人机交互技术大全11篇

人机交互技术篇（1）

1.引言

现代化战争是信息化条件下的高科技战争，计算机技术、通讯技术等高新技术被大量应用于军事领域。能否取得战争的胜利将在很大程度上取决于作战双方能否建立信息优势并进一步获取全面的指挥决策优势。

现代武器装备系统中，信息的采集、处理和利用，以及指挥决策的制定、实施，都是由指挥人员和计算机共同完成。指挥人员通过人机接口，获取战场的各种作战态势、武器系统的各种运行状态和战情评估等重要信息；根据这些信息做出决策、干预，通过人机接口发出各种指挥作战命令。人机交互的效率，直接影响指挥决策的能力和效率，进而影响战争局势。

目前我军武器装备系统中采用的人机交互技术基本停留在图形交互界面阶段，采用的交互设备主要是普通计算机显示屏、操纵杆、跟踪球等，是一种“人适应机”的交互方式，缺少交互的自然性、高效性。这严重影响了指挥决策的效率，制约了指挥人员主观能动性的发挥。因此，研究新型人机交互技术，并将其应用到武器装备系统中，实现实时、快速、简练、智能化的人机交互，提高作战中的指挥决策能力与效率，具有特别重要的意义。

2.人机交互技术概述

人机交互（Human Computer Intera-ction，HCI）是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术致力于人与计算机的协调，旨在消融这两个智能系统间的通讯和对话界限，使得人与机器的信息交流便捷而通畅。

人机交互的发展经历了三个阶段。第一代人机交互是基于命令行界面的人机交互，人只能通过键盘输入信息，界面输出只能是静态单一字符，复杂的计算机以及难以让人理解的语言使得人与机器在交互的过程中显得极为困难，交互的自然性和效率都很低。第二代人机交互是基于图形用户界面的人机交互，人通过鼠标和键盘输入信息，界面处处为静态/动态二维图形/图像及其他多媒体信息，与第一代人机交互方式相比，交互自然性和效率都有了很大提高。第三代人机交互是基于多通道人机界面的人机交互，用户可以使用自然的交互方式，如语音、手势、眼神、表情等与计算机系统进行协同工作，可以使用一个以上的感觉通道，多个交互通道的整合可以恰当的表达交互意图。交互的自然性和高效性都得到极大的提高。

当前，采用图形交互界面的第二代人机交互仍然是应用的主流，尤其是以超文本标记语言（HTML）及超文本传输协议（HTTP）为基础的网络浏览器和搜索引擎的桌面网络用户界面最为普遍，包含了适应不同带宽、不同尺寸地各种用户界面；而采用第二种方式的语音、手写等易用而方便的界面也正逐步普及，多通道、多媒体的自然、高效、智能化用户界面正得到快速发展和应用。

3.武器装备系统中的人机交互新技术

3.1 单点触控技术

随着多媒体技术的发展，20世纪90年代初出现了一种新的人机交互设备——触摸屏。触摸屏是一种直接在显示屏幕上输入的装置，操作者利用手指或其它介质直接与屏幕接触，向计算机输入信息的一种定位输入设备。早期的触摸屏技术受硬件和技术的局限，主要是电阻式触控屏和红外式触感屏。这个时期的触摸屏，只能在小屏幕的范围内追踪一个手指，只能够识别和支持每次一个手指的触控、点击，若同时有两个以上的点被触碰，就不能做出正确的反应。因此，这个时期的触摸屏技术被称为单点触控技术。

单点触控技术在许多20世纪末国外海军典型的武器装备系统得到了应用。例如英国的ADAWS-2000作战自动化与武器系统采用了46cm平板显示器，支持触摸屏输入，该系统装备在英国“无敌”号航空母舰和42型驱逐舰上。SMCS系统指挥和武器控制系统通过一个触摸敏感的场致发光显示器可选择弹出式菜单，它提供直接交互、窗口、点击选择。该系统分别装备于英国“前卫”（Vanguard）级弹道导弹核潜艇、“快速”（Swiftsure）级核潜艇和“特拉法尔加”（Trafalgar）级潜艇上。美国的AN/BSY-2潜艇作战系统中也采用了触摸屏技术。俄罗斯“需求-M”作战情报指挥系统（БИУС）采用了带有触摸屏的彩色光栅显示器，该设备主要用于信息的输入和显示，为人机交互提供可能。该系统装备在11356 型导弹护卫舰上。

单点触控技术的出现为人们提供了一种新型的人机交互输入方式，与传统的键盘和鼠标输入方式相比，触摸屏输入更直观。武器装备系统上装备触摸屏，指挥人员可以通过触摸屏幕，直观的进行位置选择，菜单选择，按键控制等，有效的提高了人机交互的效率。而且通过装备触摸屏，可以在同一区域内同时实现屏幕显示和按钮输入等功能，有效提高空间利用率，有利于解决舰艇空间狭促等问题。

3.2 多点触控技术

多点触控（Multitouch）是指允许计算机用户同时通过多个手指或触点来控制计算机的一种技术。它是与单点触控技术相对应的，不同的是，多点触控可以通过软件识别同时发生触控行为的点并进行处理，允许用户使用一或多根手指（或其它指点方式，如光笔），通过手势，自然、高效、直观的对计算机发出操作命令。

多点触控技术由硬件和软件两部分组成，如图1所示。硬件是多点触控平台，完成信号的采集；软件部分是在硬件平台采集数据基础上进行触电的检测定位、跟踪、手势定义与识别，最后将识别出的手势映射为面向具体应用的用户指令。其中身份识别技术用于检测用户信息，区分触控来源，该技术贯穿整个软件实现过程。

根据硬件平台的不同，当前的多点触控技术主要分为下几种：电容式多点触控技术、红外式多点触控技术、受抑全反射多点触摸技术（Frustrated Total Internal Reflection，FTIR）、激光平面多点触摸技术（Laser Light Plane，LLP）、散射光照明多点触摸技术（Diffused Illumination，DI）、散射光平面照明多点触控（Diffused Surface Ill-umination，DSI）、发光二极管平面多点触摸技术（LED Light Plane，LED-LP）。而软件方面的技术，主要包括触点检测与定位技术、触点跟踪技术、手势识别技术。其中，动态手势识别技术是当前的研究热点，根据对时间轴的不同处理，可以分归三类：基于隐马尔可夫模型（Hidden Markov Models，HMM）的识别、基于动态时间规整（Dynamic Time Warping，DTW）的识别，基于压缩时间轴的识别。

多点触控在同一界面上的多点或多用户的交互操作模式，摒弃了键盘、鼠标，以及单点触控等单点操作方式。用户可以通过双手进行触摸，也可以以单击、双击、平移、按压、滚动以及旋转等不同手势触摸屏幕，实现随心所欲地操控，从而更好更全面地了解对象的相关特征（文字、录像、图片、卫片、三维模拟等信息）。可根据特定需求定制相应的触控板、触摸软件以及多媒体系统。目前多点触控技术不仅应用于平板电脑、手机，而且已经广泛应用于服务业、公用信息查询系坑、教育训练，工业控制领域。

在军事领域，多点触控技术正在逐步发展，美国发展最突出，已经应用于航天空间站、卫星测控、雷达技术、作战指挥等诸多军事技术高精尖部门。国内也正在研究多点触控技术在军事上的应用，主要包括多点触控技术在指挥控制系统和指挥空间的应用。武汉数字工程研究所将草图技术b和多点触控技术相结合，设计了一个基于草图的战场态势标绘系统。国防科技大学针对指挥空间中的指挥作业需求，正在开展指挥空间双手触摸交互的应用研究。

