人機(jī)交互課程 第3講 課件

第三講計(jì)算機(jī)主要內(nèi)容1文本輸入設(shè)備：鍵盤、手寫設(shè)備、語(yǔ)音輸入設(shè)備2圖像輸入設(shè)備：掃描儀、數(shù)碼攝像頭、3指點(diǎn)輸入設(shè)備：鼠標(biāo)、觸摸板、控制桿、光筆、觸摸屏、手寫液晶屏、眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、光標(biāo)鍵4顯示設(shè)備：顯示器、數(shù)字紙5語(yǔ)音交互設(shè)備：耳麥、聲音合成設(shè)備6虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的交互設(shè)備穿孔卡片

PunchCards早期現(xiàn)在人如何使用計(jì)算機(jī)GLOOO手腕上的移動(dòng)PC未來(lái)電腦視屏無(wú)線顯示器53.1文本輸入設(shè)備文本輸入是人與計(jì)算機(jī)交互的一個(gè)重要組成部分，同時(shí)也是一項(xiàng)繁重的工作。鍵盤輸入是最常見、最主要的文本輸入方式。手寫以及語(yǔ)音等一些更自然的交互方式也可為文本輸入提供輔助手段。63.1.1鍵盤鍵盤是文本輸入的最重要手段，而鍵盤布局對(duì)于文本輸入的速度和準(zhǔn)確性至關(guān)重要。鍵盤的由來(lái)公認(rèn)的說(shuō)法是克里斯托夫·肖爾斯19世紀(jì)美國(guó)南北戰(zhàn)爭(zhēng)期間工匠克里斯托夫·肖爾斯及其合伙人研制成了第一臺(tái)打字機(jī)，1874年，在雷明頓工廠加工成最初按照ABCDEF的順序排列按鍵的，為了使打出的字跡緊湊，按鍵距離很小。但當(dāng)手指按下去的速度稍微快一點(diǎn)，連接按鍵的金屬桿就會(huì)相互干擾，使打出的字跡模糊混亂為了解決這個(gè)問(wèn)題，肖爾斯重新安排字母鍵的位置，把常用字母安排得盡可能遠(yuǎn)一些，特別將最常用的幾個(gè)字母安置在相反方向，以人為放慢敲鍵速度，避免卡鍵，減少干擾，從而形成了今日的鍵盤格局遠(yuǎn)不是最優(yōu)的設(shè)計(jì)左撇子的鍵盤：左手負(fù)擔(dān)了57%的工作排在中列的字母，其使用率僅占整個(gè)打字工作的30%左右兩小指及左無(wú)名指是最沒力氣的指頭，卻頻頻要使用它們A，P，0，回車鍵用的人多了就變成了標(biāo)準(zhǔn)！81.鍵盤的布局

QWERTY鍵盤布局19世紀(jì)70年代，肖爾斯發(fā)明了QWERTY鍵盤布局，其名稱來(lái)源于該布局方式最上行前6個(gè)英文字母，最常用的幾個(gè)字母安置在相反方向，最大限度放慢敲鍵速度以避免卡鍵。這種布局方式依然是今天最為常見的排列方式，成為一種事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。DVORAK鍵盤布局20世紀(jì)20年代的DVORAK鍵盤布局，據(jù)推測(cè)可以大大減少手指移動(dòng)距離，從而大大提高輸入速度，但由于受到傳統(tǒng)QWERTY布局的影響，沒有成為主流的鍵盤布局。DVORAK鍵盤102.人性化設(shè)計(jì)的鍵盤

(1)人體工程學(xué)鍵盤是在標(biāo)準(zhǔn)鍵盤基礎(chǔ)上將指法規(guī)定的左手鍵區(qū)和右手鍵區(qū)這兩大板塊左右分開，并形成一定角度，這樣可使操作者不必有意識(shí)的夾緊雙臂，從而保持一種比較自然的形態(tài)，這種設(shè)計(jì)的鍵盤被微軟公司命名為自然鍵盤（NaturalKeyboard）。11(1)人體工程學(xué)鍵盤圖人體工程學(xué)鍵盤：固定于椅子上的鍵盤12圖人體工程學(xué)鍵盤：固定于桌面上的鍵盤(1)人體工程學(xué)鍵盤(圖例2)132.人性化設(shè)計(jì)的鍵盤

