時(shí)間：2023-05-30 10:18:46
開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人機(jī)交互論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1.前期工作積累
筆者在德國(guó)慕尼黑大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間，曾擔(dān)任本科、碩士專業(yè)課程的教學(xué)工作，也曾多次指導(dǎo)本科、碩士畢業(yè)論文，因此對(duì)人機(jī)交互方向創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式有一定的切身體會(huì)。另外，筆者于2013年赴英國(guó)格林多大學(xué)參加了為期4周的學(xué)術(shù)英語(yǔ)和雙語(yǔ)師資研修培訓(xùn)，對(duì)歐洲高等教育的理念有了更為深入的理論認(rèn)識(shí)，同時(shí)也促使筆者對(duì)本專業(yè)的教學(xué)教育改革進(jìn)行思考和探索。在對(duì)國(guó)外高校軟件工程人才培養(yǎng)模式的研究和實(shí)踐基礎(chǔ)上，我們認(rèn)真分析了我國(guó)軟件工程人才培養(yǎng)模式中存在的普遍問(wèn)題，并在人機(jī)交互課程建設(shè)中進(jìn)行了解決方案的探索。
2.人機(jī)交互課程特點(diǎn)
人機(jī)交互主要研究用戶與系統(tǒng)之間的交互關(guān)系，為用戶設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和評(píng)估交互式計(jì)算系統(tǒng)，是一門涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)的交叉性學(xué)科。要求任課教師熟練掌握計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、編程語(yǔ)言等技術(shù)，同時(shí)需要對(duì)社會(huì)學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)等方面的知識(shí)有所了解，對(duì)教師個(gè)人素質(zhì)和專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備有著較高的要求。該課程覆蓋面廣，技術(shù)更新快，教學(xué)難度較大，需要學(xué)生的積極參與，良好的師生互動(dòng)可以使得大量交互界面設(shè)計(jì)的教學(xué)變得直觀易懂。
引導(dǎo)型教學(xué)模式可以有效激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力，有利于新型交互創(chuàng)意的產(chǎn)生。因此如何在課堂教學(xué)中引入引導(dǎo)性教學(xué)模式以提高學(xué)生的教學(xué)參與度是筆者在人機(jī)交互課程建設(shè)中的重點(diǎn)研究方向。
3.引導(dǎo)型教學(xué)模式淺析
引導(dǎo)型教學(xué)模式的核心在于師生互動(dòng)：從教師講授為主的單向模式轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熞龑?dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)的雙向互動(dòng)模式。下面我們將從課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)、教師個(gè)人素質(zhì)等四方面對(duì)引導(dǎo)型教學(xué)模式進(jìn)行探索。
3.1課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)置
人機(jī)交互的教學(xué)內(nèi)容主要包括基本理論知識(shí)及案例分析兩部分。理論基礎(chǔ)包括交互模型及實(shí)例、設(shè)計(jì)規(guī)則、實(shí)現(xiàn)支持以及評(píng)估技術(shù)等。本課程還通過(guò)視頻、圖片等大量資料介紹普適計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等熱門專題。這些教學(xué)內(nèi)容有助于拓展學(xué)生在人機(jī)交互方面的視野，提高學(xué)生的交互式設(shè)計(jì)的能力。
作為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的新興研究方向，人機(jī)交互的理論和應(yīng)用層出不窮、更新速度非常快，這對(duì)教學(xué)工作提出了極大考驗(yàn)。在教學(xué)準(zhǔn)備上需要花費(fèi)大量精力進(jìn)行查新，盡量做到和國(guó)際最新成果接軌，并根據(jù)學(xué)生專業(yè)背景和反饋及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
3.2課堂教學(xué)中的師生互動(dòng)
教師應(yīng)及時(shí)與學(xué)生溝通以調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和難度，并鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂教學(xué)互動(dòng)。教師在教學(xué)中應(yīng)采用理論講授、個(gè)人陳述、分組討論等多種教學(xué)方式。
人機(jī)交互的教學(xué)需要學(xué)生對(duì)交互設(shè)計(jì)具有一定的熱情和敏感度。考慮到學(xué)生的專業(yè)背景、興趣愛(ài)好等各不相同，在實(shí)例分析環(huán)節(jié)應(yīng)將日常生活中常見(jiàn)的交互問(wèn)題作為切入點(diǎn)，使得每個(gè)學(xué)生都可以聯(lián)系實(shí)際、有話可說(shuō)，從而鼓勵(lì)學(xué)生融入互動(dòng)教學(xué)。
3.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)
實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)置應(yīng)避免理論和實(shí)際脫節(jié)，教師不同的交互設(shè)計(jì)題目，每個(gè)題目均圍繞一個(gè)日常交互問(wèn)題且難度遞增。學(xué)生組隊(duì)完成作業(yè)，項(xiàng)目管理方式可以激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐能力。例如，學(xué)生首先應(yīng)通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、用戶面試等方法了解用戶實(shí)際需求，后期才有可能產(chǎn)生符合實(shí)際需求且有創(chuàng)意的交互設(shè)計(jì)理念。
3.4教師的專業(yè)素養(yǎng)和個(gè)人魅力
學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)原則、交互風(fēng)格等的理解較為費(fèi)時(shí)，且必須在實(shí)踐基礎(chǔ)上逐漸積累。如果只是被動(dòng)接受大量案例，既不利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，還會(huì)限制學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，就很難發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力產(chǎn)生出創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方案。因此要求教師具有堅(jiān)實(shí)的專業(yè)背景和豐富的項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能隨時(shí)跟蹤專業(yè)動(dòng)態(tài)和最新研究成果。
教師的個(gè)人魅力在人機(jī)交互的教學(xué)中起著舉足輕重的作用。良好的專業(yè)背景，豐富的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，自信、熱情的性格以及活躍的課堂氣氛能很好地吸引了學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望。
4.成果及展望
有效的人機(jī)交互人才培養(yǎng)可以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，具有重要的實(shí)踐意義。本課題對(duì)人機(jī)交互課程建設(shè)進(jìn)行了系統(tǒng)探討，分別從課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)、教師個(gè)人素質(zhì)等四方面對(duì)引導(dǎo)型教學(xué)模式進(jìn)行了深入分析。目前，我們已在“人機(jī)交互”、“信息可視化”等相關(guān)專業(yè)課程中進(jìn)行了引導(dǎo)型教學(xué)模式的應(yīng)用研究，同時(shí)積極鼓勵(lì)學(xué)生參與各級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，在加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力方面收效明顯。
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；三維虛擬環(huán)境；人機(jī)交互；三維圖形引擎；沉浸式
中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2012）33-8066-03
伴隨著制造企業(yè)信息化進(jìn)程的不斷發(fā)展，仿真建模在產(chǎn)品制造中的應(yīng)用也由分散到集成，由局部到全局，并且更加注重可視化技術(shù)的應(yīng)用和與用戶之間的交互[1]。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為相關(guān)裝置構(gòu)造虛擬環(huán)境可以擺脫傳統(tǒng)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中所存在的一些不足，例如在軟件仿真中，主要以圖、圖表、照片和現(xiàn)場(chǎng)錄像等傳統(tǒng)多媒體方式為表現(xiàn)手段，真實(shí)感和臨場(chǎng)感都較為欠缺；而在物理仿真中，系統(tǒng)復(fù)雜、龐大難于實(shí)現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在很大程度上提高場(chǎng)景的沉浸感和真實(shí)感。
1 三維虛擬環(huán)境框架
虛擬環(huán)境的開(kāi)發(fā)涉及了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)、人工智能、高性能計(jì)算技術(shù)、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理等技術(shù)，還涉及社會(huì)學(xué)、美學(xué)、氣象、通信、物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科，復(fù)雜程度可想而知。虛擬現(xiàn)實(shí)要達(dá)到實(shí)現(xiàn)自然實(shí)時(shí)交互和逼真的多種感覺(jué)的要求，其組成主要應(yīng)包括幾方面：虛擬環(huán)境生成系統(tǒng)，產(chǎn)生實(shí)時(shí)的圖像；用以確定參與者位置和動(dòng)作的定位跟蹤系統(tǒng)；提供虛擬空間多用戶協(xié)同交互功能的網(wǎng)絡(luò)接口；含有CAVE、PowerWall、立體顯示設(shè)備的沉浸式顯示系統(tǒng)；提供立體聲源和判定空間位置的音效系統(tǒng)；提供參與者感知力與壓力的反饋的觸覺(jué)和力反饋系統(tǒng)。
虛擬環(huán)境[2]框架的功能主要體現(xiàn)在：首先支持對(duì)象的屬性和交互的訂購(gòu)，同時(shí)提供回調(diào)和事件的通知機(jī)制，支持HLA的各種時(shí)間管理策略，從而達(dá)到在全部聯(lián)邦范圍內(nèi)的對(duì)象可以根據(jù)已給定的時(shí)序和消息傳遞關(guān)系來(lái)工作；其次是提供與各種對(duì)象定位、創(chuàng)建、刪除等相關(guān)的服務(wù)，并且分類、統(tǒng)一組織管理不同功能和不同性質(zhì)的仿真實(shí)體，即是對(duì)虛擬場(chǎng)景的結(jié)構(gòu)和組織管理；最后還可以通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)和回調(diào)函數(shù)機(jī)制和場(chǎng)景對(duì)象組織、仿真對(duì)象管理功能集成，沉浸式人機(jī)交互設(shè)備和接口的集成。
根據(jù)軟件模塊[3]的分層結(jié)構(gòu)，我們把系統(tǒng)分為三個(gè)層次，如圖2所示，即用戶界面層、交互層和數(shù)據(jù)服務(wù)，虛擬環(huán)境和仿真管理層。
界面層提供的用戶界面輸入可以接收用戶對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)請(qǐng)求，然后經(jīng)環(huán)境和仿真層的相關(guān)轉(zhuǎn)換成為對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)層的訪問(wèn)請(qǐng)求，然后數(shù)據(jù)服務(wù)層將其處理后通過(guò)中間層傳送給界面層進(jìn)行最終的輸出。
實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景的基礎(chǔ)是三維圖形引擎。現(xiàn)在，開(kāi)發(fā)者較多使用可以提供功能強(qiáng)大模塊的較為流行的繪制引擎，例如OpenGVS、CG2公司的Vtree和Multigen公司的Vega等，但是它們也存在很多不足：商業(yè)引擎開(kāi)發(fā)缺乏靈活性，因?yàn)槠湟话愣疾惶峁┑讓娱_(kāi)發(fā)接口，從而限制功能的擴(kuò)展；商業(yè)引擎無(wú)法渲染出較為逼真的場(chǎng)景效果，浪費(fèi)GPU的處理能力從而影響系統(tǒng)實(shí)時(shí)性；由于其功能繁多，產(chǎn)生冗余代碼也多，影響其運(yùn)行效率。
介于以上圖形引擎的諸多不足，OpenSceneGraph（OSG）作為虛擬場(chǎng)景圖形引擎，是一個(gè)跨平臺(tái)的、開(kāi)放源碼的、高效的三維圖形引擎，目前應(yīng)用于高性能圖形設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，例如虛擬現(xiàn)實(shí)、游戲、仿真、科學(xué)可視化等。OSG不僅提供基于OpenGL的面向?qū)ο蟮目蚣埽€有加快圖形應(yīng)用開(kāi)發(fā)的附加功能模塊和可擴(kuò)展接口庫(kù)。
2 基于情景上下文的虛擬交互
隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展以及人機(jī)交互在其中所占有的重要地位，虛擬環(huán)境和其參與者的人機(jī)交互作用賦予了新的內(nèi)涵。沉浸式虛擬環(huán)境[4-5]讓用戶有一種“身臨其境”的感覺(jué)，這也正是用戶與對(duì)象之間進(jìn)行交互的過(guò)程，其歸根結(jié)底要解決如何操作和改造虛擬環(huán)境中的對(duì)象。
2.1 語(yǔ)義對(duì)象與交互行為
“信息透鏡”概念指的是界面對(duì)象通過(guò)視圖的不同縮放比例來(lái)顯示相對(duì)應(yīng)的外觀信息，這是Jazz在可伸縮用戶界面中提出的早期語(yǔ)義對(duì)象的概念；再如“按需提供細(xì)節(jié)（the mantra of detail.on.demand）”的技術(shù)[6]是Ben Shneiderman在信息可視化系統(tǒng)中提出的。
語(yǔ)義對(duì)象的定義可以從實(shí)現(xiàn)面向語(yǔ)義的高層交互隱喻的目標(biāo)這個(gè)角度來(lái)詮釋，一個(gè)語(yǔ)義對(duì)象由交互構(gòu)件（interaction component）、圖形構(gòu)件（graphics component）、規(guī)則構(gòu)件（rule component）、和應(yīng)用構(gòu)件（application component） 行為構(gòu)件（behavior componen0構(gòu)成.在虛擬環(huán)境中的虛擬對(duì)象，它的語(yǔ)義一般包括一系列行為狀態(tài)和規(guī)則事件。換句話說(shuō)，存在于虛擬環(huán)境中為用戶所感知的對(duì)象或者物體（包含其交互上下文的語(yǔ)義信息和外觀幾何信息）按照相應(yīng)的規(guī)則反饋和相應(yīng)所發(fā)生的交互事件，繼而完成相應(yīng)任務(wù)。
通過(guò)我們分析觀察的上文所提及的事件， 在人機(jī)交互中多由用戶所觸發(fā)，一般分為虛擬場(chǎng)景中用戶化身的位置變化即化身位置感應(yīng)（PositionRps）和用戶在虛擬對(duì)象[7]上進(jìn)行各種交互操作的用戶手勢(shì)操作（GestOpt）。語(yǔ)義模型可以很好的解決場(chǎng)景圖處理不好交互語(yǔ)義的問(wèn)題，它是具有特定應(yīng)用含義和組織形式的場(chǎng)景構(gòu)成模式，達(dá)到易于操作處理用戶界面的目的。
在實(shí)際操作中，我們一般會(huì)遇到的例如對(duì)象在化身可操作范圍內(nèi)時(shí)處于“可操作”狀態(tài)，離開(kāi)操作范圍后變?yōu)椤安豢刹僮鳌睜顟B(tài)，或者鼠標(biāo)的各項(xiàng)操作和三維手勢(shì)等。
1）規(guī)則構(gòu)件[8]：在我們的現(xiàn)實(shí)世界里，有很多操作都會(huì)有特定的先后順序，比如先倒水再喝水，在虛擬世界中我們把它看作是是否響應(yīng)事件和如何響應(yīng)事件，規(guī)則構(gòu)件則表達(dá)了虛擬對(duì)象的交互規(guī)則和約束。另外，在現(xiàn)實(shí)世界里某些對(duì)象具有特定的供給屬性，比方說(shuō)人可以在水里游泳卻不可以在陸地上，這就說(shuō)明了水具有可以游泳的供給，而陸地不具備，所以規(guī)則構(gòu)件還含有某些特定的供給屬性，這也同時(shí)決定了某些對(duì)象的交互特性。