多点触控技术可以有效的提高人机交互效率，节约空间，将其应用于武器装备系统，可以有效的提高作战效率，减小装备体积。目前多点触控技术在武器装备系统中还未见应用，相关研究也正在起步，未来多点触控技术必将在武器装备系统中发挥重要作用。

3.3 语音交互技术

语音交互系统以其自然的对话方式，成为近几年来国内外研究的热点。语音交互技术主要包括语音识别技术和语音合成技术。语音识别是指将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入，语音合成是利用电子计算机和一些专门装置模拟人，制造语音的技术。用语音技术建立用户界面可采用两种途径：一是利用基于语音识别和理解技术的新操作系统代替以WIMP节目技术为基础的操作系统；另一种就是利用语音技术操作WIMP界面。目前大多数语音界面本质上都是试图把语音识别作为一种精确交互技术。

将语音交互技术应用到武器装备系统，有两个直接的优点：一是语言比键盘输入快且有效；二是在多任务的情境中，提供了另一附加的反应通道，可以解放用户的双手。但目前在这方面还有许多关键性问题有待于突破。语音识别输入技术日前还仅限于大词汇量特定人这一最高程度。虽然其识别率较高、但在恶劣的作战环境下，其实用性还存在着严重挑战。目前技术条件下，可以运用语音识别技术辅助文本的录入和数据的装订，在精确度要求不高的情况下，用于接收指挥命令；同时，可以运用语音合成技术，实时通过语音方式为指挥人员提供指示、错误警告等信息，在指挥员双耳戴耳机的情况下，可以用声音合成方法产生的三维声音信息，在提供语音内容信息的同时，用声音来源方向，指示故障源或目标方向等信息。未来随着语音识别技术和语音合成技术的发展，语音交互技术必将越来越多的应用到武器装备系统中。

3.4 多通道人机交互技术

多通道人机交互界技术引入语音、手势、视线等新的交互通道，使用户利用多个通道以自然、并行的方式进行人机对话，充分利用非精确性输入捕捉用户的交互意图，大大提高了人机交互的自然性和高效性。

多通道人机交互的基础是视线跟踪、语音识别、手势输入、感觉反馈等新的交互技术。在传统的交互模式下，用户主要利用手和眼睛与鼠标、键盘、显示器等设备进行精确方式下的二维交互；而多通道人机交互则寻求新的交互手段，以充分利用人的眼、耳、嘴、手，视觉、听觉以及触觉通道，它允许用户利用多个通道以并行、非精确方式与计算机系统进行交互，其交互通道之间由串行/并行，互补/独立等多种关系，因此这种人机交互的方式更加类似于人与人之间的日常交流，其交互自然醒和效率得到了极大的提高。典型的多通道人机交互界面的概念模型如图2所示。

多通道人机交互技术具有以下优势：多通道交互可以利用各种设备、通道和交互方式的互补性；多通道界面对语音/听觉的强调，有利于弥补现有界面在这方面的不足；多通道交互可以提高交互的灵活性，提高输入/输出带宽。

目前欧洲和美国都在对多通道交互开展研究，美国集中于交互手段及其整合，欧洲重视需求多个通道间信息的共同表示。国内主要探索以视线跟踪为核心的多通道人机交互的理论和技术。国防科技大学正在开展指挥控制中的多人多通道人机交互研究，提出了应用于C2 的多人多通道人机交互模型，实现了多人多通道的交互原型系统，使用基于多点触摸的双手手势和语音两个通道实现态势和情报分析任务。

未来随着多通道人机交互技术的成熟，可以逐步将其应用到武器装备系统中。例如可以用于语音命令响应，指挥人员发出语音命令，并结合触摸屏对语音识别结果进行修改和确认；可以用于战场态势的综合显示，三维声音提示目标方位，图形显示信息，震动和声音结合用于紧急提示，头盔装配双显示器，双目分别观察左右显示屏，以得到三维广角的全景，结合指挥人员头部的移动和姿势以及眼球视线变化，得到一个模拟的或远程控制的360°视阈，这可以为潜艇指挥人员提供极大方便。

4.结论

现代武器装备系统正在向智能化方向发展，人机交互的效率将直接影响武器装备系统的作战性能。目前我军武器装备系统中的人机交互技术相对落后，必须不断发展和应用新型人机交互技术。本文总结了人机交互技术的发展情况，对单点触控技术、多点触控技术、语音交互技术和多通道人机交互技术等人机交互的新技术进行了研究，分析了各项技术的基本原理、技术特点、发展现状及其在武器装备系统中的应用前景。分析表明，新型人机交互技术的应用，能够显著提高武器装备系统的人机交互效率，进而提高其作战能力和效率。未来的武器装备系统中，新型人机交互技术必将发挥至关重要的作用。

参考文献

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人机交互技术篇（2）

一、对人机交互的理解

人机交互是指人与计算机的信息交换，包括计算机通过输出或显示设备给人提供信息，以及人通过输入设备向计算机输入有关信息。人机交互的目的就是讨论如何使设计的计算机能够帮助人们更加安全可靠，更加有效率地完成所要完成的任务。从以上概念可以看出，人机交互是指用户和机器之间相互交换信息。但尽管计算机的功能现在变的十分强大，用途也越来越广，但归根到底它仍是人类的工具，不能在没有人控制的情况下独立完成任务，因此它同样受到人的支配、控制。

二、人机交互技术的发展

2.1语言形式用户界面的低效性

人机交互开始于世界上第一台计算机ENIAC的出现，操作系统是以下命令的方式来完成是，当时带给人们更多的是对计算机的神秘感，语言上的障碍给人很强的专业感。但由于语言的特殊性，人们必须主动去适应这样的情况才能正确的操作计算机。因而在这样的过程中，复杂的计算机以及难以让人理解的语言使得人与机器在交互的过程中显得极为困难，加上在操作过程中的低效和枯燥性使得当时人们开始寻找更好的方式来实现人机交互。

2.2图像形式用户界面的操作性

随着人们的探索发现，人的行为方式需要进行必要的研究，于是认知心理学开始逐步运用到计算机的设计中，人机交互的重要性开始受到人们的关注。图像形式的用户界面是当前用户界面的主流，以美国微软作为代表，它从根本上改变了以前要记大量的语言形式的情形。当前的图形用户界面都有一个的共同特征就是通过窗口来传达和显示信息，另外都是用键盘和鼠标来操作，由于图像形式用户界面在人机交互的过程中很大程度上依赖视觉上的识别以及用手动来控制，因此这种界面的操作性强。

2.3多媒体形式用户界面的立体性

多媒体技术是在自然化交互设计技术出现之前的一种过渡技术。在多媒体用户界面出现之前，用户界面设计已经完成了从语言到图形的转变。但随着多媒体技术的发展，动画、音频、视频等媒体被引入到这种技术中来，特别是音频媒体的引入，从很大程度上丰富了计算机传达信息的表现形式，为人们更好的控制和传达信息创造了很好的条件，极大的提高了人机交互的效率。在人机交互中多媒体用户界面的优势主是它能提高人对信息的识别及其选择，同时还有对信息的控制能力，另外计算机在信息传达方面的表现形式与人识别的交互程度也会有很大的提高，同时多媒体技术也能锻炼人们综合处理信息的能力。

