第 交互设备学习.pptx
《第 交互设备学习.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第 交互设备学习.pptx(107页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、13.1文本输入设备 文本输入是人与计算机交互的一个重要组成部分,同时也是一项繁重的工作。键盘输入是最常见、最主要的文本输入方式。手写以及语音等一些更自然的交互方式也可为文本输入提供辅助手段。第1页/共107页2键盘 键盘是文本输入的最重要手段,而键盘布局对于文本输入的速度和准确性至关重要。为了提高键盘在某些场合下的使用舒适度,许多键盘在设计的过程中还加入了更多人性化的考虑。第2页/共107页31.键盘的布局 QWERTY键盘布局19世纪70年代,Sholes发明了QWERTY键盘布局,其名称来源于该布局方式最上行前6个英文字母,最常用的几个字母安置在相反方向,最大限度放慢敲键速度以避免卡键。
2、这种布局方式依然是今天最为常见的排列方式,成为一种事实上的标准。DUORAK键盘布局20世纪20年代的DUORAK键盘布局,据推测可以大大减少手指移动距离,从而大大提高输入速度,但由于受到传统QWERTY布局的影响,没有成为主流的键盘布局。第3页/共107页42.人性化设计的键盘(1)人体工程学键盘是在标准键盘基础上将指法规定的左手键区和右手键区这两大板块左右分开,并形成一定角度,这样可使操作者不必有意识的夹紧双臂,从而保持一种比较自然的形态,这种设计的键盘被微软公司命名为自然键盘(Natural Keyboard)。第4页/共107页5(1)人体工程学键盘(图例1)图3-1人体工程学键盘:固
3、定于椅子上的键盘第5页/共107页6图3-1人体工程学键盘:固定于桌面上的键盘(1)人体工程学键盘(图例2)第6页/共107页72.人性化设计的键盘(2)多功能集成键盘 这类键盘集成了鼠标、无线等功能,在键盘布局以及外观设计方面,针对游戏、上网浏览等常用娱乐功能做了改进。键盘正上方设计的快捷键,包括“IE主页”、“打开文件夹”、“查找文件”和“进入信箱”等12个,许多操作可以一键完成。键盘的无线接收器采用USB接口,安装使用也非常方便。第7页/共107页8图3-2BTC9019URF无线游戏键盘2.人性化设计的键盘 第8页/共107页9图3-2BTC9019URF无线游戏键盘2.人性化设计的键
4、盘第9页/共107页10手写设备 手写笔板+手写笔:是手写系统中一个很重要的部分。有线笔:手写笔尾部均有一根电缆与手写板相连,从手写板上输入电源。无线笔:借助于一些特殊技术而不需要任何电源。无线笔的优点是携带和使用起来非常方便,同时也较少出现故障。手写笔一般还带有两个或三个按键,其功能相当于鼠标按键,这样在操作时不需要在手写笔和鼠标之间来回切换。第10页/共107页11手写设备图3-3汉王笔手写系统第11页/共107页12手写设备手写板主要分类:电阻式压力手写板:几乎已经被淘汰电磁式感应手写板:目前市场主流产品电容式触控手写板:市场的新生力量,具有耐磨损、使用简便、敏感度高等优点,是今后手写板
5、的发展趋势。第12页/共107页13手写设备手写板的一些通用的评测指标压感级数:手写板可以感应到笔在手写板上的力度的级别,最高为512级。精度:精度又称分辨率,指的是单位长度上所分布的感应点数,精度越高对手写的反映越灵敏,对手写板的要求也越高书写面积:是手写板一个很直观的指标,手写板区域越大,书写的回旋余地就越大,运笔也就更加灵活方便,输入速度往往会更快,当然其价格也相应更高。书写面板的尺寸大体有以下几种:76mm51mm、76mm114mm、10mm13mm和11mm15mm第13页/共107页14手写设备手写汉字识别软件除了硬件外,手写笔和手写板的另一项核心技术是手写汉字识别软件,目前各类
6、手写笔的识别技术都已相当成熟,识别率和识别速度也能够满足实际应用的要求。第14页/共107页15语音输入设备 语音输入为文本输入提供了更加自然的交互手段,也许在将来,我们能够真正抛弃键盘,实现和计算机的“对话”。在语音录入过程中所涉及的设备主要麦克风和声卡(见3.5节)第15页/共107页163.2 图像输入设备 图像输入是人与计算机交互的另外一个重要组成部分。扫描仪可以快速地实现图像输入,且经过对图像的分析与识别,可以得到文字、图形等内容;而摄像头则是捕捉动态场景最常用的工具。第16页/共107页17扫描仪 扫描仪作为光电、机械一体化的高科技产品,自问世以来凭借其独特的数字化“图像”采集能力