（2）多功能集成鍵盤這類鍵盤集成了鼠標(biāo)、無(wú)線等功能，在鍵盤布局以及外觀設(shè)計(jì)方面，針對(duì)游戲、上網(wǎng)瀏覽等常用娛樂功能做了改進(jìn)。鍵盤正上方設(shè)計(jì)的快捷鍵，包括

“IE主頁(yè)”、“打開文件夾”、“查找文件”和“進(jìn)入信箱”等12個(gè)，許多操作可以一鍵完成。鍵盤的無(wú)線接收器采用USB接口，安裝使用也非常方便。

14圖BTC9019URF無(wú)線游戲鍵盤15圖BTC9019URF無(wú)線游戲鍵盤2.人性化設(shè)計(jì)的鍵盤其它鍵盤字母順序鍵盤電話鍵盤183.1.2手寫設(shè)備手寫筆板+手寫筆:是手寫系統(tǒng)中一個(gè)很重要的部分。有線筆:手寫筆尾部均有一根電纜與手寫板相連，從手寫板上輸入電源。無(wú)線筆:借助于一些特殊技術(shù)而不需要任何電源。無(wú)線筆的優(yōu)點(diǎn)是攜帶和使用起來(lái)非常方便，同時(shí)也較少出現(xiàn)故障。手寫筆一般還帶有兩個(gè)或三個(gè)按鍵，其功能相當(dāng)于鼠標(biāo)按鍵，這樣在操作時(shí)不需要在手寫筆和鼠標(biāo)之間來(lái)回切換。193.1.2手寫設(shè)備圖漢王筆手寫系統(tǒng)203.1.2手寫設(shè)備手寫漢字識(shí)別軟件除了硬件外，手寫筆和手寫板的另一項(xiàng)核心技術(shù)是手寫漢字識(shí)別軟件，目前各類手寫筆的識(shí)別技術(shù)都已相當(dāng)成熟，識(shí)別率和識(shí)別速度也能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。213.1.3語(yǔ)音輸入設(shè)備語(yǔ)音輸入為文本輸入提供了更加自然的交互手段，也許在將來(lái)，我們能夠真正拋棄鍵盤，實(shí)現(xiàn)和計(jì)算機(jī)的“對(duì)話”。在語(yǔ)音錄入過(guò)程中所涉及的設(shè)備主要麥克風(fēng)和聲卡223.2圖像輸入設(shè)備圖像輸入是人與計(jì)算機(jī)交互的另外一個(gè)重要組成部分。掃描儀可以快速地實(shí)現(xiàn)圖像輸入，且經(jīng)過(guò)對(duì)圖像的分析與識(shí)別，可以得到文字、圖形等內(nèi)容；而攝像頭則是捕捉動(dòng)態(tài)場(chǎng)景最常用的工具。233.2.1掃描儀掃描儀作為光電、機(jī)械一體化的高科技產(chǎn)品，自問(wèn)世以來(lái)憑借其獨(dú)特的數(shù)字化“圖像”采集能力，低廉的價(jià)格以及優(yōu)良的性能，得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，目前已成為計(jì)算機(jī)不可缺少的圖文輸入工具之一，被廣泛地應(yīng)用于圖形、圖像處理的各個(gè)領(lǐng)域。24圖掃描儀掃描過(guò)程簡(jiǎn)圖253.2.2數(shù)碼攝像頭1.數(shù)碼攝像頭的用途數(shù)碼攝像頭可以直接捕捉影像，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口、并口或者USB接口傳送到計(jì)算機(jī)里。數(shù)碼攝像頭沒有存儲(chǔ)裝置和其他附加控制裝置，只有一個(gè)感光部件、簡(jiǎn)單的鏡頭和不太復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸線路，造價(jià)低廉。26圖創(chuàng)新VideoBlasterWebCam

及其控制界面鼠標(biāo)3.3指點(diǎn)輸入設(shè)備鼠標(biāo)的由來(lái)鼠標(biāo)概念最早由美國(guó)斯坦福研究中心(StanfordResearchCenter)的道格拉斯·恩格爾巴特(DouglasEngelbert)在上個(gè)世紀(jì)60年代提出，他的專利申請(qǐng)于1963年被美國(guó)國(guó)家專利局批準(zhǔn)。第一只鼠標(biāo)的外殼是用木頭精心雕刻而成的，只有一個(gè)按鍵，在底部安裝有金屬滾輪，用以控制光標(biāo)的移動(dòng)。最初的想法是設(shè)計(jì)一種人機(jī)交互的計(jì)算機(jī)定位設(shè)備，當(dāng)操作者移動(dòng)他的手時(shí)，引起屏幕上的指示(光標(biāo))做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。使得計(jì)算機(jī)的輸入操作變得更簡(jiǎn)單、容易“老鼠”之父道格拉斯·恩格爾巴特1956年在UC-Berkeley獲得電氣工程與計(jì)算機(jī)博士學(xué)位，后來(lái)在著名的斯坦福研究所供職1989年，和女兒克里蒂娜·恩格爾巴特在美國(guó)硅谷創(chuàng)建了Bootstrap研究所1997年獲圖靈獎(jiǎng)

