交互技术论文范文
时间：2023-02-27 06:37:04
交互技术论文范文第1篇
多媒体交互技术应用于展示设计中在很大程度上改变了传统的展出方式，其不仅能够扩大信息承载量、提高展出效率，同时还充分强调了人的主体作用。笔者主要介绍多媒体交互技术的特点，并详尽阐述其应用于展示设计中的特殊意义，希望能够为展示设计的发展有所启示。
关键词：
多媒体交互技术；展示设计；应用
随着计算机技术以及计算机硬件水平不断更新改进，多媒体交互技术在各行各业展览中的应用越来越频繁，该技术的应用在很大程度上提高了观众的观感体验，极大提高了展出效率。多媒体交互技术有自身的应用特点，将其应用于展示设计中之后，这两者相结合会产生新的应用特点，本文对这种新特点进行总结，并阐述其对展示设计的意义，希望能够使多媒体交互技术更加完善。
1多媒体交互技术应用的特点与意义
人机交互技术指的是人可以通过计算机输入设备和计算机输出设备以某种有效的方式实现与机器或者计算机的对话[1]。人给机器输入相关信息或者进行相应的指令动作，机器根据指令做出相应回答，比如人们可以通过语音、动作等实现与机器的交互。多媒体技术现在通常指的是把影音、图像、文字等多种多样的媒体信息通过专门的计算机程序进行一系列的加工处理，然后以单独的形式或者合成的形式表现出来的一种计算机技术[2]。多媒体交互技术主要有以下4个特点。
1.1大容量信息整合设计
传统的展示设计是通过实物、展览板、影音、文字描述等手段向观众传递信息，这种展示设计受时间和空间的限制，不能够多方面、多角度地向观众展示信息，并且能够传递的信息量十分有限，展出效率不高。在实际的展示设计中通过交互技术应用多媒体、虚拟现实技术等对大量繁杂的数据信息进行归纳、分析、处理、整合，并根据数据信息的重要性进行分类，可以在很大程度上弥补传统展示设计在信息承载、信息处理等方面存在的不足[3]。交互技术可以作为一个共享平台，整合之后的数据信息可以通过多媒体技术向观众传达，或者观众可以通过对界面进行相应操作，以获取自己想要得到的信息。比如，博物馆都是以实物的形式展出珍贵的艺术品，为了让参观者能够对艺术品有更深入的了解，通常在每件展品前面都会有一个对展品进行简要介绍的信息牌，但是这个信息牌承载的信息有限，无法将艺术品更深层次的信息完整、全面地向观众传达。现在在博物馆展厅设置触摸屏，观众可以对触摸屏进行相应操作，调出自己想要的信息，这样观众就能够获取到展品更深层次的信息，对展品有更深层次的了解。
1.2故事性讲述与环境真实感营造
现在很多博物馆、规划馆通常用文创产品实现与大众的有效联系，这种文创产品兼具故事性和创新性，能够吸引更多的观众参观。传统的展示设计一般采用文字、图片、VCR或者模型等讲述故事，但是需要大量工作人员预先进行一系列策划工作，如故事脚本的设计等，准备周期比较长且工作量大，并且由于不能与观众进行有效互动，很难引起观众共鸣。交互技术的应用可以有效解决上述问题。多媒体投影以及现实虚拟技术可以将丰富的、有层次的故事场景更生动、更形象、更真实地展现出来。在故事讲述过程中，观众可以通过电子沙、电子翻书等交互设施更深层次地了解故事，并且可以进行人机互动，这样可以吸引观众注意力，让观众更积极地参与到故事中，更能产生共鸣。
1.3富有趣味性的信息传播
交互技术和交互设施能够营造真实的故事场景、空间环境感，并且展览样式丰富新奇，可以实现与观众的亲密互动，让观众在玩乐之中获取自己想要了解的知识，这种寓教于乐的展示方式深受人们喜爱。多媒体交互技术可以对环境进行真实模拟，比如创建城市、动物、飞船等模型，通过极具表现力的方式激发起人们好奇心，吸引越来越多人参观[4]。比如香港历史博物馆通过还原以前的建筑特点、创造以前的城市空间和具有时代气息的小物件等来引发人们的怀旧情怀。这种新兴的展示设计还可以通过多丰富多彩的展示道具、新奇的展示方式以及灵活多样、功能众多的平面展示设计来吸引观众。
1.4技术复杂性与更加人性化
交互技术想要实现如上众多功能，并且使这些功能能够有效满足人们的心理需求，更具人性化，必须借助多种技术手段和软件才能够实现，其复杂性不言而喻。在展示设计过程中，如果需要增加一个被整合的元素，技术的实现难度以及复杂性就会相应增加[5]。
2多媒体交互技术应用于展示设计中的意义
2.1促进展示手段创新
传统的展示设计因为展示手段单一，对观众的吸引力十分有限。而多媒体交互技术兼容了游戏互动、虚拟现实技术、计算机平面设计等多种技术和手段，因此，其展示手段不仅多样，而且极具特色和表现力，并且其人性化的设计[6]使观众在观展过程中可以自由选择自己喜爱的展示方式。比如可以通过阅读文字、欣赏视频短片或者体验生动真实的模拟环境，获取自己想要了解的内容。而且随着科技的不断发展，多媒体交互技术的更新速度越来越快，更多的展示手段会在不久的将来被研发出来并投入使用，以不断满足观众需求。
2.2给观众提供新的审美体验
通过虚拟现实技术，可以进行天马星空的艺术创造或者对未来世界进行虚拟化构建，让观众有身临其境的感觉，可以满足观众视觉、听觉、触觉等多种感官体验，实现了艺术与高科技的有机融合，颠覆人们传统的美学经验，为观众提供了新的审美体验。
2.3使展示手段更加适应数字时代
随着科学技术的不断发展，信息载体以及记录方式越来越多样化，传统的纸张记录形态逐渐被录音带、光盘、录像带、磁盘、影片以及微缩胶卷等新型载体和记录方式所取代。传统展示设计无法全面将信息展示出来，而使用多媒体交互技术可以将这些数据信息通过多种表现形式展现出来，并且能够在很大程度上提高展出效果。
2.4提高观众的观看效率
展示设计所要展示的内容不仅多，而且繁杂，应用多媒体交互技术可以通过多种展示手段向观众传递信息，并且观众有选择的权利，他们可以只挑选自己感兴趣的内容进行了解，这样可以极大提高展出效率和观众的观看效率。
3结语
多媒体交互技术应用于展示设计中可以有效促进展示手段创新、给观众提供新的审美体验、使展示手段更加适应数字时代以及提高观众的观看效率。但是，由于对其的应用还在初始阶段，各方面的技术还不是很成熟，所以在实际展出中仍然存在很多不足，这就需要研发人员不断钻研，不断改进设计理念，以完善多媒体交互技术在展示设计中的应用。
作者：高翔 单位：呼和浩特市规划展览馆
参考文献
[1]傅兴.数字与物质重构下的信息空间设计---应用多媒体交互技术对展示设计的影响[J].艺术与设计（理论）,2010,12(24):35—37.
[2]钱小轮.多媒体交互技术下展示设计发展趋势的分析[J].经济研究导刊,2013(9):103-105.
[3]徐秋苗.互动多媒体装置艺术在展示设计中的应用——以2010年上海世博会为例[D].杭州:中国美术学院,2011.
[4]傅兴.展示设计中应用多媒体交互技术出现问题的反思[J].艺术与设计（理论）,2016(14):120-123.
[5]张旭.展示设计中应用多媒体交互技术的影响[A]//2010国际数字科技博物馆学术论坛暨第二届数字科技馆技术与应用研讨会论文集[C].2010(8):25-27.
交互技术论文范文第2篇
随着信息技术的发展，虚拟交互技术在教育中应用越来越广泛，对当前的教育教学产生了深远影响。本论文主要论述了当前高等艺术教育的状况、高等艺术教育中虚拟交互技术应用方面的理论研究状况、针对当前状况提出相应的教学改革方案。 一、当前高等艺术教育的状况 高等艺术教育在当前主要采取传统课堂教学和多媒体教学相结合的方式，前者主要是对艺术教育传统基础技法的训练，提高艺术素养和美术修养，一般采取小教室的教学模式。而后者主要是对艺术教育的基本理论、基本设计手法的教学，对艺术教育中经典案例的分析，当前最前沿的研究成果和发展趋势的介绍。这两种教学方式对培养大量的人才发挥了巨大作用，然而仍存在很大不足。这主要体现以下三个方面：教学中注重对单一基本技法的训练，而忽视了基本技法的相互融会贯通；注重基本技法的训练，忽视了对生活艺术的理解和思考，培养学生真正的艺术素养；注重课堂教学，忽视了艺术实践活动。 二、高等艺术教育中虚拟交互技术应用方面的理论研究状况 虚拟交互技术自出现以来，广泛应用在各个领域，并取得了不错的效益。自从在高等教育上应用以来，就引起国内外学者的关注，总结出了许多有科学价值的研究成果。国内对虚拟交互技术在高等教育中的应用问题研究，始于上世纪90年代，注重研究多媒体教学模式的研究，提出了教学模式和学习模式的创新。对教师的角色进行重新定位，有利于实现教学的互动性、趣味性。学习学会自学能力，在教师的指导下进行探索式学习等。陈文汉老师从从宏观、中观、微观等三个层次论述了新技术带来新的教学模式。提出当前高等教育网络化，引起教学方式、教学手段、师生的角色等方面的转变。对虚拟技术在高等教育中的作用进行了阐述，提高了学生的创造性思维能力，提高学生听课兴趣，发挥学生的想象力、创造力，打破了时空限制等等一系列的作用。它对观察方式、思维方式、以及教育理念带来全新的变化，推动了高等教育的发展。对虚拟交互技术在高等教育中的发展前景阐述了各自的观点，虚拟现实技术、ICAI系统智能化教育具有良好的应用前景。 把运用现代教育技术作为改革的动力，充分发挥多媒体网络在教研中的作用，积极探索和研究新的虚拟交互技术。而魏伟老师对虚拟现实技术广泛应用，提出了需要面临的问题，即虚拟设备价格太贵、图像渲染技术、硬件技术等。国外对虚拟交互技术在高等教育应用方面，学校非常重视学校信息化建设，注重对教师现代信息技术的培训，注重电子化教学。网络化教学都有统一的软件平台，开发的课件实行网络共享。还有国外不同的高等院校，对虚拟技术的应用有差异，在电子化教学中，州立大学和社区大学网络教学比较好，而名牌大学，传统与电子教学相结合的方式，注重师生的教学互动，注重多种媒体混合形式。注重应用，注重实际效果。 纵观近年来，国内外学者对虚拟交互技术在高等教育应用方面的研究工作，主要集中在以下几个方面：1.注重推进校园网络化建设，积极使用网络化教学，注重实际应用效果。2.积极探讨新的技术在教学中的使用，对未来发展前景充满期待。国内外对高等艺术教育的研究很早了，也比较系统。近年来，对艺术教育的研究主要体现在具有情感性、形象性的特征，以及提高审美能力和完善人格的功能。提出新的教育理念，注重理论和实践相结合，注重思想性和艺术性结合，注重整体环境教育观。虚拟交互技术在高等教育应用方面的研究工作存在主要问题主要表现在对课外教育研究不多。在现实中，只是把教学课件和授课录像放在网上，供学生查阅，缺乏有效的辅导。这是高等院校中长期存在的一些不良校园文化环境所致，课堂教育一直是高等教育教学的重中之重，大学教师把教学和科研作为工作基本任务。课外属于学生自由支配时间，教师参与不多。培养学生自主学习能力，但仍需要一定的辅导。 三、教学改革方案 （一）虚拟交互技术在课堂艺术教育应用 从课堂艺术教育的特点入手，通过对传统多媒体、交互式电子白板、虚拟现实技术等这三种设备技术在课堂艺术教育的应用进行分析研究，比较分析出在艺术教育应用中的优缺点，发现不同专业课程适合的媒介手段，实现教与学模式的创新。