人机交互ch数据交互.pptx
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1、人机交互人机交互ch数据交互数据交互2023/5/22023/5/22 25.1 引言人机交互过程实际是一个输入和输出过程,人通过人机界面向计人机交互过程实际是一个输入和输出过程,人通过人机界面向计算机输入指令,计算机处理后把输出结果呈现给用户。算机输入指令,计算机处理后把输出结果呈现给用户。数据交互:人通过输入数据的方式与计算机进行交流的一种方式,数据交互:人通过输入数据的方式与计算机进行交流的一种方式,是人机交互的重要内容与方式。是人机交互的重要内容与方式。常见的数据输入过程:首先由系统向操作者发出提示,提示用户常见的数据输入过程:首先由系统向操作者发出提示,提示用户输入及如何输入;接着用
2、户通过输入设备把数据输入给计算机;输入及如何输入;接着用户通过输入设备把数据输入给计算机;然后系统响应用户输入,给出反馈信息,并显示在屏幕上(或其然后系统响应用户输入,给出反馈信息,并显示在屏幕上(或其他方式显示);同时系统对用户输入进行检查,如有错误就向用他方式显示);同时系统对用户输入进行检查,如有错误就向用户指出,让用户重新输入。户指出,让用户重新输入。第1页/共21页2023/5/22023/5/23 35.2 数据交互方式输入形式决定数据交互方式,可通过多种形式的数据输入输入形式决定数据交互方式,可通过多种形式的数据输入界面向计算机输入数据。界面向计算机输入数据。1 1、问答式对话数
3、据输入交互:即系统提问用户回答。简单、问答式对话数据输入交互:即系统提问用户回答。简单易用,但单调冗长速度慢,不适合大量数据输入。易用,但单调冗长速度慢,不适合大量数据输入。2 2、菜单选择数据输入交互:若数据从一个确定的可供选择、菜单选择数据输入交互:若数据从一个确定的可供选择的清单中选取输入,可用菜单方式。用户输入代表各项的的清单中选取输入,可用菜单方式。用户输入代表各项的数字代码可以选择所需数据。更复杂可以使用笔或者鼠标数字代码可以选择所需数据。更复杂可以使用笔或者鼠标对文字菜单或图标进行选择。对文字菜单或图标进行选择。3 3、填表数据输入交互:类似于在纸上填写表格,屏幕相当、填表数据输
4、入交互:类似于在纸上填写表格,屏幕相当于一张纸,这种方法是常用的数据输入方法,对于要处理于一张纸,这种方法是常用的数据输入方法,对于要处理大量数据的数据库系统来说是最适合的数据输入方法。大量数据的数据库系统来说是最适合的数据输入方法。4 4、直接操纵数据输入交互:在支持窗口和图形的系统中,、直接操纵数据输入交互:在支持窗口和图形的系统中,可以使用弹出式窗口显示待输入数据的表格,通过光标移可以使用弹出式窗口显示待输入数据的表格,通过光标移动进行查找并按键选取的直接操纵来完成输入。这种方法动进行查找并按键选取的直接操纵来完成输入。这种方法输入简单方便,不会出错,但输入数据被限定在预定范围输入简单方
5、便,不会出错,但输入数据被限定在预定范围内,且编程复杂,系统开销较大。内,且编程复杂,系统开销较大。第2页/共21页2023/5/22023/5/24 45 5、关键词数据输入交互:此法比菜单选择数据输入更快速有效。、关键词数据输入交互:此法比菜单选择数据输入更快速有效。如,在绘图系统中将关键词如,在绘图系统中将关键词lineline、brokebroke、rectrect等作为画直线、折线、等作为画直线、折线、矩形的助记符,进行识别和操作。优点是可以利用特征直接进行选矩形的助记符,进行识别和操作。优点是可以利用特征直接进行选择,并可以不同顺序输入。择,并可以不同顺序输入。6 6、条形码数据输