世界上第一個(gè)鼠標(biāo)

1967年6月21日，道格拉斯.恩格爾巴特將他的鼠標(biāo)用“X-Y定位器”的名稱。

1968年，恩格爾巴特應(yīng)邀參加一次在舊金山舉行的電腦會(huì)議，在會(huì)議上，他拿出鼠標(biāo)。這是鼠標(biāo)第一次作為搜尋工具公開亮相。

世界上第一個(gè)鼠標(biāo)

名字的由來(lái)為什么叫做“老鼠”(Mouse)？這是因?yàn)樗螤钆c老鼠相似，而且也像老鼠一樣拖著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴，所以，發(fā)明者及其同事們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里都把它戲稱為‘老鼠’。直到今天還沒有人能夠給它想出一個(gè)更恰當(dāng)?shù)男旅郑缓米屗鹄^續(xù)使用這個(gè)不太雅觀的名字了。Mouse在翻譯成中文時(shí)，被譯為鼠標(biāo)，鼠標(biāo)比老鼠更為貼切：鼠——像老鼠標(biāo)——具有定位功能。鼠標(biāo)的實(shí)用化70年代初，恩格爾巴特所在的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)開始縮減，他手下有幾位研究人員另謀高就，被正在四處招兵買馬的施樂公司位于硅谷的研究中心帕洛阿爾托(PARC)羅致門下。在施樂公司研制第一臺(tái)有顯示器的電腦“阿爾托＂(Alto)時(shí)，恩格爾巴特的發(fā)明派上了用場(chǎng)。Alto采用新式的人機(jī)交互界面，屏幕上經(jīng)常有許多圖像要移動(dòng)，鼠標(biāo)是最好的輸入工具。早期的兩鍵鼠標(biāo)鼠標(biāo)的開始普及1983蘋果(Apple)公司仿效PARC的做法，推出了它的第一個(gè)使用圖形用戶界面的計(jì)算機(jī)AppleLisa，首先將鼠標(biāo)作為計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。由于市場(chǎng)反映良好，其他公司紛紛效仿，鼠標(biāo)迅速流行。隨著計(jì)算機(jī)GUI的普及，鼠標(biāo)已成為計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備。鼠標(biāo)的種類鼠標(biāo)原理原始鼠標(biāo)純機(jī)械式鼠標(biāo)機(jī)械式鼠標(biāo)光機(jī)鼠標(biāo)光電鼠標(biāo)光學(xué)鼠標(biāo)原始鼠標(biāo)1968年12月9日Engilehbart

博士在IEEE會(huì)議上展示的世界上第一個(gè)鼠標(biāo)，一個(gè)木質(zhì)的小盒子，盒子下面有兩個(gè)互相垂直的輪子，每個(gè)輪子帶動(dòng)一個(gè)機(jī)械變阻器獲得X、Y軸上的位移，在盒子的上面則有一個(gè)按鈕開關(guān)提供連通信號(hào)。這款鼠標(biāo)的鼻祖與今天的鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)大不相同，甚至還需要外置電源給他供電才能正常工作。純機(jī)械式鼠標(biāo)主體結(jié)構(gòu)滾球，滾軸，譯碼輪（有金屬片），電刷工作過(guò)程譯碼輪轉(zhuǎn)動(dòng)電流接通/斷開0/1相對(duì)位置變化光學(xué)機(jī)械式——光機(jī)鼠標(biāo)1983年，由羅技公司推出通常所說(shuō)的機(jī)械式鼠標(biāo)半光學(xué)鼠標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)滾球，滾軸，光柵輪(碼盤)，