2）圖形構(gòu)件：在某些情況下，當(dāng)我們需要對(duì)圖形構(gòu)件進(jìn)行更進(jìn)一步的抽象來(lái)實(shí)現(xiàn)高層交互語(yǔ)義時(shí)，接收的輸入內(nèi)容含有復(fù)雜的交互行為指令，這時(shí)圖形構(gòu)件就發(fā)揮了作用。它包含了虛擬對(duì)象的諸如紋理、顏色、材質(zhì)、形狀等屬性、語(yǔ)音信息以及動(dòng)態(tài)特征等，方便同一層次中的交互行為。
3）應(yīng)用構(gòu)件：當(dāng)用戶和虛擬環(huán)境發(fā)生交互時(shí)，當(dāng)圖形構(gòu)件提供相應(yīng)的視聽(tīng)覺(jué)方面的線索于反饋時(shí)，應(yīng)用構(gòu)件表達(dá)與之相關(guān)的應(yīng)用任務(wù)，并由交互構(gòu)件觸發(fā)執(zhí)行。
4）交互構(gòu)件：交互構(gòu)件可以處理基本的交互事件如點(diǎn)擊和拖拽等，還可以處理完成給復(fù)雜的例如三維手勢(shì)的交互性操作。它主要做了處理接收和交互分發(fā)的工作，處理接收轉(zhuǎn)化用戶的交互操作以及語(yǔ)義對(duì)象能夠相應(yīng)的交互事件，將其發(fā)送給行為構(gòu)件來(lái)執(zhí)行。為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的交互操作，分析和推理交互事件通過(guò)調(diào)用規(guī)則構(gòu)件來(lái)進(jìn)行。
5）行為構(gòu)件：行為構(gòu)件反應(yīng)了虛擬環(huán)境中相應(yīng)對(duì)象的各種行為，在人機(jī)交互的過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)調(diào)用圖形構(gòu)件的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行對(duì)象的行為。這些行為描述了語(yǔ)義對(duì)象對(duì)對(duì)象狀態(tài)變化和語(yǔ)義對(duì)象對(duì)用戶交互動(dòng)作的響應(yīng)。行為構(gòu)件接收交互構(gòu)件所發(fā)來(lái)的查詢命令，將反饋狀態(tài)的信息發(fā)送給交互構(gòu)件，交互構(gòu)件因此來(lái)分析判斷最終決定執(zhí)行何種交互行為。
語(yǔ)義對(duì)象體系結(jié)構(gòu)[9]中的各個(gè)構(gòu)件之間通過(guò)查詢規(guī)則狀態(tài)、反饋對(duì)象的行為規(guī)則及狀態(tài)或者功能調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)它們之間的通信，實(shí)現(xiàn)從輸入“事件”到輸出“反饋”的流程。在虛擬環(huán)境中，通過(guò)加入交互語(yǔ)義IS=來(lái)識(shí)別虛擬對(duì)象需要執(zhí)行的交互任務(wù)。交互對(duì)象為Object，用謂詞邏輯演算表達(dá)式來(lái)描述的觸發(fā)交互行為的規(guī)則為rule，參與者和相應(yīng)的交互對(duì)象所產(chǎn)生的動(dòng)作為action，交互結(jié)果即所執(zhí)行的交互任務(wù)為task，交互產(chǎn)后后的多感知通道級(jí)視聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)等的反饋為feedback。
綜上所述，我們通過(guò)一張圖來(lái)說(shuō)明語(yǔ)義對(duì)象解析和響應(yīng)交互事件的過(guò)程：首先，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的分析整合，用戶的實(shí)際操作封裝成交互事件傳遞給正在交互的虛擬對(duì)象；其次，語(yǔ)義動(dòng)作的生成，通過(guò)查詢?cè)撎摂M對(duì)象的語(yǔ)義規(guī)則然后將交互事件附上特定的語(yǔ)義屬性；最后，系統(tǒng)判斷做動(dòng)作反饋還是進(jìn)行導(dǎo)航，還是選擇、操作或者控制任務(wù)，如果是反饋，則包括紋理、材質(zhì)或顏色等可視化表達(dá)信息和旋轉(zhuǎn)平移等幾何變換。
如何讓用戶根據(jù)實(shí)際感知來(lái)和虛擬環(huán)境進(jìn)行交互？通過(guò)人機(jī)接口系統(tǒng)將虛擬環(huán)境中的壓力、音響、圖像等信息傳送到這個(gè)封閉回路系統(tǒng)中的重要角色用戶的感官，并及時(shí)的將用戶的行為反應(yīng)通過(guò)傳感器進(jìn)行測(cè)試來(lái)調(diào)整生成的序列。
所以，隨著技術(shù)的日益完善，人已不再是被動(dòng)的接受者于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)相對(duì)立，而是一個(gè)不可或缺的關(guān)鍵角色，這種觀念引導(dǎo)著更加和諧的人與虛擬環(huán)境的關(guān)系，也讓人機(jī)交互更加的人性化、真實(shí)化。
3 結(jié)束語(yǔ)
虛擬現(xiàn)實(shí)主要通過(guò)使用計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備生成虛擬環(huán)境，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其中的實(shí)體進(jìn)行控制和交互操作。操作者能夠很好地融入到虛擬環(huán)境中，達(dá)到一種身臨其境的感覺(jué)。
它是集傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真、人工智能、人機(jī)接口等多種高科技為一體的人機(jī)交互技術(shù)。作為一種高級(jí)的人機(jī)交互技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)的研究主要圍繞著提高系統(tǒng)的構(gòu)想性、沉浸感、交互性來(lái)進(jìn)行。隨著對(duì)人類感知系統(tǒng)的不斷深入研究，三維圖形技術(shù)和多傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)作為一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，廣泛的應(yīng)用于很多領(lǐng)域，例如娛樂(lè)、訓(xùn)練、產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)、教育、醫(yī)療、遙控操作等。
虛擬現(xiàn)實(shí)研究的熱點(diǎn)也是重要的研究領(lǐng)域?yàn)樘摂M環(huán)境，它是通過(guò)計(jì)算機(jī)生成聽(tīng)、視、觸覺(jué)等感覺(jué)作用于用戶，使用戶產(chǎn)生“身臨其境”感覺(jué)的交互式視景仿真系統(tǒng)。該文所構(gòu)建的仿真虛擬環(huán)境的沉浸感還不足，可以通過(guò)結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的傳感器技術(shù)、人工智能等技術(shù)來(lái)加強(qiáng)，考慮逐步增加其它交互通道。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王曉偉.虛擬環(huán)境及其應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用， 1994，16（4）：60-63.
[2] 王紅兵.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)——回顧與展望[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2001，37（1）.
[3] 薛曉明，敬萬(wàn)鈞，劉錦德.虛擬環(huán)境交互技術(shù)研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2001（S2）：549-552.
[4] 雷超，戴國(guó)忠.三維交互體系結(jié)構(gòu)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2001，38（5）：557-562.
[5] 李自力.虛擬現(xiàn)實(shí)中基于圖形與圖象的混合建模技術(shù)[J].中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào)，2001（1）..
[6] 劉賢梅.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2002（2）.
[7] 王煒，包衛(wèi)東.虛擬仿真系統(tǒng)導(dǎo)論[M].長(zhǎng)沙：國(guó)防大學(xué)出版社，2007.
實(shí)施教學(xué)管理是高校為了提高學(xué)校整體水平而采取的一系列活動(dòng)。高質(zhì)量的教學(xué)管理有利于高校的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)其教學(xué)水平、科研水平都有重要影響，因此大力提高教學(xué)管理質(zhì)量已成為每所高校必不可缺的建設(shè)任務(wù)。
2 高校教學(xué)管理教師的現(xiàn)狀分析
作為高校建設(shè)工作的重點(diǎn)，教學(xué)管理工作備受各高校的充分重視并予以大力投入進(jìn)行建設(shè)，且已初見(jiàn)成效。目前形成了集中化、規(guī)范化的模式，并將進(jìn)一步向全面信息化邁進(jìn)[1]。高校屬于事業(yè)單位，進(jìn)行人事調(diào)配時(shí)受到諸多因素的制約，自由度降低，不能很好地貫徹“以人為本”原則致使教學(xué)管理隊(duì)伍素質(zhì)參差不齊，間接拉低了總體水平。
同時(shí)，部分高校忽視促進(jìn)管理人員個(gè)人水平的繼續(xù)提高，沒(méi)能為他們提供有效的再培訓(xùn)機(jī)制;而管理人員自身限于工作之余時(shí)間不足、難以承擔(dān)培訓(xùn)費(fèi)用等因素，更無(wú)可能自我進(jìn)修，從而導(dǎo)致教務(wù)管理人員素質(zhì)難以得到提高。隨著社會(huì)的發(fā)展和高校總體實(shí)力的不斷提升，對(duì)高校教學(xué)管理提出了更高的要求，教學(xué)管理人員面臨越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，不經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的培訓(xùn)來(lái)提高能力是無(wú)法跟上時(shí)展的。教學(xué)管理隊(duì)伍作為教學(xué)管理的中堅(jiān)力量，其整體素質(zhì)決定了教學(xué)管理的質(zhì)量。因此，如何著力提高教學(xué)管理人員的素質(zhì)，成了高校管理工作中的重點(diǎn)問(wèn)題[2]。
2.1 高校教學(xué)管理教師教學(xué)管理層總體素質(zhì)不高
就目前教學(xué)管理層中教師師資學(xué)歷、年齡出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象，碩士學(xué)歷以上的人數(shù)較少，缺乏管理經(jīng)驗(yàn);年長(zhǎng)的教學(xué)管理雖固有豐富的經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)于發(fā)展中的高校而言學(xué)歷提升也是勢(shì)在必行的。年輕的教學(xué)管理者需要更具工作經(jīng)驗(yàn)的、教學(xué)管理經(jīng)驗(yàn)、社會(huì)閱歷豐富的前輩扶持去完成整個(gè)教學(xué)管理工作。
2.2 高校教學(xué)管理教師專業(yè)化的主要內(nèi)涵
具有優(yōu)良的綜合素質(zhì)、文化素質(zhì)：掌握一定的人文社會(huì)科學(xué)與相關(guān)自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí);具有比較開(kāi)闊的文化視野和文化選擇與批制的能力;具有一定的審美眼光和文體知識(shí)。具有與所從事的教務(wù)管理相關(guān)的學(xué)科專業(yè)基本知識(shí);規(guī)范管理，使教學(xué)管理流程科學(xué)、高效。加強(qiáng)教務(wù)管理的實(shí)踐與研究;以參與本科教學(xué)工作水平評(píng)估為契機(jī)，迅速提高教務(wù)管理專業(yè)水平。具有與所從事的教務(wù)管理相關(guān)的學(xué)科專業(yè)基本知識(shí)。
3 高校教學(xué)管理教師成長(zhǎng)因素分析
教學(xué)管理教師在教學(xué)管理過(guò)程中隨時(shí)與知識(shí)水平、業(yè)務(wù)水平、專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)提升有著密不可分的關(guān)聯(lián)度。在從事管理的職業(yè)生涯中，不僅是完成高校教學(xué)管理的工作中常規(guī)工作例如：制定人才培養(yǎng)計(jì)劃、開(kāi)課計(jì)劃、安排教師的授課、選課工作問(wèn)題的反饋、課堂教學(xué)信息及時(shí)反饋和處理并分析教學(xué)存在問(wèn)題給將來(lái)帶來(lái)的諸多問(wèn)題和解決的方案、項(xiàng)目申報(bào)工作、核算教學(xué)超工作量、考試等畢業(yè)論文及材料歸理等。對(duì)教學(xué)管理教師而言需要熟悉教學(xué)改革、教學(xué)建設(shè)、教學(xué)管理三大領(lǐng)域的相關(guān)業(yè)務(wù)工作，使綜合性與專業(yè)性相統(tǒng)一、事務(wù)性與思想性相統(tǒng)一、經(jīng)常性與突擊性相統(tǒng)一。只有規(guī)范管理，才能使教學(xué)管理流程科學(xué)高效進(jìn)行。
3.1 教學(xué)管理教師職業(yè)素養(yǎng)的提升
高校教學(xué)管理教師在正常的教學(xué)管理中，不應(yīng)局限于工作中曾經(jīng)獲得過(guò)的經(jīng)驗(yàn)和豐富的社會(huì)閱歷。而是要不斷的加強(qiáng)自身的學(xué)習(xí)，除如學(xué)歷提升也是知識(shí)結(jié)構(gòu)提升的有效方式外，還有就是積極爭(zhēng)取外出學(xué)習(xí)和同行其他高校教學(xué)管理者進(jìn)行教學(xué)管理經(jīng)驗(yàn)交流和學(xué)習(xí)、教學(xué)管理領(lǐng)域的培訓(xùn)學(xué)習(xí)。這些都有助于教學(xué)管理者職業(yè)素養(yǎng)的提升和自我能力的再現(xiàn)和完善。
拓展知識(shí)面、能力培養(yǎng)、管理水平的科學(xué)性和工作效率是在長(zhǎng)期的教學(xué)管理工作中，嘗試分析問(wèn)題和解決的方法的中隨時(shí)間的沉淀增加的。
3.2 教學(xué)管理教師成長(zhǎng)途徑
使教學(xué)管理者具備以上的條件，凸顯出教學(xué)管理教師在工作中將越來(lái)越成熟，在時(shí)間的進(jìn)程中教學(xué)管理者更具水平，整個(gè)學(xué)院教學(xué)管理工作的推進(jìn)將無(wú)疑更上一個(gè)層次。高校教學(xué)管理者更應(yīng)具備相應(yīng)的管理水平和教師素質(zhì)，通過(guò)這些素質(zhì)的提高形成教學(xué)管理教師成長(zhǎng)的重要途徑。
教學(xué)管理不僅是完成常規(guī)工作，還要將問(wèn)題轉(zhuǎn)為分析，學(xué)會(huì)關(guān)注教學(xué)管理中的各種問(wèn)題，需要教學(xué)管理者不斷學(xué)會(huì)觀察、跟蹤問(wèn)題、收集問(wèn)題中的各種數(shù)據(jù)、進(jìn)行實(shí)地研究、定量研究，進(jìn)行數(shù)據(jù)抽樣和分析，從而解決問(wèn)題。
3.3 教學(xué)管理教師應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐與研究
將教學(xué)管理過(guò)程中存在的問(wèn)題通過(guò)以論文或是課題立項(xiàng)的不同方式，來(lái)形成自己實(shí)證研究，在項(xiàng)目研究的過(guò)程中獲得更多的問(wèn)題的求解途徑和方法。同時(shí)，解決教學(xué)管理中不能解釋的問(wèn)題有利于提升自己教學(xué)管理水平和科研水平。其次通過(guò)對(duì)課題的研究以解決教學(xué)管理中的實(shí)際問(wèn)題和獲得工作效率上升趨勢(shì)和科學(xué)的管理水平。如《基于填補(bǔ)時(shí)段法的人機(jī)交互式排課進(jìn)程》、關(guān)于實(shí)踐教學(xué)資源利用的探討等，的確解決了高校二級(jí)學(xué)院在大規(guī)模排課過(guò)程中遇到而又無(wú)法解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。該項(xiàng)目的研究將排課填補(bǔ)時(shí)段法應(yīng)用于人機(jī)交互式排課中，以排課流程圖的方式避開(kāi)了排課中的諸多因素干擾，讓人機(jī)交互式排課工作更為簡(jiǎn)捷、合理。該方法經(jīng)過(guò)多次在排課實(shí)踐過(guò)程中的檢驗(yàn)，基本實(shí)現(xiàn)了減輕排課者排課難度和重復(fù)性工作的目的，同時(shí)提高了教師對(duì)排課的滿意度。人機(jī)交互式排課中填補(bǔ)時(shí)段法的應(yīng)用，對(duì)于教務(wù)工作規(guī)范化和教學(xué)工作常規(guī)化，都有著積極的影響，值得在本校其他二級(jí)學(xué)院和同類本科院校中推廣和借鑒[3]。
4 結(jié)語(yǔ)
美國(guó)著名教育心理學(xué)家波斯納曾指出一個(gè)人成長(zhǎng)的公式“：經(jīng)驗(yàn) + 反思 = 成長(zhǎng)”。教學(xué)管理中也可以應(yīng)用此成長(zhǎng)公式在教學(xué)管理過(guò)程中不斷地學(xué)習(xí)、積累、反思、提升，才能使自己有創(chuàng)新的思維。從事教學(xué)管理工作的教師應(yīng)具有專業(yè)的職業(yè)素養(yǎng)、不斷的提高自身的業(yè)務(wù)能力。學(xué)習(xí)、能力、思維能力、創(chuàng)新能力的再現(xiàn)是作為教學(xué)管理者永恒的主題。教學(xué)管理者應(yīng)對(duì)教學(xué)管理中存在的問(wèn)題善于去求解，通過(guò)知識(shí)的積累和科研的嘗試去獲得更大的提高和發(fā)展的空間。
參考文獻(xiàn)：
[1]解瓊.淺析我國(guó)教學(xué)管理的現(xiàn)狀[J].中國(guó)校外教育：下旬刊，2009(5)：14.
