流程,但现有的辅助设计系统不管是在基础硬件技术,还是人机交互界面的实现上,都有较多的不足,虚拟油泥造型系统就是在这样的背景下产生的。交互界面作为用户与系统之间的通信媒介,是虚拟油泥造型系统实现的基础,也是本文研究的主要内容。
　　本文对交互界面设计实现的方法与规律进行了探究。首先,整理总结了现代产品生产过程中油泥模型制作的基础知识,介绍了虚拟油泥造型系统的相关研究领域与发展现状,并从不同维度归纳了交互界面研究的发展过程。其次,整合归纳能够应用于虚拟油泥造型系统的交互界面概念——空间环境运动感知交互界面,并从空间环境运动感知交互界面的设计实现出发,分析虚拟油泥造型系统的交互特征,针对性的采用以用户为中心、以活动为中心及基于美学的设计方法,在总结一般交互界面基本设计原则的基础上,探索并归纳了空间环境运动感知交互界面的基本设计原则。第三,总结探索适用于空间环境运动感知交互界面的隐喻及设计模型,在研究典型隐喻及设计模型的基础上,探索了基于手工油泥模型制作过程的隐喻,并将两个设计模型应用于虚拟油泥造型系统的设计中,探讨论述其指导意义。最后进行交互界面设计实现的实践,提出了适用于空间环境运动感知界面的环形菜单组件,随后设计实验分析空间手势控制下、桌面显示设备上环形菜单指点操作的交互效率,结合实验结果与Metro UI的设计风格,设计实现了较高保真度的视觉原型。

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图表清单

第一章 绪论

1.1研究背景：虚拟油泥造型系统的产生

1.2交互界面研究及其发展现状

1.3本文研究的意义

1.4研究内容与全文组织结构

第二章 面向虚拟油泥造型系统的交互界面设计方法与原则

2.1空间环境运动感知交互界面概念的提出

2.2虚拟油泥造型系统的交互特征

2.3空间环境运动感知交互界面设计方法的提出

2.4空间环境运动感知交互界面基本设计原则的提出

2.5本章小结

第三章 虚拟油泥造型系统中界面设计隐喻与模型的研究

3.1交互界面中的隐喻设计

3.2交互界面设计模型研究

3.3基于手工油泥模型制作过程的隐喻

3.4虚拟油泥造型系统中的交互界面设计模型的探讨实践

3.5本章小结

第四章 虚拟油泥造型系统交互界面的设计实践

4.1环形菜单界面组件

4.2空间手势控制下的环形菜单交互效率实验

4.3基于视觉的设计探索

4.4本章小结

第五章 总结和展望

5.1论文总结

5.2研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文