人机交互界面范文第1篇
一般而言人机的交互界面中, 整个系统中所需要的硬件主要是两部分:客户端以及终端得分服务器, 机器物件是其终端服务器的主要承载着, 由整个机械的本体设计, 驱动机器运作的驱动系统, 和最为关键的观察操作的环境的摄像机充当的是机器物件的双眼功能。这是一些主要的重要设备, 同时还伴有一些其他性的辅助性设备。对于机器物件实现像人一样的操作功能还有赖于借助无线网络实现远程的触屏通讯对机器物件的远程指挥操作。其中触屏式设备的作用对是对机械物件现场操作的的相关信息反馈回来, 呈现在触屏设备的图面上, 针对反馈回来的信息可以方便后台的操作人员针对现场操作的情况对远程机器物件实施操控, 借助在触屏平面上输入相关的控制指令, 达到对机器物件的控制。同时借助触屏设备还可以很方便的实施一些较为特殊性的操作控制。不难理解无线网络的通讯功能就是为了方便的实现人对于现场的操作机器物件实现远程遥控, 同时还负责控制现场各种信息传输与反馈, 方便操作人员具体了解现场操作的情况, 及时做出恰当准确的决策, 一般进行传输的主要内容是大部分是现场操作的视屏信息, 这种情况下的传输对于无线网络的通讯质量有着极高的要求, 稍有不慎就可能影响后天的指挥人员作出错误的预判, 所以尽可能的保持无线网络高质量的工作运转[1]。最后机器物件主要是进行执行任务的操作执行者, 结合终端远程发过来的控制信息, 独立完成执行任务的同时, 还需要对周边的现场施工操作环境进行监督收集, 再将其内容发送回远程终端控制处, 为后台的指挥人员进行下一步的战略部署提供切实可行的战略依据。
2 关键性技术在人机交互界面中的重要作用
2.1 双目的视觉技术
这一技术的应用主要是为了较为准确的获得目标的三维坐标信息, 需要准备两台性能较好以及运行比较稳定的摄像机, 放置在平行平面上, 对摄像机实施安装与固定, 确定两台摄像机之间的焦距与基线, 一般对于焦距与基线这两个参数的具体确定可以通过双目摄像机的标定算法求的, 具体的算法一般现在较为普遍使用的是张正友先生倡导的标定算法, 比较科学合理。之后再进一步计算出空间点在两个摄像机成像平面上的投影图像坐标与像素点, 从而计算出所对应实物的具体三维坐标, 并最终以数组的形式将信息存储在计算机内存中[2]。需要注意的是之所以选择两个型号性能一样的双目摄像机, 就是尽可能保证实现两个实际参数较为接近的摄像头, 集成过约束装配在一个箱体上并进行封闭, 这样操作固定的主要目的就是为了最大限度上的防止发生振动, 而影响双目摄像头发生结构的变化, 使其尽可能的保证通过双目摄像头, 得到的标定外部参数的真实有效性。
2.2 提取目标的三维坐标
在机器人物件视野的范围内, 用户进行点取具体目标的操作时, 系统就自动可以通过对该点以及该点附近的区域所呈现的颜色特征作为前景特征, 之后在采用交互的漫水分割算法, 尽可能的将其区域内较为相似的像素进行区分分割, 将分割开的图像像素坐标投射到景深图像的区域之内, 从而得出该区域的实际深度值, 进一步得出所获取目标的三维坐标信息。
结束语
一般将数字图像可以看做是, 空间物体在二维平面上的实际映射, 但是通过利用双目摄像机, 可以尽可能的将二维图像中的局部三维信息, 进一步得到景深图像, 以比较自然的方式实现二维界面上的空间目标选取, 更进一步的提高了人机进行交互的效率。实现我国人机交互水平提升的同时, 更大限度上的发挥人机交互在实际应用中的价值。
摘要：一般针对手势或是语音等人为自然的操作控制方式容易造成歧义的产生以及编解码较为复杂的情况, 所以进一步提出基于触摸操作的人机协作的操作方法, 借助这种较为自然的方式实现人机的交互。其中涉及到的硬件基础主要有无线网络, 触摸屏设备以及双目摄像机等, 主要是在Android版本的框架之内实现人机远程的交互界面, 通过双目摄像机获得的图文图像借助无线网络通讯将其显示在触摸屏的移动设备上, 在有实际用户在二维界面上通过触摸进一步给出目标的三维坐标, 进一步实现驱动机器人操作作业, 大量实验证明这种界面可以支持用户像玩游戏一样达到对机器人的控制以及完成预设的任务, 提高人机互动的可操作性与准确性。
关键词：人机界面,触屏设备,设计
参考文献
[1] 刘佰鑫, 刘成良, 贡亮.基于触屏设备的人机交互界面设计[J].机电一体化, 2015, 21 (4) :45-47.