6、入:条形码是由许多粗细不等的竖线组成的标签、条形码数据输入:条形码是由许多粗细不等的竖线组成的标签(暗带),这些竖线在特定的位置(暗带),这些竖线在特定的位置“显现显现”或或“不显现不显现”表示某个表示某个特定的数据。条形码由条形码读入器读入,读入器在横穿过条形码特定的数据。条形码由条形码读入器读入,读入器在横穿过条形码时挑出暗带,并根据暗带在特定位置时挑出暗带,并根据暗带在特定位置X,X+1X,X+1等处是否出现来表示条等处是否出现来表示条形码序列,并把条形码序列翻译成数据序列。计算机将条形码数据形码序列,并把条形码序列翻译成数据序列。计算机将条形码数据与商品库数据相比较以计算出商品的编号、
7、品名、价格等数据。与商品库数据相比较以计算出商品的编号、品名、价格等数据。7 7、光学字符识别(、光学字符识别(OCROCR):):OCROCR系统可以让计算机通过模式比较系统可以让计算机通过模式比较来识别一些具有不同字体和大小的印刷体。首先它让字符识别系统来识别一些具有不同字体和大小的印刷体。首先它让字符识别系统熟悉字体的特征,使计算机系统了解这种字体的规则,然后将这些熟悉字体的特征,使计算机系统了解这种字体的规则,然后将这些规则记忆到模式匹配算法中。规则记忆到模式匹配算法中。OCROCR主要应用:办公室自动化的文主要应用:办公室自动化的文本输入;邮件自动处理;与自动获取文本过程相关的其他应
8、用场合,本输入;邮件自动处理;与自动获取文本过程相关的其他应用场合,如零售价格识读、订单数据输入等。如零售价格识读、订单数据输入等。8 8、声音数据输入交互:此法输入的速度很快,最大特点是不用手、声音数据输入交互:此法输入的速度很快,最大特点是不用手和眼睛,适合要输入数据同时还要完成手脚并用的工作场合,不宜和眼睛,适合要输入数据同时还要完成手脚并用的工作场合,不宜使用纸张及不能使用键盘的场合。使用纸张及不能使用键盘的场合。9 9、图像数据输入:通过对图像进行特征提取和分析,自动识别限、图像数据输入:通过对图像进行特征提取和分析,自动识别限定的标志、字符、编码结构,或者出现在图像内的其他特征。定
9、的标志、字符、编码结构,或者出现在图像内的其他特征。第3页/共21页2023/5/22023/5/25 55.3 数据交互设备人向计算机输入数据和发出控制信息,对于计算机人向计算机输入数据和发出控制信息,对于计算机而言为输入;计算机向用户呈现数据和反馈信息,而言为输入;计算机向用户呈现数据和反馈信息,对于计算机而言为输出。对于计算机而言为输出。常见的数据输入设备:键盘、鼠标、触摸屏等;常见的数据输入设备:键盘、鼠标、触摸屏等;常见的数据输出设备:显示器、打印机、扬声器等。常见的数据输出设备:显示器、打印机、扬声器等。新型人机交互技术(如虚拟现实)使用更复杂的设新型人机交互技术(如虚拟现实)使用
10、更复杂的设备,输入设备有数据手套、三维空间跟踪器、数据备,输入设备有数据手套、三维空间跟踪器、数据服装、语音识别等;输出设备有头盔显示器服装、语音识别等;输出设备有头盔显示器(HMDHMD)、三维声音产生设备、语音合成设备等。)、三维声音产生设备、语音合成设备等。第4页/共21页2023/5/22023/5/26 6输入交互方式分为两类:输入交互方式分为两类:一类是精确交互方式,是指能用一种交互技术来完一类是精确交互方式,是指能用一种交互技术来完全说明人机交互目的的交互方式,系统可以精确确全说明人机交互目的的交互方式,系统可以精确确定用户的输入。如鼠标、键盘、触摸屏幕、定位器定用户的输入。如鼠