艺术教育中专业基础理论课程具有欣赏性和思辨性，采用传统多媒体手段，利用图文并茂的课件来阐述艺术发展中的规律，能激起学生的兴趣，达到培养学生的艺术鉴赏和逻辑思辨能力。设计基础课具有实践性和感悟性，需要通过教师示范和言传身教才能达到比较好的效果，而交互式电子白板具有传统黑板的特点，采用这种教学手段，学生能更好领悟到形式美的规律，实现提高学生观察能力、动手能力、造型能力的培养目标。设计课程具有很强的专业性和现实性，是培养专业能力的核心部分，是培养应用性人才的必修部分。通过虚拟现实技术，逼真的展现出专业课教学内容，学生易于理解和接受，达到培养学生较高业务素质的目标。 （二）虚拟交互技术在课外艺术教育应用 虚拟交互技术在高等艺术教育应用中的改进方向，主要体现在加强对课外艺术教育的指导和监督上，要求提高学生自主学习能力，在实践中发现问题、解决问题，达到高等艺术教育的目的。本项目拟从对课外艺术教育的特点分析入手，分析研究交互式电子白板、虚拟网络空间、ICAI系统等三个方面在课外艺术教育的应用，完善虚拟交互技术在在高等艺术教育中的应用。 1.基于交互式电子白板技术，建立远程辅导，构建一种新型的教育模式。本校师生在课堂之外进行沟通交流，对教学方法和内容进行探讨；在课下对课堂内容进行反思，提出学生自己的见解；对布置的作业进行即时的指导；针对学生在艺术实践活动出现的问题，进行良好的互动交流，可以快速了解学生动态。这种新型的教育模式，学生学习带有极强的目的性，激起学生兴趣，学生会积极参与艺术实践活动，进而对生活艺术有了深入的认识和理解，不同基本技法自然融会贯通，解决了课堂上无法解决的问题。#p#分页标题#e# 2.利用论坛、qq、博客与微博等这些潮流的网络虚拟空间，构建另一种新型教育模式。师生之间通过这些虚拟空间进行互动，不仅具有交互式电子白板技术远程辅导的功能，而且可以将艺术实践活动拍成微电影，随时进行共享。ipad的普及，使得人们随时随地都可以上网进行沟通，分享个人成果与心得。这种新型的教育模式，不仅改变了高等艺术教育方式，而且使师生建立了一种新型关系。 3.ICAI系统是在专家以往的知识和经验的基础上，建立的知识库和规则推理系统。这套系统运行机理，是把问题的条件和原因输入计算机，专家系统通过分析、逻辑推理，给出专家的答案。这套系统具有智能型和实用性，适合学生在课外进行自学。在艺术教育中，学生把专业问题或实践问题，输入系统，给出专业性的指导，解决了课外教育中没有教师指导的困惑。 本文对当前现实和理论状况进行了系统分析，目的是为了完善虚拟交互技术在高等艺术教育改革中的应用，同时利用虚拟交互技术提高教学质量，解决艺术教育中存在的问题，提出可操作性的方案。
交互技术论文范文第3篇
关键词：纺织博物馆；交互设计；虚拟展示
一、传统博物馆的现状与发展
一个国家、一个城市的发展是需要文化不断传承的，而博物馆在保存和展示传统文化上有着很大程度的帮助，很多事物都可以借助博物馆展览的形式来获得传播，展示的设计、作品也可以很好的达到呈现效果，使展示的作品与观赏者直更加直观的在一定程度上进行交流。
随着人们的生活水平日渐提升，生活的形式也变得丰富多彩，人们开始对文化有了更多的关注，博物馆作为一个很好的展示平台与传播渠道，也成为人们去了解一个国家或城市文化的重要选择之一，人们对博物馆的认识越加广泛，博物馆在展示作品的门类上也越加丰富。但是就博物馆本身而言，很多地方或国家的博物馆仍然存在很多的问题，人们在数字化的环境中，更加倾向于选择便捷、快速、高效的形式去获取信息而不是去博物馆参观，博物馆在一定程度上受到地域的限制、空间的限制、时间的限制等等，这也是为什么博物馆很难在现代这样一个大环境下生存的原因之一，那么如何借助新媒体技术和网络数字化形式更好地促进博物馆的发展是值得我们不断去探索、研究的。在网络信息、媒体技术盛行的当下，国家对博物馆传播文化的效应也开始有所关注，利用更有效的科学技术手段发展博物馆是很有必要的，而且博物馆作为对信息文化传播的一个重要展现平台也是值得我们去推广的。
传统博物馆在展示作品时受到展览场地和空间的限制，展示运作的舞台越来越狭小，发展的空间越来越局限，这也是导致传统博物馆无法充分发挥其价值的一大弊端，就博物馆对展品的陈列来看，展现形式过于单一化，很难让观赏者与展品之间产生互动，观赏者在一定程度上就不能与作品产生共鸣，观赏者在欣赏作品的时候也不再仅仅只是观赏一件设计那么简单，更多的是想要探究展品背后所蕴含的文化和奥秘，希望能多方面的去了解一件作品更深层次的意义。基于观赏者多作品的渴求，博物馆开始寻求新的突破，借助新媒体技术打破传统意义上只是单一展现作品的形式，利用科学的形式更好地展现作品本身的同时，传播文化艺术，为了让观赏者更好地去体验并参与到其中，传统博物馆在展现形式上不断发展创新，现在越来越多的博物馆开始走向虚拟化的形式，通过虚拟增强现实的技术手段更好地让观赏者与作品产生互动，有效地参与到展览的环境中，在寓教于乐的同时达到观赏、体验、传播的效果，为了适应这样文化形式的传播，满足社会文化的发展，大众对文化展示多元化的需求，利用数字化技术与网络虚拟博物馆成为逐渐兴起的一种新型博物馆构建模式，使观赏者在参观展品中有更好的交互体验，这也使得传统博物馆在数字化技术的辅助下更好地转型发展。
二、虚拟纺织博物馆中交互展示设计
（一）虚拟纺织博物馆概述
纺织与印染技术在中国有着非常悠久的历史，早在原始社会时期，古代人为了适应天气的变化，就已经学会要就地取材，利用生活中的自然资源作为纺织和印染的原料，同时制造简单的纺织和印染工具，直到现在，我们日常生活中穿的衣服、某些生活用品或艺术制品等都是纺织和印染技术的产物。
伴随着现代技术的不断发展，生活变得越来越智能化，纺织的形式也变得越来越智能，但是很多原始的纺织技术是现代科技所不能替代的，所以我们必须在借助新技术的同时保存、传承老一辈的技艺，于是为了让传统纺织技术得以更好地传承，我们就要在新的环境中找到突破，利用虚拟现实的技术使纺织和印染技术得以更好地延续。
与传统博物馆不同的是，虚拟纺织博物馆不会受到空间和地点的限制，而展品也不再是单一的、静止的展示，在展示实体展品的时候利用数字网络与计算机使现实的物体变得虚拟化，让观赏者在现实与虚拟的环境中与作品更好地产生交流与互动，充分发挥多媒体与虚拟现实技术的优势，打破传统意义上博物馆在展览展品是实体物品不能被触碰的限制，利用交互式的形式更好地让观赏者体验到作品，以更加轻松、直观的方式了解作品。
（二）虚拟纺织博物馆中的交互展示应用
现在大多数博物馆在服务设计上都借助于移动设备为平台，同时配合多媒体的展示手段和虚拟技术的交互设计，为大众提供更完善更理想的参与空间和环境，之所以选择这样的展现其很重要的一个目的是为了加强大众的参与度以及传播知识获取知识的意识。博物馆本身是一个非常特殊的空间，每个展览的展品在文字、图像以及声音等元素的构建中，组成了丰富的信息以传递给大众，新兴的技术手段给实体物品提供了合适的技术，辅以相应的交互设计，使得展品有了更多层次、多元化的体现，在有形的空间里使大众与作品本身有了无形的连接，很大程度上提升了观赏者观赏时的感受和体验。
交互展示设计作为虚拟博物馆展示中一个很重要的环节，如何利用数字化的技术，根据大众的需求提供更好地服务，这是需要我们不断去寻求新的突破和创新的。在虚拟博物馆发展的初期，只是通过利用计算机或数字网络，在在显示器上借助二维动画进行展示设计，随着技术的不断更新展现手法也变得多样化，网络动画技术也为虚拟博物馆展示带来了新的呈现效果，通过动画的表现将实体物品更加真实的展现出来，同时增强了虚拟博物馆展示的娱乐性，使大众有了新的体验，对展品有了一定的好奇感，也将静止的展品变得有了生命力，动静结合的展现给观赏者，通过使用这些技术手段更好地把纺织技术呈现在大众面前，更加直接的感受传统技艺，从而使纺织在技术的推进下更好地繁衍生息。
虚拟增强现实技术目标是在屏幕上把虚拟的世界建立在真实的世界中并进行互动的，其中最显著的两大特点是虚实结合与沉浸交互。交互技术在展示设计中的应用越来越普遍，在展示设计的形式上应更加注重人性化的展示，改变传统的观赏形式更加具有视觉效果，在体验的过程中尝试到一种新的审美形式，并充分调动大众的感官去体验，促使观赏者在欣赏作品时的积极性、沉浸感和兴趣度，借助交互性展示设计的展现手段，与以往不同的是在审美上不再是一个单一的平面层次，而是一个立体感官的构建，使得设计者有了更多的创造力，观赏者有了更多的想象空间，让人与人之间、物与人之间更好地融合与交流。虚拟现实技术虽然是在虚拟空间中进行创造的，但它仍旧是在现实的基础上得以实现的，而这种形式的表达更加注重体验者在虚拟空间中身临其境的感受，让观赏者在参与的过程中不会受到空间的限制，颠覆与传统的展现形式，给大众更多交流与想象的空间，同时也能更好地吸引观赏者的注意力，以往的展示只是展品本身放在某一位置上展现给大众去欣赏，文字、图片等辅的展示也只是片面的介绍作品，无法让大众对展品有更深入的了解和认识，而现在利用虚拟现实技术在很大程度上突破了平面空间的限制，使观赏者与展品之间形成良好的互动，有效的节约了成本还能使观赏者更快捷、真实的了解作品的信息等。
在博物馆展示中，展览的内容展示出来通常的文字、图像、动画、声音、视频、静态模型等，现在还会融入三维动画、立体投影、虚拟显示、互动装置等数字化的技术手段，让观赏者沉浸在多元化的展示效果中，让观赏变得不再枯燥乏味，根据自己的需求去选择性的感受与参与并获取知识，虚拟现实技术不仅具有传播信息量大、真实性和交互性的特性，在很大程度上吸引大众的兴趣，通过各种新媒体技术不仅能改变博物馆在展现上的变革，从而更好地达到本质上想要传达给大众的信息传播与推广，使观赏者在体验的同时更好的获取知识，在体验的过程中变得更具主动性和参与性不再是被动的去参观，从而带给观赏者更多的娱乐性和学习性。传统形式上在展示纺织展品或工具上，只是单纯的把要展示的物品放在某一空间向观赏者展示，而且由于很多展品过于陈旧或在一定程度上被损坏，博物馆出于对文物的保护，使得观赏者不能直接去接触这些展品，所以在参观过程中很难调动自己的积极性去融入其中，在虚拟博物馆互动展示的帮助下，完全打破了观赏者被限制的可能性，把实际物体结合数字化的技术，虚拟的呈现在人们的眼前，在虚拟的环境中更好地沉浸在作品中，提升了观赏者的参与度和互动性，这也是为什么这一技术越来越多的在博物馆展示中被使用的一个很重要的原因之一。