人机交互界面范文第2篇
在人们进入信息社会之后, 各种产品包括各式各样的机器、计算机的出现, 使得人与机器的关系达到一个前所未有的紧绷状态, 人与机器应当以怎么样的一种关系存在?人与机器之间是否应当有一种和谐有序的交流和互动。
人与人之间, 通过交流和互动促进相互间的关系、增进相互间的感情。在生活日益紧张、竞争愈激烈的时代, 人们追求更多的是“情感和体验”, 设计师要突破已有的观念的桎梏, 来解决不同社会文化下的射击时间问题。本文将以情感化设计为依托进一步阐述如何更好的设计人机界面。
1 情感化设计
唐纳德·诺曼先生在《情感化设计》一书中强调了产品的情感力量。随着机器变得越来越有能力, 并越来越多的承担人类的工作, 设计者面临的一个复杂任务是决定怎样构建他们, 究竟怎样使他们之间进行交互, 以及使他们和人类进行交互。与动物和人类拥有情感的理由一样, 机器也是需要情感的。请注意, 这不是人类的情感而是适合机器人自身需要的情感。
一个让人心情愉悦的产品, 人们在使用过程中会忽略掉它的不好, 我们心里会认为这是一个美丽的东西, 光看着就让我高兴, 我还有什么理由抱怨它不好用呢?当然, 作为一个设计师, 设计的产品不仅好看还要好用。
人们越来越多的接触、面对各种产品尤其电子产品, 情感化设计将会是今后设计的一个方向, 它以人们的情感需求为出发将会极大的改善人们的生活, 生活可以是更好的。
2 人机界面设计
在设计人机界面中我么所面临的最昆纳德问题便是缺乏对用户的了解, 缺乏对用户使用动机的认识和认知心理学方面的知识。设计者往往被现有的产品和界面禁锢住思维, 往往很难有新的突破点。无论未来或者说是今后的人机界面的发展方向是什么, 无可厚非的是我们一定要深入地了解我们的用户。
用户在不同的环境下使用产品, 他的期望会不同。在考虑到用户的不同年龄、生活背景、教育以及不同的职业对某一种产品的期望会有很大的不同。
在针对幼儿的界面设计时, 要根据幼儿的特点。面向幼儿的人机界面必须要满足儿童的表情、语言、手势等多种形式交流的需要, 界面的设计要活泼、可爱、容易懂, 操作简单 (这是所有人机界面设计的重点) 。面向儿童的操作方式应当多样化, 融合生活中的其他操作方式。比如增加模拟操作的部分, 模拟开车、模拟驾驶飞机等等, 让儿童会觉得很有趣, 提升儿童操作的乐趣。最主要的是要让儿童感受到他所操作不仅仅是一个及其或者说是玩具, 而是一个能和他一起玩的伙伴。
在针对老年人的界面设计中, 我们所面的是不同于儿童和年轻人的, 老年固有的特征使得我们不得不慎重考虑。操作要更简便化、显示更加直接化、反馈更加明白和迅速。基于老年人行动与反映上的一定迟缓, 我们设计界面的时候要加强反馈的部分。设计的出发点是扩大老年人日常生活范围的一种手段, 帮助老年人自立生活, 排除参加社会活动的所有障碍, 使他们感受到平等和自尊, 情感元素的添加将极大的改善老年人的生活状况, 同时, 也要创造一个与各种不同市民生活方式、年龄相适应的、对任何人都没有障碍的空间, 开发全社会共同需求的产品, 使所有人都能安心生活。在界面设计中要注重考虑文字的大小、颜色的识别与对比;同时设置视觉信息与音响信息;信号采用易懂、明亮的照明设施等。
在针对有障碍的人的界面设计所遵循的是更不一样的操作方式, 我们必须考虑到他们的不便和难处。
3 无障碍设计
无障碍设计要消除人们在生活中面对的各种障碍, 包括物理环境方面的障碍、心理上的障碍、媒体方面的障碍等, 使人门能按照自己的意愿参加社会活动, 减少心理和生理方面的疾病, 提高生活质量。无障碍设计的理想目标是“无障碍”。然而从某种意义上说, 无障碍设计是一种通用设计, 所有用户在使用中均无障碍, 那么这就是一个成功的设计。
4 结语
从英国工业革命以来, 各种设计思想经历了许多的探索、变化和斗争。从以艺术为中心的设计到面向机械和技术的设计到刺激消费的设计, 到以人为中心的设计和现在绿色设计、回归自然的设计, 无论哪一种设计都体现当时代的特点, 而现在我们需要的是回归人的本性、回归自然的本性, 促进人类和自然和谐发展。基于情感化的设计, 从人们心底最深处的需求出发, 满足人们的自然的操作方式和模式。在物质极大丰富的现时代, 我们缺少的是情感的关怀。作为设计师, 了解人们的需求, 满足人们的需求是我们的责任。产品、机器和人之间应当有更多的交流、有交流就有理解相互理解才能产生感情。情感化的人机界面设计并不是说这个产品具有了与人交流感情、互诉衷情或者感知使用者的情绪, 而是从某种程度上讲就满足人们操作的一种愉悦感。
摘要：一个优秀的设计, 一个完美的产品, 他所具有的品质应当如《考工记》所说:“天时, 地气, 材美, 工巧”, 然而除此之外设计, 要处理好物质与精神的关系。良好的人机关系, 给人们以使用上的愉悦感, 在操作过程中感受到关怀和爱。
关键词：人机界面设计,情感,无障碍
参考文献
[1] (美) DONALD A.NORMAN.情感化设计[M].北京:电子工业出版社, 2006.
[2] 李乐山.工业设计思想基础 (第2版[) M].北京:中国建筑工业出版社, 2007.
[3] 黄艳群.设计.人机界面[M].北京:北京理工大学出版社, 2007.
[4] (美) DONALD A.NORMAN.设计心理学[M].北京:中信出版社, 2003.
人机交互界面范文第3篇
专业： 班级： 姓名： 学号：
软件工程 软件11A 沈艳 1112800133
1、新一波怪物来袭 ! ——关于《保卫萝卜2》的分析
《保卫萝卜2：极地冒险》是一款超萌的休闲塔防游戏，在保卫各种萝卜的基础上增加了包括雪地、天际、冰河在内的6个主题场景，101个全新的关卡以及包括冒险闯关、BOSS限时、怪物堡垒、终极对决等6个模式，还增加了全新的“分体怪”，而且每关还有特殊任务，这对追求完美的人来说，增加了游戏难度。本文将从人机交互方面来解析该游戏。
一、 画面：清新依旧，灾难临头也要将卖萌进行到底!
众所周之，在《保卫萝卜1》中，由于画面走的可爱路线受到许多少女玩家们的喜爱，而《保卫萝卜2》也依旧走的此路线，各种萝卜以及各种怪物都非常的萌，扑面而来的依然是一股小清新的微风。
画面：
在卖萌路上 一条道走到黑!
1、摇摇晃晃卖萌耍贱的小胡萝卜
2、那些恍如饿死鬼投胎、偌大个世界只盯着这一根小萝卜的敌人
3、连怪物堡垒也开始走上了卖萌的不归路!