11、标、键盘、触摸屏幕、定位器和光笔等。和光笔等。另一类是非精确交互方式。是指用户利用不能精确另一类是非精确交互方式。是指用户利用不能精确输入的交互方式,如使用话音,姿势、头部追踪、输入的交互方式,如使用话音,姿势、头部追踪、凝视等方式输入。凝视等方式输入。精确交互中,精确交互中,WIMPWIMP界面与某一交互通道结合后,界面与某一交互通道结合后,即可完全表达用户的交互目的,在非精确交互中,即可完全表达用户的交互目的,在非精确交互中,用户只有使用两种属于不同通道的交互技术才能完用户只有使用两种属于不同通道的交互技术才能完全表达交互目的。全表达交互目的。第5页/共21页2023/5/22023/5/
12、27 75.3.1 数据输入设备1 1、键盘、键盘键盘是文字性数据的输入的主要工具,可有不同的结构、外形及键盘是文字性数据的输入的主要工具,可有不同的结构、外形及键码排列方式。目前最常用的键盘是键码排列方式。目前最常用的键盘是2020世纪世纪7070年代由年代由Christopher Latham SholesChristopher Latham Sholes设计的设计的QWERTYQWERTY键盘。键盘。现代的电子键盘采用现代的电子键盘采用1/21/2英寸见方的键,键间空间为英寸见方的键,键间空间为1/41/4英寸英寸.键面键面稍微下凹有助于与手指的良好接触。按键时要求有稍微下凹有助于与手指
13、的良好接触。按键时要求有0.41.25N0.41.25N的的力以及力以及35mm35mm的上下位移,事实证明这种大小力和位移的按键的上下位移,事实证明这种大小力和位移的按键可以加快击键速度,减少差错率,同时能给用户适当反馈。可以加快击键速度,减少差错率,同时能给用户适当反馈。键盘一般由字母键、数字键、专用符号键、光标控制键、修改键、键盘一般由字母键、数字键、专用符号键、光标控制键、修改键、功能键等组成。有些键入空格键、回车键、功能键等组成。有些键入空格键、回车键、ShiftShift键和键和CtrlCtrl键一般键一般比其他键稍大,使手指容易接触,提高可靠性。其他键如比其他键稍大,使手指容易接
14、触,提高可靠性。其他键如Caps Caps LockLock或或Num LockNum Lock有明显的标志显示它们设置的状态。键的有明显的标志显示它们设置的状态。键的 不同不同颜色(深色或浅色)有助于构成令人愉快、醒目的布局。此外,颜色(深色或浅色)有助于构成令人愉快、醒目的布局。此外,中心键(中心键(QWERTYQWERTY布局的布局的F F键和键和J J键)下凹深一些或有一些小的键)下凹深一些或有一些小的突起点,使用户便于确认手指的正确位置。突起点,使用户便于确认手指的正确位置。多数计算机还提供了包含一组附加的用于特殊功能或编程功能的多数计算机还提供了包含一组附加的用于特殊功能或编程功能
15、的功能键,通常有功能键,通常有F1F12F1F12。在软件开发中,功能键可用来定义计。在软件开发中,功能键可用来定义计算机系统预定的功能,而不必输入一串命令字符串。算机系统预定的功能,而不必输入一串命令字符串。第6页/共21页2023/5/22023/5/28 8标准键盘的手腕和手的位置使人不舒服,是不符合人机工标准键盘的手腕和手的位置使人不舒服,是不符合人机工程学标准的。程学标准的。现代键盘融入了高科技的概念和人机工程学的设计,使用现代键盘融入了高科技的概念和人机工程学的设计,使用更舒服。如符合人机工程学的键盘分为左手和右手用的两更舒服。如符合人机工程学的键盘分为左手和右手用的两组键,其间相