例如，当观赏者在博物馆展览中参观某一件纺织物品时，过去都只是单纯的用眼睛去看，听导游或看文字的讲解，简单、片面的了解展品，而现在在虚拟现实技术的展示下，把现实与虚拟相结合，原本展示的物品还是可以进行展示，但同时创建一个虚拟的环境让观赏者参与其中，通过自身的体验更好地与展品产生互动，参与者可以借助虚拟的技术亲自去体验纺织的过程，充分的体现了寓教于乐的性质，在获取知识的同时也享受到参与的乐趣。针对纺织工具或物品的特性，加以一定的想象与设计，通过虚拟的情节真是的还原，把思想的主动权交给观赏者去体验，给他们创造出一个更为广阔的想象空间，不仅是外在的感受同时也注重内在的感受，使大众发自内心的去认识纺织技术的历史，更好地传承纺织和印染技术，传播文化、学习知识，更好地将传统延续。那么，如何使观赏者更好地提升参与度和体验感，在虚拟展示设计中更好地呈现效果，在对展品进行展示时界面的功能性是为了更好地给观赏者提供人性化的服务，观赏者可以在虚拟的空间里浏览，感受在虚拟的空闲下真实的体验感，沉浸式的体验让大众在参与的过程中强烈的感受展品，展品变得有生命力，不是单纯的放置在大众面前，而是更具情感性、审美性、交流性，同时观赏者在很多方面得到满足，再配合文字、图片、声音的展示，让参与者在一个轻松的氛围中，便捷、高效、随时随地的获取信息，这也是虚拟博物馆在交互性上很重要的体现，使观赏者通过全身器官的感受更加全身心的体验并参与到其中，全方面、多感官的去接受信息，更好地了解展品的背景与内涵。
虚拟纺织博物馆作为现代科技与传统艺术相结合的产物，开创了全新的发展，交互展示设计作为其中一个重要的特征不容小觑。如何借助虚拟现实技术和交互性能更好地突破、创新，在展示展品的形式上有更多样化的创造，是值得我们不断去研究与探索的，利用先进的科技，突破传统的形式，让纺织技术的价值得以更好地完善、传播，使历史的文化产物更好地融入到我们的生活当中。
三、虚拟纺织博物馆的创新与展望
现如今，随着数字化技术和新媒体的发展，博物馆在展现的形式上越来越趋向于虚拟化，利用现代技术手段有效的增强了互联网信息的流量，这也促进了博物馆将所展示的展品信息资源化，得以更好的传播与推广，日益发展的新媒体技术，为虚拟纺织博物馆在展示上提供了坚实的基础，很多博物馆都将这种高新技术引进到日常工作和展示展品中，系统地将其文物资料以及研究成果进行数字化、信息化的整理。
多媒体交互技术应用在博物馆展示设计中仍需要我们不断探讨与提升的，以往在设计的观念中有些新技术的不适应，可能会在实际操作和设计时出现一些问题。比如过分强调这个多媒体交互技术，而使展示内容太过空泛；使用多媒体交互技术与展出效率不成正比；科学技术的呈现方式与观众需求不相符的问题等等。因此，日后运用多媒体交互技术在展示设计中的应用时，将更加注重解决如何展示设计与展示内容更好地结合，交互技术如何与传统展示方式很好结合的问题上，逐步建立使用技术作为承载创意表现基础的观念，依据多媒体交互技术，结合展出方的特点和所要展出的内容，并在此基础上通过拓展多媒体交互技术和交互设计的趣味性，提高观众的可参与度，将会极大地推动展示设计的发展。
加入交互性的展示设计在很大一部分程度上，可以更好地调动观赏者的积极性与参与度，提高他们在参观展品的过程中的兴趣，这也意味着观赏者并不是被动的参观，而是主动的体验并参与到展示的内容当中，改变的传统观赏者只能被动的参观，不再是一个旁观者的身份，更加主动的与展品进行接触与互动，产生一定的交流，这一技术在日后的发展中有着可观的前景，给传统博物馆带来新的展现形式的同时更好地传播纺织技术与传统文化，让两者更好地相互融合，并带来更大的价值体现与发展。（作者单位：武汉纺织大学）
参考文献：
[1] 《多媒体交互技术在展示设计中的运用》魏长增，傅兴。北天津工程师范学院。
[2] 《多媒体背景下的展示设计研究》蔡静。南京艺术学院硕士论文。
[3] 《交互设计的理念和方法在科普展览中的应用》关琰。清华大学美术学院。
[4] 《交互设计在博物馆中的应用》陈碧如。第三届交互设计国际会议论文。
[5] 《正在兴起的数字化博物馆》甄塑南。中国博物馆。
[6] 《虚拟现实展示设计的应用研究》朱志超。西安理工大学硕士论文。
交互技术论文范文第4篇
首先通过对基于区域分析的指尖检测算法的介绍和研究，并验证了该算法的有效性。然后介绍了增强现实技术以及增强现实中的人机交互，并把指尖检测算法应用到增强现实系统中，通过实验能够很好的识别指尖与虚拟对象的交互区域并实时反馈交互结果，证实了该算法在增强现实系统中的可行性。
【关键词】区域分析 指尖检测 增强现实 交互应用
1 基于区域分析的指尖检测算法
1.1 改进的图像差分算法
在传统的邻帧差法主要是通过前后两帧的灰度值来检测图像中变化的区域，这种算法在目标运动并且背景静止的情况下是很有效果的，但是当目标停止运动时邻帧差法就会失效。而背景消减法主要是通过把当前帧和参考图像相消减来获取静止的目标物体。所以能否准确分割的关键取决于如何选择与更新参考图像。
1.2 指尖的检测识别
1.2.1 指尖模型
指尖模型包括二维模型和空间三维模型。空间三维手指模型可以通过提供详尽的建模使得后面的手势识别有很高的精确度。但是手指动作随时都在变化，手指的空间三维模型还是很复杂而且实时计算代价很高，所以我们通过利用指尖二维平面位置检测法来解决以上问题。
通过对手指在二维平面上各种动作的观察，我们发现在手指运动并且变换各种动作时其指尖形变部位相对较小，所以我们可以把指尖的状态看做是一个圆和一组平行线的组合。基于这种情况，我们设计一个模型作为指尖模板，如图1所示。在图中，d表示的时手指的宽度，这个宽度由摄像头和手指之间的距离来确定。
如果在二值化后，前景图像中的目标是1，背景是0的话，我们可以看到在指尖区域有两个特点：
（1）在指尖的中心被一个圆包围，这个圆是由一圈圈像素填充所绕成的，其半径可以定义成手指的宽度；
（2）如图1所示，在圆外的特定搜索区域内，指尖部分是被0像素和连续的1像素所包围。
根据形状匹配思想，主要是通过按一个度量标准来对比匹配的物体间的相似程度来进行形状匹配。根据这个思想，如果要想对某一模式进行识别，那么就要先准备好与之相对应的模板。因为考虑到要识别的模式其大小、方向等外部特征会发生改变的可能，所以需要对于每一种变化后的模式都要有对应的模板，这样才能保证真确识别。因为指尖会有各自动作变化或者会有部分被遮挡，而且不同人的手指也存在大大小小的不同，所以我们采用的指尖模板要能够伸缩、平移以及保证旋转时不变。
1.2.2 指尖检测
因为摄像头和人手之间的距离一般都是相对固定了，所以我们将手指宽度设定为5和15之间，通过一些实验，结果表明这个值的设定对于大多手指都是适用的。在搜索区域中，其边长相比于手指直径，一般都要大两到三个像素。如果这个边长的值设置的比较大，那么计算代价就会比较大，这样就会导致检测的精度不够高。公式1.4中的Max和Min是对前景像素在搜索区域方向上个数的限制，一般来说Min的值等同于手指宽度d，Max为Min的两倍。
结合上述内容，一个像素点只有同时满足三个条件，才可以被判断为指尖。这三个条件如下：
（1）在这个像素点得周围区域里的前景像素一定要达到一定数量。
（2）在以这个像素点为中心的搜索区域边界上的前景像素和背景像素各自的比例一定要合适。
（3）在搜索区域边界上的前景像素一定要能够直接连通。
1.2.3 指尖检测实验结果与分析
在实验中，我们通过手指在投影墙壁上移动来测试以上算法能否准备检测出指尖位置。在开始的时候，我们将背景设置为蓝色，手指进入背景后缓缓移动，我们可以检测到指尖位置，用黑色的十字叉将其表示出来。
当我们将背景从蓝色变换成白色时，这时因为起始设置的蓝色背景图没有来得及迅速更新，这时就会导致前景分割出现错误，当白色的背景稳定后，设置的背景图片进行更换后，就可以检测出之间的位置，如图3所示。
2 增强现实中的人机交互判定与反馈
与虚拟对象交互的判定以及虚拟对象对用户的反馈是交互模块中主要实现的功能，也是系统中手指虚实交互的最后一个环节。
当过以上指尖定位算法，我们能够比较精确地检测出指尖的位置，可以得到指尖与虚拟对象交互的有效区域，这个交互区域也就是指尖和虚拟对象相交的区域。再通过坐标转换，将交互区域的二维坐标转换为空间三维坐标。我们通过设定一个处理动作触发的时间来对指尖动作进行判定，一般这个触发时间是在0.5秒到一秒之间。当指尖的触发时间在设定的时间之内并且指尖位置没有很大变化的时候，就判定指尖对虚拟对象进行了触发动作，通过程序处理，虚拟对象会根据指尖的动作做出相应地反馈。
3 基于区域分析的指尖检测算法在AR系统中的应用
通过实验验证，利用基于区域分析的指尖检测算法在大多情况下能够准确地检测出指尖的位置，从而有效的判断了手指与虚拟对象的交互区域。实验运行结果如下：图4所示为系统识别标识物呈现出来的虚拟对象，人手指点击虚拟对象的边角并且拖动后，图5为手指点击并拖动后的交互效果。
4 结束语
手势作为一种直观的动作表示，在人机交互中有着无可比拟的优势，目前也是模式识别、计算机视觉等组多领域的研究热点。但是目前的算法还是有诸多不足，包括本文介绍的基于区域分析的指尖检测算法，也会出现一些误检情况。随着人们研究的深入，一定会有更加高效的算法。通过高效的指尖检测算法，未来的AR系统的交互将更加的实时、准确，也会促进AR技术的高速发展。
参考文献
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作者简介
周锋（1987-），男，江苏省泗洪人。硕士研究生学历。主要研究方向为计算机监控，模式识别。
作者单位
交互技术论文范文第5篇
【关键词】Kinect；体感人机交互；学习平台；多媒体科普电子书；研发
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B
【论文编号】1671-7384（2013）07/08-0096-06
所谓“体感交互”，就是指人能够以身体最自然（比如手势、体态、表情、语音等）的方式与终端进行信息的交互并完成互动，这是真正意义上的“自然人机交互”。
体感交互技术代表着人机交互技术的发展方向，体现了对人的因素的重视，给人“充分的自由”，标志着人机交互技术从“人适应计算机”向“计算机不断地适应人”的方向发展。传统的人机交互技术构建的交互界面事实上成为隔离物质世界和信息世界之间的屏障[1]。微软公司新近推出的Kinect体感硬件及其交互技术的广泛应用，能有效地消除物理对象和抽象对象、输入装置和输出装置在交互空间中的差别，为人提供多感觉通道的自然临境体验，从而使交互系统能够根据上下文及人的特点主动识别人的身体姿态、手势、语音和表情等各种自然行为，进而判断出人的意图。交互系统的使用和操控更加符合人的习惯，人可以用手势、表情、语言、文字、图像等自然方式与交互系统打交道，恰如与他人交流一样自然。因此，Kinect深受IT教育领域的青睐，Kinect在教育领域的人机交互系统中的应用研究如火如荼。
本文根据课题研究成果，在精要分析Kinect的结构特性及其体感人机交互机理的基础上，详细阐述基于Kinect的儿童体感交式互多媒体电子书及其学习平台（Basic On Kinect Posture Interaction learning System for Children，以下简称KPILSC）的结构功能、系统模型、体态捕捉与识别、体态数据库的构建、学习内容的设计及其开发工具与实现。
Kinect的结构特性及其体感人机交互机理
