三維用戶界面

內(nèi)容概要

隨著虛擬環(huán)境、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)以及普適計(jì)算等“脫離桌面”技術(shù)的出現(xiàn)，三維用戶界面（3D UI）的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、放射治療、外科手術(shù)模擬、科學(xué)和信息可視化、游戲和娛樂(lè)等領(lǐng)域，正越來(lái)越多地用到3D技術(shù)，3D UI已經(jīng)成為當(dāng)今人機(jī)交互研究中最熱門的方向之一，是這一領(lǐng)域中的創(chuàng)新前沿。    本書涉及3D UI技術(shù)、設(shè)計(jì)和評(píng)估的各個(gè)方面。包括用于3D UI的輸出和輸入設(shè)備；面向通用任務(wù)的3D交互技術(shù)，如選擇、操作、導(dǎo)航以及系統(tǒng)控制等；有關(guān)3D UI設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的指南和評(píng)估技術(shù)；3D UI的未來(lái)，包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)交互技術(shù)以及影響3D UI未來(lái)發(fā)展的若干重要課題。書中同時(shí)包含了大量有建設(shè)性的例子和方案，它們是對(duì)3D UI最新理論和實(shí)踐的全面總結(jié)。    本書結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容豐富，適合作為計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生及研究生的教材和參考書，也可作為相關(guān)領(lǐng)域從業(yè)人員的優(yōu)秀參考資料。