論文摘要：文章在介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，探討虛擬技術(shù)的在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)的使用讓設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)更上一個(gè)全新的臺(tái)階，在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一次性成功。
目前國(guó)際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計(jì)，就是將要開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時(shí)、地、事和物中進(jìn)行觀察、預(yù)測(cè)、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設(shè)計(jì)表達(dá)展示給人們。于是，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的開(kāi)始便多了一份生命和靈氣。然而，設(shè)計(jì)表達(dá)在信息時(shí)代已是多元化的展示形式，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，使設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)如虎添翼。讓人多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，大大減少了投放市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)性，也為 企業(yè) 決策人尋找商機(jī)、判斷概念產(chǎn)品能否進(jìn)一步開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。
一、虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
（一）虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，vr）及虛擬設(shè)計(jì)（virtual design，vd）
虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，vr）是利用 計(jì)算 機(jī)省城一種模擬環(huán)境，通過(guò)多種傳感設(shè)備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn) 自然 交互的技術(shù)。這里所謂模擬環(huán)境就是計(jì)算機(jī)生成的具有色彩的立體圖形，它可以是某特定現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)體現(xiàn)，也可以是純粹構(gòu)想的世界。傳感設(shè)備包括立體頭盔、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服等穿戴于用戶身上的裝置和設(shè)置現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的傳感裝置。自然交互是指用日常使用的方式對(duì)環(huán)境內(nèi)的武體進(jìn)行操作并得到實(shí)時(shí)立體反饋。虛擬現(xiàn)實(shí)是一種全新的人機(jī)交互系統(tǒng)，它能對(duì)介入者產(chǎn)生各種感官刺激，如聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)，給人身臨其境的感覺(jué)，人能以自然的方式與計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境進(jìn)行交互操作。
虛擬設(shè)計(jì)是以“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，以機(jī)械產(chǎn)品為對(duì)象的設(shè)計(jì)手段”，借助這樣的設(shè)計(jì)手段，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)多種傳感器與多維的信息環(huán)境進(jìn)行自然地交互，實(shí)現(xiàn)從定性和定量綜合集成環(huán)境得到感性和理性的認(rèn)識(shí)，從而幫助深化概念和萌發(fā)新意。
（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是人的想象力和 電子 學(xué)等相結(jié)合而產(chǎn)生的一項(xiàng)綜合技術(shù)，它利用多媒體計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)構(gòu)成一種特殊環(huán)境，用戶可以通過(guò)各種傳感系統(tǒng)與這種環(huán)境進(jìn)行自然的交互，從而體驗(yàn)比現(xiàn)實(shí)世界更加豐富的感受。
二、概念設(shè)計(jì)的定義及內(nèi)涵
pahl和beitz在《engineering design》一書(shū)中提出“概念設(shè)計(jì)”這一名詞以來(lái)，人們對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了十幾年的研究。他們將其定義為：在確定任務(wù)之后，通過(guò)抽象化，擬定功能結(jié)構(gòu)，尋求適當(dāng)?shù)淖饔迷順O其組合等，確定出基本求解途徑，得到求解方案，這部分設(shè)計(jì)工作叫做概念設(shè)計(jì)。
國(guó)內(nèi)的學(xué)者也對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量的研究，其中鄧家褆在《產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)》一書(shū)中將“產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)”定義為“由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的，可組織的，有目標(biāo)的設(shè)計(jì)活動(dòng)，它表現(xiàn)為一個(gè)由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體、不斷進(jìn)化的過(guò)程。”
在幾十年的時(shí)間里，人們對(duì)概念設(shè)計(jì)的研究日益增加、不斷深入，使概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵更加廣泛和深刻。主要體現(xiàn)在:根據(jù)產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段的要求進(jìn)行市場(chǎng)需求分析、功能分析、功能的工作原理、動(dòng)作行為的構(gòu)思、行為載體的選擇和方案的組成的等。可見(jiàn)，確定方案是概念設(shè)計(jì)的最終結(jié)果，產(chǎn)品生命周期全過(guò)程的滿足才是概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)方法上更加全面融合各種方法，尋求綜合最優(yōu)方案，同時(shí)使設(shè)計(jì)更具創(chuàng)造性。
概念設(shè)計(jì)是對(duì)產(chǎn)品或部件的構(gòu)思，目的是捕捉產(chǎn)品的基本形狀。這個(gè)階段，產(chǎn)品的形狀和精確尺寸尚未確定，設(shè)計(jì)人員有一定變更自由，所以盡可能考察設(shè)計(jì)方案，以便選出生產(chǎn)成本最低、創(chuàng)意良好的方案。利用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，往往多是二維交互工具，缺乏三維或者多維的功能，但是產(chǎn)品卻是三維的部件，這樣必然導(dǎo)致人機(jī)交互效率低。現(xiàn)行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求定義零件的尺寸，而在產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)階段這樣的尺寸可能無(wú)法精確得到或者根本沒(méi)必要精確定義，這樣必然影響設(shè)計(jì)效率和周期。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)需要兩類人員配合，即產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員和電腦繪圖員，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員有關(guān)產(chǎn)品的概念信息通過(guò)草圖或者口述的方法傳達(dá)給電腦人員，這樣導(dǎo)致信息的丟失或者繪圖者的曲解，而如果設(shè)計(jì)者本人直接參與電腦輔助設(shè)計(jì)建模的話，由于現(xiàn)行的電腦輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的操作復(fù)雜和交互能力若，大大分散了設(shè)計(jì)者的精力，限制了思路。為了克服這樣的限制，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性，人們開(kāi)始把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和概念設(shè)計(jì)有效結(jié)合，利用豐富直觀的交互手段，在虛擬環(huán)境中進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，從而節(jié)省產(chǎn)品精確描繪和尺寸定義的時(shí)間，這就是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)，即虛擬概念設(shè)計(jì)。
三、虛擬概念設(shè)計(jì)的研究方向和應(yīng)用前景
（一）概念設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題
1. 虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的概念可視化。概念可視化是指設(shè)計(jì)師透過(guò)畫(huà)面或者模型，將市場(chǎng)的需求轉(zhuǎn)換成可視化的具體形態(tài)。概念設(shè)計(jì)是否能符合目標(biāo)用戶的要求，“眼見(jiàn)為實(shí)”的圖面或者模型是最具有說(shuō)服力的。
2. 虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的人機(jī)交互界面。想實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，必須解決一系列技術(shù)問(wèn)題，形成和諧的人機(jī)環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)就是一種基于可 計(jì)算 信息的沉浸式交互環(huán)境，具體地說(shuō)，就是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的 現(xiàn)代 高科技省城逼真的視聽(tīng)觸覺(jué)一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以 自然 的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用、互相影響，從而產(chǎn)生“沉浸”于等同真環(huán)境的感受和體驗(yàn)。
（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)中的前景
在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，進(jìn)行產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本內(nèi)容。在電腦虛擬現(xiàn)實(shí)提供的良好的可視化條件下，對(duì)電腦輔助設(shè)計(jì)建立的三維模型在幾何、功能、加工與裝配等方面進(jìn)行交互性的修改，利用虛擬現(xiàn)實(shí)給用戶提供諸如視聽(tīng)觸覺(jué)等各種感知交互手段，最大限度地方便用戶的操作，從而減輕用戶的負(fù)擔(dān)、提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。相關(guān)人員可以對(duì)原型的各方面包括視覺(jué)效果、部件間比率進(jìn)行評(píng)價(jià)。針對(duì)不同用戶的愛(ài)好要求，在不同的虛擬環(huán)境中，親自體驗(yàn)修改模型；選擇產(chǎn)品的可選部件，觀察設(shè)計(jì)和修改過(guò)程。
概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過(guò)程的初步階段，它的目的是獲得做夠多的有關(guān)產(chǎn)品式樣和形狀的信息，同時(shí)它又是設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要階段，因?yàn)楫a(chǎn)品成本的60%～70%是由這個(gè)階段決定的。面對(duì)日益加劇的產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，可以預(yù)見(jiàn)，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)必有長(zhǎng)足 發(fā)展 ，最終將與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成。激烈的全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，各國(guó)投入大量的資金對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在 工業(yè) 設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。將研究的成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場(chǎng)的關(guān)鍵。
參考 文獻(xiàn)
[1]周洪玉，王慧君，周巖．虛擬現(xiàn)實(shí)及應(yīng)用的研究[j]．哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，(5)．
[2]薄瑞峰，李戈．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[j]．華北工學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，(10)．
過(guò)去的1年里，顧嘉唯每個(gè)月都要與中國(guó)科技大學(xué)和美國(guó)斯坦福大學(xué)的10個(gè)同學(xué)通過(guò)Skype溝通課題方向。作為斯坦福大學(xué)一個(gè)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程在微軟的企業(yè)導(dǎo)師，他要在1年里帶領(lǐng)這個(gè)聯(lián)合創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
顧嘉唯是微軟亞洲研究院首席設(shè)計(jì)師、人機(jī)交互組研究員，目前在微軟亞洲研究院主管用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)研究，為微軟研發(fā)5到10年后可能使用的技術(shù)。在研究院工作的3年中，他主要的研究方向是跟可觸摸到的、有形化的東西做交互，以及近兩年流行的可穿戴設(shè)備，讓人們能夠用更自然、更多元的方式和機(jī)器“交談”。除了手頭項(xiàng)目之外，顧嘉唯還需要第一時(shí)間接觸全球領(lǐng)先的研究成果，以及與國(guó)內(nèi)外不同高校和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作。
對(duì)于微軟研究院來(lái)說(shuō)，來(lái)自全球高校的實(shí)習(xí)生是最寶貴的資源之一。所以通常每3至6個(gè)月就會(huì)有一名新學(xué)生進(jìn)入顧嘉唯的人機(jī)交互組來(lái)進(jìn)行課題研究，因此，顧嘉唯的工作中還有很大一部分時(shí)間是作為企業(yè)中的導(dǎo)師去指導(dǎo)這些實(shí)習(xí)生。
“我的工作環(huán)境很特殊，就像一個(gè)高科技企業(yè)里面的象牙塔。”微軟研究院中95%以上的工作人員是博士，他們的很多工作和高校老師是一樣的，搞科研、發(fā)論文、申請(qǐng)專利。顧嘉唯說(shuō)他與自己的團(tuán)隊(duì)成員之間更多的是師生關(guān)系，而不是老板和下屬的關(guān)系。他甚至?xí)录尤氲膶?shí)習(xí)生排練小組會(huì)上20分鐘的英文介紹，糾正其每一個(gè)語(yǔ)法和發(fā)音錯(cuò)誤。
在清華讀研究生期間，顧嘉唯也曾在聯(lián)想設(shè)計(jì)中心、諾基亞研究院做過(guò)實(shí)習(xí)生，他深知一個(gè)企業(yè)導(dǎo)師對(duì)于實(shí)習(xí)生的重要性，因?yàn)樵诙虅t3個(gè)月、長(zhǎng)則1年的實(shí)習(xí)時(shí)間里，導(dǎo)師要幫實(shí)習(xí)生找到他們感興趣的研究方向，并利用自己的資源幫他們把學(xué)術(shù)成果轉(zhuǎn)化成可對(duì)外發(fā)表的作品。
“研究院的工作就像是拍攝科幻電影，科幻電影鼓勵(lì)人們做夢(mèng)，而研究院不但鼓勵(lì)我們做奇怪的夢(mèng)，還要把夢(mèng)變成現(xiàn)實(shí)。”比如，他和一位實(shí)習(xí)生發(fā)現(xiàn)用普通的電容筆在平板電腦上寫字只有一種觸覺(jué)反饋，于是他想到將大量直徑為0.03毫米的形變材料塑膠球作為筆觸使用在筆頭上，外面再用一個(gè)導(dǎo)電橡膠包裹，當(dāng)微電腦控制的氣泵抽氣時(shí)，筆頭上的筆觸就會(huì)變形，再配合上不同的視覺(jué)效果，用戶在使用電容筆的時(shí)候就能產(chǎn)生如毛筆、油畫(huà)筆等不同筆鋒的觸感反饋。
互聯(lián)網(wǎng)公司的產(chǎn)品部門大多都有用戶量、點(diǎn)擊率這樣的工作指標(biāo)。但顧嘉唯的研究院工作則少了很多業(yè)績(jī)壓力，工作時(shí)間也比較自由。而且他的工作是很難量化的，評(píng)價(jià)體系更多是建立在他發(fā)表的國(guó)際學(xué)術(shù)論文、美國(guó)專利局的專利申請(qǐng)數(shù)量，以及產(chǎn)品技術(shù)轉(zhuǎn)化的影響力等方面。