16、隔组键,其间相隔9.5cm9.5cm,张开,张开2525角,有角,有1010倾斜面,并为倾斜面,并为前臂和腕部的支撑提供很大空间。前臂和腕部的支撑提供很大空间。依据人机工程学设计原则,苹果、微软、飞利浦等公司分依据人机工程学设计原则,苹果、微软、飞利浦等公司分别设计了裂开式的人机工程学键盘。如罗技的极光无影手别设计了裂开式的人机工程学键盘。如罗技的极光无影手键盘;微软的键盘;微软的Natural Keyboard ProNatural Keyboard Pro人机工程学键盘;西门人机工程学键盘;西门子虚拟键盘和可折叠键盘。虚拟键盘没有键盘按键,只要子虚拟键盘和可折叠键盘。虚拟键盘没有键盘按键,
17、只要放到桌子上,它射出的激光就会扫描出一幅键盘图片,丝放到桌子上,它射出的激光就会扫描出一幅键盘图片,丝毫不影响输入;可折叠键盘是真正的毫不影响输入;可折叠键盘是真正的“超薄键盘超薄键盘”,厚度,厚度仅有仅有3mm3mm,可以装在上衣口袋,走到哪里带到哪里。,可以装在上衣口袋,走到哪里带到哪里。第7页/共21页2023/5/22023/5/29 92 2、鼠标、鼠标鼠标用来控制光标在显示屏上的位置,并向主机输入用户鼠标用来控制光标在显示屏上的位置,并向主机输入用户所选中的操作命令或操作对象。鼠标有机械鼠标、光学鼠所选中的操作命令或操作对象。鼠标有机械鼠标、光学鼠标、光学机械鼠标三种。标、光学机
18、械鼠标三种。机械鼠标内部有一个直径约机械鼠标内部有一个直径约2.5cm2.5cm的橡胶球,该球的上下的橡胶球,该球的上下方向和左右方向各有一个转轮和它相接触,这两个转轮各方向和左右方向各有一个转轮和它相接触,这两个转轮各自连到一个电阻元件上。当鼠标在平面上滑动时,该球通自连到一个电阻元件上。当鼠标在平面上滑动时,该球通过外壳底部圆形窗洞在平面上滚动,带动两个转轮转动。过外壳底部圆形窗洞在平面上滚动,带动两个转轮转动。光学鼠标不需要滚动球,鼠标在配有精细网格坐标平板上光学鼠标不需要滚动球,鼠标在配有精细网格坐标平板上滑动时,底部装置的光电检测器将移动的网络数据转换后滑动时,底部装置的光电检测器将
19、移动的网络数据转换后传送给计算机,从而完成光标的同步移动。新型光电鼠标传送给计算机,从而完成光标的同步移动。新型光电鼠标无须网格平板,只要不是单一色调的平面,其光电检测器无须网格平板,只要不是单一色调的平面,其光电检测器都可以检测到反射光线的差异。都可以检测到反射光线的差异。光学机械鼠标介于上述二者之间,装有橡胶球,不需要特光学机械鼠标介于上述二者之间,装有橡胶球,不需要特殊平板,但可通过光电检测实现数据转换。殊平板,但可通过光电检测实现数据转换。第8页/共21页2023/5/22023/5/21010鼠标按键数目有单键、双键、三键。苹果电脑通常使用单键鼠标,鼠标按键数目有单键、双键、三键。苹
20、果电脑通常使用单键鼠标,双键鼠标称双键鼠标称MSMS鼠标,三键鼠标叫做鼠标,三键鼠标叫做PSPS鼠标。鼠标工作于双键或鼠标。鼠标工作于双键或三键状态主要取决于软件,三键状态主要取决于软件,Windows 3.xWindows 3.x、9595、9898等只能用双键等只能用双键鼠标,有些软件支持第三键,如鼠标,有些软件支持第三键,如Auto CADAuto CAD等。等。鼠标操作方式:鼠标操作方式:定位:通过操作输入设备,把定位器光标指到一个对象或区域上;定位:通过操作输入设备,把定位器光标指到一个对象或区域上;单击:当定位器定位到预定目标后,迅速按动并释放按钮而不移单击:当定位器定位到预定目标