画风：
走的是奇葩怪异的恶心萌路线，相较于超硬的写实派显得不那么严肃，跟纯粹的Q版软萌系相比又不那么低龄化，符合当今大众娱乐一切的心理。
画质：
《保卫萝卜》一直保持这可爱加超萌的画面风格，而新作在保持原有画质的基础上，画面精简了很多，不会让玩家在出现眼冒金星的感觉。
音效：
在保卫萝卜2之极地冒险里为了和极地冒险的主题有所呼应，在配乐上不再使用那种闹腾的以鼓点为主要配器的电子音乐，而是转换成了风格较为轻快的电子琴音效，和重低音贝斯搭配在一起有种儿童舞曲的感觉。
同时，在《保卫萝卜2》中，场景也选在了冰天雪地的极地冰川里，满眼的冰川雪地，炎炎夏日，想不清凉都不行啊!
二、操作：大屏给力，小屏坑爹
《萝卜2》的玩法非常简单，只要通过合理的摆放炮塔，抵抗怪物的攻击并消灭它们就可以了。操作方面同样很简单，只需要在地图中闲置的区域中防止炮塔并升级即可，新作中的炮塔会变大并且火力也会变的更强。
1、可建造炮塔位置不难找
游戏中的某些关卡挑战性比较强，一方面是前期可建造的炮塔位置非常少，另一方面又有限时完成的额外任务，这个时候有不少玩家在游戏开始时就混乱了，不知道哪里可以建炮塔，白白耽误时间。因此，在开始游戏前的倒计时阶段，《萝卜2》将建造炮塔的位置用虚线标出来的，避免玩家找不到位置，思维混乱。
2、“一指点天下”：
只需要点击空地建造、升级炮塔或是指定攻击对象。这样的操作方式是触控设备所通用的，实际操作起来比鼠标更为顺手。
3、问题：点击准确度
过小的屏幕导致经常会出现误操作(炮塔修错位置、本想升级却卖掉了炮塔或是本想卖掉却误点成升级等)，特别是对于手指较粗的玩家来说，小屏幕上的操作体验是很糟糕的。
三、数值设计：
1、重复挑战性
平衡的数值，让玩家愿意不断的重复挑战。
2、适当的随机性
部分关卡的障碍物被打碎之后，会随机出现一些炮塔。(而某些关卡的是固定)
3、节奏感
塔防的游戏节奏感很重要，N波小兵送钱，然后马上来一波强势的，一般初次都较难守住。
4、战略性
玩家需要重新制定战略(简单战略)，将炮塔位置、等级、搭配重新部署，并迎接挑战印证自己的战略是否有效。
四、关卡设置：
1、取消主题模式 引进大地图
森林、海底、沙漠、云层，多样性的地图，以及每一个地图中的小场景，《保卫萝卜2：极地冒险》将关卡设置成了地图的形式，这样的设计使游戏更加人性化并将每个区域用地图的方式连接起来，能够给玩家们带来更加直观的体验效果。
2、新增模式：
“双出口”模式：在一个关卡中会有两个出口同时出现怪物，这种难度极大的玩法让玩家在体验中异常的抓狂，玩了几次都以失败告终，也刺激了玩家的好胜心，增加游戏乐趣。
“怪物堡垒”模式：怪物堡垒的模式，在这个模式中会有一个怪物堡垒源源不断的冒出怪物，玩家不仅要保证萝卜不被吃掉，还要在防守的同时消灭这个讨人厌的怪物堡垒
“随机炮塔”：在关卡中玩家无法自主选择搭建的炮塔，只能通过花费200金币进行随机抽奖。不得不说，这个模式让一些完美党抓狂不已，甚至有点败笔之嫌——原因在于随机关卡同样有额外任务，并且坑爹的是，这些额外任务往往要求玩家使用/升级特定炮塔，毕竟人品这玩意属于不可控因素，如果人品不好很可能挑战数次也抽不到想要的炮塔。
“分裂怪”：人见人恨的“分体怪”是怪物们在与保卫者漫长地对抗中神奇地进化了，每一个分体怪在被消灭的最后一刻会瞬间放出5个极速飞奔的小怪物叽叽喳喳地扑向萝卜，这对于保卫者而言无疑是可怕的挑战。
3、炮塔解锁 ：
游戏里有14个炮塔需要每过一关，解锁一个，每个炮塔都有特色功能，比如“便便”，不但名字有趣，而且战斗能力强大，拥有减速特技。这样的设置保持着玩家好奇心，期待下次会有什么不一样的炮塔出现，同样也增加了游戏的乐趣。
4、额外任务：
类似《植物大战僵尸2》星星设定的过关附加条件，使得游戏过程更加富有战略性，比较良心的是，本作中的额外任务并不需要玩家将同一关卡反复挑战4次，只要你有能力，完全可以在攻关同时取得完成三个额外任务。这种设计既让玩家不会觉得游戏过于简单，又满足了玩家的成就感。
五、社交：
如今是个手机游戏都要加入点社交要素，彷佛你的游戏是个纯单机都不好意思出门和人打招呼。《保卫萝卜2》作为本土游戏开发商制作的产品，社交要素自然也和国内流行的社交平台新浪微薄挂钩。在游戏中只要在设置中用自己的新浪微博账号登陆游戏，就会发生游戏的界面产生了变化，可以在大地图上直观的看到自己和好友的游戏进程，并通过排行榜炫耀自己的游戏成绩(根据金萝卜和水晶萝卜的数量排行)。
不过《保卫萝卜2》毕竟是一款单机游戏，社交系统无可避免地处于较弱的部分，在游戏中社交功能仅仅是查看朋友的进度和游戏排行榜，远远无法和其他以网络要素为主的游戏比肩，最致命的部分是好友之间无法形成互动，可以说玩家登陆后对游戏没有产生任何实际性的影响，不处于Wi-Fi环境时很难让人产生登陆的欲望。
六、小总结：
1、 对比性：
很明显，《萝卜2》的对比性十分强烈，不论是每个关卡上的地图设置，还是怪物以及炮塔，元素与元素都截然不同，整个界面看起来十分有意思。
2、 重复性：
《萝卜2》中，怪物、场景中的物体都比较重复，场景中物体也都类似，但风格统一，仅仅稍微改变一下，从而改变玩家的视觉效果。这样可以让玩家的思路清晰，不易产生紊乱情绪。
3、 对齐性：
个人认为，《萝卜2》本身的设计的对齐性仅仅体现在游戏界面的顶端和低端，而界面中间部分，杂乱无章，但也是因为这样，整个界面看起来才会更加有意思。
4、 亲密性：
《萝卜2》中，场景里的物体摆放看似杂乱，但是却形成了一个视觉单元，而不是单个的个体，炮台建立完成后，玩家可以根据自己的爱好来摆放，充分考虑了玩家的心理。
2、浅谈去哪儿网手机App人机交互设计
一、 初始界面：
打开去哪儿网手机客户端，初始界面设计很简洁、友好。进入首页，各模块排列整齐，并且图标等设计业很简单、大方，让人一目了然。
二、机票预定：
机票搜索界面设计简单明了，让用户能很快上手，使用简便。去哪儿网还提供了特价机票、价格趋势、低价提醒、航班选座、机场服务、航班动态等服务。值得一说的是，去哪儿网的用户定位系统做的很好，无论你在哪里，都能快速找到你的位置。
1、 特价机票：进入特价机票界面时，仅仅提供显示出发城市的所有机票的功能，不能筛选目的城市，这样用户用起来就不是很方便了。