顧嘉唯曾擔(dān)心過(guò)這種輕松的環(huán)境和研究院扁平的組織結(jié)構(gòu)，讓他以后很難承受其他崗位的高壓和復(fù)雜的人際關(guān)系。不過(guò)現(xiàn)在相對(duì)輕松的工作環(huán)境激發(fā)他產(chǎn)生了更多的創(chuàng)意，而年輕、有活力的實(shí)習(xí)生的不斷加入，也促使他不斷完善自己以扮演好導(dǎo)師的角色。“他們的熱情和勤奮給我們帶來(lái)創(chuàng)業(yè)公司的氛圍，我們就像是一個(gè)孵化器，每個(gè)實(shí)習(xí)生都在孵化自己的產(chǎn)品。”顧嘉唯說(shuō)。
中圖分類號(hào)：TP391.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9416（2012）04-0000-00
1、論文研究背景及意義
近多年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)就是數(shù)字化，數(shù)字城市也逐漸引起了人們的注意。那么怎樣應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)構(gòu)建數(shù)字城市，近而實(shí)現(xiàn)城市的數(shù)字化已經(jīng)引起城市規(guī)劃及管理人員和城市居民的共同關(guān)注。城市仿真技術(shù)在構(gòu)造數(shù)字城市過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用，因此成為當(dāng)前一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。仿真(Simulation)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對(duì)象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真體驗(yàn)中獲得直接參與和探索仿真技術(shù)對(duì)象在所處環(huán)境中的作用和變化。城市仿真(Urban Simulation)技術(shù)就是仿真技術(shù)在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中的應(yīng)用，表現(xiàn)為人機(jī)交互、真實(shí)建筑空間感與大面積三維地形仿真，即交互式實(shí)時(shí)三維(Interactive Realtime 3D)。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)造出來(lái)的城市視景仿真系統(tǒng)是數(shù)字地球的重要組成部分和支撐手段，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在城市的規(guī)劃、建設(shè)以及管理當(dāng)中，對(duì)于城市發(fā)展規(guī)劃的各個(gè)方面都具有相當(dāng)重要的意義。
2、國(guó)內(nèi)、外的視景仿真工具
MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三維建模軟件是世界上流行的實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)庫(kù)生成系統(tǒng)的軟件環(huán)境，在仿真系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司應(yīng)用于實(shí)時(shí)視景仿真、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的世界領(lǐng)先的軟件環(huán)境。Urbansim是基于城市交通需求模擬分析和城市土地綜合分析的新型城市發(fā)展仿真軟件。MagicCity屬于WinTel架構(gòu)基礎(chǔ)上的虛擬現(xiàn)實(shí)和視景仿真系統(tǒng)。我國(guó)在視景仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的同時(shí)，也在進(jìn)行仿真系統(tǒng)軟件平臺(tái)的開(kāi)發(fā)。TrueSim v2.0 三維實(shí)時(shí)仿真軟件平臺(tái)是深圳市創(chuàng)想科技發(fā)展有限公司在綜合了國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)最新三維仿真技術(shù)的研究成果以及多年來(lái)從事三維仿真研究所積累的多種經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上推出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的仿真平臺(tái)。神州視景信息技術(shù)有限公司自主研發(fā)了“基于普通PC和Internet的大規(guī)模場(chǎng)景實(shí)時(shí)漫游引擎系統(tǒng)――SCVR”。 Virtools是一個(gè)實(shí)時(shí)三維虛擬現(xiàn)實(shí)編輯軟件，可將多種常用文件格式（三維模型、二維圖表、聲音等）整合到一起，并具備交互功能，能夠開(kāi)發(fā)出電腦游戲、建筑仿真、交互娛樂(lè)等多種3D產(chǎn)品。
3、本文的研究目的及重要內(nèi)容
本文通過(guò)研究虛擬現(xiàn)實(shí)視景仿真技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)以我們學(xué)院校園為虛擬環(huán)境的視景漫游系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)視景漫游中的自動(dòng)漫游和交互漫游等效果。本系統(tǒng)應(yīng)用建筑草圖大師Sketchup和MultiGen Creator軟件工具來(lái)構(gòu)建虛擬場(chǎng)景中地形及建筑物的三維模型，并建立道路、樹(shù)木、路燈等虛擬景物，借助Vega Prime軟件平臺(tái)和工具集對(duì)校園虛擬場(chǎng)景進(jìn)行仿真，在VC++開(kāi)發(fā)平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)三維景觀及模型的交互式（以鼠標(biāo)、鍵盤等交互方式）控制，實(shí)現(xiàn)了虛擬校園景觀的視景仿真漫游系統(tǒng)。
本文主要研究?jī)?nèi)容和所做工作總結(jié)如下：
(1)了解視景漫游技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展，對(duì)國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研。
(2)對(duì)黑龍江農(nóng)墾科技職業(yè)學(xué)院的視景環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和整理，包括地形數(shù)據(jù)的獲取、建筑物數(shù)據(jù)的獲取、紋理數(shù)據(jù)的獲取等等。
(3)研究用虛擬現(xiàn)實(shí)建模軟件Sketchup、Creator以及三維建模技術(shù)、模型真實(shí)感技術(shù)以及模型優(yōu)化技術(shù)等對(duì)地形、道路、教學(xué)樓和圖書(shū)館等建筑以及校園之中的花草樹(shù)木等進(jìn)行建模，構(gòu)建出虛擬場(chǎng)景模型庫(kù)，然后用視景漫游軟件Vega Prime和VC++對(duì)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行漫游和交互控制。
(4)研究模型數(shù)據(jù)庫(kù)建模和優(yōu)化技術(shù)問(wèn)題，模型數(shù)據(jù)庫(kù)的建構(gòu)、調(diào)整和優(yōu)化對(duì)提高實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)中運(yùn)行的速度和流暢性起著至關(guān)重要的作用，成為目前重要的研究課題。
(5)碰撞檢測(cè)技術(shù)。開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)有一個(gè)主要目標(biāo)就是能夠讓用戶以盡可能接近自然的方式與構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景中的物體直接進(jìn)行交互。要實(shí)現(xiàn)自然的、精確的人機(jī)交互功能首先要解決的是碰撞檢測(cè)的問(wèn)題。碰撞檢測(cè)是虛擬場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)物體與靜態(tài)物體之間或動(dòng)態(tài)物體與動(dòng)態(tài)物體之間進(jìn)行交互的基礎(chǔ)。在碰撞檢測(cè)中有兩個(gè)問(wèn)題需要解決，一是檢測(cè)到碰撞的發(fā)生和碰撞的位置，二是計(jì)算碰撞后的反應(yīng)。而碰撞檢測(cè)是計(jì)算碰撞反應(yīng)的先決條件，因此，碰撞檢測(cè)是虛擬環(huán)境中一個(gè)必不可少的部分。
(6)為保證虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性、生動(dòng)性及其對(duì)用戶的感染力，對(duì)基于粒子系統(tǒng)的虛擬場(chǎng)景環(huán)境特效技術(shù)進(jìn)行研究。
校園視景仿真就是在計(jì)算機(jī)環(huán)境中對(duì)真實(shí)校園的景觀進(jìn)行虛擬再現(xiàn)，采用虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)，生成一個(gè)實(shí)時(shí)的、能給用戶各種真實(shí)感受的三維虛擬環(huán)境。利用計(jì)算機(jī)軟硬件及其相關(guān)輸入輸出設(shè)備，使用戶可以在虛擬的校園場(chǎng)景中進(jìn)行瀏覽和交互漫游，感受校園中的風(fēng)景。利用這種方法可以讓更多的人來(lái)了解我們的學(xué)校，對(duì)本校園的環(huán)境及交通現(xiàn)狀等方面有更深刻的認(rèn)識(shí)。
參考文獻(xiàn)
工程教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)是工業(yè)工程人才培養(yǎng)極其重要的必修環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為加強(qiáng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目訓(xùn)練提供基本條件，通過(guò)大量的實(shí)踐訓(xùn)練，使工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生能夠加深對(duì)基礎(chǔ)理論和工程基礎(chǔ)知識(shí)的理解提高綜合運(yùn)用多種工業(yè)工程手段（工程的或管理的）解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以適應(yīng)培養(yǎng)高層次應(yīng)用型、復(fù)合型人才的要求。
1.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃
為了建設(shè)高水平的工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，我們進(jìn)行了精心的規(guī)劃和反復(fù)論證。我們對(duì)國(guó)內(nèi)外多所名校的工業(yè)工程系實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了調(diào)查和網(wǎng)上查詢，此外還重點(diǎn)請(qǐng)教了多位國(guó)際知名的工業(yè)工程專家。目前，各學(xué)校工業(yè)工程系由于各自的研究側(cè)重點(diǎn)不同，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)側(cè)重情況都有所不同。考慮到我系學(xué)生的培養(yǎng)需求以及今后的學(xué)科發(fā)展方向，以及我們現(xiàn)有的情況，發(fā)揮工科背景的后發(fā)優(yōu)勢(shì)，取其它學(xué)校之長(zhǎng)，制定了比較符合時(shí)展要求和我校特點(diǎn)的建設(shè)方案。
我們決定重點(diǎn)建設(shè)3個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室：先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室，人因工程實(shí)驗(yàn)室，物流工程實(shí)驗(yàn)室。此外，我們不可能將工業(yè)工程面臨的各種系統(tǒng)都在實(shí)驗(yàn)室建立物理模型，因此利用信息技術(shù)和現(xiàn)代展示技術(shù)彌補(bǔ)這一不足是一個(gè)重要解決方法。因此，我們建設(shè)一個(gè)全面支持系統(tǒng)仿真與展示的綜合體驗(yàn)演示中心。利用信息技術(shù)將仿真結(jié)果更加逼真地展示出來(lái)，便于學(xué)生理解復(fù)雜企業(yè)大系統(tǒng)的運(yùn)行情況，同時(shí)可支持各類系統(tǒng)的遠(yuǎn)程體驗(yàn)和演示，演示中心與三個(gè)分實(shí)驗(yàn)室用內(nèi)部高速網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。
這些專業(yè)實(shí)驗(yàn)室總面積約600m2，特點(diǎn)在于：一是著重于企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)活動(dòng)的整體；二是立足于教學(xué)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都考慮教學(xué)實(shí)驗(yàn)和案例的建設(shè)；三是可為全校學(xué)生進(jìn)行工業(yè)工程方面知識(shí)的教學(xué)和實(shí)踐培訓(xùn)；四是可為工業(yè)工程系學(xué)科的發(fā)展提供基本平臺(tái)，服務(wù)于長(zhǎng)遠(yuǎn)科研基本需求。
2.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)情況
2.1 先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室
“先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室”在國(guó)家211和清華大學(xué)985有關(guān)經(jīng)費(fèi)資助下已經(jīng)具備相當(dāng)規(guī)模。設(shè)有先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)分室和數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)分室，面積約30cm2。目的在于全面培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工廠、企業(yè)車間層的有關(guān)工程知識(shí)和實(shí)踐技能。為工業(yè)工程系學(xué)生開(kāi)設(shè)制造、生產(chǎn)系統(tǒng)方面的專業(yè)課以及為全校學(xué)生開(kāi)設(shè)制造系統(tǒng)方面選修課，并支持有關(guān)課題研究。
實(shí)驗(yàn)室目前擁有一套教學(xué)用微型CIMS系統(tǒng)（包括車中心、銑中心、立體倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)導(dǎo)引小車、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、機(jī)器人、物料傳輸線）7臺(tái)教學(xué)型數(shù)控機(jī)床以及40臺(tái)微機(jī)。擁有CAD/CAM軟件和數(shù)字化企業(yè)建模與仿真軟件，如Pro/E、I-DEAS、AutoCAD、FACTO-RY、Flexsim等。全部計(jì)算機(jī)、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，并與校園網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)資源共享，形成協(xié)同學(xué)習(xí)的環(huán)境。
利用實(shí)驗(yàn)室條件，學(xué)生可以進(jìn)行CAD/CAM技術(shù)、CNC技術(shù)、NC編程、物流系統(tǒng)控制、FMS技術(shù)、CIMS技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以進(jìn)行實(shí)際操作的訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，教與學(xué)一體化。
2.2 人因工程實(shí)驗(yàn)室
人因工程是工業(yè)工程主要的專業(yè)方向之一。建設(shè)人因工程實(shí)驗(yàn)室的目的在于綜合運(yùn)用人因工程方面的設(shè)備和技術(shù)，教學(xué)上支持人因工程、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。協(xié)同設(shè)計(jì)與制造等方面的工業(yè)工程和制造工程課程實(shí)驗(yàn)，提供學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基本環(huán)境和設(shè)備技術(shù)實(shí)施手段，同時(shí)支持在虛擬設(shè)計(jì)制造、產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)、勞動(dòng)作業(yè)安全、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真等方面的研究。
人因工程實(shí)驗(yàn)室面積約156m2，分為4部分：人因工程基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、人體測(cè)量與生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、可用性評(píng)測(cè)與人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)室和虛擬現(xiàn)實(shí)與人機(jī)界面技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。
1）人因工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是人體和環(huán)境基本測(cè)量與分析，工作地設(shè)計(jì)等。