7、,低廉的价格以及优良的性能,得到了迅速的发展和广泛的应用,目前已成为计算机不可缺少的图文输入工具之一,被广泛地应用于图形、图像处理的各个领域。第17页/共107页181.扫描仪的简单工作原理 扫描仪对图像画面进行扫描时,光源将光线照射到待扫描的图像原稿上,产生反射光或透射光,然后经反光镜组反射到线性光电转换的电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)。中。CCD图像传感器根据反射光线强弱的不同转换成不同大小的电流,经模拟数字转换处理,将电信号转换成数字信号,即产生一行图像数据。同时,在控制电路的控制下,步进电机旋转带动驱动皮带,从而驱动光学系统和CCD扫描装置在传动导轨
8、上与待扫原稿做相对平行移动,将待扫图像原稿逐条线扫入,最终完成全部原稿图像的扫描。对于彩色图像,扫描仪在扫描时,首先生成分别对应于红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色的三幅图像,然后将这三幅图像合成。第18页/共107页19图3-4扫描仪扫描过程简图第19页/共107页202.扫描仪的性能指标(1)分辨率:扫描仪的分辨率决定了最高扫描精度;在扫描图像时,扫描分辨率设得越高,生成的图像的效果就越精细,生成的图像文件也越大。DPI是指用扫描仪输入图像时,在每英寸上得到的像素点个数。扫描仪的分辨率等于其光学部件的分辨率加上其自身通过硬件及软件进行处理分析所得到的分辨率;分辨率为1200DPI的扫描仪,
9、往往其光学部分的分辨率只占400600DPI。扩充部分的分辨率由硬件和软件联合生成,这个过程是通过计算机对图像进行分析,对空白部分进行插值处理所产生的;第20页/共107页212.扫描仪的性能指标(2)扫描速度:扫描速度决定了扫描仪的工作效率.一般而言,以300DPI的分辨率扫描一幅A4幅面的黑白二值图像,时间少于10秒钟,相同情况下,扫描灰度图,约需10秒左右,而如果使用三次扫描成像的彩色扫描仪,则要23分钟。第21页/共107页223.平板式扫描仪的结构目前大部分的扫描仪都属于平板式扫描仪,主要由上盖、原稿台、光学成像部分、光电转换部分、机械传动部分组成(如图3-5)。机盖导轨滑杆稿台齿轮
10、链条步进电机图3-5平板式扫描仪结构第22页/共107页23数码摄像头1.数码摄像头的用途数码摄像头可以直接捕捉影像,然后通过计算机的串口、并口或者USB接口传送到计算机里。数码摄像头没有存储装置和其他附加控制装置,只有一个感光部件、简单的镜头和不太复杂的数据传输线路,造价低廉。第23页/共107页24数码摄像头2.衡量数码摄像头的关键因素感光元器件大多为CCD,CCD 的成像往往通透性、明锐度都很好,色彩还原、曝光可以保证基本准确;应用在摄像、图像扫描等对于图像质量要求较高的应用中,价格高附加金属氧化物半导体组件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor
11、,CMOS)大多应用在一些低端视频应用中,价格低像素数:像素数是影响图像质量的重要指标,也是判断摄像头性能优劣的重要条件。早期产品以10万像素的居多,目前则以35万像素为主第24页/共107页25数码摄像头2.衡量数码摄像头的关键因素解析度:分为照像解析度和视频解析度:有352288、320240、176144、160120 等规格一般产品的最高解析度可以达到640480 视频速度:视频速度和视频解析度是直接相关的,基本成反比关系如640480 解析度可达12.5帧秒(Frames Per Second,FPS),352288 的解析度可得到30 FPS,真正获取流畅的视频 镜头:镜头性能的重