2、 价格趋势：机票价格趋势图让用户能很快清楚最近机票的价格波动趋势，方便用户聪明的选择出行日期。
3、航班选座：航班选座可以让用户能够选择自己喜欢的位置，例如靠窗等，但办理略显麻烦，需要填写各类数据，有点鸡肋。
3、 语音订票：去哪儿网客户端采用语音课识别固定条件搜素(如航空公司、时间以及起始)，机票的预定，可以通过语音来实现。在机票搜索界面下，点击语音图标，即可使用语音功能代替选取方式。语音预定的好处就是，用户免去了传统模式下的，选取起始点、日期以及航空公司的麻烦，而一步到位将目标机票查询到。
4、 低价提醒：可以称得上是去哪儿旅游客户端中，最为人性化的功能之一了。因为普通用户不可能时时刻刻都会打开客户端去查看自己所关心的机票信息，而当去哪儿旅游客户端在更新了这些低价折扣机票之后，能自动地通过手机来提醒用户。
三、酒店预定：
进入酒店预订界面，可以发现，界面都是保持一样的风格，都是以简约为主，同时，酒店预订也支持语音预订。酒店预订的筛选条件也是十分齐全的，让用户可以选到称心如意的酒店。
另外，在特色服务方面，去哪儿旅游客户端推出了夜销酒店功能项，即是用户在每晚6点后，在北京、上海、广州、杭州等103座城市，从五星级豪华酒店到经济连锁酒店和公寓式酒店三折起销售。这可以让用户花最少的钱，享受最高档的服务。但该业务也仅仅提供城市的选择，而不能直接筛选出用户想要的酒店，这一点用起来不是很方便。如果能够加上如同机票的低价提醒一样的功能，设置酒店的低价提醒就更加完善了。
四、打车业务：
去哪儿网客户端提供打车业务，在特定的时间，例如，深夜较晚、凌晨较早的时间，根据用户当前所处的位置进行定位，结合用户需要到达的目的地，输入联系人信息(联系人电话)，就可以预约出租车，操作简单快捷。
同时客户端还提供接送机功能，被叫出租车所提供预约或者是包车业务。进行手机端的在线预约，那么无论是用户到了哪里，都可以随时完成预约或者是包车业务。在最顶端的位置上，很容易找到“快速送机通道”。点击进入，此时系统将自动跳转到预约界面，手机的定位功能打开之后，去哪儿系统还能自动判断用户当前所处的城市，并找到当前城市所在的飞机场，非常的快捷简单。
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六、去哪儿旅游客户端景点、门票业务
去哪儿旅游客户端景点门票板块，系统将国内主要的热门旅游城市列示出来，下方位置上，用户当前所处的位置也会被定位出来，直接点击即可查询用户周边的相关景点。
1、身边搜索
去哪儿旅游客户端身边搜索功能强大，包括美食、景点、休闲娱乐、生活服务、美甲、配镜等等，覆盖吃住行游购娱全面信息。身边搜索同时还精选推荐和城市特色多维度旅游城市推荐。如果信息过多，还可以进行条件筛选，方便用户能快速找到想要的信息。
2、门票业务：
去哪儿网客户端将所有信息汇总，用户通过选择城市可以查看景点的门票信息，并且可以直接在客户端购买门票，在线支付。支付方式也多种多样供用户选择。
七、火车票服务
去哪儿网客户端提供火车票预订业务，让用户可以直接在上面预订火车票，而不用再登录到12306网站上去，避免用户在手机上安装各类证书以保证12306的正常运行。同时，客户端还提供了各类不同的筛选条件，方便用户能选到合适的车次。在列车信息的顶端，还有显示特价机票的价格，方便用户进行对比选择。火车票预订业务的操作也不复杂，添加乘客信息只需要填写身份证号码即可。但是这有个弊端，就是不能再这里购买儿童票和学生票，这对于学生用户来说，很不方便，也没有使用这个功能的意义了。
八、退出功能
左手拇指接触客界面左上角位置快速返回，但有的手机屏幕太大，左上角的返回键就显得很不方便了。去哪儿旅游客户端在每一个功能服务板块内，都可以通过左右滑行的方式来实现进入、退出的操作。
九、小结：
去哪儿旅游客户端的操作简便，用户能很快上手，不用花费过多的时间学习使用，也提供了一定的操作提示。界面设计简洁大方，让人一目了然，不会产生混乱，不知道该如何下手的感觉。按键摆放合理，值得一提的是，去哪儿手机客户端的按键反馈是以指纹的形式显示的，让人感觉很真实。
去哪儿网客户端通过加载条显示的文字来告诉用户当前所处的位置以及当前在做什么，尤其是在响应时间较长时，让用户时刻清楚每一个交互动作的含义;通过使用列表选择、简化对话步骤、对共同输入内容设置默认值、系统自动填入用户已输入过的内容等方法，尽可能减轻用户记忆。
去哪儿旅游客户端，是去哪儿网整合了平台资源后的一个浓缩移动产品，在用户面前，这个手机客户端可谓是“麻雀虽小，五脏俱全”，网页端所能实现的功能，几乎都可以在本手机客户端中实现。这样，去哪儿网，等于说将一个国内主打旅游搜索、机票酒店预定服务为亮点产品网站的服务，搬到了手机上，完美实现了用户的时刻需求
读书的好处
1、行万里路，读万卷书。
2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷，下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文
5、少壮不努力，老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。
8、读书要三到：心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。
10、一日无书，百事荒废。——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生，一日不写手生。
13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游
15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿
17、学习永远不晚。——高尔基
18、少而好学，如日出之阳;壮而好学，如日中之光;志而好学，如炳烛之光。——刘向
19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子
人机交互界面范文第4篇