三、人机交互技术未来发展趋势展望

3.1自然化的人机交互技术

当今时展的条件下，人的感受已经成了设计需要考虑的重要问题，同样人机交互也不例外。由于人适应了这样一种通过多种方式来共同控制客观对象，并同时希望快速看到控制结果的状况。使得自然化的用户界面成了一个快速发展的趋势，比较明显的就是虚拟现实技术的发展。用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临真实环境的感觉和体验。虚拟现实是多媒体发展的高级阶段，是人与机器无障碍交互的自然境界。

3.2智能化的人机交互技术

人机交互技术篇（3）

中图分类号：TP391.41；TN949.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0169-01

1 智能电视人机交互技术概述

1.1 智能电视人机交互技术简介

电视诞生于20世纪30年代，当时电视的主要操作方式是对电视上的机械旋钮进行手动调节，以更改电路中的滤波装置，从而达到切换频道的目的。1950年，有线遥控器的诞生拉开了电视遥控技术的帷幕。到了20世纪90年代末，红外线遥控器的诞生为遥控技术奠定了重要的地位，即使是现在，很多家庭仍然使用这种以红外线作为调节方式的红外线遥控器。但随着智能电视的出现，仅拥有基本遥控调节功能的红外线遥控器已渐渐难以与界而元素、相关功能及丰富的智能电视相匹配，因此，对传统的红外线遥控器进行改良成为智能电视发展的重要内容。

从2006年开始，每年智能电视领域的专利申请全球有约1200项左右，从前10名主要申请人来看，有6家是日本的企业，也就是说日本企业在智能电视领域拥有着集团优势；而从申请地来看，最主要的市场是在美国。智能电视技术可以分解为芯片、操作系统、人机交互以及应用与服务四大领域，在这4个领域当中，目前大家比较关注的技术是人机交互。

智能电视在传统电视的基础上新增了很多功能，而传统遥控器输入效率很低，已经不能满足智能电视的使用要求。针对智能电视的使用环境，业界目前提出的人机交互方式主要包括多功能遥控器、多屏交互技术、智能语音技术和体感遥控技术。

1.2 智能电视的交互方式及特点

智能电视的交互方式包括基于按键遥控器的操作、多屏互动的操作、语音控制、动作识别，交互方式的选择决定用户在操作过程中的用户体验。

（1）基于按键遥控器的操作

对于用户来说，按键遥控器尽管按键繁多，功能复杂，但是操作简单使用方便，符合传统的使用习惯。这种基础的控制方式包括开关机、音量调节、换台键等功能按键的使用，己经深入人心，因此用户对按键遥控器的依赖性非常大。按键遥控器的设计是根据用户的需求和使用方式决定的，随着功能的增减不断的进行升级设计。经过精简，现代遥控器设计操作是比较简单直观的。

为解决操作的复杂性导致用户体验差的问题，现有智能电视配备的智能体感遥控器，既兼容前者对基本节目的操作，又控制智能应用功能。保留传统遥控方式，从造型和改变按键的排布方式，进行了人性化的改进设计。

（2）多屏互动的交互方式

多屏互动这种交互方式，是将电视、电脑、手机以及PC等不同的移动终端通过建立热点相互连接，相互兼容不同的操作系统，进行同步显示的一种交互方式，可将手机或PC作为遥控器、鼠标、键盘，不仅控制电视节目的观看，还可以获得手机中的应用，分享照片与视频。传统按键遥控器面对智能电视的复杂功能，己经很难满足操控要求，多屏互动操控方式在不增加硬件的前提下，既经济又实用。

（3）语音控制

语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。语音识别技术主要包括特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术三个方面。

（4）动作手势识别

动作手势识别技术是由手型、身体动作辅以表情姿势为符号构成的动作识别的一种技术，是人机交互模式识别领域的项重要研究内容。动作手势识别系统可以消除健全个人与聋哑人之间交流的障碍，作为人体语言理解的一部分，动作手势识别还可以更高效的实现人机交互。

2 智能电视中手势识别技术专利概况

2.1 全球专利状况

截至2015年3月底，在DWPI数据库中检索到智能电视中手势识别技术的专利申请达到589项。

2.2 技术趋势分析

经检索得到全球范围内智能电视中手势识别技术的专利申请589项。

数据显示，2008年之前，智能电视中手势识别技术专利申请并不是很多。2008-2013年六年期间申请量数量成稳定增长的趋势，2013年为221项申请，达到峰值。到2014年，申请量有所回落，为90项。这说明到2013年以后，整个智能电视智能遥控市场已相对较为成熟，大部分厂商已慢慢确定技术发展方向。

2.3 区域布局分析

可以看到，在智能电视的手势识别技术领域，全球的专利申请主要集中在美国、日本、通过PCT申请、中国以及韩国，其中在美国进行的专利申请有408项，数量上排名第一，在通过PCT申请进行的专利申请有181项，数量上排名第二，而日本、在中国、韩国的专利申请量分别为176项、163项、120项。这反映出美国、日本、韩国及中国是当今相关产品的重要市场。

2.4 原创区域分析

从结果显示出该领域全球专利申请的原创区域分布情况。从图3可以看出，该领域原创申请的申请量排名在前的国家/地区依次为美国、日本、韩国、中国，其中在美国的原创申请268项，日本为128项。而韩国、中国和台湾的原创申请分别为81项、46项和24项。这一方面显示出美国在专利保护方面的优势，能够吸引技术朝着专利化的方向发展，另外一方面也显示出美国在该领域的强势地位。同时，日本与韩国在该领域的地位也不容小觑，这与其国家电子产品技术领先、销售市场成熟有着密切联系。

2.5 全球主要申请人分析

从结果显示出智能电视中手势识别技术专利申请的重点申请人及其在该领域的专利申请量。该领域的重点申请人包括三星、微软、索尼、LG、谷歌、Intel、松下、苹果等。其中三星、索尼、LG、松下均为代表日韩先进技术水平的电视生产厂商，而微软的相关申请主要集中在Kinect相关产业中，谷歌则是在电视领域相关的广告技术上进行专利布局，苹果公司自己的原创技术并不很多，但其在技术发展中通过公司并购得到最新技术是其一贯风格。

2.6 国内专利状况

截至2015年3月底，在CNABS数据库中检索到涉及有关的智能电视中手势识别技术的专利申请达到216件。

人机交互技术篇（4）

1新一代人机交互技术概况

人机交互是人机信息交换的对话接口。［1］在人机交互发展过程中，经历了命令行界面（CLI）、图形用户界面（GUI）和自然用户界面（NUI）。自然用户界面作为新一代人机交互技术，利用人类视觉、语音、触觉、嗅觉交互和情感计算、多通道交互等交互能力与机器自然交互。自然用户界面依托于1991年MarkWeiser提出的普世计算（UbiquitousComputing）和平静技术（CalmTechnology）两大理论基础，主张技术应该不动声色地服务于人类。

2新一代人机交互技术在艺术教育中的应用

艺术正是实验和探索技术带来的变革，以进入这些复杂的、多时空的、不确定的、非线性的刁顽问题（WickedProblems）的世界。新一代人机交互技术在艺术教育中的应用丰富了新媒体艺术、交互设计、信息设计等专业的教学视域，借助技术创造大量智能时代的艺术形式；另一方面，技术又反哺于艺术教育，层出不穷的智能艺术创作工具，使艺术教育中的“默会知识”能够更高效地传递，促使艺术教育更加形象化、情境化、多元化、智能化，给艺术教育中创造力、想象力、洞察力和好奇心的培养提供有力的技术支持。