12、要条件是它的调焦范围以及灵敏性等因素,好的摄像头,应该有较为宽广的调焦范围和较高的灵敏性第25页/共107页26数码摄像头产品如图3-6所示的摄像头(创新 Video Blaster WebCam),可以用16.7兆颜色进行实时视频捕捉;分辨率为 352288 时速度最快达 30 帧每秒,分辨率为 640480 时达15 帧每秒;支持160120、176144、320240、352288、和 640480 分辨率的静态图像捕捉;镜头免调焦距。第26页/共107页27图3-6创新VideoBlasterWebCam及其控制界面第27页/共107页283.3指点输入设备指点设备常用于完成一些定位和
13、选择物体的交互任务。物体可能处于一维、二维、三维或更高维的空间中,而选择与定位的方式可以是直接选择,或通过操作屏幕上的光标来完成。第28页/共107页29鼠标1963年,美国科学家Douglas Englebart发明了鼠标器(如图3-7左)。他最初的想法是为了让计算机输入操作变得更简单、容易。第一只鼠标器的外壳是用木头精心雕刻而成的,整个鼠标器只有一个按键,在底部安装有金属滚轮,用以控制光标的移动。1984年,苹果公司把经过改进的鼠标器安装在Lisa微电脑上,从而使鼠标器声名显赫,它与键盘一道成为电脑系统中必备的输入装置。第29页/共107页301.最初的鼠标和现在常用的鼠标第30页/共10
14、7页312.鼠标的分类1)机械式鼠标(半光学鼠标)工作原理:在机械式鼠标底部有一个可以自由滚动的球,在球的前方及右方装置两个支成90度角的编码器滚轴,移动鼠标时小球随之滚动,便会带动旁边的滚轴,前方的滚轴记录前后滑动,右方的滚轴记录左右滑动,两轴一起移动则代表非垂直及水平方向的滑动。编码器由此识别鼠标移动的距离和方位,产生相应的电信号传给电脑,以确定光标在屏幕上的正确位置。第31页/共107页322.鼠标的分类2)光电式鼠标 工作原理:利用一块特制的光栅板作为位移检测元件,光栅板上方格之间的距离为0.5mm。鼠标器内部有一个发光元件和两个聚焦透镜,发射光经过透镜聚焦后从底部的小孔向下射出,照在
15、鼠标器下面的光栅板上,再反射回鼠标器内。当在光栅板上移动鼠标器时,由于光栅板上明暗相间的条纹反射光有强弱变化,鼠标器内部将强弱变化的反射光变成电脉冲,对电脉冲进行计数即可测出鼠标器移动的距离。第32页/共107页333.鼠标与计算机的接口串行接口设计(梯形9针接口);随着PC机器上串口设备的逐渐增多,串口鼠标逐渐被采用新技术的PS/2接口鼠标所取代(小圆形接口);随着即插即用概念的提出,使得采用USB接口的鼠标成为主流;而对于一些有专业要求的用户而言,采用红外线信号来与电脑传递信息的无线鼠标也成为一种专业时尚。第33页/共107页344.鼠标的按键从按键而言,依次经历了两键、三键时代。随着IN
16、TERNET的普及,人们发现,在鼠标上加上一个小小的轮轴更便于浏览网页,这样,又出现了滚轮鼠标,目前的鼠标以三键滚轮鼠标为主(如图3-7右)。虽然鼠标的发展速度和其他输入设备相比似乎慢了许多,但是鼠标对计算机操作带来的巨大便利,决定了其在短时间内是难以被完全替代的。第34页/共107页35触摸板(Touchpad)触摸板能够在一定的区域内(通常是5075毫米长度)感应接触,将这种接触信号转发给计算机处理。目前,触摸板已应用到笔记本电脑上,可以替代鼠标。触摸板通过电容感应来获知用户的手指移动情况,对手指热量并不敏感。同鼠标相比,触摸板的使用更加灵活,在使用过程中,通过更多的配置,可以得到更强的功
17、能。第35页/共107页36触摸板以及触摸板的配置 图3-8触摸板以及触摸板的配置第36页/共107页37控制杆 控制杆很适宜于跟踪目的(即追随屏幕上一个移动的目标)的原因是移动对应的光标所需的位移相对较小,同时易于变换方向。控制杆的移动导致屏幕上光标的移动。根据两者移动的关系,可以将其分为两大类:位移定位和压力定位。对于位移定位的游戏杆,屏幕上的光标依据游戏杆的位移而移动,第37页/共107页38第38页/共107页39光笔 光笔是一种较早用于绘图系统的交互输入设备,它能使用户在屏幕上指点某个点以执行选择、定位或其他任务。光笔和图形软件相配合,可以在显示器上完成绘图,修改图形和变换图形等复杂