21、后,迅速按动并释放按钮而不移动鼠标位置,用于目标选取或执行动作;动鼠标位置,用于目标选取或执行动作;释放:释放按下的按钮释放:释放按下的按钮拖动:按下鼠标按钮的同时移动鼠标(不释放),到目标位置时拖动:按下鼠标按钮的同时移动鼠标(不释放),到目标位置时再释放按钮;再释放按钮;双击:重复按动鼠标按钮两次,一般用来打开文件。双击:重复按动鼠标按钮两次,一般用来打开文件。目前流行的新型鼠标主要有:目前流行的新型鼠标主要有:KarnaKarna公司的公司的Razer Booms Lang Razer Booms Lang 20002000鼠标;罗技公司的极光银貂鼠标;微软光学全功能鼠标和无鼠标;罗技公
22、司的极光银貂鼠标;微软光学全功能鼠标和无线鼠标(见书图)线鼠标(见书图)第9页/共21页2023/5/22023/5/211113 3、跟踪球(、跟踪球(Tracing BallTracing Ball)跟踪球的工作原理同鼠标一样,在结构上可把跟踪球看成鼠标倒置,在鼠跟踪球的工作原理同鼠标一样,在结构上可把跟踪球看成鼠标倒置,在鼠标中滚动球在鼠标底部,在跟踪球中,滚动球在顶部。球体可在其支架内标中滚动球在鼠标底部,在跟踪球中,滚动球在顶部。球体可在其支架内自由旋转,由其旋转量转换成两正交方向的运动量,进而控制屏幕上光标自由旋转,由其旋转量转换成两正交方向的运动量,进而控制屏幕上光标的移动方向和
23、大小。的移动方向和大小。跟踪球占用空间小,多用于笔记本以及空中交通控制中心,或一些电子游跟踪球占用空间小,多用于笔记本以及空中交通控制中心,或一些电子游戏中。戏中。4 4、操纵杆、操纵杆操纵杆是一种间接的定位设备,它是一个可左右前后扳动的杆,它并不是操纵杆是一种间接的定位设备,它是一个可左右前后扳动的杆,它并不是直接控制屏幕光标的位置,而是控制屏幕光标移动的方向和速率。操纵杆直接控制屏幕光标的位置,而是控制屏幕光标移动的方向和速率。操纵杆适宜跟踪目标的原因是移动的光标所需要的位移相对较小,同时易于变换适宜跟踪目标的原因是移动的光标所需要的位移相对较小,同时易于变换方向。目前操纵杆常应用于游戏中
24、。方向。目前操纵杆常应用于游戏中。5 5、触摸屏、触摸屏(Touch Panel)(Touch Panel)触摸屏是一种直接在显示屏上输入的装置。这类输入设备是在屏幕表面直触摸屏是一种直接在显示屏上输入的装置。这类输入设备是在屏幕表面直接安装透明的二维光敏器件阵列,通过用户直接用手指接触它时光束被阻接安装透明的二维光敏器件阵列,通过用户直接用手指接触它时光束被阻断来检测手指位置。一般触摸屏分为:电阻式、电容式、表面声波式、红断来检测手指位置。一般触摸屏分为:电阻式、电容式、表面声波式、红外线扫描式和矢量压力传感式五种触摸屏。触摸屏操作简便,在屏幕上输外线扫描式和矢量压力传感式五种触摸屏。触摸屏
25、操作简便,在屏幕上输入并显示,构成一个整体化的交互显控系统,广泛应用于机场、车站银行入并显示,构成一个整体化的交互显控系统,广泛应用于机场、车站银行等,不适于编辑或绘图。等,不适于编辑或绘图。第10页/共21页2023/5/22023/5/212126 6、手写板、手写板手写板是手写输入系统的感应设备。常见的手写板按尺寸分为手写板是手写输入系统的感应设备。常见的手写板按尺寸分为75mm50mm75mm50mm、75mm100mm75mm100mm、100mm125mm100mm125mm三种。按输入笔与三种。按输入笔与手写板连接方式分为有线笔和无线笔两类。按是否可以感知手写力手写板连接方式分为
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