主要滿足人因工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括人體基本測(cè)量（形體尺寸、生理參數(shù)、認(rèn)知特性等）、環(huán)境基本測(cè)量（溫度、濕度、光照、噪聲、輻射、空氣等）以及工作地基本測(cè)量（幾何、物理測(cè)量等）等。目的是讓學(xué)生掌握基本的人因?qū)W測(cè)量手段和測(cè)量概念，強(qiáng)化人因工程的概念，并且能在今后的實(shí)際工作中自覺(jué)地考慮“人-機(jī)-環(huán)境”的互動(dòng)關(guān)系，提高工程設(shè)計(jì)的人性化水平。結(jié)合這些實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)室建設(shè)內(nèi)容主要包括人體生理計(jì)測(cè)儀器、環(huán)境計(jì)測(cè)儀器等儀器的購(gòu)置以及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。
2）人體測(cè)量與生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是三維人體測(cè)量、建模、應(yīng)用與分析等。
主要針對(duì)現(xiàn)代三維無(wú)接觸人體測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用，滿足人因工程高等專題實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目要求。建設(shè)內(nèi)容主要包括三維無(wú)接觸人體測(cè)量設(shè)備的購(gòu)置、配套硬件建設(shè)和數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用軟件的研究與開(kāi)發(fā)等。目的是讓學(xué)生掌握先進(jìn)的人體測(cè)量手段，了解三維人體數(shù)據(jù)的應(yīng)用，結(jié)合專題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或項(xiàng)目充分領(lǐng)會(huì)人因工程在工程設(shè)計(jì)中的重要性。
3）可用性評(píng)測(cè)與人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是用戶研究、心理測(cè)試、計(jì)算機(jī)人機(jī)交互評(píng)測(cè)等。
主要針對(duì)以下3個(gè)方面的內(nèi)容，產(chǎn)品的可用性（易用性）、用戶需求分析及用戶研究以及計(jì)算機(jī)人機(jī)交互測(cè)評(píng)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。重點(diǎn)針對(duì)現(xiàn)代信息產(chǎn)品的可用性測(cè)評(píng)；如何運(yùn)用工程手段把握用戶的特征和需求（顯性需求和隱性需求）以保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成功率；針對(duì)軟件的界面設(shè)計(jì)以及移動(dòng)商務(wù)、移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)這3個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)，希望能培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用技術(shù)手段把握客戶需求，特別是針對(duì)當(dāng)前流行的電子商務(wù)、軟件和移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)的綜合能力。建設(shè)內(nèi)容包括：用戶測(cè)試室和研究觀察室的監(jiān)控設(shè)備集成、人機(jī)交互設(shè)備、移動(dòng)電子產(chǎn)品評(píng)測(cè)樣本以及相應(yīng)的記錄和分析軟硬件。
4）虛擬現(xiàn)實(shí)與人機(jī)界面技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是多通道復(fù)雜人機(jī)交互系統(tǒng)仿真與分析、虛擬體驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)、操作行為測(cè)評(píng)與分析、人體運(yùn)動(dòng)跟蹤與仿真等。
主要針對(duì)以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)的復(fù)雜“人-機(jī)-環(huán)境”交互系統(tǒng)進(jìn)行模擬、仿真、測(cè)評(píng)和研究，立足于構(gòu)建各種人機(jī)界面進(jìn)行近似真實(shí)場(chǎng)景的測(cè)評(píng)，并運(yùn)用多通道人機(jī)界面技術(shù)開(kāi)展部分虛擬體驗(yàn)教學(xué)研究，通過(guò)“視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)”的集成體驗(yàn)來(lái)加深理論知識(shí)的學(xué)習(xí)并“感知”復(fù)雜的系統(tǒng)或理論。本實(shí)驗(yàn)將作為高等人因工程專題實(shí)驗(yàn)和一系列研究類專題實(shí)驗(yàn)的重要部分，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用新技術(shù)解決復(fù)雜問(wèn)題的思路和基本能力，特別是自己動(dòng)手進(jìn)行研究類實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、總結(jié)、提高的能力。同時(shí)本實(shí)驗(yàn)室還作為工業(yè)工程系其他專業(yè)方向教學(xué)和研究用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展體驗(yàn)類教學(xué)實(shí)驗(yàn)和成果展示。主要建設(shè)內(nèi)容包括三通道虛擬現(xiàn)實(shí)立體投影系統(tǒng)、觸覺(jué)人機(jī)交互裝置研制、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺(tái)購(gòu)置、駕駛行為仿真測(cè)試系統(tǒng)研究以及專題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
2.3 物流工程實(shí)驗(yàn)室
物流（廣義包括企業(yè)內(nèi)部物資流動(dòng)和企業(yè)外部供應(yīng)鏈管理）在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)活動(dòng)中占據(jù)日益重要的地位，并已經(jīng)引起政府和工業(yè)界的高度重視。物流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜的物流系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)、過(guò)程優(yōu)化以及流程管理的實(shí)際能力。滿足相關(guān)的教學(xué)和科研的需求。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)、信息管理與決策技術(shù)等多種技術(shù)手段，使實(shí)驗(yàn)室充分體現(xiàn)和展示現(xiàn)代物流技術(shù)。物流實(shí)驗(yàn)室面積約9cm2，硬件設(shè)備主要是二個(gè)方面：混流裝配生產(chǎn)線（企業(yè)內(nèi)部物流）物流實(shí)驗(yàn)室商業(yè)物流。
1）混流裝配生產(chǎn)線（企業(yè)內(nèi)部物流）
該生產(chǎn)線是裝配生產(chǎn)線，有8個(gè)工位，傳送帶可以連續(xù)移動(dòng)或節(jié)拍移動(dòng)。在生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師可以生產(chǎn)指令、監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)、控制裝配線的運(yùn)轉(zhuǎn)，讓學(xué)生直觀地看到企業(yè)實(shí)際加工的裝配生產(chǎn)線，讓學(xué)生了解和熟悉企業(yè)內(nèi)物流。同時(shí)可以進(jìn)行產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)分析與裝配流程規(guī)劃、裝配線配置與布局、裝配線平衡、裝配作業(yè)動(dòng)作分析時(shí)間研究、在線庫(kù)存管理與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)物流、MRP與JIT生產(chǎn)模式對(duì)比、JIT方式下停線實(shí)驗(yàn)、裝配質(zhì)量控制、基于MES實(shí)時(shí)計(jì)劃調(diào)度等實(shí)驗(yàn)。
2）物流實(shí)驗(yàn)室商業(yè)物流部分
物流實(shí)驗(yàn)室商業(yè)物流部分主要由40個(gè)貨位的自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)、貨柜、電子標(biāo)簽系統(tǒng)、電動(dòng)傳輸帶、條形碼系統(tǒng)組成。學(xué)生根據(jù)老師提出的物流系統(tǒng)的需求，自行設(shè)計(jì)、分析、建立一個(gè)配送中心（倉(cāng)儲(chǔ)、分揀、搬運(yùn)、進(jìn)出庫(kù)等）規(guī)劃物流系統(tǒng)。提高其運(yùn)用理論解決實(shí)際問(wèn)題能力，同時(shí)，對(duì)于現(xiàn)代物流配送有基本認(rèn)識(shí)，了解和熟悉庫(kù)存管理。對(duì)于可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、實(shí)施的配送中心部分，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，對(duì)于不便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析、實(shí)施的送貨線路部分，采用規(guī)劃及仿真軟件進(jìn)行。
3.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)成果
目前，先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室中的先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)分室在原有的基礎(chǔ)上繼續(xù)完善，開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件，増加新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，擴(kuò)大效益。學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行數(shù)控編程及加工，CAD/CAPP/CAM、FMS、機(jī)器人、CIMS、生產(chǎn)調(diào)度及仿真優(yōu)化等反映先進(jìn)制造技術(shù)的單元或系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練。除為我校學(xué)生提供教學(xué)實(shí)踐服務(wù)外，每年都有其他院校（北京農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、北方交通大學(xué)等）來(lái)我系實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)。數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)分室已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從零件設(shè)計(jì)、工藝分析、工廠設(shè)計(jì)、企業(yè)管理到企業(yè)運(yùn)作仿真的系統(tǒng)集成。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)數(shù)字化時(shí)代與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有關(guān)的幾乎所有軟件系統(tǒng)，進(jìn)行企業(yè)知識(shí)的全方位訓(xùn)練。
已經(jīng)建成的人因工程實(shí)驗(yàn)室，是國(guó)內(nèi)高校中建設(shè)比較完備的一個(gè)人因工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，而且建設(shè)內(nèi)容突出反映了國(guó)際上人因工程專業(yè)方向的發(fā)展趨勢(shì)，融入了較多的新技術(shù)和新思路，如信息產(chǎn)品的可用性及用戶研究、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在復(fù)雜人機(jī)界面方面的應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)與展示等。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃內(nèi)容被許多國(guó)內(nèi)兄弟院校的工業(yè)工程系索取和參考，為國(guó)內(nèi)工業(yè)工程系人因工程方向的教學(xué)改革提供了先例。
物流工程實(shí)驗(yàn)室各個(gè)部分設(shè)備已基本建成。物流實(shí)驗(yàn)室的軟件建設(shè)正在進(jìn)行，軟件建設(shè)主要以科研成果為基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，形成與實(shí)驗(yàn)設(shè)備配套的軟件，如倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)、運(yùn)輸管理系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)等。這些軟件補(bǔ)充物流實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)功能，通過(guò)該系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能夠使學(xué)生了解先進(jìn)的物流管理信息技術(shù)，而且通過(guò)模擬操作，能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。同時(shí)把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容同企業(yè)的實(shí)際需要相結(jié)合，能夠大大提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，培養(yǎng)和鍛煉了一批研究生和有關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員結(jié)合實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)，包括軟硬件建設(shè)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)建設(shè)，熟悉了工業(yè)工程新的學(xué)科方向，主動(dòng)參與了所有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備。研究生通過(guò)參與開(kāi)發(fā)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，特別是研制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，不僅為學(xué)校節(jié)省了巨額的資金，而且也培養(yǎng)了獨(dú)立從事科學(xué)研究的能力。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)也推動(dòng)了國(guó)際交流與合作，目前承擔(dān)了六項(xiàng)大型國(guó)際合作項(xiàng)目，總經(jīng)費(fèi)約300多萬(wàn)元。
4.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行和管理
目前，年輕教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員共同參與管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，以教學(xué)與研究互動(dòng)的原則運(yùn)行和發(fā)展實(shí)驗(yàn)室。在教學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)階段是教師、研究生和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員共同策劃開(kāi)發(fā)，一旦成熟就完全交給實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員負(fù)責(zé)運(yùn)行。
利用現(xiàn)有的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，以教學(xué)計(jì)劃為依據(jù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐動(dòng)手能力、協(xié)同合作能力、分析和解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新能力等全面素質(zhì)的培養(yǎng)。針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，我們精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和提高實(shí)驗(yàn)，單元實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，以及研究類專題實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)含量的專題實(shí)驗(yàn)。采用多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，比如看錄相、現(xiàn)場(chǎng)操作演示、學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、計(jì)算機(jī)仿真等。與此同時(shí)，也將新研究成果引入教學(xué)，不斷更新和豐富教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終能夠緊跟學(xué)科的發(fā)展，具有一定的先進(jìn)性和代表性。針對(duì)19門課程，我們已新開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)40多個(gè)，年接納學(xué)生人數(shù)1000多人次。