【摘要】对触点位置坐标识别与输入是触摸液晶屏的重要功能。由于SOPC Builder系统没有提供TRDB-LTM触摸屏的驱动，因而提出了一种基于Avalon总线的TRDB-LTM触控IP核的设计方法。实现TRDB-LTM触控屏触碰位置坐标的准确录入。给出系统硬、软件设计过程。经测试，所设计的IP核能够准确快速的识别触碰位置坐标，工作稳定可靠。
【关键词】TRDB-LTM触控屏；Nios II；Avalon总线；IP核
1.引言
随着各类多媒体应用终端、平板电脑、智能手机等嵌入式系统设备与日俱增[1]，触摸屏作为一种集信息显示与输入，数据通信与转换多种功能于一体的先进人机交互接口，已越来越广泛地应用在各类嵌入式智能设备上，它轻薄体小，画质清晰，易于设计友好的交互界面和实现简单直观操作体验。因而對触摸屏实现支持几乎已然成为嵌入式系统应用开发的必然要求。
在Altera的SOPC软件工具中，已经集成有一些参数化电路功能模块，即IP核[2]。如SSRAM、Flash、Avalon三态桥、PLL、UART等。但是在显示方面，Altera只提供了一个16*2 LCD的控制IP核[3]，没有提供触屏IP核，使用时需要编写硬件的时序程序[4]。另外，目前多数研究者致力于设计LCD显示控制的IP核，即LCD的显示（输出），对于触控屏（LTM-LCD）的触控（输入）的研究不多[5]。本文提出一个基于NiosⅡ的TRDB-LTM触控IP核设计，用以实现TRDB-LTM的触控功能。本IP核可以和系统自带的IP核一样，直接挂载于Avalon总线，作为NiosⅡ软核的SOPC一个外设[5]。
2.Avalon总线
2.1 Avalon总线概述
Avalon总线是由Altera开发的一种专用的内部连线技术[6]。它由SOPC自动生成，是处理器与外设之间理想的内联总线，是构建嵌入式系统、开发自定义外设IP核的基础。Avalon接口规范定义了外设和Avalon Switch Fabric之间的数据传输。Nios II系统的所有外设都是通过Avalon总线与Nios II CPU进行数据交换。Avalon接口是一种开放标准，使用Avalon接口创建和发布定制外设不需要任何授权[6]。
2.2 Avalon总线从端口读传输
Avalon总线传输有两个基本模式：主传输和从传输[6]。支持流水传输、三态传输和突发传输属性。TRDB-LTM触控IP核使用的是效率较高的流水从端口读传输，增加传输宽带，提高触控响应灵敏度。具体时序规范此处从略[7]。
3.硬件设计
3.1 TRDB-LTM触碰功能
LTM是LCD Touch Panel Module的缩写。TRDB-LTM是Terasic友晶科技公司推出的4.3英寸数字LCD触碰屏幕套件，分辨率高达800*480。它包含了三个主要的架构：LCD触摸面板、AD转换器、40-pin IDE接口[8]。LTM可由40-pin插座排线连接到Alter DE2-70开发板，LTM集成ADI公司的AD7843触摸屏转换芯片，可将触点的X/Y坐标数字化并保存，并通过SPI数字串行接口与FPGA芯片建立通信连接。AD7843的转换过程参考其数据手册[9]。
3.2 LTM屏幕坐标规划
由Terasic公司提供的LTM文档，我们可以知道，按照功能的不同，屏幕坐标被分成了两种方式表现，一种是时序坐标，一种是触碰所得到的屏幕坐标。时序坐标（x，y）的取值范围从（0，0）至（800，480）。X轴正向为水平向右，Y轴正向为垂直向上。
图1 LTM四个角上的坐标[7]
3.3 TRDB-LTM触摸屏控制器IP核
TRDB-LTM触控IP核Touch_Avalon_Interface的设计结构图如图2所示，主要包括Avalon总线从端口、时钟与复位模块、TRDB_LTM接口模块3个部分。Avalon总线从端口部分主要是为了与Avalon总线通信，时钟与复位模块为IP核提供时钟与复位信号，TRDB_LTM接口模块负责与LTM上的AD转换芯片AD7843进行数据传输。
图2 触控IP核结构框图
iADC_DOUT接收来自AD7843的坐标数据，iADC_DIN向AD7843发送控制字，iADC_PENIRQ_n中断指示信号，低电平有效，表示ADC转换完成，详细的转换时序参见数据手册[8]。将IP核在SOPC Builder里打包封装，如图3所示。
图3 Touch_Avalon_Interface IP核
Avalon總线挂载界面
图4 TRDB-LTM触控IP核
添加到Nios II系统后的生成界面
图5 Console控制端读到的触点位置坐标
4.软件设计
Touch_Avalon_Interface IP核设计文件包括HAL和HDL两个文件夹。HAL里面是IP核的Nios Ⅱ C语言驱动源程序（Touch_Avalon_Interface.h，Touch_Avalon_Interface.c）。HDL中是IP核的Verilog定义文件。限于篇幅，只附上顶层IP核端口的定义：
IP核的Nios Ⅱ C语言驱动源程序主要功能是将IP核读取到的实时触碰坐标通过算法转换成显示坐标，即前文所提的时序坐标。具体程序如下：
为了测试Touch_Avalon_Interface IP核的效果，将IP核添加到一个完整的Nios II系统中，如图4所示。图中红色框中的Touch_Avalon_Interface即为本文所设计的自定义触控IP核。
通过Nios II IDE建立用户工程，将驱动文件拷贝进工程，设置编译，完成后下载到Terasic的DE2-70开发板[10]上进行的测试。触碰LTM屏幕，可在Nios II IDE的Console控制端实时显示触点位置坐标（如图5所示）。
5.结语
本文所提出TRDB-LTM触控IP核设计通过DE2-70开发板硬件平台的测试，触碰响应灵敏，定位准确，实现了TRDB-LTM触碰位置坐标的准确录入。由于Nios Ⅱ核在同一FPGA中的植入数量没有限制，只要FPGA资源充足[7]，因而本IP核可以非常自由地结合其他设计中的关于LCD显示控制IP核挂载在Avalon总线上，使FPGA上的SOPC实现对触摸屏的完全支持，使后续应用界面开发者不必关心触屏的底层时序规范，从而缩短开发周期，提高开发效率。
参考文献
[1]刘波文，张军，等.FPGA嵌入式项目开发三位一体实战精讲[M].北京：北京航空航天大学出版社，2012：314-347.