發(fā)光二極管，感光芯片光學(xué)機(jī)械式——光機(jī)鼠標(biāo)工作原理移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)滾球隨之滾動(dòng)，便會(huì)帶動(dòng)旁邊的滾軸前方的滾軸代表前后滑動(dòng)，右方的滾軸代表左右滑動(dòng)光柵輪轉(zhuǎn)動(dòng)阻隔/接通發(fā)光兩極管發(fā)出的光束光電感應(yīng)芯片0/1信號(hào)優(yōu)點(diǎn)靈敏度高滾球不耐臟，導(dǎo)致光的阻隔光電鼠標(biāo)光電鼠標(biāo)1985年，施樂帕洛阿爾托研究中心(PARC)推出純光電，完全沒有機(jī)械結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩個(gè)發(fā)光二極管，感光芯片，控制芯片鼠標(biāo)墊板專用反射板，帶有網(wǎng)格缺點(diǎn)專用墊易臟，貴與光機(jī)鼠標(biāo)同時(shí)代

很快被光機(jī)所淘汰光學(xué)鼠標(biāo)光學(xué)鼠標(biāo)1999年，安捷倫公司與微軟合作推出采用IntelliEye光學(xué)引擎具有革命性意義的光學(xué)定位傳感器后續(xù)發(fā)展2000年，安捷倫與羅技公司推出相關(guān)產(chǎn)品2001年，微軟推出第二代IntelliEye光學(xué)引擎微軟、羅技鼠標(biāo)均采用安捷倫技術(shù)光學(xué)鼠標(biāo)——核心部件核心部件發(fā)光二極管透鏡組件光學(xué)引擎控制芯片光學(xué)鼠標(biāo)——工作原理利用一塊特制的光柵板作為位移檢測(cè)元件，光柵板上方格之間的距離為0.5mm。鼠標(biāo)內(nèi)部有一個(gè)發(fā)光元件和兩個(gè)聚焦透鏡，發(fā)射光經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后從底部的小孔向下射出，照在鼠標(biāo)下面的光柵板上，再反射回鼠標(biāo)內(nèi)。當(dāng)在光柵板上移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，由于光柵板上明暗相間的條紋反射光有強(qiáng)弱變化，鼠標(biāo)內(nèi)部將強(qiáng)弱變化的反射光變成電脈沖，對(duì)電脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)就可測(cè)出鼠標(biāo)移動(dòng)的距離。激光鼠標(biāo)2004年12月，羅技發(fā)布全球首款利用激光定位技術(shù)的鼠標(biāo)—羅技MX1000激光無(wú)線鼠標(biāo)只是把發(fā)光二極管換成了激光二極管來(lái)照射鼠標(biāo)所移動(dòng)的表面羅技推出MX1000號(hào)稱MX激光引擎的精確度要比傳統(tǒng)光學(xué)鼠標(biāo)平均高20倍其他鼠標(biāo)軌跡球鼠標(biāo)工作原理與機(jī)械式鼠標(biāo)相同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也類似。不同的是軌跡球工作時(shí)球在上面，直接用手撥動(dòng)，而球座固定不動(dòng)鼠標(biāo)接口的進(jìn)化串口梯形9針或24針接口PS/2接口小圓形接口USB接口無(wú)線接口紅外/射頻RF藍(lán)牙無(wú)線接口鼠標(biāo)對(duì)于有特殊要求的用戶，可使用紅外或射頻(RF)無(wú)線鼠標(biāo)但紅外線沒有穿透能力，發(fā)射器和接收器中間不能有任何障礙物，這樣就大大降低了無(wú)線連接的方便性紅外線的特性也決定其接受信號(hào)的范圍很小，一般在1米以內(nèi)，而且角度范圍也很小羅技MX700(無(wú)線鼠標(biāo))