2.1语音交互技术在艺术教育中的应用

语言作为人类思维表达的工具，是最简单、最自然的表达方式。语音交互技术经历了3次关键技术迭代。第一阶段是20世纪90年代出现的语音应答（InteractiveVoiceResponse，简称IVR），用户通过电话与机器客服交流，我国电信、联通和移动的客服运营都采用了这项语音技术；第二阶段是语音助手，如谷歌GoogleOK、微软Cortana和苹果Siri，将语音交互手段植入手机等便携设备中，以语言和图像相结合形成多模态交互；第三阶段是近3年来出现的智能家居音箱，如谷歌HOME音箱、亚马逊ECHO音箱、天猫精灵、腾讯小Q等，作为纯语音设备介入智能家居环境，为生活的去屏幕化交互做好准备。语音交互技术不但改变了日常生活形态，同时也变革着艺术教育的教与学。首先，语音交互技术驱动新媒体艺术、交互设计、录音艺术、动画设计、产品设计等专业发展，使艺术教育不仅仅停留在视觉教育的层面，听觉作为人机交互的重要媒介在艺术教育中大放异彩。例如MusicTransformer通过语音识别和人工智能技术实现了长篇音乐的自动生成，可通过基于自我主义的序列模型生成连贯地阐述特定主题的音乐。

2.2图像交互技术在艺术教育中的应用

图像交互技术是运用计算机处理、分析和理解图像，从而识别各种不同模式的目标和对象的技术。图像识别分为文字识别、数字化图像识别与物体识别三个阶段。近几年随着计算机视觉技术的不断成熟，相关的图像分割和图像计算方法不断更新，在保证识别准确性的同时，也在艺术及艺术教育中进行了探索与创新。随着图像风格迁移（NeuralStyle）技术的发展，计算机通过深度学习掌握了大量艺术大师的绘画风格，可快速将图像进行艺术风格化处理。在艺术史教学的艺术作品赏析环节，可以让学生运用现有的图像交互软件如DeepDreamGenerator、PicsArtPhotoEditor、Ostagram、Prisma等上传头像，计算机可以制作出融合了历史上各时期艺术大师风格的艺术作品，不但有助于学生掌握各时期绘画大师的艺术风格，丰富艺术史教学的趣味性和互动性，而且生成的绘画作品就如大师在学生面前制作的范画，学生们可以从中观察形式、技法是如何服务于特定内容的，有助于学生们更高效地理解和掌握各类绘画风格，引导学生思考内容与形式间的关系，从而逐渐形成个人特有的艺术风格。

2.3体感交互技术在艺术教育中的应用

人机交互技术篇（5）

中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)22-5480-04

Research of Human-machine Communicative Technology in the Information System Based on WebGIS

WANG Rong-hao1, WANG Chuan1, CHEN Dong-hao2, YANG Qi-liang1

(1.Engineering Institute of Engineering Corps, PLA University of Science and Technology, Nanjing 210007, China; 2.Engineering Institute of NorthSea, Qingdao 266012, China)

Abstract: This thesis develops the WebGIS-based human-machine communicative system that can monitor, manipulate and administrate devices or infrastructure in the information system by means of using the technology of and GIS and integrating effectively the strategies of client-side and server-side. The purpose of the system is to make it possible to not only realize the functions of resizing the map and navigation but also show the current information of the devices or infrastructure and at the same time monitor them.

Key words: GIS; ; human-machine communicative; monitor; administrate

1 研究背景

在工程信息化建设和管理中，我们需要及时掌握工程所在处的地理信息、工程内部设备位置、工程中摄像头监控等信息。如果采用C/S技术，则需要客户机上安装客户端应用程序才能够完成各种功能，这给我们带来很大的不便。B/S结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。B/S架构的软件只需要管理服务器就行了，所有的客户端只需安装浏览器，根本不需要做任何的维护。只要有一台能够上网的电脑或者能连接到网络的PDA设备甚至手机就能使用，客户端零维护。系统的扩展非常容易，只要能上网，再由系统管理员分配一个用户名和密码，就可以使用了。

WebGIS技术是基于Web的地理信息系统，在实现实时监控和实时道路信息方面有着良好的用户体验和可视化效果。用过Goolgle地图的人就会发现WebGIS的便捷性和有效性。使用B/S策略开发基于Web的GIS系统，使管理者和决策者随时随地掌握工程现场的各种道路信息、设备信息、监控信息等，方便其及时做出决策。

2 系统功能设计

WebGIS的开发技术很多，我们用MapInfo公司开发的基于MapXtreme技术来设计WebGIS软件以完成所需的功能。MapXretme平台提供了一个高度可视化的、直观的组件，便于将地图功能集成到任何Web应用中，可以和.NET平美结合，可以支持在一个集中管理的服务器上运行地图应用，降低了硬件和管理成本，同时极大地提高了应用性能、可靠性和安全性。

1）地图

将矢量地图通过MapXtreme技术转化成GIF或者其他栅格图像，使用户可以通过www浏览器访问地图。MapXtreme支持java，可以完成多平台的地图缩放、平移操作。由于传递到客户端(浏览器端)的只是一幅经过高度压缩的栅格图像，而真正的矢量图像仍保留在服务器端，减少了网络传输负担，并且降低了原始数据被盗用的可能。

2）信息可视化

通过地图表达声音、图像、文字等信息，直观而且信息量丰富。

3）MapXtreme的地图化功能

① 专题图：利用晕渲、等级符号、独立值、点密度、饼图、直方图进行区域值的显示；

② 对象处理：合并、缓冲、相交、删除对象（点、线、面）、返回结果数据；

④ 绘制图层：允许开发人员绘制定制的地图对象，如尺标、天线传送方向箭头；

⑤ 查找：通过州名、ZIP码、城市名、街道名或客户名进行查找；

⑥ 广泛的数据源：使用通用的数据界面，包括ODBC、DAO、ClipBoard和OLE Data界面访问数据。

通过MapXtreme，用户可以在Web上基于电子地图的应用系统。所有的最终用户只需要安装浏览器即可访问服务器端的数据，用户可以很方便的对地图进行放大、缩小、漫游、查询、统计等操作。此外，MapXtreme还提供了许多强大的地图化功能，满足用户的不同层次的需要，包括：专题图、缓冲区分析、对象（地图）编辑、绘制图层、查找、直接读取LotusNotes、图层控制、空间选择、访问各种数据源等。

3 系统实现

单纯的服务器策略和客户端策略都有明显的局限性。当服务器策略涉及频繁的数据传输时，它们的效率受到网络宽带和网络负荷的严重影响。而在客户端策略中，当处理请求和处理能力不一致时，受计算能力的影响，某些任务可能运行缓慢，甚至根本无法完成。服务器端策略和客户端策略的有效组合则可以为问题的解决提供一个很好的方案。当涉及大量的数据操作和复杂分析任务时，可以让计算能力很强的服务器来处理。当涉及用户交互较多的任务时，可以用客户机进行处理。在这种情况下，服务器和客户机可以共享它们的性能和数据处理能力，从而合理的分配数据处理程序，使系统的整体性能最优。