Kinect工作时，首先是以红外线发出人眼看不见的Class 1雷射光，透过镜头前的光栅扩散片（Diffuser）将雷射光均匀分布投射在侦测空间中，再透过红外线摄影机记录下空间中的每个散斑，撷取原始数据后，透过晶片计算成具有3D深度的图像[3]，然后将侦测到的3D深度图像转换到骨架追踪系统。目前该系统最多可同时侦测到6个交互者的精确位置，并同时辨识2个交互者的动作；每个交互可记录包含躯干、四肢以及手指等追踪范围的20组细节，实现全身体感交互操作[4]。
KPILSC的结构功能
1. KPILSC的基本结构
KPILSC是一套运行在X86架构的PC机及Windows操作系统环境中，采用Microsoft Kinect体感硬件，借助Kinect捕捉交互者实时深度图像视频流与人体骨骼点追踪的功能及其人体骨骼数据库和体态捕捉与识别算法，通过人体动作捕捉与识别而实施的儿童体感交互式学习平台。
2. KPILSC的基本功能
在KPILSC平台中可以根据儿童的学习需要设计与开发一系列体感交互式学习产品。比如，（1）开发自然和谐的交互式科普实验室：让儿童在虚实结合的实验室中以手势互动方式解剖青娃、制作氢气、驾驭太空飞船等。（2）构建实时虚拟交互学习课堂：有效地实现学习内容中虚拟世界的事物和儿童周围真实环境的结合，加上体感隔空的互动方式，符合儿童天真、好动的心理，使其脱离呆板的学习模式，全身心融入到学习内容之中，促进其手眼协调，开发其智力、锻炼其脑力，促进儿童绿色地学习与健康成长。（3）制作交互式多媒体电子书：将科普图书中原本用文字描述的情节转换为具象、活灵活现的科普立体场景，儿童采用手指隔空翻页：五指张开，页面放大；手上下挥动，页面移动；双手合拢，页面关闭……使儿童在更加自然的操控界面中进行更加自然的人机交互学习。
采用KPILSC学习平台可有效地使儿童实现以下自然和谐的创新交互学习模式：
（1）实现以儿童为中心（Children-Centered）的多模态交互学习
KPILSC以儿童对人机交互的需求变化为出发点，充分利用人类多种感觉和效应通道的互补特性[5]，使之可选择地、充分地并行和协作来捕捉儿童的交互学习意图，从而增进儿童交互学习的自然性，交互学习时实现人机交互的外在形式和内部机制都能符合不同儿童的需要，儿童可利用手势、体态、语音、表情等自然方式，不受地点限制地与计算机进行隔空交互，既能满足儿童个性化的需要，又使得儿童不脱离自然社会关系，从而实现以儿童为中心的多模态交互学习。如通过模拟驾驶太空飞船的手势来进行漫游交互的操作、通过双手的伸展来达到电子图书的放大缩小等。
（2）实现多媒体感知式（（Multimdia Perceptive）的交互学习
KPILSC利用其感知及推理能力对来自儿童感觉和效应通道的交互信号进行识别、集成和协调，并获取儿童动作和行为习惯、偏好及其他相关信息，并以人类易理解的多媒体信息方式为儿童输出交互信息，从而提供不受时空限制而又效能最大化的个性化交互计算服务[6]。这种人机交互方式的双向信息流动是以多媒体感知和处理为核心的：儿童通过其感觉和效应通道传递的交互意图在计算机内表示为文本、语音、图形和图像等多媒体信息；人到机（Human to Compute）的信息流动是多媒体信息的获取及识别过程；计算机经过处理的信息是以文本、语音、图形和图像等儿童理解概念所需的多媒体信息形式展现出来；机到人（Computer to Human）的信息流动是多媒体信息的合成和呈现过程，从而使儿童能有效地实现多媒体感知式的交互学习。例如，在KPILSC中儿童可阅读集文本、图形、图像、视频和音频为一体的体感交互式多媒体科普电子书，使儿童沉浸在活灵活现的科普立体场景中，通过手的移动隔空调控实验仪器，通过手势的摆动来达到切换科普立体场景中图形、图像、视频和音频等。
KPILSC的研发
1. 开发工具
KPILSC的开发工具包括C++与C#编程语言、Visual Studio 2010、Kinect for Windows SDK（简称Kinect SDK）、Adobe及Autodesk Maya三维设计软件等。
其中Visual Studio 2010用来开发KPILSC学习系统的基本框架和用户界面；C++与C#编程语言用来编写KPILSC中体感交互的功能模块；Kinect For Windows 1.0版SDK负责控制和读取Kinect捕捉的人体骨骼数据流，Kinect for Windows SDK内含驱动程序、丰富的原始感测数据、自然用户和流程式开发接口（Raw Sensor Streams API）及安装文件和参考数据；Autodesk Maya三维设计软件用来设计和制作KPILSC系统中学习内容所包含的三维模型素材；Adobe多媒体设计软件用来负责KPILSC系统中音频、视频、图片素材的处理。
2. KPILSC的系统模型
3. 肢态捕捉与识别
KPILSC系统结合Kinect的人体骨骼跟踪引擎，采用动态图像序列的识别方法，充分考虑儿童动作图像的运动信息，把肢体变化的时间和空间信息结合起来，注重人体骨骼变化的过程，利用Kinect捕捉儿童姿态，经过图像识别分析、图像跟踪算法，对儿童基本骨骼点的空间位移进行图像信息检索。将采集到的骨骼点的位置信息通过Kinect SDK进行编码，形成一组固定的位移数据。将这组位移数据的特征进行分类，形成一套体态数据库。
4. 体态数据库特征匹配
在KPILSC中预先定义好一部分骨骼坐标数据，并将这些坐标数据与儿童不同类型的体态进行特征匹配，建立一个带触发机制的体态数据库。当Kinect硬件捕捉到儿童骨骼的不同姿态，形成骨骼数据流输入到计算机，骨骼数据流经过体态数据库的时候，数据库会对当前的骨骼数据坐标做出特征匹配，让电脑做出条件判断逻辑，提取相对应的学习内容。我们可以预先针对这些被触发的体态，设计好不同的操作方式或对应的学习内容。图6为体态数据库特征匹配的预设体感控制演示图。
在KPILSC系统中，对体态数据库设计的体态姿势具体有以下几种。
（1）儿童的右手“上”“下”“左”“右”的运动轨迹，分别控制鼠标光标的上下左右位移，功能为选择相应的学习内容。
（2）儿童的左手“向上”运动，定义为鼠标左键确认键。
（3）儿童的左手“向下”运动，定义为键盘上的“ESC”退出键。
5. KPILSC学习内容的交互设计
这里以儿童体感交互式多媒体科普电子书为例，介绍KPILSC中学习内容的交互设计。
（1）肢态动作捕获：儿童挥动双手，进行体感交互操作，Kinect硬件将这个过程进行深度图像流采集。
（2）肢态动作识别：KPILSC系统的体感交互模块处理Kinect体感硬件采集的深度图像流，对图像流中的儿童动作进行体态捕捉与识别，识别出儿童的交互意图。接着将交互意图转换为电脑键盘的操作功能，从而实现儿童隔空对多媒体科普电子书的体感交互式操作功能。
（3） 输出多媒体学习内容：KPILSC系统将多媒体学习内容（电子书）输出到显示设备上，儿童挥动双手隔空操作，能够对多媒体电子书进行翻页浏览及激活并播放其中的视频、音频与动画等多媒体学习内容。
7. KPILSC运行与调试
程序运行后如图9所示，其中红色圆显示为实时跟踪定位的骨骼点状态，绿色圆表示了手部做了运动，按键被触发。经测试，程序能够正确处理手部的追踪与按键的触发。本程序主要的功能为：通过Kinect硬件捕获手部运动，触发键盘上的“Right”、“Left”方向键，从而达到体感人机交互，隔空翻书的目的。
本文研究的“基于Kinect的儿童体感交式互学习平台”可以运行在一般家庭现有的电脑系统中，让活泼好动的儿童在学习时能远离电脑辐射的伤害，通过挥动双手来进行隔空操控，只要在Kinect红外摄像头所能捕捉的有效范围内，儿童手指的任意移动都能被精确地确认位置。由于该学习平台的人机界面是能模拟多种智能和真实环境的虚拟空间，实现“无形而又无处不在，有形而又自然和谐”的普适交互方式，儿童能以最自然和“身临其境”的方式来完成所需要的互动学习，使儿童的双手得到了全身心的解放，从而为儿童创造了激发无限想象力的空间。可以预计，随着体感交互技术的成熟及其应用研究的深入，体感交式互学习平台代表着未来儿童学习媒体研发的新方向。
基金项目：①教育部人文社会科学规划基金项目：情感计算在构建和谐人机交互的网络远程教育系统中的应用研究（12YJAZH065）；②湖南省高校科技创新团队支持计划项目—基于Web3D的儿童虚拟交互学习环境的关键技术研究与应用（湘教通[2010]212号）；③湖南第一师范学院重点建设学科——《教育技术学》学科项目。
交互技术论文范文第6篇
摘 要： 应用增强现实交互技术时，对用户动作的精确捕捉至关重要。Vizard环境对用户动作辨识度高，与增强现实设备广泛兼容。通过3DS MAX构建虚拟魔方模型，利用Python语言编程实现虚拟魔方的用户操作响应，研发了基于Vizard环境增强现实交互系统的虚拟魔方游戏，实现了虚拟魔方游戏的增强现实效果。应用结果表明，该方法能有效提高用户动作辨识精度，带给用户良好的感官体验。
关键词： 增强现实； 动作捕捉； Vizard； 虚拟魔方游戏
中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）07-53-03
Research on the application of augmented reality interactive technology in Vizard environment
Lin Chen， Lin Xiaobin
（Physics and Electronic Information Engineering， Minjiang University， Fuzhou， Fujian 350108， China）
Abstract： Vizard environment is high to the user action recognition and compatible with the augmented reality equipments widely. Building up 3D virtual Rubik's cube model by 3DS MAX， programming with Python language to realize the user operation response， a 3D virtual Rubik's cube game of augmented reality interactive technology in Vizard environment is developed， and the augmented reality effect for 3D virtual Rubik's cube game is realized. Application results show that the proposed method can effectively improve the accuracy of user action recognition and give the user a good sensory experience.
