2D和3D交互手势的可用性研究

摘要

人-机交互方式的可用性一直是工程心理学领域关注的问题，近年来2D手势交互（也叫手势触摸交互）和3D手势交互（也叫手势体感交互）成为了人-机交互方式的主流发展趋势。为了进一步探究两种新型手势交互方式的可用性问题，本研究考察了不同2D、3D手势交互方案的可用性水平并总结出常见手势操作的最优手势动作集合。
　　本研究一共包括三个研究:研究一通过总结整理以往研究，并结合2D、3D手势交互特点、搜集各种2D、3D手势交互产品的手势动作，最终总结出分别针对2D手势和3D手势的可用性评价指标，并整理出尽可能详细的手势动作方案集合。研究二和研究三是在研究一的基础上，结合可用性实验设计，来探究针对特定操作目的，可用性水平最高的手势动作，并在真实任务场景下进行验证比较，最终得到符合人-机交互原则、用户体验水平高的2D和3D手势动作集合。
　　研究二和研究三具体包括四个实验:实验一通过对单个2D手势动作的可用性实验来比较各个手势动作的可用性水平高低，来试图获得可用性水平最好的一组2D手势动作集合。实验二在真实任务场景下来验证实验一中所获得的最佳2D手势集合与其他手势方案集合的操作绩效和主观满意度，来验证最佳手势集合的优势性。实验三通过对单个3D手势动作的可用性实验来比较各个手势动作的可用性水平高低，来试图获得可用性水平最好的一组3D手势动作集合。实验四在真实任务场景下来验证实验三中所获得的最佳3D手势集合与其他手势方案集合的操作绩效和主观满意度，来验证最佳手势集合的优势性。
　　由实验结果得出以下几个主要结论：
　　1、本研究得到一套适用于2D手势交互的最佳手势动作集合，比如,针对于“删除”操作，最佳的手势动作为“单手单指按住目标左划，呼出‘删除’按钮，再点击‘删除’按钮”；对于“旋转”操作，最佳的手势动作为“单手双指同时按住目标并同时转动”。
　　2、本研究得到一套适用于适用于3D手势交互的最佳手势动作集合，比如，针对于“左单击”操作，最佳的手势动作为“单手手掌伸开，食指向下轻点”；对于“上下翻页”操作，最佳的手势动作为“单手五指摊开，上指为上翻，下指为下翻”。
　　3、针对2D和3D手势动作设计，应该遵循以下设计原则：
　　原则一：针对细节型任务的手势动作设计，要以手指的手势动作为主；而针对整体型任务，则以手掌的手势动作为主。
　　原则二：在手势动作设计中，要尽量保持手势动作的流畅性。
　　原则三：在手势动作设计时，最多不要超过三个动作组合。
　　原则四：在手势动作设计时，在单手操作能够满足的情况下，尽量保证单手操作。
　　原则五：在设计划动手势动作时，优先考虑右手左划的手势。

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目录

1. 前言

2. 研究背景

2.1 相关研究

2.2 问题提出

2.3 研究构思

2.4 研究目的

2.5 研究意义

2.6 研究创新点

3. 研究一 2D、3D手势动作评价指标及手势动作集研究

4. 研究二 2D手势的可用性研究

4.1.实验一 2D手势九类操作最佳手势研究

4.2.实验二 2D手势不同组合下绩效比较研究

5. 研究三 3D手势的可用性研究

5.1.实验三 3D手势十类操作最佳手势研究

5.2.实验四 3D手势不同组合下绩效比较研究

6. 总讨论

6.1.建立标准手势动作集合的必要性

6.2.标准手势动作集合的有效性

6.3.手势动作设计时需要考虑的一些原则

7. 结论

8. 展望

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果

致谢