書籍目錄

第一部分 3D UI基礎(chǔ)  第1章 3D UI介紹    1.1 什么是3D UI    1.2 為什么需要3D UI    1.3 術(shù)語(yǔ)    1.4 應(yīng)用領(lǐng)域    1.5 小結(jié)  第2章 歷史及發(fā)展歷程    2.1 3D UI的歷史    2.2 3D UI的發(fā)展歷程      2.2.1 影響3D UI設(shè)計(jì)的領(lǐng)域      2.2.2 3D UI子領(lǐng)域      2.2.3 受3D UI影響的領(lǐng)域    2.3 本書范圍    2.4 小結(jié)第二部分 3D UI硬件技術(shù)  第3章 3D UI輸出設(shè)備    3.1 引言      3.1.1 本章導(dǎo)讀    3.2 視覺(jué)顯示設(shè)備      3.2.1 視覺(jué)顯示設(shè)備的特點(diǎn)      3.2.2 深度線索      3.2.3 視覺(jué)顯示設(shè)備類型    3.3 聽(tīng)覺(jué)顯示器      3.3.1 3D聲音定位線索      3.3.2 3D聲音的生成      3.3.3 聲音系統(tǒng)的配置      3.3.4 3D界面中的聽(tīng)覺(jué)    3.4 觸覺(jué)顯示器      3.4.1 觸覺(jué)線索      3.4.2 觸覺(jué)顯示特征      3.4.3 觸覺(jué)顯示類型      3.4.4 3D界面中的觸覺(jué)顯示設(shè)備    3.5 設(shè)計(jì)指南:為3D UI選擇輸出設(shè)備    3.6 小結(jié)  第4章 3D UI的輸入硬件    4.1 引言      4.1.1 輸入設(shè)備特性      4.1.2 本章導(dǎo)讀    4.2 桌面輸入設(shè)備      4.2.1 鍵盤      4.2.2 2D鼠標(biāo)和軌跡球      4.2.3 基筆的手寫板      4.2.4 操縱桿      4.2.5 6 DOF桌面輸入設(shè)備    4.3 跟蹤設(shè)備      4.3.1 運(yùn)動(dòng)跟蹤器      4.3.2 眼動(dòng)跟蹤      4.3.3 數(shù)據(jù)手套    4.4 3D鼠標(biāo)      4.4.1 手持3D鼠標(biāo)      4.4.2 穿戴式3D鼠標(biāo)    4.5 特殊用途的輸入設(shè)備    4.6 直接人體輸入      4.6.1 語(yǔ)音輸入      4.6.2 生物電輸入      4.6.3 腦電波輸入    4.7 自制的輸入設(shè)備      4.7.1 制作輸入設(shè)備的策略      4.7.2 自制輸入設(shè)備和計(jì)算機(jī)的連接    4.8 為3D UI選擇合適的輸入設(shè)備      4.8.1 考慮的因素      4.8.2 輸入設(shè)備分類學(xué)      4.8.3 實(shí)驗(yàn)評(píng)估第三部分 3D交互技術(shù)  第5章 選擇和操作    5.1 引言      5.1.1 本章導(dǎo)讀    5.2 3D操作任務(wù)      5.2.1 規(guī)范的操作任務(wù)      5.2.2 應(yīng)用特定的操作任務(wù)    5.3 操作技術(shù)和輸入設(shè)備      5.3.1 3D操作中的控制維度和集成控制      5.3.2 力控制與位置控制      5.3.3 3D操作中設(shè)備的放置和形狀因素    5.4用于3D操作的交互技術(shù)      5.4.1 操作技術(shù)的分類      5.4.2 指點(diǎn)交互      5.4.3 直接操作:虛擬手技術(shù)      5.4.4 縮微世界      5.4.5 組合技術(shù)      5.4.6 非同構(gòu)3D旋轉(zhuǎn)      5.4.7 桌面3D操作    5.5 設(shè)計(jì)指南  第6章 漫游    6.1 引言      6.1.1 本章導(dǎo)讀      6.23D 漫游任務(wù)      6.2.1 探索      6.2.2 搜尋      6.2.3 機(jī)動(dòng)瀏覽      6.2.4 漫游任務(wù)的其他特點(diǎn)    6.3 漫游技術(shù)      6.3.1 技術(shù)分類      6.3.2 身體運(yùn)動(dòng)技術(shù)      6.3.3 駕駛技術(shù)      6.3.4 路徑規(guī)劃技術(shù)      6.3.5 基于目標(biāo)的技術(shù)      6.3.6 手動(dòng)操作技術(shù)      6.3.7 基于比例的漫游技術(shù)      6.3.8 視點(diǎn)方向技術(shù)      6.3.9 速率指定技術(shù)      6.3.10 集成在桌面式3D環(huán)境的相機(jī)控制    6.4 設(shè)計(jì)指南  第7章 路徑查找    7.1 引言      7.1.1 本章導(dǎo)讀    7.2 理論基礎(chǔ)      7.2.1 路徑查找任務(wù)      7.2.2 空間知識(shí)的類型      7.2.3 自我中心和外向參考框架    7.3 以用戶為中心的路徑查找支持      7.3.1 視野      7.3.2 運(yùn)動(dòng)線索      7.3.3 多感覺(jué)輸出      7.3.4 臨場(chǎng)      7.3.5 搜索策略    7.4 以環(huán)境為中心的路徑查找支持      7.4.1 環(huán)境設(shè)計(jì)      7.4.2 人工線索    7.5 評(píng)估路徑查找輔助手段    7.6 設(shè)計(jì)指南    7.7 小結(jié)  第8章 系統(tǒng)控制    8.1 引言      8.1.1 系統(tǒng)控制的人類因素      8.1.2 輸入設(shè)備      8.1.3 系統(tǒng)和應(yīng)用級(jí)因素      8.1.4 本章導(dǎo)讀    8.2 分類    8.3 圖形菜單      8.3.1 技術(shù)      8.3.2 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)問(wèn)題      8.3.3 實(shí)際應(yīng)用    8.4 語(yǔ)音命令      8.4.1 技術(shù)      8.4.2 