Key words： augmented reality； action tracking； Vizard； virtual Rubik's cube game
0 引言
融合了计算机视觉、图形学、图像显示与识别等多个学科成果的增强现实技术，是在虚拟现实技术基础上发展起来的，它将现实世界信息和虚拟世界信息融合，把原本现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息通过计算机等模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到现实世界，被人类感官所感知，实现对虚拟场景的现实感的增强[1-3]。在研发增强现实交互技术时，对用户动作的精确捕捉至关重要。
目前大量的增强现实开发技术是通过深度摄像头捕捉用户信息，并运用骨骼拟合来近似推断用户动作，对用户动作辨识精度有限，如Kinect等。而Vizard除了利用红外摄像头获取用户信息外，还可通过多个与用户特定部位绑定的定位设备来精确捕捉用户动作，从而在最大程度上真实还原用户的动作，很大程度上避免误判。且Vizard环境与其增强现实设备完美的结合，可轻松实现计算机图像与现实场景的融合。因此本文提出了一种基于Vizard环境的增强现实交互技术实现方法，利用该方法实现了对虚拟魔方游戏现实感的增强。实现结果表明了该方法的有效性和创新性，将Vizard引入研发增强现实交互技术中，有效提高用户动作辨识精度，带给用户良好的感官体验。
1 开发工具概述
1.1 3DS MAX概述
3DS MAX是美国Autodesk公司旗下Discreet分部开发的一款基于计算机系统的三维模型制作和渲染的软件，已成为使用最广的三维建模、动画和渲染工具。在建筑和室内设计、影视、游戏、教学及工程可视化等领域有广泛应用，能很好的满足高质量动画和设计的制作需求[4-5]。它具有建模功能强大，扩展性好，操作简单，兼容性强等特点。
1.2 Vizard概述
美国WorldViz公司研发了一款功能强大的虚拟现实开发平台软件Vizard，它基于C/C++，运用OpenGL扩展模块开发出的高性能图形引擎，利用它可使构建及渲染虚拟场景的效率大大提高，凭借其卓越的高效编程核心模块，将整个虚拟现实应用引领至一个高速高效且成本低廉的全新境界[6]。它的软硬件兼容性强，支持几乎当前所有的虚拟现实设备和业界标准的各种3D模型格式，内建虚拟人物库、优秀的物理引擎以及良好的扩展性，采用Python这款极具潜力又极易上手的脚本语言作为其编程核心，其发展前景毋庸置疑。兼容了世界上最广泛使用的增强现实追踪库ARToolWorks的Vizard与VideoVison研发的增强现实硬件装置如PPT，PPTWand，PPTEyes等的完美结合，可轻松实现计算机图像与现实场景的追踪与融合，增强三维虚拟场景的现实感。
2 基于3DS MAX和Vizard的虚拟魔方游戏设计与实现
虚拟魔方游戏由虚拟魔方建模和用户操作响应两个模块构成。建模模块实现用户能够像使用真正的魔方一样处理虚拟的魔方，该模块通过3DS MAX软件实现建模；用户操作响应模块实现用户可通过鼠标点击屏幕上的虚拟魔方来转动魔方或是改变其空间状态，该模块通过Python语言编程实现。
2.1 三维虚拟魔方建模
利用3DS MAX进行三维虚拟魔方建模，该模型设计需要获取的数据主要有魔方空间尺寸及魔方材质贴图。三维虚拟魔方模型构造的好坏，直接影响三维虚拟魔方游戏的真实度。在建立模型过程中应遵循一个原则：在能够保证视觉对象不失真的前提下，尽量采用最简单的模型，这样可以使后期虚拟魔方的渲染更流畅。
在建模过程中，首先构建魔方外形。在顶视图中创建一个盒子，设其长、宽、高值为60，细分段数为3。将构建好的盒子转为可编辑多边形。切换到修改面板，进入多边形子对象层级，框选多边形的所有面，选择斜切选项，将Bevel类型选项的参数设为By，深度值和斜切值分别设为2和1，完成魔方基本形的细加工。然后材质编辑。打开材质编辑，把一个样本球赋予魔方，把默认的标准材质更改为多重/子对象。魔方一般都是塑料制品，表面光滑，在圆角处会有高光效果，接下来对高光效果进行设置，进入标准材质的面板，将高光强度设为70，高光范围设为50即可。渲染后发现魔方棱角分明导致高光效果不明显，对魔方的相关参数作了如下调整：将网格光滑类型选为Classic，细分量的累接值设为1，光滑参数的强度值设为0.2。完成后的虚拟魔方模型以OSBG格式导入Vizard环境中，便于后续的用户操作响应实现。
2.2 用户操作响应实现
用户操作响应由视角切换和变换两个模块构成。视角切换模块可实现用户通过鼠标将视角切换到任意角度任意方向和移动到任何空间位置。视角变换模块能使程序根据用户在屏幕显示的魔方图像上不同位置点击以及不同方向拖动，来实现用户对魔方每个面的任意旋转操作。这两个模块实现的算法都是基于三维投影的空间几何原理，将用户的鼠标操作（如点击和拖动）转换成三维空间中的信息，再通过几何计算得出操作的响应，用户仅通过鼠标不同方式的操作完成魔方全方位视角切换和变换操作。
视角切换模块分为旋转和平移两种操作，分别由鼠标左键和右键完成，利用3D编程中鼠标捡取技术捕捉鼠标拖动的轨迹，获得鼠标在屏幕坐标位移（dx，dy），将鼠标左键位移矢量（-dx，-dy，0）作为转轴，鼠标移动路程作为转角，求得旋转变换矩阵，最后用矩阵乘法将变换矩阵复合到当前空间矩阵即可实现旋转操作。平移操作通过计算鼠标右键位移矢量，并将位移矢量作为魔方模型的平移量复合到空间变换矩阵即可实现。视角变换模块是另一种旋转操作即仅对魔方的某个面的旋转，保持魔方的位置不变。这种变换操作依然是通过鼠标拖动来实现，先捕捉鼠标的先前位置，计算其捡取射线选中的方块序号a，然后捕捉当前位置，计算其捡取射线选中的方块序号b，根据a和b查表判断是否构成对魔方某个面的移动，如果是，就对该面进行转动操作。利用Python语言编程实现上述的用户响应操作。实现结果如图1所示。
3 基于Vizard的增强现实交互技术研究和实现
3.1 搭建基于Vizard的增强现实框架
增强现实的框架包括场景获取、图像识别、三维跟踪注册或配准[8]和虚实融合显示等模块[9]。本文中基于Vizard的增强现实框架搭建包括软件和硬件框架两个部分，其中硬件框架的搭建由两个红外摄像头，方形定位器，PPTWand，PPTEyes和3D 眼镜组成，红外摄像头获取真实场景信息输入到系统中，根据用户设定的阈值将采集到的彩色图像转换为灰度图，进行连通域分析，找到匹配区域，系统会找出一个标识点，该标识会以红点的形式出现。然后将方形定位器与标识红点相互感应进行准确定位，以便与后期的软件框架搭建中的场景完美融合。软件框架的搭建主要由导入增强现实原型、设定图像转换阈值、驱动PPTWand和驱动PPTEyes组成，软件框架是运用Python语言编程配置与Vizard环境所兼容的增强现实追踪库ARToolWorks的相关参数模块，与硬件框架相结合提供完美的增强现实效果。
3.2 实现虚拟魔方游戏的增强现实
利用上述框架实现虚拟魔方游戏的现实感，提高用户的感官体验，具体实现步骤如下：打开Vizard环境的增强现实追踪库ARToolWorks的接口，从Tools菜单项中选择Inspector选项接收红外摄像头和定位器的信息。启动红外摄像头，获取真实场景信息，并读入到Inspector对话框中进行连通域分析，找到匹配区域，系统会确定出一个红色标识点，结合方形定位器定位匹配真实世界感应的区域。选择Vizconnect选项进行参数配置，建立与硬件框架的联系，配置参数项有Vizconnect_config_Desktop和Vizconnect_config_
CornerCAVE+Wand2014+PPTEyes，这两项参数配置由Python语言编程实现，包括头文件模块、输入输出模块、事件模块等14个部分。部分模块的代码如下。虚拟魔方游戏增强现实效果如图2所示。
import viz
import vizconnect
#Application Settings
def initSettings（）：
#将鼠标与PPTWand建立连接
viz.mouse.setTrap（False）
viz.mouse.setVisible（viz.MOUSE_AUTO_HIDE）
vizconnect.setMouseTrapToggleKey（''）
def initInterface（）：
#激活增强现实库接口
vizconnect.interface.go（__file__，live=True，
openBrowserWindow=True，startingInterface=vizconnect.interface.INTERFACE_ADVANCED）
#加载虚拟魔方魔方游戏
if __name__ == "__main__"：
initInterface（）
viz.add（'cubic.py'）
4 结束语
本文着重介绍了基于Vizard环境的增强现实交互技术的研发。该技术有效提高用户动作辨识度，给用户良好的感官体验，很好地体现了增强现实将虚实世界完美结合的独特魅力，进而增强了虚拟魔方游戏的现实感。下一步将利用该框架对工业部件拆装进行更深入的探索。增强现实技术融合了计算机视觉、计算机图形学、图像显示与识别等多个学科成果，将在传媒、医疗、军事、家居与工业、艺术、医疗、娱乐和教育等领域得到更广泛的应用和发展。
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交互技术论文范文第7篇
数据双向流动本来应该是一个最基本的信息传输方式、理论上应该每根数据线都应该双向传输数据，但在电视技术领域却不是这样。由于播出的特性和信噪比的原因使得无论在无线广播还是有线电视网络中，技术总是侧重于单向的向用户传输数据而几乎步考虑用户对播出方的数据传输。在电视一统天下的时候，用户对此还是可以接受的。但互联网络产生后，用户开始认识到相互交流信息的重要性。超文本文件传输协议的出现使用户可以便利地和网络交互信息，共享网络资源。用户可以自由地在网络上浏览文字，图像，声音甚至视频，这种数据双向流动技术给传统的电视业者带来危机感并产生对电视未来的迷惑。
为了对抗这种迷惑，电视技术领域引入了一个诱人的概念：视频点播。当这个概念被提出时，所有人都双手赞成，认为通过这种技术，我们可以改变电视领域的未来。但事实却不尽如人意，时间过去很久了，真正的视频点播依然还是一个概念。我们现在知道依靠现有的电视广播平台，实现广泛的视频点播无论是从技术角度或是从商业角度考虑都有很大的难度。而Internet却依靠其平台优势和利用流媒体技术率先实现了一些具有视频点播特性的功能，我们可以利用流行的流媒体格式,如Microsoft Windows Media和Real Media及相应的RTSP、MMS等传输协议在互联网上实现视频点播，但其从本质上来看并不能算是真正的视频点播。
视频点播无疑是数据双向流动技术在电视技术领域内应用的一种，但数据交互技术决不仅仅等同于视频点播。本文将就在电视技术领域内各种数据的应用形式以及数据交互技术在电视技术和其它媒体技术之间相互交流所起到的作用进行探讨。
下面我们将分别讨论在电视技术领域和互联网技术领域建立联系的数据交互技术和所谓得交互电视技术,进而讨论在一个跨平台的界面上使用数据交互技术。从而分析数据双向流动技术在电视技术领域内的应用及前景。
电视技术领域和互联网络数据交互的几种数据手段
现在电视网络和计算机互联网络相互渗透。这种渗透体现在两个方面：一、用户通过传统的电视设备浏览互联网络的内容，二、互联网用户通过现有的电视广播传播系统对互联网络进行访问。这两种方式看起来是相近的，但是无论从概念上到具体技术细节上却存在着很大的差别。
一、 用户通过传统的电视设备浏览互联网络的内容。
这对ISP(互联网络服务提供商)来讲当然是一个很好的思路，它可以使得现有的电视用户成为互联网络用户。于是以微软公司为代表的计算机业界的巨头们率先步入了这个领域，提出了WEBTV（网页电视）的概念。这个概念的引入基于用户使用现有的电视机设备访问互联网，收发电子邮件，而无需购置价格相对比较昂贵的计算机系统。而传统的电视机设备对信息是没有处理能力的，所以利用现有的电视机设备访问互联网络就必须在电视机设备上加装机顶盒（Set-Box）。
其结构示意图如图-1所示：
机顶盒内内置调制解调器（MEDOM）和处理芯片，用户可以通过控制机顶盒在电视机设备上选择收看有线电视节目还是浏览互联网络。当用户选择浏览互联网络的时候。机顶盒通过电话线或双绞线与互联网络服务提供商（ISP）进行连接，在电视机设备上显示用户所点取的网页。ISP同时还提供电子邮件服务，用户可以通过机顶盒的遥控装置或外设（如键盘）来书写和发送基于文本的电子邮件。