配合專業(yè)課程和教學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室還開(kāi)發(fā)制作了豐富的多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)課件，供學(xué)生自學(xué)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室接納本科生的生產(chǎn)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)（綜合論文訓(xùn)練）SRT項(xiàng)目和研究專業(yè)技術(shù)的研究生論文工作。此外，還對(duì)工廠企業(yè)工程技術(shù)人員、大學(xué)、大中專教師進(jìn)行工業(yè)工程專業(yè)相關(guān)技術(shù)的繼續(xù)教育培訓(xùn)。
【關(guān)鍵詞】MSP430F149；電力參數(shù)；諧波
引言
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，一方面，造成電能質(zhì)量問(wèn)題的因素不斷增加，另一方面，各種復(fù)雜的、精密的、對(duì)電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備不斷普及，人們對(duì)電能質(zhì)量及可靠性要求越來(lái)越高，這樣的矛盾越來(lái)越突出[1]。
另外，隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展以及電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大，電力運(yùn)行對(duì)電力調(diào)度自動(dòng)化水平和安全性的要求越來(lái)越高，為給電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供參考依據(jù)，需要電力監(jiān)控儀表來(lái)對(duì)電壓、電流、功率、功率因數(shù)、諧波、頻率等電力參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。為此，本文提出了基于MSP430F149的三相多功能綜合測(cè)試儀的總體方案，該方案具有功能全面、成本低、人機(jī)交互性好等特點(diǎn)。下面重點(diǎn)介紹一下三相多功能測(cè)控儀的軟硬件設(shè)計(jì)。
1.采集器硬件設(shè)計(jì)
1.1 硬件總體設(shè)計(jì)
整個(gè)硬件電路以MSP430F149為核心，由數(shù)據(jù)采集模塊、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、人機(jī)對(duì)話模塊、通訊模塊和電源管理模塊構(gòu)成，硬件總體設(shè)計(jì)如圖1所示。
MSP430系列的單片機(jī)是TI公司生產(chǎn)的一種超低功耗的混合控制器，性能優(yōu)越，具有超低功耗、強(qiáng)大的處理能力、系統(tǒng)穩(wěn)定、方便高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境等特點(diǎn)，結(jié)合本測(cè)控儀的功能要求，硬件設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用了MSP430F149的如下性能：（1）ADC12模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；（2）硬件乘法器；（3）多種定時(shí)器；（4）雙路的USART
口；（5）有48個(gè)I/O口。
系統(tǒng)的硬件模塊較多，我們以數(shù)據(jù)采集模塊為例，說(shuō)明它的工作過(guò)程。
1.2 數(shù)據(jù)采集模塊
被測(cè)三相電流和電壓經(jīng)電流電壓互感器電路轉(zhuǎn)化交流小電壓，經(jīng)低通濾波將系統(tǒng)高次諧波濾掉，后分兩路處理：一路是將濾波后的信號(hào)經(jīng)電平抬升送于MSP430F149模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊處理；另一路是將信號(hào)通過(guò)過(guò)零比較電路轉(zhuǎn)換為與信號(hào)同頻率的方波信號(hào)，再通過(guò)鎖相電路得到頻率為信號(hào)頻率64倍的方波信號(hào)，用于同步采集瞬時(shí)電壓電流信號(hào)。其硬件框圖見(jiàn)圖2。
2.測(cè)控儀軟件設(shè)計(jì)
軟件系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)思想，這樣使得軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，便于修改、調(diào)試和擴(kuò)充。本軟件將系統(tǒng)功能分成初始化模塊、主循環(huán)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通訊模塊、人機(jī)對(duì)話模塊等。系統(tǒng)上電復(fù)位后，主函數(shù)對(duì)系統(tǒng)初始化，然后定時(shí)對(duì)任務(wù)輪巡，當(dāng)查詢到某一任務(wù)條件滿足，該任務(wù)標(biāo)志位置位，則調(diào)用相關(guān)程序模塊，執(zhí)行該任務(wù)并在該任務(wù)完成后返回。軟件總體框架見(jiàn)圖3。
結(jié)束語(yǔ)
基于MSP430F149的三相多功能測(cè)控儀對(duì)電流、電壓、頻率、功率、功率因數(shù)、諧波、電度等電力參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量，在現(xiàn)實(shí)中可以廣泛應(yīng)用于城市居民小區(qū)、工廠、農(nóng)村等場(chǎng)合，同時(shí)，功能全面、成本低、人機(jī)交互性好等特點(diǎn)使其具有很廣的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
[1]郭先概.電能質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文.2006,6.
[2]劉玉宏.MSP430單片機(jī)C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程[J].微計(jì)算機(jī)信息,2003,19.
論文摘要：計(jì)算機(jī)輔助語(yǔ)言教學(xué)隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，方式更加多樣化，同時(shí)在語(yǔ)言教學(xué)中也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。交互式理論所倡導(dǎo)的人機(jī)教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)與學(xué)生之間的交互。對(duì)外漢語(yǔ)教學(xué)作為一門正在發(fā)展中的新興學(xué)科，也不斷地吸收新的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于漢語(yǔ)教學(xué)中。
對(duì)外漢語(yǔ)教學(xué)自1950年創(chuàng)始以來(lái)已經(jīng)走過(guò)了五十多年的歷程，在這期間，經(jīng)歷了初創(chuàng)，癱瘓，恢復(fù)以及蓬勃等階段，對(duì)外漢語(yǔ)教學(xué)一直在持續(xù)的發(fā)展中。近年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速崛起，綜合國(guó)力日益增強(qiáng)，漢語(yǔ)在國(guó)際交往中的地位，作用和應(yīng)用價(jià)值越來(lái)越重要，學(xué)習(xí)漢語(yǔ)的外國(guó)人越來(lái)越多，漢語(yǔ)學(xué)習(xí)也越來(lái)越興盛。據(jù)了解，目前英國(guó)、泰國(guó)、印度尼西亞等許多國(guó)家都把漢語(yǔ)納入本國(guó)正規(guī)教育體系；美國(guó)希望開(kāi)設(shè)漢語(yǔ)課程的中學(xué)超過(guò)2400所；韓國(guó)有142所大學(xué)開(kāi)設(shè)了中文課程，學(xué)習(xí)漢語(yǔ)的人數(shù)超過(guò)100萬(wàn)；拉美、中東和非洲國(guó)家學(xué)習(xí)漢語(yǔ)的人數(shù)也在迅猛增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年每年來(lái)中國(guó)留學(xué)學(xué)習(xí)漢語(yǔ)的外國(guó)人有8萬(wàn)左右，國(guó)外有漢語(yǔ)學(xué)習(xí)需求的約有3000萬(wàn)人。隨著漢語(yǔ)學(xué)習(xí)持續(xù)升溫，關(guān)于對(duì)外漢語(yǔ)教學(xué)各個(gè)方面的研究也越來(lái)越多。面對(duì)越來(lái)越多的漢語(yǔ)學(xué)習(xí)者，怎么樣才能幫助他們更好地掌握漢語(yǔ)這門語(yǔ)言一直是大家研究的焦點(diǎn)和重點(diǎn)。
近年來(lái)關(guān)于教學(xué)理論和教學(xué)方法的討論雖然多種多樣，但是大家在一個(gè)方面卻保持了相似的觀點(diǎn)，那就是拋棄傳統(tǒng)地以老師為中心的課堂教學(xué)方式轉(zhuǎn)移到以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)方式中來(lái)，強(qiáng)調(diào)要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓其參與其中，以學(xué)生為主體，以老師為指導(dǎo)。
1.交互式教學(xué)法介紹
起源于20世紀(jì)70年代的美國(guó)的交互式教學(xué)法正是這種教學(xué)思想的代表。交互式語(yǔ)言教學(xué)（Interactive Language Teaching）是在當(dāng)今越來(lái)越被廣泛應(yīng)用的一種教學(xué)方法之一。宮力在《淺談《新時(shí)代交互英語(yǔ)》的交互理念與實(shí)踐》一文中寫到“對(duì)教學(xué)當(dāng)中使用的“交互”一詞的基本理解是：參與活動(dòng)的對(duì)象，通過(guò)相互交流和互動(dòng)而進(jìn)行的活動(dòng)。”
哈佛大學(xué)語(yǔ)言學(xué)教授Wilga M. River是課堂交互式教學(xué)的主要倡導(dǎo)者，在她的“交互式語(yǔ)言教學(xué)的原則”一文中的第一條原則即是“學(xué)生是語(yǔ)言的主體。”她認(rèn)為，學(xué)生是知識(shí)的吸收者，是知識(shí)的主體，只有建立以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)的建構(gòu)才能獲得最佳的教學(xué)效果。舊金山大學(xué)語(yǔ)言學(xué)院院長(zhǎng)H.Douglas Brown也是這一教學(xué)理論的倡導(dǎo)者。這一理論的出現(xiàn)打破了過(guò)去以老師講授為主的教學(xué)方式，讓我們開(kāi)始更多地思考如何實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。交互式三種教學(xué)模式主要是師生互動(dòng)，即老師和學(xué)生之間的互動(dòng)；生生互動(dòng)，即學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)；人機(jī)互動(dòng)，即網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)等和學(xué)生之間的互動(dòng)。但是前兩種互動(dòng)模式在很大程度上都是基于課堂的互動(dòng)方式。課堂時(shí)間畢竟十分有限，學(xué)生能夠在課堂中實(shí)現(xiàn)與老師或者同學(xué)之間的互動(dòng)效果也是十分有限的，如何讓這種互動(dòng)的效果更加顯著？如何讓學(xué)生更充分地通過(guò)互動(dòng)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的學(xué)習(xí)呢？學(xué)生是不是可以更好地利用充足的課外時(shí)間通過(guò)互動(dòng)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言學(xué)習(xí)呢？在充足的課堂之外有沒(méi)有更好地互動(dòng)方式幫助學(xué)生學(xué)習(xí)語(yǔ)言？在這些問(wèn)題之下，我們可能更多地借助于第三種互動(dòng)模式——人機(jī)互動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)和學(xué)生之間的互動(dòng)。
1.1計(jì)算機(jī)技術(shù)在語(yǔ)言教學(xué)中應(yīng)用的階段
計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于語(yǔ)言教學(xué)可以追溯到二十世紀(jì)五十年代，計(jì)算機(jī)輔助語(yǔ)言教學(xué)（Computer Assisted Language Learning， 簡(jiǎn)稱CALL）就是利用計(jì)算機(jī)作為媒介和工具，更好地完成語(yǔ)言教學(xué)和學(xué)習(xí)的任務(wù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代社會(huì)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)輔助語(yǔ)言教學(xué)（CALL）從最初的基于大型機(jī)的語(yǔ)言教學(xué)程序，到70年代個(gè)人電腦普及后，視頻光盤技術(shù)的出現(xiàn)以及九十年代多媒體和因特網(wǎng)的發(fā)展和普及，經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由初級(jí)到高級(jí)的過(guò)程。輔助語(yǔ)言教學(xué)的方式也在不斷地更新和發(fā)展變化中。
1.2計(jì)算機(jī)技術(shù)在對(duì)外漢語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于語(yǔ)言教學(xué)，給我們提供了人機(jī)互動(dòng)的機(jī)會(huì)，給我們創(chuàng)建了一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境。對(duì)外漢語(yǔ)作為一個(gè)新興的領(lǐng)域，也在積極地使用多媒體和互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。多媒體技術(shù)可以對(duì)音頻、視頻、圖形等多媒體信息進(jìn)行綜合處理。所以在課堂上，為了使學(xué)生全面正確地把握課堂的教學(xué)內(nèi)容，用輕松、愉快的方式學(xué)習(xí)、鞏固課上所學(xué)的內(nèi)容，對(duì)外漢語(yǔ)的老師通常會(huì)使用多媒體課件或者視頻，音頻等電視錄音等短節(jié)目來(lái)激發(fā)學(xué)生的興趣，提高課堂的活躍性。但這些計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用主要是服務(wù)于課堂教學(xué)。隨著中國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，“漢語(yǔ)熱”的興起，學(xué)習(xí)漢語(yǔ)的外國(guó)人的數(shù)目與日俱增，但是真正能來(lái)到中國(guó)學(xué)習(xí)的學(xué)生畢竟只是一小部分，還有很多對(duì)中文感興趣的學(xué)習(xí)者分布在世界各地，受到時(shí)間和空間的限制。在這種情況下，計(jì)算機(jī)輔助語(yǔ)言技術(shù)出現(xiàn)了新的發(fā)展，即以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)輔助語(yǔ)言教學(xué)（Web Assisted Language Learning 簡(jiǎn)稱WALL），出現(xiàn)了很多的漢語(yǔ)學(xué)習(xí)網(wǎng)站和漢語(yǔ)學(xué)習(xí)平臺(tái)比如中國(guó)孔子學(xué)院總部主辦的網(wǎng)上孔子學(xué)院、中央電大漢語(yǔ)中心研發(fā)的MyEchinese等。在這些漢語(yǔ)學(xué)習(xí)網(wǎng)站上可以找到各種可供漢語(yǔ)學(xué)習(xí)的音頻、視頻材料等，還可以在網(wǎng)站的論壇上進(jìn)行群組討論。
2.總結(jié)
交互式語(yǔ)言教學(xué)理論作為在當(dāng)今備受關(guān)注的一種有效的教學(xué)法之一，倡導(dǎo)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理論。而在此指導(dǎo)思想下的計(jì)算機(jī)輔助語(yǔ)言教學(xué)也為學(xué)生的語(yǔ)言學(xué)習(xí)創(chuàng)造了更好的語(yǔ)言環(huán)境，這種相互交互的方式調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，使其更廣泛地參與到知識(shí)的學(xué)習(xí)和建構(gòu)中，幫助他們更好地掌握語(yǔ)言。而將這種人機(jī)交互的教學(xué)模式帶入對(duì)外漢語(yǔ)的教學(xué)中來(lái)也豐富了我們的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，使得對(duì)外漢語(yǔ)教學(xué)的手段和途徑也更加多樣化，更加有效。
參考文獻(xiàn)：
[1]Brown H D. 1994. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language Pedagogy[M]. Prentice Hall: Regents.