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)問(wèn)題      8.4.3 實(shí)際應(yīng)用    8.5 手勢(shì)命令      8.5.1 技術(shù)      8.5.2 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)問(wèn)題      8.5.3 實(shí)際應(yīng)用    8.6 工具      8.6.1 技術(shù)      8.6.2 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)問(wèn)題      8.6.3 實(shí)際應(yīng)用    8.7 多通道系統(tǒng)控制技術(shù)    8.8 設(shè)計(jì)指南    8.9 案例研究:混和系統(tǒng)控制方法      8.9.1 ProViT系統(tǒng)      8.9.2 ProViT的系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)方法      8.9.3 任務(wù)到設(shè)備的映射      8.9.4 系統(tǒng)控制的布置      8.9.5 系統(tǒng)控制反饋    8.10 小結(jié)  第9章 符號(hào)輸入    9.1 引言      9.1.1 符號(hào)輸入為什么重要      9.1.2 使用場(chǎng)景      9.1.3 符號(hào)輸入簡(jiǎn)史      9.1.4 符號(hào)輸入的鮮明特點(diǎn)      9.1.5 本章導(dǎo)讀    9.2 符號(hào)輸入任務(wù)      9.2.1 字母數(shù)字輸入      9.2.2 編輯字母數(shù)字符號(hào)      9.2.3 標(biāo)記輸入    9.3 符號(hào)輸入技術(shù)      9.3.1 基于鍵盤的技術(shù)      9.3.2 基于筆的技術(shù)      9.3.3 基于手勢(shì)的技術(shù)      9.3.4 基于語(yǔ)音的技術(shù)    9.4 設(shè)計(jì)指南    9.5 超越文本和數(shù)字錄入第四部分 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)3D UI  第10章 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)3D UI的策略    10.1 引言      10.1.1 面向人的設(shè)計(jì)      10.1.2 創(chuàng)造3D UI      10.1.3 本章導(dǎo)讀    10.2 面向人的設(shè)計(jì)      10.2.1 3D UI中的反饋      10.2.2 約束      10.2.3 雙手控制      10.2.4 面向不同用戶群的設(shè)計(jì)      10.2.5 面向用戶舒適感的設(shè)計(jì)    10.3 創(chuàng)造3D UI      10.3.1 借鑒于真實(shí)世界      10.3.2 改編自2D用戶界面      10.3.3 魔力與美學(xué)    10.4 設(shè)計(jì)指南  第11章 3D UI評(píng)估    11.1 引言      11.1.1 評(píng)估的目的      11.1.2 術(shù)語(yǔ)      11.1.3 本章導(dǎo)讀    11.2 背景      11.2.1 用于評(píng)估設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的工具      11.2.2 面向3D界面的評(píng)估方法    11.3 3D界面的評(píng)估度量      11.3.1 系統(tǒng)性能度量      11.3.2 任務(wù)績(jī)效度量      11.3.3 用戶偏好度量    11.4 3D界面評(píng)估的重要特點(diǎn)      11.4.1 物理環(huán)境因素      11.4.2 評(píng)估者因素      11.4.3 用戶因素      11.4.4 評(píng)估類型因素      11.4.5 混雜因素    11.5 3D評(píng)估方法分類    11.6 多方法評(píng)估的兩類方式      11.6.1 測(cè)試臺(tái)評(píng)估方法      11.6.2 順序評(píng)估方法      11.6.3 方法間的比較    11.7 3D界面評(píng)估指南      11.7.1 通用指南      11.7.2 形式化實(shí)驗(yàn)指南第五部分 3D UI的未來(lái)  第12章 超越虛擬:真實(shí)世界的3D界面    12.1 引言      12.1.1 什么是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)      12.1.2 在真實(shí)世界中添加虛擬界面      12.1.3本章導(dǎo)讀    12.2 作為3D數(shù)據(jù)瀏覽器的AR界面    12.3 3D增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)界面    12.4 增強(qiáng)表面和實(shí)物界面    12.5 實(shí)物AR界面      12.5.1 實(shí)物AR的設(shè)計(jì)      12.5.2 實(shí)物AR中的時(shí)間復(fù)用交互      12.5.3 實(shí)物AR的優(yōu)缺點(diǎn)    12.6 AR中的智能代理    12.7 可轉(zhuǎn)換的AR-VR界面    12.8 小結(jié)  第13章 3D UI的未來(lái)    13.1 關(guān)于3D UI技術(shù)的問(wèn)題    13.2 關(guān)于3D交互技術(shù)的問(wèn)題    13.3 關(guān)于3D UI設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的問(wèn)題    13.4 關(guān)于3D UI評(píng)估的問(wèn)題    13.5 關(guān)于資金問(wèn)題附錄A 3D UI數(shù)學(xué)參考指南  A.1 標(biāo)量  A.2 矢量  A.3 點(diǎn)  A.4 矩陣  A.5 四元數(shù)參考文獻(xiàn)索引

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