这种工作方式意图提供给电视用户提供一个廉价的互连网络接入方案，其本质上使用相对较为廉价的机顶盒代替计算机的处理系统，用传统的电视机设备替代计算机系统的现实设备。但在实际应用中这种方式的一些技术缺陷却阻碍的它的广泛推广。
不同的推广商在采用这种交互手段时，在技术细节上可能有所不同，但是其基本架构均是如图1所示的机顶盒与ISP连接的结构。这种交互方式其本质实际上是将用户的电视机设备添加外设来作为互联网络（INTERNET）的终端来使用。
二、 互联网用户通过现有的电视广播传播系统对互联网络进行访问。
这种方式是用户利用现有的广播电视网络作为途径访问互联网络，这种途径可以是有线网络，也可以是无线网络、微波或是卫星通信方式。
目前应用的比较广泛的是基于有线电视网络的Cable Modem系统，其基本架构如图-2所示：
如图-2所示，有线电视网络通过Cable Modem终端系统（CMTS-Cable Modem Termination System）与互联网络连接。用户通过二路分离器将从CMTS得到的信号分为两路，一路直接接到用户的电视机中用于用户观看有线电视节目，另一路连接到用户的Cable Modem上，通过Cable Modem调制解调与用户的计算机连接，用户可以使用计算机通过Cable Modem浏览互联网络。
在这种工作模式下，Cable Modem通过正交调幅（QAM）的方式调制解调信号，通过有线电视同轴电缆上和下载数据。这种技术实际上是从有线电视同轴电缆的模拟信号带宽中分离出6MHz作为载频建立下行通道。根据采用的调制方式的不同以不同的速度传输数据。Cable Modem一般采用的是64-QAM和256-QAM两种调制方式，其特性如表-1。
同样，为了抑制上行的噪声积累，一般采用16-QAM或者QPSK ( Quadrature Phase Shift Keying ) 调制方式。其特性如表-2所示：
由此可以看出这种工作模式其本质就是利用现有的有线网络带宽来传递互联网络数据。
在这种模式下工作时，Cable Modem终端系统（CMTS
）在整个系统中起到非常重要的作用，它不但是Cable Modem的控制中心，而且它还是有线电视网络与互联网络的接口部分。用户通过CMTS与互连网络交换数据。
CMTS结构如图-3所示：
它其实与一般的互联网接入方案没有太大的区别，系统包括路由器、以太网交换机、用户账号管理服务器、数据缓存服务器。但与一般的互联网接入方案不同的是，它增加了Cable modem控制服务器和将与互联网络交互的数据转为RF信号并嵌入有线电视信号的部分。
这种工作方式所带来的好处是显而易见的，有线电视用户不用铺设新的数据通道，利用现有的有线电视线路，即可以与互连网络交互数据。并且根据表-1所示，用户使用时的数据下载速率和现有的DSL、LAN等宽带接入方案不相上下。用户甚至可以无需缴纳网络使用费用，当然这要取决于有线电视网络服务商是否愿意提供这项服务。
但这种工作方式的缺点正如表-2所示，由于信噪比的原因，数据上行的速度就远远慢于数据下行的速度。这从以浏览为主的用户而言并不是什么问题，但对一些需要大量上传数据的用户而言这种接入方式就不是很理想了。
图-4所示为应用卫星系统传输数据的系统结构图。用户和互联网络服务提供商采用廉价的电信线路（例如电话线、无线电）连接，用户利用此线路通过互联网络服务提供商向INTERNET发出请求。INTERNET响应后，通过互联网络服务提供商将数据经过调制后传输给卫星信号发射设备。卫星信号通过通讯卫星传输给用户端的卫星信号接收设备。调制解调设备将接收到的卫星信号解调后得到数据再传送给请求数据的用户使用。利用卫星信号，可以给用户提供宽带的接入方式。
在这种工作模式中，可以明显看出上行数据速度和下行数据速度是不平衡的，我们甚至可以认为这只是一个单向下行的接入方式，而且这种工作模式占用卫星线路的资源。但是这种工作方式非常适用于地形条件恶劣的地区，如山区、极地等不适合铺设高速数据线路的地区。另外，它还适用于海上作业等许多的移动目标接收数据。如果我们将数据嵌入卫星转播的电视信号之中，在用户卫星信号接收解码后使用类似于Cable Modem 的调制解调设备接收数据。那么它对于卫星电视用户来说将更加节省资源。
利用微波系统传输INTERNET网络数据的方式与上面介绍的利用卫星系统的方式基本相同，只是使用微波发射接收设备替代卫星信号发送接收设备。二者的工作原理是完全一致的。
以上介绍了在电视技术领域和互联网络技术领域数据交互的几种技术，下面我们要介绍在电视技术领域内的数据交互技术，即所谓的交互电视。但通过分析我们将会看到上面介绍的这几种技术在交互电视技术领域中所起到的作用。
交互电视技术
交互电视（Interactive Television）技术已经不是一个概念了，许多基于这种技术的产品已经在现实中得以应用。在美国基于交互电视技术有线网络服务商已经拥有上百万的用户。国内有些电视台也开始在这个方面发展。
厂商的宣传往往是含有水分的，正如我们在前言中所起提到的，视频点播（VOD）技术是交互技术的一种，但视频点播决不等同于交互电视技术，交互电视技术在电视技术领域内有着各式各样的应用。
首先我们可以给出一个最简单的交互技术的例子，实际上国内的很多电视台已经在使用它。如下图所示：
这样的通过电话点播的结构其实已经属于交互电视技术的范畴，用户在拨通点播电话之后使用电话上的按键对电视屏幕上的选项进行选择。信号转换单元将用户给出的信号转变为点播控制服务器可以接受的指令发送给点播控制服务器。由点播控制服务器控制视频服务器播放用户所选取的节目片断。
这其实上就是一个交互的过程，只不过用户是使用电话作为反向数据传输手段来实现这个交互的过程的。
图6
图-6所示的工作方式本质上与图-5所示的工作方式完全相同，只不过用户不用通过电信网络，而是直接利用有线网络反向传递指令信号。用户利用这种工作方式的时候和打电话点播没有太大的区别，任务依然只能面对单一对象。但是这种工作模式下，如果节目播出方面愿意给用户权限，那么在节目播出的过程中给用户一些控制节目的权力，包括节目的中止、慢放等。
上述这两种工作方式虽然也属于交互电视技术的一种，但是从商业角度来应用价值不大。
另外有一种技术看起来比上面介绍的交互方式更吸引人一些，用户加装机顶盒后，电视屏幕上出现字幕画面等选项提供选择，用户可以通过遥控器在屏幕上进行选择所要收看的节目或信息。
这种工作方式如下图所示：
这种体系的工作方式是利用数字压缩技术，将若干路视频、字幕和图像等信息压缩调制到一路信号通道上，用户的机顶盒内包含处理芯片和解码器。用户可以通过机顶盒来选择想要收看的信息，机顶盒中的解码器负责将用户选择的内容显示在电视屏幕上。在这个意义上而言机顶盒其实是一个选择开关。用户并不反向传递控制信息给节目提供方，用户只是使用遥控器来控制并行接收的众多数据中自己感兴趣的节目信息或视频信号。
而这些信息中有的信息数据量非常小，而且利用存储和在互联网络比较成熟的技术（如Flash技术等）可以使这些信息的传输流量更小。比如本地交通状况，天气预报，股票行情等等，使用图片或字幕显示，只要定时更新就可以了。而大量这样的信息提供给观众选择却能给观众一种交互的感觉。这是很多厂商的卖点，而且这样的工作模式从商业角度来看比前两种工作模式更加的具有吸引力.
这种工作模式的优势在于它不用对现有的有线电视网络线路进行改造，不用考虑信噪比对反向传输数据的影响，节目提供方只需要在播出部分和用户方加以改造便可以投入使用。而且节目提供方不需要为了迁就某一个孤僻的用户而降低收视率。
从严格的意义来讲这种工作方式其实已经不能算是交互技术，它应该算是数字电视技术的一种应用。当然厂商是不会承认这一点的。但它在商业上的应用价值却使得它首先在交互电视技术领域投入应用。因为它提供了媒体发展最本质的东西--信息量的增加。现在，欧洲和美国已经拥有大量采用这种方式的电视用户，而且正在逐步增加中。基于这种工作原理的电视设备厂商也已经开始进入中国
市场，有些电视台已经开始提供类似的服务。 但是国外的交互电视服务提供商并不满足于单单提供信息和多路视频给用户，比如美国的Meta TV等交互电视服务提供商还提供给用户其它的一些服务，如电视购物、查询个人信息、电子商务服务等。这些行为确实是用户与提供商在进行交互，但它涉及到下面我们要谈到的问题--跨平台。
跨平台
上面所提到交互电视服务提供商所提供的电子商务等服务其实是在一个跨平台(Cross-Platform)的技术平面上实现的。如下图所示：
图8
交互电视网络服务提供商接收从用户方反向传递的信息，经过处理系统进行处理后跨平台的传输给互联网络Internet或合作的服务提供商（比如银行、证券交易所）等等。并将这些服务提供商的应答信息反馈给用户。
进一步了解这种模式，我们会发现其实上它和图-2所示的Cable Modem工作方式在原理上是相同的。只不过图-2中由Cable Modem终端系统（CMTS）提供的跨平台服务被图-8中的交互电视服务提供商所替代。而图-8中的机顶盒起到了的图-2中Cable Modem的作用。
这种方式下交互电视服务提供商其实已经同时成为了互联网络服务提供商（ISP）。利用其它的一些非视频领域内的信息传输交流手段，提供一些服务给电视用户从而提高用户数量和增加服务收费。
交互电视服务商可以通过加密等手段将信息反馈给用户，但这并不是真正安全的，因为依旧是所有的用户都可以收到该信息，只是不能解码罢了。在这种工作模式下，点对点传递数据依然无法真正的实现。因为它有一项关键的障碍-用户寻址的技术。
寻址技术是互联网络的关键技术，每一个互联网络的用户都有一个IP地址来表明自己的身份，所以在互联网络上可以实现视频点播技术，只要视频点播播放端的处理能力够强，网路带宽足够（如使用DSL等宽带手段），就可以支持相当多的用户采用点对点的视频点播方式。而有线电视用户却没有自己的地址标识，节目提供方并不知道要把特定的节目送到哪一个用户的电视上，并且使用单一的线路（同轴电缆、广播、卫星、微波等）的带宽无法适应同时传输所有用户点播的节目数据。
要真正的在电视领域内实现视频点播，则必须要将互联网络的数据传输交换技术引入电视技术领域。电视技术不能再局限于自己的领域，跨平台的数据传输方式必将主导未来的交互电视领域。互联网络数据可以利用有线电视网络传播，电视节目也可以通过其它的网络形式进行传播。
我们可以从MPEG-4在传输方面所提供的手段看出这种趋势。在MPEG-4标准中定义了DMIF（Delivery Multimedia Integration Framework 多媒体综合传输架构）。DMIF在MPEG-4体系中是一个非常重要的架构，它体现了MPEG-4对于传输方式的概念改变。与MPEG-1和MPEG-2不同的是，应用DMIF的MPEG-4可以通过DMIF层来利用其它的传输格式实现数据传输的功能。
图9
如图-9所示，MPEG-4定义了一个FlexMux的工具来实现传输，从上图我们可以看出来：MPEG-4通过DMIF提供的FlexMux工具可以使得MPEG-4标准下的应用采用其它格式的传输方式来传输数据，比如可以利用MPEG-2的传输格式，可以利用ATM的传输格式，也可以利用UDP(IP)的传输格式。在这个意义上看来，基于MPEG-4的应用可以在跨平台的多种传输网络中交互数据，这也正是它最重要得优势之一。
我们不能说MPEG-4这样的标准代表着电视技术领域的未来，但我们可以从中看出电视技术领域的发展方向。未来的电视技术领域一定是多种平台并存，多种传输手段相互交织的技术领域。那时我们对交互电视的要求就不仅仅是可以在电视上收看即时的天气预报和交通状况了。人们将会得到全方位的交互服务。
我们不妨大胆设想一下跨平台的数据交互方式如何实现：
图10
如图-10所示的交互网络中，每个用户或基于一个社区的用户拥有一个自己的地址，用户通过数据接口与小区服务器相联接，服务器具有大容量缓存并提供服务（包括视频、电子商务和其它各种的服务）在小区服务器不能提供服务的情况下通过多种网络交互的平台向（视频/数据）服务提供商提出要求并获得服务。服务提供商同时也通过多种网络交互平台连接其它的服务提供商。这种工作方式可以分级减缓用户对数据源的压力，使得每个用户都可以真正得到数据交互。
这种大一统的方式在目前技术及商业条件下显得并不现实，但技术的进步将使这种网络格局逐步形成，比如说交互电视的下一步很可能就是采用分布式的视频服务器，应用流媒体的相关技术使用户可以实现真正点对点的视频点播或其他服务。而多种网络平台的交互技术将使得我们区别不出谁是有线电视服务提供商，谁是交互电视服务提供商，谁是互联网络服务提供商。