1）地图制作

将图片光栅化后作为地图的底图。栅格图像转化为矢量图，将栅格图像进行配准，确定地图上各点的经纬度。然后根据图像配准布局地图，在栅格背景图的基础上通过MapInfo的画图工具做出各个图层，如道路，水路，植被等。

2）事件图层的管理控制

将事件信息写入地图的表中，在主程序中通过编写代码实现事件信息的查询、触发等。

3）优化WebGIS运行速度的方法

① 对每个图层设置Zoom范围；

② 启用COM+的Session池；

③ 启用Cache；

④ 用文件方式存储地图数据，将地图.tab文件存储在.mws工作空间当中。

4 关键技术

1）地图加载及放大、缩小、拖动等功能的实现

private Map GetMapObj(string mapAlias)

{ Map map = null;

if (mapAlias == null || mapAlias.Length

{ map = MapInfo.Engine.Session.Current.MapFactory[0];

}else

{ map = MapInfo.Engine.Session.Current.MapFactory[mapAlias];

if (map == null) map = MapInfo.Engine.Session.Current.MapFactory[0];

} return map;

}

private bool IsDirtyMapXtremeSession()

{ return (MapInfo.Engine.Session.Current.CustomProperties["DirtyFlag"] != null);

}

private bool IsUsersFirstTime()

{ return (HttpContext.Current.Session[StateManager.GetKey("Zoom")] == null);

}

public static void BeginRequest(System.Web.SessionState.HttpSessionState session, string mapAlias)

{ if (StateManager.GetStateManagerFromSession() == null)

{

StateManager.PutStateManagerInSession(new AppStateManager());

MapInfo.WebControls.MapControlModel controlModel = MapControlModel.GetModelFromSession();

}

StateManager.GetStateManagerFromSession().ParamsDictionary [StateManager.ActiveMapAliasKey] = mapAlias;

StateManager.GetStateManagerFromSession().RestoreState();

} public static void EndRequest()

{

StateManager.GetStateManagerFromSession().SaveState();

} #endregion

}

2）基于MapXtreme的鹰眼技术

鹰眼是除了主视图外的一个小视图窗口，用来显示全图，并用1个矩形表示大图的地图边界。点击鹰眼窗口时，地图自动定位到相应位置，当地图视图（包括缩放比例和中心）发生变化时，鹰眼上的导航矩形框相应变化，以指示用户当前所处的位置。

鹰眼的实现思路：在同一页面表单上放置2个MapControl控件,分别为地图主窗口(mainMapControl)和鹰眼窗口(overviewMapControl)，地图主窗口用于显示实际的地图，鹰眼窗口则需要将地图按合适的比例尺显示，然后在鹰眼窗口上创建1个图层，在该图层上添加1个矩形对象FeatureGeometry，该矩形的大小随着主图边界而变化。由于两个窗口的大小不同，需要经过1次比例转换，因此首先定义1个setView( )方法，该方法用于实现地图数据自适应任意大小地图窗口。当地图主窗口中的图形被缩放或者平移之后，在鹰眼窗口已有图层中加入1个临时层，在临时层上动态生成1个蓝色矩形，显示地图主窗口中显示的图形在整体地图中所处的位置。

系统中鹰眼功能的具体实现步骤如下：

① 判断用户是否对主地图窗口进行了缩放或平移操作，若没有变换则鹰眼窗口内容不变，若有变换则获取主地图窗口显示的地图范围。然后创建1个矩形对象并设置其颜色和宽度属性，创建窗口样式并设置样式属性；

② 判断鹰眼窗口的图层中是否已经存在临时图层，若存在则先清空临时图层中的所有对象；若不存在则创建1个临时图层并将临时图层加入到鹰眼窗口图层中；

③ 将矩形对象插入临时图层。到此系统即完成了鹰眼窗口的地图视图变换。

④ 通过让 Overview（概览图）和主地图使用相同的地图，我们可以将服务器上的计算负载降低到最低限度；仅在内存中保存一个地图可以降低应用程序的内存占用率，只有在地图发生更改时才需要渲染两次，一次用于渲染主地图，一次用于渲染概览图。

3）鼠标中键缩放功能的实现

MapXtreme 2008中，在Windows应用程序中自带鼠标中键缩放的功能，而在Web应用程序中却没有，如果能够实现会显得更加人性化。根据MapXtreme平台的组件开发技术原理，编写代码如下：

① 在页面的之前添加如下JavaScript代码：

function map_image()

{ var Img = document.getElementById("MapControl1_Image");

if (Img != null)

{ Img.attachEvent('onmousewheel', GetMouseWheelEvent());

}

}function GetMouseWheelEvent()

{ var mapImage = document.getElementById("MapControl1_Image");

var url = "MapController.ashx?Command=WheelZoom&Width=" + mapImage.width + "&Height=" + mapImage.height+ "&ExportFormat=" + mapImage.exportFormat + "&Ran=" + Math.random() + "&wheelvalue=" + event.wheelDelta;

if (mapImage.mapAlias)

url += "&MapAlias=" + mapImage.mapAlias;

try

{mapImage.src = url;

}

catch (e)

{ alert("Error!");

}}

② 在自定义的后台代码文件EagleEyes.cs中添加如下类：

[Serializable]

public class WheelZoom : MapBaseCommand

{ public WheelZoom()

{

Name = "WheelZoom";

} public override void Process()

{ int wheelvalue = int.Parse(System.Convert.ToString (HttpContext. Current.Request["wheelvalue"]));

MapControlModel model = MapControlModel. GetModelFromSession();

model.SetMapSize(MapAlias, MapWidth, MapHeight);

try

{MapInfo.Mapping.Map map = model.GetMapObj(MapAlias);

MapInfo.Geometry.Distance d;

if (wheelvalue > 0)

{d = new MapInfo.Geometry.Distance(map.Zoom.Value * 0.9, map.Zoom.Unit);

}else

{d = new MapInfo.Geometry.Distance(map.Zoom.Value * 1.1, map.Zoom.Unit);

}map.Zoom = d;

}

finally

{ System.IO.MemoryStream ms = model.GetMap(MapAlias, MapWidth, MapHeight, ExportFormat);

StreamImageToClient(ms);

}} }

③ 在页面加载处注册Command：

if (Session.IsNewSession)

{MapInfo.WebControls.MapControlModel controlModel = MapControlModel.GetModelFromSession();

mands.Add(new GetOverviewMapCommand());

mands.Add(new Info());

mands.Add(new WheelZoom());

}

4）地图视频监视事件的实现

将设备信息写入到地图文件中，自定义信息查询组件，当鼠标单击信息工具时获取图元的各种信息并显示。信息查询组件的开发技术原理与鼠标中键缩放功能的组件开发技术原理大体一致，这里不再赘述。

5 总结

本文介绍了利用MapXtreme技术和.NET平台开发信息化WebGIS系统的流程，实现了地图鹰眼、鼠标中键缩放、实时监控、设备信息监控等功能，详细阐述了实现过程中的关键技术，所开发的系统为管理和决策者提供了实时信息，方便其快速准确地做出决策。

参考文献：

[1] 王桥,张宏,李旭文,等.水资源地理信息系统[M].北京:科学出版社,2004.

[2] 孟令奎,史文中,张鹏林,等.网络地理信息系统原理与技术[M].北京:科学出版社,2005.

[3] 张建新,赵黎民.基于3S技术的县级土地利用数据库建设[J].国土资源科技管理,2008,25(4):67-70.

[4] 2.0揭秘[M].北京:人民邮电出版社,2007.