[2]宮力.《淺談《新時(shí)代交互英語(yǔ)》的交互理念和實(shí)踐》 清華大學(xué)出版社.
關(guān)鍵詞：師生交互；網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)；學(xué)習(xí)績(jī)效
信息化浪潮洶涌而來(lái)，課堂學(xué)習(xí)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，越來(lái)越多的高校都搭建了自己的教學(xué)管理平臺(tái)，開(kāi)設(shè)了網(wǎng)絡(luò)課程，然而網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀不容樂(lè)觀，尋求有效的解決途徑是教育工作者的責(zé)任，也是學(xué)生的期望。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與多媒體的迅速發(fā)展，為教育注入了新的活力，不僅教育信息全球傳播，而且最大限度地實(shí)現(xiàn)了全球資源共享。學(xué)習(xí)者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)已成為一種全新的學(xué)習(xí)方式，目前人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效的關(guān)注，主要集中在對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效影響影響因素方面，但是由于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)具有時(shí)空分離的特性，這種特性帶來(lái)的師生交互的缺失，師生交互和大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效存在什么關(guān)系以及如何從師生交互角度提高大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效，本文試圖對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于師生交互和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資料進(jìn)行梳理，來(lái)找出兩者之間關(guān)系。
一、 國(guó)外相關(guān)研究概述
1. 對(duì)交互理論的研究
國(guó)外從20世紀(jì)80年代就開(kāi)始研究“交互"的問(wèn)題。“交互”一詞最早用在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，一般是指人機(jī)交互。現(xiàn)在，交互被廣泛理解為交流與溝通，包括人機(jī)交互和人人交互。目前得到普遍認(rèn)同的是穆?tīng)枺∕oore）的交互分類方法，Moore認(rèn)為交互分為三種類型：第一種是學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)內(nèi)容的交互，第二種是學(xué)習(xí)者與教師的交互，第三種是學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)者之間的交互。
2.在線交互和學(xué)習(xí)成績(jī)的研究
Anderson和Garrison在Moore的基礎(chǔ)上又增加了三種交互類型：“教師之間的交互、教師與學(xué)習(xí)資源的交互、學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)資源的交互。”在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者的交互水平已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的普遍關(guān)注，Karayan 和Crowe（1997）、Smith和Hardaker（2000）認(rèn)為在線交互能更好地支持以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)，激勵(lì)學(xué)生的參與，并且能比傳統(tǒng)面對(duì)面的教學(xué)20方法產(chǎn)生更多的深層次的和理性的討論。
3.師生交互中某特征與學(xué)習(xí)效果的影響研究
G1enda Cox等人也對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中的交互情況進(jìn)行了研究，他們認(rèn)為應(yīng)用交換結(jié)構(gòu)分析（Exchange Structure Analysis）和會(huì)話活動(dòng)理論（Communicative Action Theory）兩種理論方法能夠較好評(píng)價(jià)異步討論組中的交互水平。C.Candace Chou研究了目前網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中經(jīng)常使用的同步、異步討論兩種交互對(duì)學(xué)習(xí)的貢獻(xiàn)，并將兩種交互進(jìn)行了對(duì)比。通過(guò)對(duì)國(guó)外相關(guān)文獻(xiàn)的研究分析發(fā)現(xiàn)：首先，國(guó)外對(duì)交互理論的研究已經(jīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間，對(duì)交互的概念、類型、方式有了明確的闡述。其次，國(guó)外交互的研究大多是從學(xué)生參與的角度出發(fā)，從師生之間交互研究角度較少。
二、國(guó)內(nèi)相關(guān)研究概述
1.對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效影響因素的研究
董興國(guó)（2003）的研究顯示網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容豐富度、學(xué)習(xí)環(huán)境的情境威脅、自評(píng)學(xué)習(xí)、參與程度、可模擬環(huán)境、個(gè)人因素、互動(dòng)程度是影響網(wǎng)上學(xué)習(xí)績(jī)效的因素；網(wǎng)站內(nèi)容豐富度、學(xué)習(xí)者的參與度、互動(dòng)程度、數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境等與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效有顯著正相關(guān)性，且數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)其他因素均有影響。應(yīng)小平（2008）則認(rèn)為課程特性、學(xué)生特性、教學(xué)互動(dòng)、學(xué)習(xí)平臺(tái)影響著網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效。扈靜靜、魏忠（2012）則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)課的課程內(nèi)容、對(duì)課程管理平臺(tái)的認(rèn)知性是影響網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)績(jī)效的因素。
2.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中交互的研究
鐘志賢教授在《遠(yuǎn)程教育導(dǎo)論――學(xué)與教的原理和方法》一書(shū)中闡述了在線學(xué)習(xí)的交互類型、方法與工具。書(shū)中指出“協(xié)作學(xué)習(xí)有利于促進(jìn)學(xué)生高級(jí)認(rèn)知能力的發(fā)展，有利于學(xué)生健康情感的培育”。書(shū)中還指出在線學(xué)習(xí)的交互類型有四種：“自主交互、一對(duì)一交互、一對(duì)多交互、多對(duì)多交互。翟菁研究分析了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)生的交互行為，并討論了學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等因素對(duì)交互行為的影響。
3.網(wǎng)絡(luò)交互與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效的關(guān)系
應(yīng)小平（2008）的研究結(jié)果表明：課程內(nèi)容及其呈現(xiàn)方式、學(xué)習(xí)平臺(tái)認(rèn)知有用性對(duì)學(xué)習(xí)滿意度和學(xué)習(xí)成績(jī)都有顯著性影響，課程彈性只對(duì)學(xué)習(xí)滿意度有顯著性影響，而學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自我效能感、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)易用性、平臺(tái)的穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中的教學(xué)交互對(duì)學(xué)習(xí)績(jī)效都沒(méi)有顯著性影響。胡勇（2007）通過(guò)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法對(duì)師生網(wǎng)上論壇上的490個(gè)貼子進(jìn)行了編碼，以分析師生網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)特征發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)論壇部分成功的促成了網(wǎng)上學(xué)習(xí)共同體的形成和發(fā)展。劉麗娟（2009）通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)和協(xié)作學(xué)習(xí)教學(xué)策略方面促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中師生交互水平進(jìn)而提高大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效。
三、總結(jié)
分析綜合以上對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)的調(diào)研，可以發(fā)現(xiàn)：1.國(guó)內(nèi)外對(duì)于影響網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效因素研究較多，對(duì)于交互理論的研究也比較深入2.國(guó)內(nèi)外對(duì)于師生交互理論是否促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效仍存爭(zhēng)議3.關(guān)于師生交互對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效影響的研究較多，但關(guān)于師生交互過(guò)程中具體特征對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效影響的進(jìn)一步研究較為缺乏。世界各地的各國(guó)高校都非常重視網(wǎng)絡(luò)對(duì)于教育的影響，很多學(xué)校都在傳統(tǒng)面授教學(xué)的基礎(chǔ)上，提供某種形式的網(wǎng)絡(luò)交互方式，作為師生面對(duì)面教學(xué)的補(bǔ)充，或者開(kāi)設(shè)完全基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的課程。因此如何利用師生交互來(lái)提高大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效是當(dāng)下主要發(fā)展趨勢(shì)。學(xué)習(xí)和績(jī)效本來(lái)是兩個(gè)不同的概念，但是如果能把學(xué)習(xí)和績(jī)效結(jié)合起來(lái)，會(huì)產(chǎn)生更好的價(jià)值。從教育技術(shù)領(lǐng)域角度來(lái)說(shuō)，我們所做的就是要讓大學(xué)生在學(xué)習(xí)和績(jī)效之間搭建一個(gè)橋梁，這樣才能更好的促進(jìn)大學(xué)生的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]董興國(guó).從學(xué)習(xí)理論探討影響網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)績(jī)效因素之研究[D].臺(tái)灣：傳大學(xué)，碩士論文，2003.
[2]應(yīng)小平.淺析遠(yuǎn)程學(xué)歷教育模式下影響電子化學(xué)習(xí)績(jī)效的關(guān)鍵因子[D].上海：復(fù)旦大學(xué)，2008.
[3]胡勇.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)共同體中的師生交互行為個(gè)案研究[D].北京：首都師范大學(xué)，2007.
[4]劉麗娟.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中促進(jìn)師生交互的策略研究[D].上海：上海師范大學(xué)，2009.
圖形用戶界面（Graphical User Interface，簡(jiǎn)稱 GUI，）是指采用圖形方式顯示的計(jì)算機(jī)操作用戶界面。它是一種結(jié)合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、美學(xué)、行為學(xué)，以及各商業(yè)領(lǐng)域需求分析的人機(jī)系統(tǒng)工程，強(qiáng)調(diào)人、機(jī)和環(huán)境三者作為一個(gè)系統(tǒng)而進(jìn)行的總體設(shè)計(jì)。
這種面向客戶的系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)主要依靠視覺(jué)以及手動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)以圖形用戶界面為載體的人機(jī)交互過(guò)程，其操作過(guò)程簡(jiǎn)潔直觀，易于掌握[1]。如比較成熟的圖形界面有Apple的Mac系統(tǒng)、Microsoft的Windows系統(tǒng)和HTC的Android等。
二、游戲界面設(shè)計(jì)的基本原則
游戲界面設(shè)計(jì)的核心理念就是使用戶在游戲過(guò)程中能夠充分體驗(yàn)人機(jī)交流和人性化操作所帶來(lái)的愉悅感。一個(gè)成功的操作界面的布局、色彩的搭配及圖像的使用等要遵循一定的基本原則。根據(jù)調(diào)研結(jié)果與游戲用戶的評(píng)價(jià)，以及對(duì)國(guó)內(nèi)外觸屏游戲的分析與參考，簡(jiǎn)單概括有以下幾點(diǎn)：
（一）可操作性強(qiáng)，易于使用
根據(jù)游戲的內(nèi)容和適用人群的定位，確定游戲的主要功能和界面的布局。游戲的相關(guān)功能和操作圖標(biāo)，要做到簡(jiǎn)潔明了，讓用戶一目了然的知道如何操作，充分享受游戲的樂(lè)趣。
（二）界面設(shè)計(jì)風(fēng)格要統(tǒng)一
優(yōu)秀的游戲界面設(shè)計(jì)的前提是美觀、整體感強(qiáng)。界面的色彩搭配、背景選取和圖標(biāo)的擺放位置要盡量統(tǒng)一，以便加強(qiáng)游戲的整體性，有利于用戶加深對(duì)產(chǎn)品的印象。
（三）習(xí)慣性原則
《人本界面》一書(shū)闡明[2]：要特別留意利用人們習(xí)慣形成的特性來(lái)設(shè)計(jì)界面，以使得用戶養(yǎng)成順利進(jìn)行的工作習(xí)慣。鍵盤上的26個(gè)字母的排列是無(wú)序的，它是按照人們的使用習(xí)慣來(lái)設(shè)計(jì)的。包括各種網(wǎng)絡(luò)游戲和單機(jī)游戲的基本操作，雖然風(fēng)格和內(nèi)容上各有不同，但基本的操作按鍵都大體相同。
（四）注重可視性
《設(shè)計(jì)心理學(xué)》一書(shū)提到[3]：注重可視性、給用戶提供正確的操作線索、讓用戶得到操作動(dòng)作的反饋。這就要求圖標(biāo)的設(shè)計(jì)要貼近生活，做到所見(jiàn)即所得。比如音量按鈕的設(shè)計(jì)，其外形可借鑒生活中的旋鈕來(lái)暗示用戶通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