总结
交互技术论文范文第8篇
论文摘要:信息时代，人类生活方式变化，传统视觉传达方式已不能完全满足信息传达的需求。科技的发展，多媒体手段的成熟，为视觉传达提供了新的形式一新媒体。作为新技术、靳媒介条件下的特定传达方式，新媒体吸纳传统媒介的优势，结合互联网及各种交互技术，更有效地实现信息传播，逐渐成为视觉传达最主要的方式。与传统设计门类相比，新媒体视觉传达有两个明显的特点:首先，它的表现形式更加多样，多种媒体综合运用，全方位地进行信息传达;其次，在设计方法上，既借鉴已有媒体又有所创新，发展出适应新媒体特性的设计方法。
1媒体形式的发散
数字化时代的今天，视觉传达设计逐渐超越了它的原有范畴，走向更宽厂一的领域。数码艺术、数字影像、网页交互、多媒体广告等相继出现，数字视觉在不断挑战已有视觉形式的同时，也在充实着视觉传达的外延。多元化的视觉观念暗示着新的视觉传达方式将打破传统设计门类的界限，产生一种新的媒体，以传统视觉传达设计为基础，在新媒体和新技术手段支持下开拓新的传达领域，继承发展传统视觉传达设计。这种“新媒体”综合多种媒体形式，集文字、图像、影像、声音、动画等于一身，结合互联网与交互技术，使作品具有一定的主动性和交换性，成为新媒介、新技术条件下一种特定的传达方式，真正实现全方位、多感官地信息传播。
2视觉传达的变异
作为视觉传达的最新发展，新媒体视觉传达的设计原则、设计流程和设计方法与传统视觉传达、设计形式具有原则上的相似性，但在传播、显示、操作等方面，“新”“旧”媒体有着很大差异。例如:相对于印刷品而言，显示屏幕更适合“浏览”而不易于“阅读”;“新媒体”中各种信息以相互链接的方式存在，彼此没有顺序上的固定位置，信息随浏览者的选择以非线性的方式输出，而传统媒介，无论是书籍或是影像，信息呈现都受到预先安排的顺序制约:传统传达领域对于技术更新的反应相对迟缓，而以高速发展的科技为其信息传播基础的“新媒体”则要求设计时刻与科技紧密结合，并随科技的进步不断发展出更新的传达形式。发展迅速的“新媒体”为设计者提供了前所未有的表现手段，帮助实现更多的创意可能，为大众带来更新鲜的视觉体验与更富于趣味性的信息获取过程。“新媒体”不仅使得设计过程发生变化，对设计风格、设计思维方式也产生深刻影响。活动的版面布局及全方位的交互要求设计者时刻以运动的眼光看待版式编排和视觉效果，不但考虑静态的视觉效果，还要设想视觉元素与观众互动之后可能呈现出的种种样貌，通过针对性的设计避免对信息传达的干扰或画面的不美观。视频、动画将作为常用元素，与文字、图形共同构成版面。“新媒体”的易编辑性也使设计师可以设计多种版面方案和视觉效果，随时更换以应对观众的日益细分及不同喜好，更大程度上满足人们的审美需求，更有效完成信息传达。
3互动式编排灵活自由
融合多种媒介形式与多媒体技术的新媒体实现了同一平面中多个、多层信息的同时显示，并可根据浏览需要任意放大缩小、摆放、堆叠屏幕内容，信息呈现不再受版面尺寸或显示区域大小限制，交互式操作的加人也为传达过程增添了趣味。德国波恩联邦美术馆内陈列有一个以法老图坦卡蒙统治下的古埃及为主题的互动展示。在4.5平方米的展台上投射，有顺着尼罗河谷延伸的整个法老统治区域地图，重要的城市、寺庙或历史事件发生地等信息在地图相应位置都有标注。参观者用手触击任意信息点，与之相关的文化、宗教信息便会以文字、图像、视频或动画的形式展开，每组信息下方都会显示一些控制图标，可实现浏览链接信息、重新播放等功能。参观者面前的展示区域往往会有多个信息点，若在当前信息播放时又点击另一信息点，当前信息会自动关闭，并在原位置展开新的信息。同一位置、同一显示区域中，通过参观者自己选择、控制可交替显示多组信息，结合标注于地图上的地理位置，使参观者更易于理解各组信息之间的联系，也实现了有限的显示区域内尽量详尽的信息的展示。在实现有效信息传达的基础上获得最佳视觉美感是对视觉媒介的普遍要求，“新媒体”继承了传统媒介的版式风格又结合自身特性发展出了独特的编排方式。
4传达方式丰富多彩
新的媒体、新的技术、更细分的信息受众、人们对信息获取方式与审美需求的改变……，从内容到载体再到对象，各种各样的新情况需要视觉传达来面对，更加多样化的传达手段则提供了解决问题的基本方法。
交互技术论文范文第9篇
关键词：增强现实；展示设计；前景
虚拟现实技术成为热门词汇，但并不是近些年才开始发展的。事实上，早在1965年，美国学者伊凡•苏泽兰就在国际信息处理联合会中首次提出了具有声音提示、交互图形显示和力反馈设备的虚拟现实构想。随后，人类开始了用实际行动探索虚拟现实技术。1966年，美国麻省理工学院研制出了基于模拟力量和触觉的力反馈装置的头戴式显示器。1989年，VPL公司提出“VirtualReality”的概念，并推动虚拟现实技术走向商业化道路。如今，计算机软硬件技术和数字交互技术快速发展，特别是GoogleProjectGlass的出现，使增强现实技术备受关注。随着增强现实技术的不断发展成熟，增强现实技术在飞行器与尖端武器研发、虚拟训练、娱乐与艺术、数据模型可视化等领域凸显出明显的优势与价值，基于增强现实技术的游乐设施、会展模式也不断涌现。可以预见，增强现实技术在将来会迎来更广阔的发展前景。文章以展示设计行业为例，分析增强现实技术在展示设计行业应用的可行性与优势，并展望该项技术在展示设计行业的发展前景。
一、展示设计行业的现状及发展趋势
展示设计是通过空间与平面设计创设特定主题的空间，不断调动观众的感官，吸引观众参与，以实现展品的宣传、促销目的。近年来，在党和政府的支持下，国内展览展示行业规模不断扩大，并保持着良好的发展态势。数据显示，2015年全国共举办展览9283场，同比增长15.9%，在展览会面积、观展人数上均显现出强劲的发展动力。当前，国内展示设计行业显现出展示手段不断更新、展馆类型不断丰富、展示内容与空间高度融合等新趋势，这些趋势均体现出以下共性特征：一是数字技术辅助实物展示。随着数字技术的不断发展，展示设计的展示手段、类型、内容等也日新月异。传统展示设计主要以文字、图片、模型的静态形式呈现，手段单一、内容单薄，不足以充分引起参观者的兴趣，也难以全面展现设计师的才华。基于数字技术的展示设计能尽可能调动声、光、电、影视等多项资源，且形式多样、展示内容丰富，可最大限度调动观众的视觉、听觉、触觉等多个感官，极大提升观众的参与积极性与参观体验感。二是注重情境参与性与趣味性。在互联网和大数据环境下，观众习惯了交互式、趣味性的信息接收方式，因而交互式、趣味性的展示模式更容易吸引观众的眼球。未来，展示设计必将引入更多创新技术，让观众享受跨越时空界限、如同身临其境的体验，使其能在展厅中畅游，获得视觉、听觉和触觉一体化的感知效果。
二、增强现实技术在展示设计行业的应用现状
增强现实技术(AugmentedReality，简称AR)基于网络跟踪、计算机显示、交互及定位技术，将计算机的虚拟信息在现实场景中显示，充分调动人们的视觉、听觉、触觉等感官，从而实现对现实场景的增强，强化观众对现实世界的体验。总体来看，增强现实技术具有显著的三维配准、实时交互和虚实结合特征。基于增强现实技术的展示设计可有效提升用户体验，借助RFID、自然图像识别等技术，可对室内三维空间坐标进行准确定位，从而将现实空间扩大到虚拟现实领域。国外在增强现实技术应用于展示设计行业方面积累了较多的经验。如，2012年印度的一场汽车展上，主办方基于增强现实技术，将象征新车XUV500灵魂的虚拟的野生豹带到车展现场，在现场引起了热烈的反响，成功吸引了全场所有观众的目光和兴趣，成功聚集了人潮并创造了话题。在该次车展中，计算机实时计算野生豹的运动轨迹，并调整摄影机影像的角度与位置，辅以相应的图像技术，使虚拟的野生豹得以在现实世界中展现并与人进行互动（图1）。国内增强现实技术在展示设计行业的应用仍处于初级发展阶段，较典型的有华堂展业在互动控制和多媒体技术等领域的探索，相关科研人员在增强现实领域研究了体感互动、智能体感手环控制大屏系统、卡片识别增强现实、移动终端增强现实等技术，在展厅设计上掌握了增强现实、多点触摸、多媒体显示屏、全息成像等核心技术。如，华堂展业为足球展馆设计的互动体验方案（图2），基于增强现实技术，利用摄像头捕捉人们的踢球动作并触发相应的射门动作，将虚拟的场景与真实世界的人物行为相结合，大大提升了观众的参与兴趣。随着互联网技术、大数据技术、人脸识别技术的全面推进，这些技术与增强现实技术配合在展览业内获得了广泛应用，为展示设计的形式、内容、手段和技巧注入了活力，极大地提升了会展服务的水平和效率，为行业发展提供了更大的想象空间。目前，由于人才、资金限制，会展活动对增强现实技术的应用不足，仍多采用传统的展示方式。展览中大多采用橱窗、展柜、贴墙的传统方式陈列商品，每件商品贴有对应的纸牌标签，用寥寥几行文字介绍商品品名、基本情况等，周边虽然也配有讲解员，但是对展品的介绍点到为止。这种单向的、缺乏交互的展示模式难以打动观众，因而也难以获得理想的展示效果。由此看来，在展示设计行业引入增强现实技术，从而增强展示与观众之间的互动，拉近展示与观众的距离，激发观众的参观兴趣，显得尤为重要。在未来的展示设计中，必须结合网络虚拟展示与实地展示等多方优势，通过品牌文化展示、科技展示、使用体验、促销互动游戏等方式提升展示的互动性、趣味性，从而最大限提升产品的展示效果。
三、增强现实技术在展示设计中的应用前景
1.对未来会展服务形式的影响
增强现实技术可以将过去以实物展示为主的展会服务形式转变为基于大量动态数字音频、数字模型及大容量计算机储存技术的虚拟实物和实景再现形式，通过生动、全面的虚拟现实场景增强观众的感官体验。以房地产展会为例，房产销售商组织展会的目的是将楼盘配套齐全、规划合理等优势展现给观众，而仅靠传统的手册、喷绘画、沙盘等展示形式是比较困难的。结合增强现实技术，通过设计AR情景播放的宣传片、经过特殊处理的视频、基于AR的大屏互动、立体阅读、游戏等场景，可以为观众营造更为震撼、真实的展会氛围，通过极强的互动性与真实性给客户带来全新的感受；亦可通过VR设备+AR显示的模式展现小区的虚拟现实场景，所有关于产品的信息介绍均以文字、图像、音频、视频的形式添加在虚拟现实场景中，使观众无需讲解员就可了解产品的详细信息，身临其境地感受自己的未来生活，从而大大提升了会展活动的举办效果，在未来会展服务中必将拥有良好的发展前景。
2.对未来会展服务效率的提升
随着增强现实技术与会展行业的结合，会展服务效率将得到大大提升。传统会展服务模式大多是讲解员向观众以无差异、灌输式的方式进行会展服务，而虚拟现实技术的引入将会注入更多个性化、自主式、体验式的元素。观众在参与过程中可沉浸在虚拟现实环境中，个性化选取所需讲解内容，亦可实现与虚拟环境的互动交流。同时，增强现实技术在展示中增加声、光、电、影视等元素，极大地增强了会展的趣味性、真实感和互动性，通过3D模型创设虚拟现实场景，使抽象的产品展示更加形象化、可视化，便于观众理解。由于基于AR技术的会展模式可以为观众展现全方位、互动化的虚拟现实场景，将主办方想表达的内容通过易为观众接受的形式予以表达，将会显著提升会展服务效果，也为企业提供了更多的商业机会。
3.对未来会展服务的创新的影响
增强现实技术不仅为会展服务形式注入了新鲜的血液，而且加快了会展服务的创新脚步。就AR技术本身的发展来说，当前较为流行的是人手交互的人机交互模式，即向机器传输手指、手掌和手势等信息实现人机交互。业界关于AR技术的研究不断推进，像基础3D模型、透明视频、场景展现、AR游戏、VR结合、大屏互动都是常见的AR技术表现形式。随着增强现实技术的行业渗透力不断增强，尤其是物联网、人脸识别技术、人工智能的不断发展，增强现实技术在展示设计中如虎添翼，增强现实技术的应用与研究也在不断推进。未来，普及度高、携带方便的智能移动设备将成为AR技术的重要载体，凭借智能手机的高清摄像头、GPS定位、强劲的CPU等，无须配置任何外部设备即可方便运行AR应用，如果将其应用于展会中，无疑将会成为吸引观众眼球的亮点。
结语
增强现实技术的核心理念在于人机交互，而展示的目的在于项目方与客户的交互。因此，基于增强现实技术的展示设计必然需要强调人机交互理念，通过品牌文化展示、科技展示、使用体验、促销互动游戏等方式吸引观众的眼球，从而最大限度提升产品的展示效果。当前，国内展示设计行业的增强现实技术仍存在许多技术难题需要攻克，如3D图像成像性能、自然图像识别的准确性及应用界面人机交互性能等，这些关键技术直接影响用户体验。随着计算机软硬件技术、数字交互技术、计算机图形学及微电子传感器设备的不断发展，基于增强现实技术的展示设计行业必将迎来光明的发展前景。