18、功能(如图3-10)。光笔的形状和普通钢笔相似,它由透镜、光导纤维、光电元件、放大整形电路和接触开关组成(如图3-11)。第39页/共107页40图3-10光笔的使用第40页/共107页41光笔的的原理图第41页/共107页42光笔的优缺点 光笔的优点不需要特殊的显示屏幕,与触摸屏的设备相比较,价格便宜许多;在一些不适宜使用鼠标的地方,可以起到替代作用。光笔的缺点手和笔迹可能将遮挡屏幕图像的一部分;会造成手腕的疲劳;光笔不能检测黑暗区域内的位置;会因房间背景光的影响,光笔产生误读现象。第42页/共107页43触摸屏 触摸屏作为一种特殊的计算机外设,提供了一种简单、方便、自然的人机交互方式,在某
19、些应用中,可以代替鼠标或键盘。触摸屏目前主要应用于公共信息的查询,如电信、税务、银行、电力等部门的业务查询,城市街头的信息查询。此外还可以应用于工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学等方面。第43页/共107页44触摸屏的分类可以把触摸屏分为四种:电阻式电容感应式红外线式(图3-12)表面声波式。每一类触摸屏都有其各自的优缺点。第44页/共107页45红外线式触摸屏及相关技术参数原理:红外线屏幕类型:平面分辨率(dpi):16001200尺寸(英寸):19透光率:92%感应力度:可感知100g触摸力图3-12触摸屏及相关技术参数第45页/共107页46手写液晶屏 手写液晶屏是液晶矩
20、阵显示技术和高灵敏度电磁压感技术的完美结合,可以在屏幕上直接用压感笔实现高精度的选取、绘图、设计制作。液晶屏幕上除了具备一般的液晶显示屏的特征以外,在最上面还附有一层特制保护层,确保在书写过程中,屏幕保持平整不变形,液晶原来的画质毫不受损,同时具有高耐久性。第46页/共107页47手写液晶屏第47页/共107页48眼动跟踪系统 眼动跟踪系统允许用户仅仅通过凝视的手段来控制计算机选择物体。目前来看,眼动跟踪系统需要利用较为复杂的硬件设备以及软件算法。第48页/共107页49一个眼动跟踪系统示例图3-14眼动跟踪系统第49页/共107页50眼动跟踪系统工作原理首先,用四个L形的红外线发光器,在眼睛
21、里产生一些亮点;然后利用一个广角摄像头获取脸部图像,快速确定眼睛的位置,再利用一个视野较小,分辨率较高的摄像头拍摄眼睛的高分辨率图像;最后,分析眼睛的图像,计算瞳孔中心和亮点的位置,通过计算瞳孔中心和亮点确定的矢量,确定视线方向。第50页/共107页51光标键-非连续定位装置 选择菜单或者编辑文本过程中光标移动时,只需要上、下、左、右几个方向的控制,这时候仅需要简单的光标键就可以了。键盘上都有光标键,在windows等图形用户界面和鼠标出现之前,光标键是一般字符界面最重要的定位方式。目前,在一些应用中,特别是一些简单交互界面或一些文本编辑系统中,光标键作为一种简单、自然的方式,仍然发挥着重要的
22、作用。第51页/共107页523.4显示设备 显示器是计算机的重要输出设备,是人机对话的重要工具。它的主要功能是接收主机发出的信息,经过一系列的变换,最后以光的形式将文字和图形显示出来。在交互的计算机系统中,没有显示器的情况是非常少见的,只出现在某些非传统的应用中。第52页/共107页53位图显示 光栅扫描型(Raster scan)显示器,以点阵形式表示图形,采用专门的帧缓冲区存放点阵,缓冲区按照矩形网格排列,每个网格点对应显示器上的一个象素。由视频控制器负责刷新扫描,当扫描到显像管表面时,根据对应的缓冲区中的值,显示不同的灰度和颜色(如图3-15),此类显示技术称为位图(Bitmap)显示
23、。第53页/共107页54 1.位图与光栅显示 第54页/共107页55屏幕坐标系光栅显示器的图形表现能力,是通过光栅图形元素来实现的。为此建立了以屏幕分辨率为基础的二维图形整数坐标系,称为屏幕坐标系。它的垂直方向为Y轴,水平方向为X轴,原点在屏幕的左上角,单位为象素的直径(即点距)。第55页/共107页56显示技术 1.阴极射线管(CRT)显示器 结构第56页/共107页57显示技术工作方式电子束从左向右,从上向下扫描荧光屏,产生一幅幅光栅,每一条从左向右的直线称为扫描线,每一幅光栅称为一帧。扫描方式分逐行和隔行扫描方式。隔行扫描方式把一帧光栅分为两次扫描:先扫偶数行扫描线,再扫奇数行扫描线
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 交互设备学习 交互 设备 学习
限制150内