[5] Karli.C#入门经典[M].3版.北京:清华大学出版社,2006.

人机交互技术篇（6）

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）22-0185-031 概述

人机交互技术，又称为人机互动技术（Interaction Design），它为人类与计算机之间的信息交流开辟了一条新的沟通渠道，从计算机技术的出现到今天数字媒体技术普及盛行。人机交互技术已经发生了质的飞跃。尽管仍在广泛使用的图形图像用户界面，在操作直观性上有了显著提升，但用户仍是在外部观察和操作。以计算机为中心，让用户适应计算机的这种传统的交互模式并没有改变。多媒体技术被认为是在智能用户界面和自然交互技术取得突破之前的一种过渡技术。在人机交互过程中，多媒体的强大主要体现在它能提高用户对信息表现形式的选择和控制能力，同时，在表现形式与人的逻辑创造能力上高度结合。因此，多媒体人机交互技术是多媒体技术和人机交互技术的完美结合，传达信息的多样化和通过多种输出、输入设备与计算机进行交互是多媒体人机交互技术的所要解决的问题。早在多媒体人机交互设计这个概念被提出之前，产品设计在企业品牌争夺产品市场的竞争中已经发挥着不可替代的作用。随着计算机技术的应用和普及，市场上的产品也越来越智能化、复杂化，功能不断的累加和集成，消费者因此产生了很多认知上不必要的错误，当人们感觉到简单的界面不能满足人的消费需求的时候，多媒体人机交互技术作为一个独立的设计阶段出现。早期的多媒体人机界面主要是通过丰富的信息表现形式拓宽计算机到用户的通信带宽，在此之后，人机交互设计开始备受关注。人机交互技术既可以理解为人与计算机的交互，也可以理解为人与包含计算机的产品之间的交互。现在，视线跟踪、语音识别、手势输入、感觉反馈等新的交互技术直接影响着产品和用户的交互方式，有助于提高人机交互的效率和用户友好性，将产品设计和产品展示引向更高的境界。

2 产品设计领域中人机交互的主要方式

多媒体人机交互的过程是用户通过人机界面向计算机输入指令，计算机经过处理后再把结果反馈给用户的过程。为了使人机交互变得更方便，更快捷，更人性化，满足不同消费人群的需求，发展出了多种不同的输出、输入形式，这也大大地丰富了人机交互的方式。从早期的面板开关、显示灯和穿孔纸袋等交互装置，到今天的视线跟踪、语音识别、手势输入、感觉反馈等具有多种感知能力的交互装置，从发展史的角度上来说，多媒体人机交互技术的发展经历了五种交互方式，它们分别是：手工操作、命令语言、图形用户界面、网络虚拟的人机交互、多媒体（多通道）的智能人机交互，但从介入产品设计的领域来说，在其中起着辅助设计和产品展示作用的是网络虚拟的人机交互方式和多媒体（多通道）的智能人机交互方式。

人机交互技术篇（7）

中图分类号：TP391 文献标识码：A

1 引言（Introduction）

从20世纪80年代开始，“游戏与运动相结合”“健身与娱乐相结合”的设计理念开始在各种商业游戏中有所应用[1]。传统的人机交互方式使用键盘和鼠标，机械性的重复相同的动作致使玩家的兴趣越来越低[2]，而基于传感技术的人机交互方式将全身动作的感应信号转换为对游戏的控制信号，将电子游戏与健身运动结合在一起。

如今市场上成功的健身型体感游戏种类繁多，如基于摄像头Kinect平台的《Kinect大冒险》[3]等，这些设备大都价格昂贵，且需要专门的游戏主机。本文的设计目的是以低成本、适用广为特点，为基于键盘操作的电脑小游戏提供体感交互式的控制模式，系统采用压力传感器和加速度传感器，分别感应玩家腿部和手部动作，而不仅仅只有一个手部遥控装置[4]，玩家能够获得全身性的运动。

2 系统方案设计（Project design）

本系统包含三个部分：传感器单元、数据采集处理单元和控制显示单元。数据采集处理单元使用三块51单片机，将加速度数据与压力数据分开处理，并实现了玩家手部加速度装置的无线化。整体框图如图1所示。

本系统基于传统的横版过关类游戏，按照常规键盘操作方式使用方向键或其他按键，人物可以前后移动或向上、向前、向后跳跃；人物的手部运动只有一种，其功能视具体游戏而定，在本装置中一律按挥拳攻击处理。

系统使用一个压力感应装置感应玩家的脚步命令动作，该装置有五个区域如图2所示，每个区域下面安装一个压力传感器-广测YZC-1B，其中C区代表“原地”方向，玩家在这个区域跳一下，上位机游戏的人物原地跳一下；A和B区分别是“前进”方向的左右脚摆放位置，玩家在这个区域原地跑或向上跳跃，游戏人物向前进或者向前跳；D和E区分别是“后退”方向的左右脚摆放位置。

系统使用一个无线手环感应人的手部动作，玩家向前大幅度挥拳时，游戏人物做出手部动作。手环由一个加速度传感器ADXL345[5]、射频发送模块NRF24L01/NRF24L01+[6]和一块 ST89C52RD单片机构成。

数据采集处理单元以串口通信方式，向PC上位机中的游戏发送控制命令，上位机中的串口模拟键盘程序可以根据串口发来的命令，模拟按键响应，控制电脑游戏中游戏人物的动作，从而实现单片机对电脑游戏的控制。

3 动作判断方法分析（Analysis of motion）

动作判断方法是本系统研究阶段的主要研究内容，判断方法的好坏直接影响系统功能的实现。

3.1 脚步动作判断

在跑步和跳跃时，人的左右脚的动作有紧密联系，设置玩家右脚为主动脚，左脚为从动脚，判断每次的动作都从右脚开始。

以体重50kg玩家的实验数据为例，数据采样频率10Hz，仅采集得到若干特征值，方便对动作的判断，压感装置测量到的并不是真实的质量，玩家静立在压感装置上的测量值为3kg，当玩家在前进/后退区域跑动，左右脚下的称重传感器测量到的数据如图3所示。从静止到跑步再回到静止状态，右脚和左脚的重量交替变化，重量从小幅波动到大幅起落，最低值到0，峰值能够超过静立重量的两倍。笔者的判断方法是：右脚的重量严格超过静立重量的两倍、同时左脚重量为零、待1秒内左脚落下后重量达到静立重量的两倍，则完成一次跑步命令动作。

当玩家在前进/后退区域跳跃，左右脚下的称重传感器测量到的数据如图4所示。每个跳跃动作可分解为起跳、腾空、落地三个过程[7]，左右脚重量变化几乎同步，在起跳和落地过程中，传感器分别会测量到一个峰值，达到静立重量的两倍。笔者仅以第一个峰值为准进行判断，判断方法是：右脚重量达到静立重量的两倍、同时左脚重量超过静立重量、待双脚同时腾空使重量为零，则完成一次跳跃，随后在程序中延时400毫秒，避免误判第二次峰值。

当玩家在原地区域跳跃，两只脚都在同一个传感器上，跳跃过程中质量变化的峰值更大，但其重量变化曲线的趋势与上文大致相同，判断方法也类似，测量到第一个峰值超过静立重量的两倍即视为一次有效的跳跃，随后延时400毫秒。