三、App游戲設(shè)計(jì)及實(shí)例分析
用戶在進(jìn)行游戲時(shí)，大部分都是些零碎的時(shí)間片段，因此不會(huì)有太多的精力和耐心去閱讀游戲中大量的文字。這樣的特點(diǎn)注定了游戲界面中圖多字少的設(shè)計(jì)。所以，圖文的合理搭配是游戲界面成功的前提。
當(dāng)用戶欣賞完游戲中的CG片頭之后，接觸到的第一個(gè)畫(huà)面就是游戲的GUI主菜單界面。用戶首先接觸的應(yīng)該是具有可操作功能的圖標(biāo)，當(dāng)點(diǎn)擊相應(yīng)圖標(biāo)后，游戲便執(zhí)行相關(guān)的命令。此時(shí)，合理的布局和形象的圖標(biāo)設(shè)計(jì)決定了用戶接受信息的效率。所以，優(yōu)秀的GUI設(shè)計(jì)會(huì)以最簡(jiǎn)單的元素、最適宜的色彩風(fēng)格來(lái)傳達(dá)信息，讓用戶在操作之前，就已經(jīng)明白該如何使用。
App游戲的類別大致可分為動(dòng)作游戲、街機(jī)游戲、策略游戲、養(yǎng)成游戲、教育游戲、和探險(xiǎn)類游戲等。其中動(dòng)作游戲和智力游戲受歡迎度較高。它成功的秘訣除了自身的AppStore商店的便捷性運(yùn)營(yíng)模式之外，游戲的設(shè)計(jì)也有其不可復(fù)制的特點(diǎn)。
（一）App游戲設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
1.界面美觀，趣味感強(qiáng)
漂亮的事物總會(huì)受到關(guān)注與好感，游戲的操作界面和整體風(fēng)格要足夠漂亮。作為一款A(yù)pp游戲，最大的重點(diǎn)就在于人性化的操控界面。同時(shí)，有趣的內(nèi)容、搞笑的畫(huà)面都會(huì)讓玩家充分享受游戲過(guò)程。
2.由淺入深，不斷樹(shù)立新的目標(biāo)
游戲的設(shè)定要從簡(jiǎn)單開(kāi)始，隨著玩家的深入，在游戲過(guò)程中不斷被激勵(lì)，從而逐步去挑戰(zhàn)更高的難度。這就需要不斷的為玩家設(shè)立新目標(biāo)，完成一個(gè)后，再去做下一個(gè)。而缺乏目標(biāo)感的游戲會(huì)讓人感覺(jué)索然無(wú)味。
3.分享與競(jìng)爭(zhēng)
玩家在每關(guān)結(jié)束后所得的分?jǐn)?shù)，可以通過(guò)社交工具分享給好友。獨(dú)樂(lè)樂(lè)不如眾樂(lè)樂(lè)，玩家受到關(guān)注后，會(huì)有一定的認(rèn)同感與存在感。同時(shí)，通過(guò)排行榜排名的方式，更能激發(fā)玩家的斗志，從而獲得一定競(jìng)技樂(lè)趣。
4.完善的后臺(tái)服務(wù)
游戲在進(jìn)行過(guò)程中都會(huì)遇到一些問(wèn)題，玩家會(huì)將問(wèn)題及時(shí)反饋到客服，即問(wèn)即答、細(xì)心周到的服務(wù)，是提高游戲認(rèn)可度的關(guān)鍵。
（二）觸屏游戲的市場(chǎng)現(xiàn)狀
目前生產(chǎn)主流觸屏設(shè)備廠商主要有Apple、Samsung、Android等。在其中幾款觸屏游戲中，最受歡迎的是切水果、憤怒的小鳥(niǎo)和跑酷等。經(jīng)調(diào)查分析獲知，玩家之所以喜歡這些游戲，在于游戲操作容易上手，畫(huà)面美觀，具有趣味性和競(jìng)爭(zhēng)性。
但隨著各類公司爭(zhēng)相推出新的觸屏游戲，制作成本大幅的降低，更新周期的不斷縮短，導(dǎo)致一些游戲在內(nèi)容上同質(zhì)化嚴(yán)重，在玩法上沒(méi)有任何的創(chuàng)新，游戲的界面設(shè)計(jì)不夠美觀，按鈕的比例和擺放位置缺乏人性化以及整體音效的協(xié)調(diào)性一般，都會(huì)讓玩家在游戲過(guò)程中產(chǎn)生乏味感。因此，針對(duì)這些問(wèn)題，除了完善以往游戲設(shè)計(jì)的缺陷，還需考慮不同用戶的審美需求和使用習(xí)慣等因素，充分調(diào)動(dòng)聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)及整體的交互性，帶給用戶多感官的體驗(yàn)。
四、App游戲《國(guó)民教育委員會(huì)》的概念設(shè)計(jì)和需求說(shuō)明
本游戲是一款基于App應(yīng)用的2D版觸屏游戲，游戲?qū)⑦\(yùn)行在iPad、iPhone或者IPod Touch平臺(tái)上。該游戲類型屬于經(jīng)典的智力問(wèn)答，即在有限的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)回答從卡通動(dòng)漫到天文地理的各類問(wèn)題，采取逐關(guān)升級(jí)的方式，從幼兒園開(kāi)始到大學(xué)直到畢業(yè)，問(wèn)題全部答對(duì)后會(huì)自動(dòng)解鎖下一等級(jí)，讓玩家在充滿趣味性的游戲過(guò)程中獲取相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。
（一）游戲的概念設(shè)計(jì)
每一款游戲都有自己的設(shè)計(jì)風(fēng)格和相應(yīng)主題，在游戲整體風(fēng)格的要求下，設(shè)計(jì)者的創(chuàng)作就必須符合整體游戲的需要。
本游戲的設(shè)計(jì)概念來(lái)源于1993年臺(tái)灣街機(jī)版的《民國(guó)教育委員會(huì)》，以經(jīng)典的智力問(wèn)答為框架，通過(guò)優(yōu)化畫(huà)面質(zhì)量、增加題目難度、增添游戲互動(dòng)性和趣味性，以適配當(dāng)今游戲環(huán)境的各種需要，同時(shí)喚起人們的懷舊情結(jié)，滿足人們對(duì)時(shí)尚、趣味和審美的不斷追求，讓玩家在娛樂(lè)中增長(zhǎng)知識(shí)。
（二）目標(biāo)設(shè)定人群
本游戲目前只在年輕人中最受追捧的蘋果設(shè)備上運(yùn)行，根據(jù)用戶反饋以后會(huì)在多種平臺(tái)上運(yùn)行和推廣。目標(biāo)的受眾人群主要以大學(xué)生和一、二線城市中的白領(lǐng)，因他們的生活規(guī)律比較緊湊，在較快的工作和學(xué)習(xí)節(jié)奏中，往往沒(méi)有完整的時(shí)間去做自己的事情。游戲通過(guò)利用此類用戶的碎片時(shí)間，使玩家能夠通過(guò)游戲來(lái)放松心情。
（三）用戶的體驗(yàn)設(shè)計(jì)
游戲界面是否美觀、是否無(wú)障礙操作、能否適應(yīng)目標(biāo)人群，這些都需要經(jīng)過(guò)一定的測(cè)試和在用戶評(píng)論中得知。游戲GUI界面的主要功能就是能夠讓用戶在第一時(shí)間快速開(kāi)始游戲，而不是像普通軟件那樣一頁(yè)頁(yè)的翻看操作說(shuō)明。
本游戲集合了現(xiàn)有App軟件的各種特性，在實(shí)現(xiàn)畫(huà)面和聲音以及操控的和諧統(tǒng)一之外，對(duì)游戲菜單的簡(jiǎn)潔化處理和圖標(biāo)的直觀化做了相應(yīng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)投擲骰子的方式選擇相應(yīng)問(wèn)題，解答關(guān)卡的問(wèn)題后通過(guò)投擲骰子的方式繼續(xù)向前直到終點(diǎn)。全部操作過(guò)程只需手指觸摸屏幕，游戲過(guò)程中玩家可以在了解各種文化知識(shí)的同時(shí)，結(jié)合詼諧搞笑的畫(huà)面讓知識(shí)的獲取過(guò)程不再枯燥乏味，充分調(diào)動(dòng)娛樂(lè)性與文化性，激發(fā)用戶的學(xué)習(xí)能力以及游戲的創(chuàng)造性，為人與機(jī)器之間搭建情感的橋梁。
結(jié)語(yǔ)
游戲界面的可操作性，包括手眼協(xié)調(diào)、條件反射和難度遞增等，是游戲可玩性的一個(gè)基本要素，對(duì)于操作復(fù)雜的游戲，還應(yīng)具備供玩家解讀和操作的相關(guān)資料，幫助玩家快速上手。通過(guò)對(duì)各要素之間的分析與研究，運(yùn)用設(shè)計(jì)心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、設(shè)計(jì)藝術(shù)等多方面學(xué)科的理論知識(shí)，探索出GUI界面設(shè)計(jì)的內(nèi)在規(guī)律和核心理念。
可以預(yù)見(jiàn)，在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，觸屏類游戲仍處于主流。界面的設(shè)計(jì)應(yīng)該追求更佳的可用互效果，作為設(shè)計(jì)者還要有敏銳的時(shí)尚洞察力才能跟得上時(shí)展的腳步。同時(shí)，游戲圖形界面的合理性和交互性無(wú)疑將是其發(fā)展的重要方向之一。
注釋
[1] 劉金曉：《人機(jī)交互界面定制及生成工具的研究與開(kāi)發(fā)》，9頁(yè)，華北電力大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文，2007。
[2] 拉斯基：《人本界面》，18～19頁(yè)，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2004。
[3] 唐納德.A.諾曼：《設(shè)計(jì)心理學(xué)》，10頁(yè)，北京，中信出版社，2003。
參考文獻(xiàn)
1 Alan Cooper：《交互設(shè)計(jì)之路》，北京，電子工業(yè)出版社，2006。
2 拉斯基：《人本界面》，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2004。
關(guān)鍵詞：微型加速度計(jì) 手勢(shì)小車 AT指令
中圖分類號(hào)：TP334.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）11-0164-01
加速度計(jì)是一種應(yīng)用十分廣泛的慣性傳感器，大多采用微機(jī)電技術(shù)（MEMS）進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，具有體積小、重量輕、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)加速度值求二次積分可以得到位移，同時(shí)也可以利用MEMS加速度計(jì)計(jì)算傾角，從而判斷在二維平面中的位置。
手勢(shì)控制作為一種正在蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代控制方式，具有操作簡(jiǎn)單直觀、靈活性高、科技感強(qiáng)等特點(diǎn)，它建立起了人機(jī)交互，使控制過(guò)程更加安全、生動(dòng)有趣，改善了傳統(tǒng)控制方式的缺陷。
1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
基于MEMS的藍(lán)牙手勢(shì)小車由兩部分組成：發(fā)送部分和接收部分。發(fā)送部分由MEMS加速度計(jì)ADXL345、STC89C52、5V直流電源、藍(lán)牙主從一體機(jī)模塊HC-05組成；接收部分由2WD小車、直流電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊L298N、兩節(jié)3.7V可充電鋰電池、STC89C52、藍(lán)牙從機(jī)HC-06組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2.1 主控器與ADXL345加速度傳感器
本設(shè)計(jì)采用STC89C52作為主控芯片，STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器。ADXL345是一款3軸、低功耗、具有C和SPI接口的數(shù)字輸出MEMS加速度計(jì)，分辨率高達(dá)13位，測(cè)量范圍達(dá)± 16g。
2.2 藍(lán)牙傳輸系統(tǒng)
藍(lán)牙傳輸系統(tǒng)由主機(jī)HC-05與從機(jī)HC-06組成，其中HC-05是藍(lán)牙主從一體機(jī)，由于它的默認(rèn)模式是從機(jī)模式，因此需要通過(guò)AT指令將其設(shè)置成主機(jī)模式。藍(lán)牙被設(shè)置為主機(jī)模式后可主動(dòng)搜索附近的藍(lán)牙設(shè)備并建立連接，藍(lán)牙主機(jī)與從機(jī)之間未連接成功時(shí)，主機(jī)上的LED不停地閃爍，連接成功后長(zhǎng)亮。然后主機(jī)將來(lái)自手勢(shì)控制端的指令發(fā)送給從機(jī)，從機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)處理。
2.3 小車部分
小車部分通過(guò)藍(lán)牙從機(jī)接收來(lái)自控制端的指令，根據(jù)指令來(lái)改變自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，小車跟隨手勢(shì)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到了與手勢(shì)同步的效果。小車速度的調(diào)整由PWM波控制，在本設(shè)計(jì)中是通過(guò)控制L298N的EN引腳電平高低實(shí)現(xiàn)的，EN引腳高低電平持續(xù)的時(shí)間不同，就輸出不同占空比的PWM波，不同的占空比的PWM波對(duì)應(yīng)著不同的輸出功率，不同的功率下小車速度也就不同。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
控制端主程序包括初始化串口、ADXL345初始化、讀出姿態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、判斷當(dāng)前姿態(tài)并轉(zhuǎn)化為控制指令。單片機(jī)根據(jù)ADXL345檢測(cè)到的當(dāng)前手勢(shì)傾角發(fā)送控制指令，總共有9種控制指令，每種控制指令對(duì)應(yīng)著一種手勢(shì)姿態(tài)。利用活動(dòng)和非活動(dòng)檢測(cè)功能，為每種姿態(tài)設(shè)定一個(gè)閾值來(lái)表征該姿態(tài)是否達(dá)到，然后發(fā)送與其對(duì)應(yīng)的控制指令。
接收端主程序包括初始化串口和接收數(shù)據(jù)，根據(jù)控制端的手勢(shì)來(lái)調(diào)整小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。控制端的3個(gè)向前指令分別控制小車勻速向前、以加速度a1向前、以加速度a2向前運(yùn)動(dòng)，a1 >a2，這樣達(dá)到手越向前傾小車速度越快的效果，向后的3個(gè)指令也是同理。向左指令控制小車左轉(zhuǎn)，向右指令控制小車右轉(zhuǎn)，為了使小車轉(zhuǎn)彎更加緩慢平滑，采用PWM控制速度。控制板的平放手勢(shì)對(duì)應(yīng)小車的停止?fàn)顟B(tài)。
4 結(jié)語(yǔ)
介紹了一種MEMS微加速度計(jì)的藍(lán)牙手勢(shì)小車的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)ADXL345加速度傳感器檢測(cè)手勢(shì)，然后將手勢(shì)控制指令通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送給小車，改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。經(jīng)過(guò)實(shí)際制作測(cè)試能達(dá)到手勢(shì)控制的效果，并且準(zhǔn)確性好、控制靈敏、直觀、操作簡(jiǎn)單，有利于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
參考文獻(xiàn)
[1]張家田，許凱，嚴(yán)正國(guó).基于空中運(yùn)動(dòng)/手勢(shì)控制接口的空中鼠標(biāo)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2016，39（6）：143-146.
[2]Analog Devices. ADXL345：3-Axis，±2 g/±4 g/±8 g/±16 g digi tal MEMS accelerometer datasheet [R].US：Analog Devices，2012.
[3]陳建新，卜翔，王榮等.基于MEMS加速度的三維無(wú)線鼠標(biāo)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2011（8）：22-25.
[4]周獲.基于MEMS技術(shù)的無(wú)線空中鼠標(biāo)的研究[C].華僑大學(xué)，碩士論文，2013.
