虚拟油泥造型系统的用户界面设计初探

摘要

随着科学技术和市场经济的快速发展，产品设计的创新与产品的快速开发成为了企业的核心竞争力。长期的设计实践证明，进行产品三维模型制作是现代工业产品设计开发过程中的重要关键，也是一种有效的设计表达方式。
　　随着CAD/CAM系统在新产品开发阶段的广泛运用，数字化产品模型成为工业设计师的主要输出成果。传统的手工制作模型方法操作简单，但周期较长、精确度不够，同时需通过逆向工程转化为数字化产品模型；现有计算机辅助设计系统的建模思路是几何建模，需要用户具备较好的数学知识，交互方式是基于鼠标、键盘和二维显示器，不能给用户带来很好的沉浸感；逆向工程和计算机辅助加工都是从“有”到“有”的建模思路，不能很好地辅助设计师进行设计探索；随着虚拟现实的出现，国内外的学者开始提出虚拟油泥造型系统的概念，目前，基于桌面环境的触觉式设计系统已经被设计师使用，获得了一致好评。
　　本文在这样的研究背景下，对虚拟油泥造型系统进行了一些研究。首先，阐述了虚拟油泥造型系统的概念、系统组成、工作原理，并详细分析了国内外的研究现状，指出其中的不足之处；由于虚拟油泥造型的技术思想是来源于传统手工制作油泥模型，因此结合卡片分类和行为聚焦等以用户为中心的用户研究方法对其进行了深入研究，挖掘出设计师的潜在需求和行为模式；双手操作是最为自然的任务完成方式，本文分析了双手交互的理论基础及其在人机交互中的发展，并进一步分析了它的行为特征、认知特征和时间特征；最后，在这些理论研究的基础上，开始了虚拟油泥造型系统的软件界面设计探索，提出了基于实物隐喻的界面原型设计方案。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

图表清单

第一章 绪论

1.1 产品模型在现代工业产品设计过程中的作用

1.2 现有产品模型制作方法分析

1.3 虚拟油泥造型及其研究现状

1.4 研究的内容与文章结构

第二章 虚拟油泥造型系统

2.1 虚拟油泥造型系统的产生背景

2.2 虚拟油泥造型系统的组成

2.3 虚拟油泥造型系统的工作原理

2.4 虚拟油泥造型系统的应用现状

2.5 本章小结

第三章 基于卡片分类与行为聚焦的用户研究

3.1 卡片分类

3.2 行为聚焦

3.3 本章小结

第四章 双手交互研究

4.1 双手交互的理论基础

4.2 双手交互技术的发展

4.3 双手交互的特征分析

4.4 本章小结

第五章 虚拟油泥造型系统的用户界面设计

5.1 用户研究

5.2 双手任务分配和手势设计

5.3 界面原型设计

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 后续展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文

附录一 问卷调查

附录二 卡片分类的活动文案