以上分析的判断方法，能够正确分辨玩家连续的动作，克服双脚质量变化的不平衡特点[8]，并及时做出反应，尽量缩短判断动作所需的时间，减小人机交互中的时延感。

3.2 手部动作判断

玩家手部的加速度传感器数据曲线如图5所示，静止时，三轴加速度大小保持相对稳定。水平X轴、Y轴稳定在0―0.1m/s2，竖直Z轴稳定在1.00m/s2左右（重力加速度）。挥拳时，Z轴加速度仍保持在0.89―1.05m/s2，而X轴、Y轴的加速度变化基本同步，在挥拳挥出时，水平加速度会经历一个变大直至超过1m/s2，然后回落的过程；收回时由于动作平缓，水平加速度虽然也会出现一个峰值，但不会超过1m/s2。由于只需要在一次完整的挥拳动作过程中得到一次有效的加速度判断，故取其峰值范围作为判断依据，在X轴、Y轴中，若有任意一轴加速度大小超过1m/s2，判断挥拳一次。

上述加速度判断方法的合理性在于，取略小于挥出时峰值、而又远大于收回时峰值的数值作为阈值，最大限度地避免收回时被判为又一次挥拳，以及挥出时没有被判断为挥拳的误判状况出现。每次判断所需时间极短，可在短时间内进行多次判断，实时反映运动状况。

4 系统软件实现（Software design）

4.1 单片机程序设计

单片机c是主控器，处理压感的数据，判断脚步动作，并且负责传输向上位机的所有命令；单片机a处理加速度手环的数据；单片机b处理单片机a和单片机c的信息交互。单片机c的程序流程图如图6所示。

单片机初始化传感器和AD模块后，首先给存放静立质量的weight_still变量赋值。蜂鸣器发出提示音，玩家站上压力感应装置的“原地”区域，站稳后，单片机每隔50毫秒获取一个16位数据，共采集100个数值并进行排序，取中心数值计算出静立质量（单位：kg），最后赋给weight_still，蜂鸣器停止鸣叫，玩家开始游戏。单片机不断查询原地、向前右脚、向后右脚的质量，当质量超出阈值，则进入动作判断程序，若判断有动作，则向串口发送相应的命令，命令为一个字节的字符。单片机a的程序流程图如图7所示。

单片机初始化ADXL芯片后，首先向芯片I2C总线发送起始信号，写入设备地址和存储单元地址，随后开始连续读取来自随机存储器的六个地址数据，从中分离出X、Y、Z三轴加速度，分析各轴的加速度，若单片机判断出现了一次挥拳，令输出端口PORT1输出一个值KEY=0给无线通讯模块，模块收到KEY0后进行编码，将与之相应的32字节数据串RxData发给单片机b的无线接收模块一次。

接收端收到RxData后对其解码，若解得内容与机内预设的KEY=0时的RxData内容相符，则输出一个低电平给单片机c的外部中断引脚，单片机c进入中断程序后向串口发送挥拳的命令，同时输出一个应答信号ACK反馈给单片机b，单片机b随后将低电平拉高。

4.2 上位机软件设计

上位机软件主要是利用MFC作为框架，进行串口通讯和键盘模拟。

MFC中的MSComm通信控件提供了一系列标准通信命令的接口，可以用它创建高效实用的通信程序。本系统建立基于对话框的MFC程序，设置相应的显示框，在添加MSComm控件的同时添加了CMSComm类，调用相关函数对串口各种参数进行设置，与单片机进行匹配，实现串口通讯。

在普通的键盘输入中，当按下一个键时，Windows操作系统把WM_KEYDOWN或者WM_SYSKEYDOWN消息放入消息队列；释放一个键时，Windows把WM_KEYUP或者WM_SYSKEYUP消息放入消息队列中。Windows提供了一个模拟键盘API函数Keybd_event（），该函数能触发一个按键事件，利用该函数可以模拟一个按键被按下或者松开，从而用软件代替键盘实现键盘消息的发送。

上位机软件接收到单片机发来的命令后，判断命令字符，调用Keybd_event（）函数，改变其中虚拟码的键值，模拟不同按键被按下的情况，从而实现模拟键盘的功能，使单片机能够控制游戏中的人物。在软件界面上，玩家可根据不同的游戏，选择需要映射的按键，实现了本系统的普适性。

5 实验测试与结果（Result of experiment）

笔者完成了系统的硬件和软件，系统能够正确地采集到玩家的动作命令，并且及时地使游戏中的人物做出相应动作。测试的游戏包括《超级马里奥》等，本装置目前在体重48―55kg的人群中试验过。系统工作图如图8和图9所示。

6 结论（Conclusion）

本文实现了一种基于多单片机的人机交互体感游戏系统，可以为基于键盘操作的电脑小游戏提供体感交互式的控制模式。文章介绍了装置的硬件实现和软件设计，玩家可以使用身体动作控制游戏人物，从传统的按键操作中解放出来，手部控制器采用无线通讯，使玩家的控制更加自然，提高了原游戏的沉浸感、交互性和趣味性，是对传统按键游戏的升级。

参考文献（References）

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2010.

[2] 艾兵.基于FPGA的体感游戏[J].现代电子技术，2014（6）：47-50.

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[5] 李兴法.数字式加速度传感器ADXL345的原理及应用[J].黑

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[6] 刘志平.基于nRF24L01的近距离无线数据传输[J].应用科技，

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[7] 何浩祥.人体跳跃及落地激励下的楼板动力响应研究[J].振动

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[8] 张春林.人体足底受力测试及其分析[J].北京理工大学学报，

2004（7）：567-570.

作者简介：

人机交互技术篇（8）

（一）新媒体艺术的内涵

随着时代不断的变化，新媒体概念也在不断的变化。陈玲教书在《新媒体体术史纲》中指出：“所有使用媒介和技术手段创作的艺术作品都是新媒体艺术。”书中的媒介并不是一个固定不变的词汇，在历史的不同时期中，以不同的面貌出现的。它包含了各种技术和各种新的材料，是随着科技的进步和社会的发展而不断变化的一门以综合性和跨学科为主要特征的全新学科。因此。新媒体艺术具有不确定性，是利用相对于传统艺术交心的媒介，与时代科技相结合，不断变化发展着的概念和艺术形式。

（二）交互媒体的内涵与特征

交互媒体是新媒体的一部分，新媒体主要包括交互媒体和非交互媒体。一般信息理论中，交互媒体的定义是能够建立用户双向沟通的媒体，是指用户能够主动并积极参与的一种媒体形式，被定义为一种协同媒体。交互媒体比传统媒体更具有开放、共享、兼容的特征，其设计是针对交互式的数字媒体产品、软件、服务而进行设计的活动，交互媒体对传媒自身产生了很大的影响。首先，现代网络系统中，交互媒体具有虚拟性，能够借助声音、音乐、光线等，打造出数字化的虚拟时空，同时要能借助电子影响、机械互动装置等，通过“虚拟展厅”的形式，呈现出虚拟的空间和环境。其次，在现代网络系统中，超链接和搜索引擎的出现，扩大了受众浏览的自由度，使大众不再受制定的反馈信息和浏览路线的限制，使交互媒体具有了不受限性的特征。同时，由于交互媒体相对于传统大众媒体来说，受众的反馈变得直接和便捷，具有双向互动的功能，具有互动性和共享性的特征，这与传统信息使用的模式不同。