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作者简介：
雷松华（1987—），男，湖南常德人，硕士研究生，研究方向：电子电路设计，嵌入式开发。
郑铿（1988—），男，广东潮汕人，硕士研究生，研究方向：FPGA，图像处理。
人机交互界面范文第5篇
关键词：CMF 熱点主题 演进趋势 CiteSpace 文献计量
引言
CMF是英文 Colour，Material，Finish 的缩写，主要致力于设计和定义色彩、材料及表面处理工艺以此来支持产品的功能及情感属性，是一门属于设计领域的新兴学科[1] 。CMF作为专业术语出现的时间较短，相关论文中最早可以追溯到2009年仇媛发表的硕士论文[2] 。近年来，国内高校学者为CMF的发展做了不懈的努力，并取得了一定的成果。左恒峰[3] 提出从技术、文化和风格三个方面展开CMF创意设计。傅炯等[4] 将汽车CMF设计划分为CMF设计、样板开发、标准建立和品质控制四个阶段。王毅等[5] 在研究视觉重量感知的基础上，提出基于视觉重量感知的大型装备CMF设计方法。王金广等[6] 结合婴幼儿童的生理、心理特点，提出“CMF创新设计模型”，进一步提高儿童玩具产品的高情感设计。
研究相关论文发现，CMF在我国的发展时间较短，大多数研究主要集中在CMF探索、理论及应用等方面，分析CMF研究现状的论文比较匮乏。为了更深入地了解CMF研究现状、热点主题及演进趋势，需要对CMF现有研究成果进行系统性地分析。文章采用CiteSpace文献计量法进行定量分析的同时，结合文献研究法进行定性分析，通过对CNKI数据库中CMF相关文献进行分析，明确CMF发文趋势、期刊分布、机构分布、热点主题及演进趋势，为进行CMF理论研究与CMF实践应用提供借鉴和指导。
一、研究设计
（一）研究问题
文章内容主要围绕以下四个方面展开：
1.我国CMF发文趋势是什么？
2.我国CMF研究的期刊分布和研究机构分布现状如何？
3.我国CMF研究热点主题是什么？
4.我国CMF研究的演进趋势是怎样的？
（二）数据来源
文章以中国最具有代表性的文献检索数据库（CNKI）为文献检索平台，以SU=CMF为文献数据的检索式，以2005-2020年为时间跨度，对截止到2020年11月5日以内的国内期刊论文和博硕论文进行检索。检索文献共计1078篇，包括期刊论文822篇，博硕论文256篇，通过阅读标题和摘要进行人工识别，删除征稿通知、期刊声明、会议声明及不相关文献后，得到有效文献160篇，包括期刊论文95篇，博士论文3篇，硕士论文62篇。
（三）研究方法
陈超美教授开发的CiteSpace是进行文献计量分析的有效工具。学术界将基于CiteSpace分析的数据结果视为科学知识图谱，用来探索相关领域的研究热点和演进趋势。文章将160篇有效文献以Refworks格式从CNK I导出，并导入CiteSpa ce（5 .7 R 2）中进行分析。采用CiteSpace文献计量法进行定量分析的同时，同时结合文献研究法进行定性分析。
二、我国CMF领域研究分布状况
（一）我国CMF研究领域的发文量分析
发表论文的数量是显示相关领域研究成果的重要指标，可以反映相关研究是否是学术界的关注的热点[7] 。文章通过文献统计得到CMF文献的年度发文量，如图1。从时间分布来看，2009-2012年是我国CMF领域的探索阶段，这一阶段的发文量共计6篇，占据总文献量的3.75%，年度文献发表呈现出波动现象;2013-2016年是CMF领域稳步发展阶段，该阶段文献量共计23篇，占总文献量的14.38%;2017-2020年是CMF领域快速发展阶段，年平均发文量高达32.75篇的较高水平，截止到2020年11月5日，2020年度发文量高达39篇。从图中可知，我国CMF研究受到学者越来越多的重视，发文量呈现出持续上涨的趋势。
（二）我国CMF研究领域的期刊分布及机构分布
从期刊分布来看，如表1，我国收录CMF文献排名前三的期刊分别是《设计》《工业设计》《家具》，其中收录CMF期刊论文排名第一的《设计》，涵盖了CMF研究的多数成果（95篇期刊论文中，设计占据21篇），具有极高的参考价值。从CMF研究机构分布来看，发表CMF文献排名靠前的机构分别是湖南大学、哈尔滨理工大学、清华大学。总体来看，CMF年度发文量近年来呈现出明显的上升趋势，并已获得国内高校一定程度的重视。
三、我国CMF研究知识图谱绘制
（一）关键词共现知识图谱
文献的关键词是对研究内容的精炼概括，能够有效反映特定领域的研究热点[8] 。文章使用CiteSpace，设置时间跨度为2009-2020年，时间切片为1年，阀值选择TOP50，节点类型为
运行软件后得到由220个关键词节点和377条连线组成的CMF研究的关键词共现知识图谱，如图2。关键词共现图谱中的节点（圆圈）大小代表关键词出现频次的大小，节点越大说明该关键词与其他关键词共现次数的总和越大。节点之间连线的粗细代表两者关联性的大小，连线越粗，关联性越大。线条的颜色显示关键词首次建立连接的时间[9] 。从图2可以看出，CMF领域的关键词共现知识图谱以“CMF”和“CMF设计”关键词为核心，呈放射型发散状，研究分支较多。进一步分析发现，CMF关键词共现图谱中节点关键词之间的关联度较低。从图2 所呈现的信息来看，CMF研究的重要节点有CMF、CMF设计、产品设计、工业设计、色彩、材料、感性工学、感性意象等。CMF研究涉及等诸多领域，并以此不断扩展CMF研究的外延。