藍(lán)牙技術(shù)鼠標(biāo)藍(lán)牙(Bluetooth)無(wú)線技術(shù)在10米內(nèi)不受連接線及角度的拘束，功耗低未來(lái)藍(lán)牙鍵盤與鼠標(biāo)將逐漸成為市場(chǎng)的主流在微軟的HomePC概念中，藍(lán)牙鍵盤與鼠標(biāo)是不可或缺的一部分羅技藍(lán)牙鼠標(biāo)，內(nèi)置激光指示器，既是PowerPoint演示的遙控器，又是電腦鼠標(biāo)鼠標(biāo)按鍵的進(jìn)化單鍵雙鍵三鍵雙鍵+滾輪1996年，MicrosoftIntelliMouse上市，率先安裝了鼠標(biāo)滾輪兩大鼠標(biāo)巨頭羅技1983年，發(fā)布第一只光學(xué)機(jī)械式鼠標(biāo)，成為日后行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；1984年，發(fā)布第一只無(wú)線鼠標(biāo)2002年，發(fā)布第一只采用藍(lán)牙（BlueTooth）技術(shù)的無(wú)線鼠標(biāo)CordlessPresenter2002年，發(fā)布的MX光學(xué)引擎和MX系列光學(xué)鼠標(biāo)；2003年9月12日，羅技公司已經(jīng)為世人提供了5億只鼠標(biāo)，2004年12月，羅技發(fā)布全球首款利用激光定位技術(shù)的鼠標(biāo)—羅技MX1000激光無(wú)線鼠標(biāo)微軟1987年，發(fā)布了采用通用的RS-232接口的鼠標(biāo)，而不再需通過(guò)I/O擴(kuò)展卡1993年，發(fā)布了第一款符合人體工學(xué)設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)MicrosoftMouse2.01996年，MicrosoftIntelliMouse正式上市，率先安裝了鼠標(biāo)滾輪1999年，發(fā)布了IntelliEye光學(xué)引擎及第一款光學(xué)鼠標(biāo)2001年，發(fā)布獨(dú)立研發(fā)的第二代IntelliEye光學(xué)引擎，徹底解決了光學(xué)鼠標(biāo)定位失靈的弊端2005年12月，發(fā)布激光鼠標(biāo)

小鼠標(biāo)，大事件回顧近半個(gè)世紀(jì)來(lái)的科技發(fā)展史，我們發(fā)現(xiàn)有些看似不經(jīng)意的小發(fā)明，對(duì)科學(xué)技術(shù)的貢獻(xiàn)卻非同小可?，F(xiàn)在人們使用計(jì)算機(jī)或上網(wǎng)瀏覽時(shí)不可或缺的鼠標(biāo)的發(fā)明就是一個(gè)典型的例子。鼠標(biāo)器作為繼鍵盤后，新的計(jì)算機(jī)輸入的設(shè)備，使得人與計(jì)算機(jī)交互更加方便，因而被IEEE評(píng)為計(jì)算機(jī)誕生50年來(lái)世界計(jì)算機(jī)業(yè)界最重大的事件之一。

其它定位、指點(diǎn)和拖放設(shè)備觸摸板軌跡球和拇指輪操縱桿和鍵盤觸頭觸摸屏尖筆和光筆數(shù)字化圖板眼睛凝視52觸摸板（Touchpad）

觸摸板能夠在一定的區(qū)域內(nèi)（通常是50~75毫米長(zhǎng)度）感應(yīng)接觸，將這種接觸信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給計(jì)算機(jī)處理。目前，觸摸板已應(yīng)用到筆記本電腦上，可以替代鼠標(biāo)。觸摸板通過(guò)電容感應(yīng)來(lái)獲知用戶的手指移動(dòng)情況，對(duì)手指熱量并不敏感。

同鼠標(biāo)相比，觸摸板的使用更加靈活，在使用過(guò)程中，通過(guò)更多的配置，可以得到更強(qiáng)的功能。

53觸摸板以及觸摸板的配置

圖3-8觸摸板以及觸摸板的配置54控制桿

控制桿很適宜于跟蹤目的（即追隨屏幕上一個(gè)移動(dòng)的目標(biāo)）的原因是移動(dòng)對(duì)應(yīng)的光標(biāo)所需的位移相對(duì)較小，同時(shí)易于變換方向。

控制桿的移動(dòng)導(dǎo)致屏幕上光標(biāo)的移動(dòng)。根據(jù)兩者移動(dòng)的關(guān)系，可以將其分為兩大類：位移定位和壓力定位。對(duì)于位移定位的游戲桿，屏幕上的光標(biāo)依據(jù)游戲桿的位移而移動(dòng)，

55563.3.4光筆

光筆是一種較早用于繪圖系統(tǒng)的交互輸入設(shè)備，它能使用戶在屏幕上指點(diǎn)某個(gè)點(diǎn)以執(zhí)行選擇、定位或其他任務(wù)。光筆和圖形軟件相配合，可以在顯示器上完成繪圖，修改圖形和變換圖形等復(fù)雜功能.