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交互技术论文范文第10篇
[论文摘要]虚拟现实技术是一种多维度模拟仿真的 计算 机技术，在以多媒体技术为主要技术手段的现代展示艺术中，虚拟现实技术的运用给其带来了一种“身临其境”的表现手法。本文通过分析虚拟现实的技术应用与艺术表现力，凸显此技术在现代展示艺术中的优越性，虚拟现实将成为现代展示艺术的新的 发展 方向。
一、 现代展示艺术的发展概况
现代展示艺术是以 科学 技术和艺术为设计手段，并利用传统的或现代的媒体对展示环境进行系统的策划、创意、设计及实施的过程。随着社会不断发展，现代展示艺术在 经济 与文化中的地位也越来越重要，它不仅仅是单纯的产品宣传推销的窗口，同时还是国家或地区综合经济与文化的宣传窗口。它在当今社会领域和信息领域、商业领域中充当着其他行业或媒体不可替代的角色。
在现代展示艺术中，早已不再只是单纯依靠展板或展柜这种纯静态的展示方式，而是运用了大量的多媒体技术，表现出一种动态的、交互的展示方式。观众不但可以多维度的观看展品，还可以对展品进行操作，与展品产生互动，让观众更加直接的了解产品的功能和特点。这种以多媒体技术为平台的现代展示技术手段多种多样，这些技术是随着计算机技术的发展而不断丰富的。近年来，虚拟现实技术的兴起，使现代展示艺术又有了新的创作手法，虚拟现实技术所带来的全新仿真交互体验将成为现代展示艺术新的发展方向。
二、现代展示艺术中的虚拟现实技术平台
虚拟现实(virtual reality)，简称vr，是利用计算机模拟生成虚拟空间，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的仿真模拟，让使用者如同身临其境一般，可以实时的地观察空间内的事物，并产生各种交互行为。虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、立体显示技术等技术，是一项综合的集成技术。它所具有的沉浸性(immersion)、交互性(interaction)和构想性 (imagination)，使人们能沉浸其中，形成具有交互功能的多维化的信息环境。现如今虚拟现实技术已经运用在军事、航天、医疗、 教育 、娱乐、文化艺术等诸多领域，在现代展示艺术中，虚拟现实技术才刚刚开始被使用。
虚拟现实技术主要是由硬件与软件两大块技术组成，这两块技术是相辅相成、互相关联的。在现代展示艺术中，根据展示的特性，通常将其分为四种主要技术，即全景图像技术、三维显示技术、立体声效技术和交互技术。
1．全景图像技术
全景图像技术是目前迅速发展并逐步流行的一种新的视觉艺术 ，它是一种基于图像处理的全景摄影技术，它是把相机环绕四周进行360。拍摄的一组照片或利用鱼眼镜头所拍摄的全方位照片拼接成一个全景图像，通过计算机技术实现全方位互动式观看的真实场景还原展示方式虽然全景图像技术从严格意义上来说并不是三维技术，也并不算是完全的虚拟现实技术，但它毕竞能给人带来一种真实的现场感和交互感受，所以它也常被称之为是一种准虚拟现实技术。由于全景图像技术相对较为简单，实现成本也相对较低，因此大量运用于许多场景展示中。
2．三维显示技术
立体三维显示的临场感是使人具有“身临其境”逼真感之根本，也是虚拟现实的核心技术之一。为了要逼真地模拟视觉功能，在很大程度上是依赖于三维显示技术的图像处理及理解能力。这种三维显示技术，一种是在软件三维制作基础上的基于平面显示器的三维图像，一种是基于硬件技术在空间中所展现出来的三维图像。第一种技术实质就是软件技术，即运用3dsmax、maya等三维建模软件制作出三维图像，而显示硬件平台仍为平面显示器，是一种平面视觉上的三维显示 ；第二种技术则是硬件技术，如多通道投影、空气成像技术等。多通道投影技术，可以实现环幕影像的放映，再如立体眼镜可以增强影像的立体感，而空气成像技术则是近年来才研制出的相对高端的硬件技术，它可以实现在空气中呈现立体影像，并具备触控感应交互性。
3．立体声效技术
为了追求虚拟现实的逼真程度，声效的制作是至关重要的一个环节。而虚拟现实的声效不仅仅是普通的立体声，而是比立体声更为复杂3d声音技术，它是通过人头录音技术实现的，是一种在虚拟现实环境中高度逼真的模拟真实世界中声音的各种物理特征的技术。3d声音可以使虚拟环境的用户分辨出其远近，并判断出音源所在的位置。在虚拟的三维空间中3d声音可以在3d模型的表面发生反射，遇到障碍物还会被遮挡，模拟现实中声音的各种特性 。
4．交互技术
现代展示艺术所追求的不再是单方面的视听展示而更多地注重互动性，因此虚拟现实技术中交互设计就显得尤为重要，这也是它最吸引人的地方。目前，交互技术主要有空间定位的交互，环境变化的交互以及三维行为的交互这三种交互方式。如果说建模与贴图给虚拟现实作品创造了世界和角色形象，那么交互技术的运用就是给世界增加了生气与灵魂。
三、虚拟现实技术在现代展示艺术中的应用现状
虚拟现实技术的不断成熟使得现代展示艺术也从中找到新的突破口，逐渐开始在展示中运用虚拟现实技术它所带来的沉浸性、交互性与构想性给现代展示艺术注入了新鲜的血液。
1．产品展示
在现代展示艺术中，虚拟现实技术最早被应用于产品展示。在信息时代的今天，商业产品的销售与服务都逐渐走向数字化，数字媒介高效而又经济的信息传播特点提高了产品的竞争力。而随着计算机硬件的发展，计算机的3d运算能力不断提升，二维图片的展示方式逐渐向三维虚拟现实发展。产品的展示通过三维的方式能全方位的展现产品的外观，同时也可通过交互功能来实时体验操作演示产品的各项功能，使顾客通过对之进行的观察与操作能够对产品有更加全面的了解和认识，并有助于加深对产品特色的印象，从而吸引消费者的购买欲望。目前许多知名的 企业 都开始运用了虚拟现实技术来展示其商品。例如上海汽车 工业 总公司旗下的荣威(roewe)品牌，在其官方网站上就采用了虚拟现实技术来展示荣威轿车。通过其展示界面，用户可以拖动鼠标进行任意角度的观看轿车外形，同时也可以进入轿车内部，观察内饰，这样的展示方式比传统的图片方式更具真实感，同时也增强了产品展示效果。
2．建筑展示
传统的建筑展示 ，如商业领域的房地产展示以及文化领域的 历史 建筑的展示往往都以等比例缩小的实体模型的方式展现，这样的方式虽然也能够多角度的展示建筑 ，但由于是等比例缩小的模型，观察者无法真正感受到建筑的体量大小，更无法体会到建筑融入现实环境后的感觉。通过虚拟现实技术来展示建筑，可以使观察者像现实一样漫步于建筑环境中，是一种身临其境的真切感受。这种虚拟现实的小区规划以及样板房的展现形式已经在我国北京、上海、广州等大城市逐渐热门起来。同时，虚拟现实技术运用于文化遗产领域的景观建筑，并借助于 网络 的传播，可以使远在千里之外的游客可以足不出户即可游览名胜古迹，使其文化可以得到更快更好的传播。目前，一些著名的文化景点如，故宫、敦煌、明孝陵等都已做了这样的虚拟现实系统。其中南京的明孝陵则运用了网络虚拟现实技术实现了网络化展示，并建立了虚拟明孝陵网站，游客不仅可以自由的游览三维的明孝陵景点场景，还可以进行实时的文字对话交流。
3．环境模拟
虚拟现实技术不仅可以对具体的物体进行仿真模拟 还可以对环境进行多维度的虚拟仿真，可以实现视觉、听 觉、触觉等多种感知的模拟。例如通过3d立体眼镜、3d头盔、多通道投影等实现多角度全方位的三维视觉模拟 通过人头录音技术展现具有更加真实感的3d声音；通过数据手套可以实现隔空取物等。这种对环境模拟的虚拟现实技术已经在很多展览馆中得到应用。上海科技馆内的全息音响就是一个虚拟现实的三维声音试听体验，游客进入一 间封闭的房间内，四周通过古老的装饰渲染古屋的气氛游客带上耳机，屋内灯光熄灭，耳机内传来具有位置感很强的立体声音，让人仅仅听到声音就仿佛置身于环境之中。
四、虚拟现实技术在 现代 展示 艺术 中的艺术性表现
虚拟现实艺术是典型的科技与艺术结合的产物，是 一种新媒体艺术形式。在很多人的认识中，艺术是人的感知与表达， 科学 是人的理性与探泰 如果将艺术视为人类永恒的精神家园，那么科学则是建立在经验与逻辑上的极端晦涩的理论，那么这样一来，科学与艺术往往会显得“格格不入”。但事实上，艺术家正积极的尝试将各种科技手段应用于艺术的创作而许多科学家也希望借助高技术手段实现着精彩的创意 ，跨入艺术家的行列。“每一种艺术形式的产生必然会经历一个由实用到审美，以劳动为前提的 发展 过程，这似乎是每一种艺术形式的必由之路”。虚拟现实艺术亦是如此，从最初的在军事航天医疗等领域的应用到现在越来越广泛应用范围，随着虚拟现实技术的不断发展，也逐渐开始利用此技术探索新的艺术手段。现代展示艺术中，虚拟现实技术的出现给予了设计者新的创意空间，从而给艺术领域带来了新的表现手法。
虚拟现实技术所表现出的艺术性首先存在于数字影像的虚拟性、非物质性。由于数字影像是一种真正的非物质化的图像，它并不是客观存在，也不是用物质颜料表现的想象性现实，而是一种真正属于 电子 视觉质感的影像。但同时这种数字影像又在模拟现实物质环境，甚至是超越现实的构建新物质新环境，这种亦幻亦真、现实与虚拟的纠缠常常引发人们无限的思考，这种源于现实，又超越现实的表现，本身就已经成为了一种艺术。同时 ，与传统的平面多媒体展示相比，虚拟现实的数字影像从视觉上是一种三维立体的展示，是可以多角度的、非线性的呈现虚拟物体或虚拟环境。其次，通过基于虚拟现实技术的声、光、电技术在现代展示艺术中的应用，与传统的声、光、电技术所表现出的纯粹电子视觉不同，虚拟现实的声、光、电技术更加注重物理真实、感官真实性，同时通过立体显示技术呈现出更为让人沉浸其中的逼真三维视觉效果。真实世界的光影声效是复杂的，但并不完美，而通过虚拟现实技术，在其模拟真实性的基础上对整体的色彩对比与光影层次上进行和谐统一，加强气氛的渲染和情感的传达，以达到超越现实的完美程度，增加其艺术性。再次，虚拟现实技术所带来的沉浸式交互的特性也给现代展示艺术带来了新的魅力。在虚拟的物品或空间里，用户可以实时的、非线性的进行人机交互，控制虚拟的物品，或在虚拟空间内自由活动。这种虚拟交互 ，最基本的方式是通过鼠标或键盘的操作，对三维物体或场景进行多角度浏览观察，并实现对物体的控制以及虚拟角色的行为控制。这种交互方式就类似于如今的3d游戏一样，充满互动趣味性。而更高级的交互则是利用数据手套、多点触摸屏等传感硬件设备来实现更加具有沉浸感的交互体验。这种交互是让人利用更加 自然 的行为来实现人机虚拟交互，使其降低人机交互那种纯粹模拟感，而变得更加真实，更为身临其境。
由此我们不难看出，虚拟现实技术的沉浸性、交互性与构想性在现代展示艺术中有着其特有的优势与魅力，它的这些特性所带来的全方位多维度的自由化的交互体验使得观众可以从一个传统艺术的受众者一跃成为艺术的参与者，而逼真的三维场景与视听效果使观众沉浸其中，在这种积极的状态下与所展示的作品进行能动的交流，从而可以分解或接受或改变作品原先的观念。
五 现代展示艺术的虚拟现实化发展展望
虚拟现实技术对于目前科学技术发展来说还是一项较为新兴的技术，属于数字技术的一个分支，而此技术在现代展示艺术中的应用才刚刚起步，就 已经体现出其明显的优势和魅力。它所带来的不仅仅是展示艺术视觉效果上的革命，更带来了与众不同的全新交互体验。首先就是它的真实感，这种真实感是除实体仿真模型以外任何一种展示手段所不具备的，是基于 计算 机技术来实现对现实的虚拟仿真以及对现实中所没有的事物进行虚构。其次就是它的自然属性的交互，这种交互不仅仅是传统多媒体展示手段中的电脑的鼠标键盘或触摸屏的交互操作，而是利用人的自然行为屙眭，即现实生活中的行为习惯来与虚拟现实环境进行交互，这种交互拉近了观众与展示作品间的距离，甚至是一种零距离的交互。
由此可见，虚拟现实化的现代展示艺术作为科技与艺术的崭新结合点，拥有以前任何一个时代都无法比拟的创造性、想象性和身临其境之感，更为合理的协调了人机之间、人与人之间的交互关系，开拓了现代展示艺术领域中的一个新的发展方向，其沉浸性、交互性和构想性的特点也给展示艺术带来了新的创作方式和艺术语言。随着虚拟现实技术的不断发展，其在现代展示艺术中的应用也会更加广泛。
参考 文献 ：
[1] grigore c．burdea(美)，philippe coiffet(法)著 ．魏迎梅 等译电子 工业 出版社 2005．
[2]胡小强．虚拟现实技术[m]．北京邮 电大学出版社 2005
[5]李勋祥．虚拟现实技术与艺术[m]． 武汉理工大学出版社2007．