（二）CMF研究关键词分布
通过频次与中心度的分析，明确CMF研究热点。从量化的角度分析，CMF领域关键词共计218个。这些关键词揭示了众多研究者在研究CMF过程中涉及到的研究对象、研究方法及相关理论。由于篇幅所限，文章仅列出频次≥3的关键词，并将其按出现频次的高低进行排列，如表2。排名前五的分别为CMF设计>CMF>产品设计>工业设计>色彩。
中心度能够反映热点的重要性，中心度越大，其重要性也越大。一般认为中心度超过0.1的节点为关键节点[10] 。从中心度来看，CMF研究超过0.1的关键词有7个，从高到低分别是，CMF>CMF设计>产品设计>工业设计>感性工学>感性意象=材料。需要注意的是，关键词的频次与中心度并不完全一致，如CMF的频次为51，中心度为0.63，高于CMF设计的0.62。
有些关键词的频次和中心度都很高，如CMF设计、CMF、产品设计、工业设计以及材料等是CMF领域的研究重点与研究热点。感性工学、创新设计、感性意象尽管频次不是很高，但对CMF研究的框架与思路也有很大的影响，也是CMF领域的研究热点。
（三）关键词时区视图
关键词时区视图，将关键词与时间联系起来，用来展示CMF研究领域的关键词随时间的演进情况，以此发现关键词出现时间及关键词之间的相互关系[8] 。文章设置时间跨度2009-2020年，时间切片为1年，选择时区视图（Timezone View），绘制关键词时区视图，用来解释CMF领域的演进趋势，如图3。
四、我国CMF热点主题与演化趋势分析
（一）我国CMF热点主题辨识
参考何厚建等[11] 将关键词进行分类研究，文章结合定量分析得到的关键词共现知识图谱、关键词分布表，在CMF语境下，进行相关文献定性分析，以此将我国CMF研究热点主题归纳为三个不同的层面：（1）CMF设计方法研究，主要包括感性工学、感性意象、趋势研究以及用户研究等关键词;（2）CMF基础研究，主要包括色彩、材料以及表面处理工艺等关键词;（3）CMF应用研究，主要包括创新设计、用户体验、工业设计以及产品设计等关键词，如表3。
1.CMF设计方法研究
把CMF作为研究的对象，结合不同的理论或者方法，在具体的研究过程中提出CMF的设计流程与方法。CMF设计研究方法在理想的情形下应该是定性与定量结合的、主观与客观结合的，除了常用到的问卷调查法、焦点访谈、专家评估法、竞品分析法等，目前较为热门的研究方法包括四个方面：（1）感性意象。感性意象能充分传达消费者的情感需求，通过感性意象研究进行符合用户感觉期望的产品设计。韩飞鸿[12] 在研究感性意象的基础上，将其应用到白色家电CMF设计中，并且提出了白色家电CMF的设计方法;（2）感性工学。感性工学是一种探讨“人”与“物”的关系的理论和方法，将感性工学理论应用到CMF设计中，满足用户感性需求。孙新竹[13] 通过分析色彩、材质与感性之间的对应关系，在感性工学研究的基础上，创新地构建消费电子产品CMF设计研究方法与流程;（3）趋势研究。趋势研究立足于当下从而对未来进行预测，对设计领域有重要意义。程婉琳[14] 从用户情感、市场、上游、流行等角度出发，展开对设计趋势的研究，并以此输出趋势主题，进行渐变色智能手机CMF提案;（4）用户研究。近年来，以老年人、儿童、残疾人为目标人群的CMF设计研究逐渐增加，体现出对弱势群体的关注。杨文博等[15]以学龄前儿童为目标用户，通过生理、心理、行为特征分析，以益智桌为载体，阐述学龄前儿童益智桌的CMF设计方法，并将其应用到实践中。
2.CMF基础研究
CMF作为设计学的一个新兴学科，对CMF概念的研究有利于把握CMF的本质和内涵。CMF包括色彩、材料、表面处理工艺三个元素，每一个部分若分开来单独讲，其理论体系都是很庞大的，对于CMF各个元素的深入分析，有利于深扩展CMF知识体系的深度和广度。国内有很多学者分别围绕着CMF的不同层面进行研究：（1）概念研究。色彩、材料、工艺涉及多个学科的知识领域如材料学、设计学、心理学等。左恒峰[1] 明确了设计领域CMF的研究内容，并提出设计学领域的CMF概念，对于CMF理论体系的构建起到积极推进作用;（2）色彩研究。色彩研究通常指色彩的情感，色彩的创意设计，色彩的语义等的研究。宋文雯[16]从色彩理论入手，对色彩情感及象征意义进行分析，展开对室内空间的色彩设计的研究;（3）材料研究。材料研究主要指材料质感的研究。陈橙等[17] 采用用户实证研究方法，以质感感性语义词为实验语义词，以市场调研而来的材料为具体实验测量对象，对实验材料样本进行感官语义词测量，并用SD法分析实验数据，提出品质感提升的搭配设计方案;（4）表面处理工艺研究。表面处理工艺相对材料而言更易于创新设计，能够为色彩和材料质感带来明显的变化效果，但是表面处理工艺需要以材料为载体，难以脱离材料单独进行研究。
3.CMF应用研究