光筆的形狀和普通鋼筆相似。視頻：激光筆57觸摸屏

觸摸屏作為一種特殊的計(jì)算機(jī)外設(shè)，提供了一種簡(jiǎn)單、方便、自然的人機(jī)交互方式，在某些應(yīng)用中，可以代替鼠標(biāo)或鍵盤。觸摸屏目前主要應(yīng)用于公共信息的查詢，如電信、稅務(wù)、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢，城市街頭的信息查詢。此外還可以應(yīng)用于工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)等方面。觸摸屏圖例視頻：電腦觸摸屏展示：衛(wèi)星地圖展示60手寫液晶屏

手寫液晶屏是液晶矩陣顯示技術(shù)和高靈敏度電磁壓感技術(shù)的完美結(jié)合，可以在屏幕上直接用壓感筆實(shí)現(xiàn)高精度的選取、繪圖、設(shè)計(jì)制作。液晶屏幕上除了具備一般的液晶顯示屏的特征以外，在最上面還附有一層特制保護(hù)層，確保在書寫過(guò)程中，屏幕保持平整不變形，液晶原來(lái)的畫質(zhì)毫不受損，同時(shí)具有高耐久性。

61手寫液晶屏62眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)

眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)允許用戶僅僅通過(guò)凝視的手段來(lái)控制計(jì)算機(jī)選擇物體。目前來(lái)看，眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)需要利用較為復(fù)雜的硬件設(shè)備以及軟件算法。

63一個(gè)眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)示例圖3-14眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)64光標(biāo)鍵--非連續(xù)定位裝置

選擇菜單或者編輯文本過(guò)程中光標(biāo)移動(dòng)時(shí)，只需要上、下、左、右?guī)讉€(gè)方向的控制，這時(shí)候僅需要簡(jiǎn)單的光標(biāo)鍵就可以了。鍵盤上都有光標(biāo)鍵，在windows等圖形用戶界面和鼠標(biāo)出現(xiàn)之前，光標(biāo)鍵是一般字符界面最重要的定位方式。目前，在一些應(yīng)用中，特別是一些簡(jiǎn)單交互界面或一些文本編輯系統(tǒng)中，光標(biāo)鍵作為一種簡(jiǎn)單、自然的方式，仍然發(fā)揮著重要的作用。

653.4顯示設(shè)備

顯示器是計(jì)算機(jī)的重要輸出設(shè)備，是人機(jī)對(duì)話的重要工具。它的主要功能是接收主機(jī)發(fā)出的信息，經(jīng)過(guò)一系列的變換，最后以光的形式將文字和圖形顯示出來(lái)。在交互的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，沒有顯示器的情況是非常少見的，只出現(xiàn)在某些非傳統(tǒng)的應(yīng)用中。

663.4.1位圖顯示

光柵掃描型（Rasterscan）顯示器，以點(diǎn)陣形式表示圖形，采用專門的幀緩沖區(qū)存放點(diǎn)陣，緩沖區(qū)按照矩形網(wǎng)格排列，每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)對(duì)應(yīng)顯示器上的一個(gè)象素。由視頻控制器負(fù)責(zé)刷新掃描，當(dāng)掃描到顯像管表面時(shí)，根據(jù)對(duì)應(yīng)的緩沖區(qū)中的值，顯示不同的灰度和顏色（如圖），此類顯示技術(shù)稱為位圖（Bitmap）顯示。

673.4.2顯示技術(shù)

1.陰極射線管（CRT）顯示器

結(jié)構(gòu)683.4.2顯示技術(shù)工作方式電子束從左向右，從上向下掃描熒光屏，產(chǎn)生一幅幅光柵，每一條從左向右的直線稱為掃描線，每一幅光柵稱為一幀。掃描方式分逐行和隔行掃描方式。隔行掃描方式把一幀光柵分為兩次掃描：先掃偶數(shù)行掃描線，再掃奇數(shù)行掃描線。逐行掃描比隔行掃描擁有更穩(wěn)定顯示效果。

69液晶顯示器2.液晶-等離子顯示器液晶顯示器工作原理是通過(guò)能阻塞或傳遞光的液晶材料，傳遞來(lái)自周圍的或內(nèi)部光源的偏振光。

LCD比CRT顯示器具有更好的圖像清晰度，畫面穩(wěn)定性和更低的功率消耗，但液晶材質(zhì)粘滯性比較大，圖像更新需要較長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間，因此不適合顯示動(dòng)態(tài)圖象，特別是像素刷新非常頻繁的3D游戲中，不適用。70等離子顯示器等離子顯示器誕生于二十世紀(jì)60年代，可做得很大，亮度高、色彩鮮艷，不足之處在于耗電量非常大、成本高、無(wú)法顯示純黑色。一般用在家庭影院中，作為計(jì)算機(jī)顯示器目前還比較少見。713.4.3數(shù)字紙