CMF以相对较低的成本，赋予产品功能属性和情感属性，受到学者的广泛关注。目前，已有不少学者通过CMF理论研究，将其应用到不同行业中，进行相应的工业设计和产品设计研究，从而实现创新设计提升用户体验。我国有很多学者围绕着工业设计、产品设计、创新设计、用户体验等不同层面，展開CMF应用研究的探索：（1）工业设计和产品设计研究。不同行业的设计在功能、美学、人机交互等方面会有差别，使用的CMF设计元素也会有所不同。因此，有必要对不同行业的CMF设计进行研究。仇媛，通过探索色彩、材料、工艺在手机设计开发中的作用，阐述CMF在手机行业开发流程中的应用[2] ;（2）创新设计研究。在产品同质化严重的背景下，通过CMF以相对较低的成本实现产品创新性表达是提升产品竞争力的有效方式。王佳丽等[18] 提出通过运用相同或相似逻辑的色彩设计、材质设计、图案纹理、处理工艺等，形成系列化产品的创新性表达;（3）用户体验研究。CMF作为用户直接感知的部分，是提升用户体验的重要方式。鲁晓涛等[19] 明确用户对CMF的感知途径，将其应用到设计实践中，以此提升用户体验，并提出色彩、材料和表面处理工艺是提升感官体验的有效方式，用户乘坐体验的升级离不开CMF在交通工具领域的研究和应用。
（二）CMF研究演进趋势
参考李细珍等[20] 采用关键词演进趋势图进行研究主题的演化路径分析，文章结合定量分析得到的关键词演进趋势图、关键词分布表，对CMF相关文献进行定性分析，进一步梳理出我国CMF研究的演变路径。
1.探索阶段（2009-2012年）：在此阶段中，CMF、色彩、材料、工业设计是CMF研究重点。仇媛，通过探索色彩、材料、工艺在手机设计开发中的作用，阐述CMF在产品开发流程中所起到的作用[2] 。高校关于CMF的教学刚刚起步，少量学术文献开始对CMF有所涉略，主要涉及CMF理论及基础应用。
2.稳步发展阶段（2013-2016年）：此阶段中，产品设计、CMF设计、感性意象、感性工学是CMF研究重点。韩飞鸿[12] 在研究感性意象的基础上，将其应用到白色家电CMF设计中，并且提出了白色家电CMF的设计方法，辅助白色家电CMF的规范性设计，借助感性意象进行设计方案测评，探究方案是否满足用户需求。由于清华大学、哈尔滨理工大学、北京服装学院等高校的加入，CMF研究稳步发展，主要涉及是CMF设计方法及设计实践。
3.快速发展阶段（2017-2020年）：在此阶段中，趋势研究、儿童家具是CMF研究的重点。杨文博等[15] 以学龄前儿童为目标用户，通过生理、心理、行为特征分析，以益智桌为载体，阐述学龄前儿童益智桌的CMF设计方法，并将其应用到实践中。由于江南大学、南京理工大学等高校加大了对于CMF的研究和CMF设计的教学，以及企业为高校人员在实践中发现问题并提出相应的解决方法提供良好的平台，CMF研究快速发展且研究内容不断深入。由关键词演进趋势图可知，该阶段虽没有较大的节点，但研究内容涉及更加广泛，研究视角更加细化，众多学者从应用行业、研究方法、用户群体等不同层面展开对CMF的深入研究。
自2009年以来，我国学者对CMF的文献研究逐渐从理论层面转向设计实践层面。CMF、工业设计、材料、色彩、产品设计、CMF设计、感性意象、创新设计、感性工学、趋势研究、儿童家具陆续成为我国CMF研究学者关注的热点，形成CMF领域的演进趋势。
结论与启示
（一）结论：文章采用CiteSpace文献计量法进行定量分析的同时，结合文献研究法进行定性分析，对2009-2020年CNKI数据库中以SU=CMF为检索式获取的160篇有关CMF的期刊论文和博硕论文进行统计分析，得出以下结论：
1.通过我国CMF研究年度发文量分析可知，CMF研究受到学者越来越多的重视，发文量呈现出持续上涨的趋势。
2.关于我国CMF研究，期刊收录文献量排名前三的分别是《设计》《工业设计》《家具》，研究机构发表论文数量排名靠前的分别是湖南大学、哈尔滨理工大学、清华大学，CMF研究并已获得国内高校一定程度的重视。
3.我国CMF研究热点主题主要分为三个层面：（1）CMF设计方法研究，主要包括感性工学、感性意象、趋势研究以及用户研究等关键词;（2）CMF基础研究，主要包括色彩、材料以及表面处理工艺等关键词;（3）CMF应用研究，主要包括工业设计、产品设计、创新设计及用户体验等关键词。
4.自2009年以来，我国CMF演变路径分为三个阶段：（1）探索阶段（2009-2012年）;（2）稳步发展阶段（2013-2016年）;（3）快速发展阶段（2017-2020年）。在此过程中，CMF、工業设计、材料、色彩、产品设计、CMF设计、感性意象、创新设计、感性工学、趋势研究、儿童家具陆续成为我国CMF研究学者关注的热点，形成CMF领域的演进趋势。
（二）启示：通过对CMF文献计量分析的结果可以看出，我国的CMF研究工作起步较晚，对CMF的理论和方法的研究仍需要进一步完善。在CMF研究内容和研究方向上，相关研究者在结合研究热点、研究主题、演进趋势的基础上，要勇于探索，不断扩展研究领域，形成跨学科、多分支的研究体系，要在完善CMF理论研究的同时，将理论转化为具体的设计实践，从而推动我国CMF研究的进一步发展与完善。