數(shù)字紙是一種仍處于試驗(yàn)階段的顯示技術(shù)。數(shù)字紙是一種薄的，柔軟的介質(zhì)，如同一般的計(jì)算機(jī)屏幕一樣，可以利用電子儀器在上面書寫，不同的是，即使沒有了能量，它也能保存已經(jīng)書寫的內(nèi)容。

有若干技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字紙的研究。其中之一是將介質(zhì)的表面布滿小的球體，一面是黑色的，另一面是白色的。電子進(jìn)入介質(zhì)后，會(huì)使得小球旋轉(zhuǎn)，呈現(xiàn)出黑色或白色。當(dāng)電子信號(hào)消失后，小球保持其最后的朝向。目前的數(shù)字紙的分辨率可以到達(dá)100dpi，并可以顯示不同的灰度和顏色。

數(shù)字紙適合用于一些不需要很快的更新速度、不需要分辨率很高的應(yīng)用中。隨著數(shù)字紙技術(shù)的成熟，或許人們可以有一個(gè)同現(xiàn)在的書相似的數(shù)字紙做成的書，不僅可以同普通的書一樣隨時(shí)瀏覽，還可以從網(wǎng)上下載一本新的書的內(nèi)容，替換到特殊的書中。733.5語(yǔ)音交互設(shè)備

語(yǔ)音作為一種重要的交互手段，日益受到人們的重視。人們可以使用固定電話或移動(dòng)電話以及PC、PDA和其它智能設(shè)備通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成等交互技術(shù)，以及語(yǔ)音瀏覽、智能信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)個(gè)人服務(wù)和商業(yè)服務(wù)的語(yǔ)音應(yīng)用。在美國(guó)、日本，語(yǔ)音互聯(lián)已成為簡(jiǎn)易終端接入互聯(lián)網(wǎng)的主要方式之一。對(duì)于語(yǔ)音的交互，耳機(jī)、麥克風(fēng)以及聲卡是最基本的設(shè)備。

743.5.1耳麥

1.

耳機(jī)結(jié)構(gòu)：耳機(jī)結(jié)構(gòu)可以分為封閉式、開放式、半開放式三種753.5.1耳麥2.麥克風(fēng)及指標(biāo)耳機(jī)佩戴有麥克風(fēng)。為了過(guò)濾背景雜音，達(dá)到更好的識(shí)別效果，許多麥克風(fēng)采用了NCAT（NoiseCancelingAmplificationTechnology）專利技術(shù)。NCAT技術(shù)結(jié)合特殊機(jī)構(gòu)及電子回路設(shè)計(jì)以達(dá)到消除背景噪音，強(qiáng)化單一方向聲音（只從配戴者嘴部方向）的收錄效果，是專為各種語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音交互軟件設(shè)計(jì)的，提供精確音頻輸入的技術(shù)，采用NCAT/NCAT2技術(shù)的麥克風(fēng)會(huì)著重采集處于正常語(yǔ)音頻段（介于350Hz---7000Hz）的音頻信號(hào)，從而降低環(huán)境噪音的干擾。763.5.1耳麥微軟設(shè)計(jì)的GameVoice可以方便地實(shí)現(xiàn)同時(shí)與多個(gè)人對(duì)話，與不同的個(gè)人對(duì)話，以及通過(guò)語(yǔ)音命令控制游戲的功能。圖3-17GameVoice773.5.2聲音合成設(shè)備-聲卡

1.聲卡的功能是一種安裝在計(jì)算機(jī)中的最基本的聲音合成設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)聲波／數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的硬件，可把來(lái)自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號(hào)加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機(jī)、揚(yáng)聲器、擴(kuò)音機(jī)、錄音機(jī)等聲響設(shè)備，完成對(duì)聲音信息進(jìn)行錄制與回放。2.聲卡的結(jié)構(gòu)聲卡可分為模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路兩部分:模數(shù)轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將麥克風(fēng)等聲音輸入設(shè)備采集到的模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)字信號(hào)；而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將計(jì)算機(jī)使用的數(shù)字聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為耳機(jī)、音箱等設(shè)備能使用的模擬信號(hào)。

783.5.2聲音合成設(shè)備-聲卡3.聲卡擁有的接口(圖）：LINEOUT（或者SPKOUT）用于連接音箱耳機(jī)等外部揚(yáng)聲設(shè)備，實(shí)現(xiàn)聲音回放；MICINOUTMICIN用于連接麥克風(fēng)，實(shí)現(xiàn)錄音功能；LINEINLINEIN則是把外部設(shè)備的聲音輸入到聲卡中游戲桿（外部MIDI設(shè)備接口）793.6虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的交互設(shè)備

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)要求計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)顯示一個(gè)三維場(chǎng)景，用戶可以在其中自由的漫游，并能操縱虛擬世界中一些虛擬物體。因此，除了一些傳統(tǒng)的控制和顯示設(shè)備，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)還需要一些特殊的設(shè)備和交互手段，來(lái)滿足虛擬系統(tǒng)中的顯示、漫游以及物體操縱等任務(wù)。803.6.1三維空間定位設(shè)備

三維交互設(shè)備最基本的特點(diǎn)是具有六個(gè)自由度。常見的三維輸入設(shè)備主要有以下幾種：1.空間跟蹤定位器2.數(shù)據(jù)手套（DataGlove）3.三維鼠標(biāo)4.觸覺和力反饋器

813.6.1三維空間定位設(shè)備1.空間跟蹤定位器空間跟蹤定位器或稱三維空間傳感器是一種能實(shí)時(shí)地檢測(cè)物體空間運(yùn)動(dòng)的裝置，可以得到物體在六個(gè)自由度上相對(duì)于某個(gè)固定物體的位移，包括：X、Y、Z坐標(biāo)上的位置值，以及圍繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)值（轉(zhuǎn)動(dòng)，俯仰、搖擺）。這種三維空間傳感器對(duì)被檢測(cè)的物體必須是無(wú)干擾的，也就是說(shuō)，不論這種傳感器是基于何種原理或使用何種技術(shù)，它都不應(yīng)當(dāng)影響被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)，因而稱為“非接觸式傳感器”。82圖GPS汽車跟蹤定位器833.6.1三維空間定位設(shè)備2.數(shù)據(jù)手套（DataGlove）數(shù)據(jù)手套一般由很輕的彈性材料構(gòu)成，緊貼在手上。整個(gè)系統(tǒng)包括位置、方向傳感器和沿每個(gè)手指背部安裝的一組有保護(hù)套的光纖導(dǎo)線，它們檢測(cè)手指和手的運(yùn)動(dòng)。數(shù)據(jù)手套將人手的各種姿勢(shì)、動(dòng)作通過(guò)手套上所帶的光導(dǎo)纖維傳感器，輸入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析。這種手勢(shì)可以是一些符號(hào)表示或命令，也可以是動(dòng)作。手勢(shì)所表示的含義可由用戶加以定義。在虛擬環(huán)境中，操作者通過(guò)數(shù)據(jù)手套可以用手去抓或推動(dòng)虛擬物體，以及做出各種手勢(shì)命令。84圖數(shù)據(jù)手套853.6.1三維空間定位設(shè)備3.三維鼠標(biāo)三維鼠標(biāo)能夠感受用戶在六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，包括三個(gè)平移參數(shù)和三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)。其裝置比較簡(jiǎn)單：一個(gè)蓋帽放在帶有一系列開關(guān)的底座上。轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)小球或側(cè)方向推動(dòng)這個(gè)小球時(shí)，如向上拉它、向下壓它，使它向前或向后等。三維鼠標(biāo)將用戶的這些動(dòng)作傳送給計(jì)算機(jī)，從而進(jìn)一步控制虛擬環(huán)境中的物體的運(yùn)動(dòng)。863.6.1三維空間定位設(shè)備圖三維鼠標(biāo)Logitech公司的Magellan3DController，它可提供x,y,z,a,b,c

六個(gè)自由度，并附有九個(gè)按鈕。Magellan的外觀設(shè)計(jì)充分考慮了功效學(xué)的原則，用戶長(zhǎng)時(shí)間操作不容易感到疲勞，用戶只要輕輕搓動(dòng)其上的蓋帽便可在屏幕上平移和旋轉(zhuǎn)三維物體，松手后蓋帽會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到初始位置。873.6.1三維空間定位設(shè)備4.觸覺和力反饋器(振動(dòng)觸感式反饋器)能否讓用戶