二、数字媒体科学技术与数字媒体艺术的关系

科技和艺术的发展是人类发展不可或缺的两个决定性因素。科学是为了揭示自然和客观规律，运用逻辑进行推理，属于理智型活动。而艺术是一种主观性的创造活动，是运用丰富的想象力，在认知的同时评价生活和表现情感。两者虽有不同，但艺术和科技两者都是在揭示人类进步的真理，不能相互取代。互为矛盾体的艺术和科技可以共同带来新事物的产生和发展，不断的前进。

在新媒体中，数字媒体技术是为了使信息图、文、声并茂，能够输入、输出、传输、存储和处理多种文字、声音和多种图像信息，更加具有可视性。数字媒体技术具可以将人的理性思维同艺术的感性思维融为一体，以数字科技和现代传媒技术为基础的一种新艺术形式，可以作为数字技术的表现手段。在表现形式、内容、传播形式上二者融为一体，都依赖于数字媒体技术的发展。因此，数字媒体艺术是一门以艺术学、设计学、视觉艺术、数字媒体文化以及传播、数字媒体的技术系统相互交叉的学科，数字媒体是它的表现形式。数字媒体艺术的传播形式主要借助数字媒体进行的，如：互联网、手机等交互媒体。其内容主要是数字媒体形式下的美术作品和设计产品。

三、交互媒体应用下的科技与艺术辩证统一的关系

首先，传统媒体设计中，艺术的表现只是为了单纯的装饰。随着时代不断的发展，人们想赋予艺术更新的高度，开始批判这种矫揉造作的艺术。其次，虽然交互媒体设计的艺术表现形式是用交互媒体设计的科学技术来支撑，但是，它会把受众带入一个混乱的状态中，不能光依赖于技术的本身。另外，数字化时代数字媒体中的交互媒体设计涉及了社会的各个方面，如：软件界面设计、手机界面设计以及艺术馆、博物馆等触摸屏界面设计等等。

（一）交互手机媒体

早期，交互手机媒体是一种便捷的语言通信工具，而目前，交互手机媒体已经成了一种新型的媒体样式，如：apple把网络、购物、电影等集成一体。2009年，我国正式上市了3G技术，更加方便了多种媒体形式，如：图像处理、视频流、网页浏览等多种信息服务。同时，2013年我国进入第四代移动通信系统技术，通信行业进入4G时代中。另外，随着科学技术的快速发展，新型手机层出不穷，手机已经成了一种消费符号。从传播学角度上来说，交互手机媒体的出现使传统的受众角色地位变得模糊，但是却具有及时、定向、分众、互动的特征。同时，也使传统的大众传播者变得模糊。手机屏幕和分辨率可以与计算机和电视屏幕不相上下。但是，交互手机媒体的吸引力最终是成败的关键所在。为了能够把购物和旅游更加完美的结合，如何激起消费者内心的情感体验，需要用户某种精神上得给予，如何能够把娱乐和移动更加完美的结合在一起，使用户愿意为这类服务买单，是交互手机媒体面临的主要问题。

（二）虚拟现实

虚拟现实是根据计算机的程序处理，借助虚拟现实技术、三维实景技术、多通道交互，通过眼、数字摄像头、红外线感应等多种采集工具，借助机械数控装置打造出沉浸环境，将手中的语言、表情、动作或其他肢体语言等，实现与受众的对话。虚拟现实技术是以生产一个具体逼真的三位视觉、听觉、触觉、嗅觉，综合了多个领域的新成果，如：传感技术、人工智能等模拟的现实环境。为了构成三位信息的人工环境，它以计算机软件、硬件以及各种传感器，使用户投入此环境中，即可与之交互作用，是可实现和不可实现的物理和功能上的事物和环境，即虚拟环境。虚拟现实艺术常用于博物馆、公共空间展示、艺术场馆等，是一种新兴的沉浸式交互设计。为了使受众沉浸于虚拟计算机交互环境中，达到情感交流的用户体验活动，它通过计算机捕捉人的多种感觉和动作通道，通过视、听、触、嗅等感觉手段，借助接触式，通过智能化艺术作品，实现即时交互。

人机交互技术篇（9）

0引言

随着智能化时代的发展，数字图书馆在发展中面临着一定的冲击和挑战，要着重把握发展机遇，实现人机交互、资源、技术、服务等之间的协同发展，以此更好地发挥数字图书馆的作用，使得数字图书馆能够更好地满足人们对资源的发展需求。

1智能化人机交互技术在数字图书馆中的应用研究

数字图书馆的人机交互研究具体是指机器与用户之间的交互，研究的历程主要是指人机之间的理论以及技术。人机交互理论具体可以追溯到20世纪50年代，是由美国学者提出的计算机人类方面的工程学理论，在60年代提出人机共生的相关理论。在60年代末期，建立了有关人机交互的相关系统，从而也就拉开了人机进行交互的序幕。在进入70年代以后，英国大学开始设立人机交互研究中心，随着学术界领域不断发展并进行拓展，在七八十年代开始了不同版本计算机人机工程学的研究［1］。由此可以看到，智能化人机交互技术相关理论内容是不断完善的，从原来早期的计算机人工工程学领域中脱颖而出，并与心理学、社会学之间紧密结合。尤其是在20世纪90年代后期以后，信息技术的飞速发展使得人机交互也成为其研究的重点，进入21世纪更是将信息技术作为其发展方向，过去几年在人机交互领域发生了很大的变化，也有很多的领域和机构都开始对人工智能进行研究，例如清华大学、北京大学以及美国的一些学校［2］。人机交互的发展也可以说是图书馆的发展过程，数字图书馆与人机交互的发展从早期的相互交互，到中期语言方面的交互，到后期的文本交互，然后再发展到当前的文本、图像以及音视频等的交互，在未来也可能会产生思维与心智之间的交互。在这个过程中很多数字图书馆也开始进行人机交互理论的相关研究，整体而言，一是用户信息之间的交互以及行为方面的研究，对用户的信息交互意愿进行了解，可以对其中的情感元素进行分析，还要注重对移动搜索行为以及其他方面的影响元素进行研究［3］。此外，还有人机交互质量之间的评价和相关研究，对图书馆的人机交互理论、方法、模型进行相应的评估研究，对图书馆的微交互、智能交互等方面进行研究。当前数字图书馆的发展中软硬件资源已经不是其障碍，但是数字图书馆的人机交互却不能很好地满足当前人工智能时代用户的需求，分析其原因主要在于当前数字图书馆的发展相对缺乏创新型的人才，与当前的人机交互理念不够匹配，缺少当前人工智能时代的人机交互［4］。为此，人机交互技术在数字图书馆中的应用要明确其目标，以此对相关的理论和技术进行相应的研究。

2当前智能化人机交互技术在数字图书馆中的应用现状

2.1系统存在缺点，关键信息捕捉不足

智能人机交互系统可以应用到各个行业，要能够根据其主题进行分析，让学生可以看到在计算机、智慧城市、图书馆等方面的研究，可以借鉴当前数字图书馆人机交互中的特点，提出人机交互系统中的方法，克服数字图书馆人机交互所存在的缺点，为用户提供较为友好的交互界面，并不用掌握特殊的检索操作方式，以便能够快速地抓住其中的关键信息［5］。

2.2缺乏展示平台，服务不足

相关文献显示，很多图书馆对交互或展示系统进行了介绍，从中可以看出，当前图书馆对于人工交互系统都处于相对尝试的阶段［6］。一些相关的领域都开始对人工交互进行研究，并没有相对完善的整合系统进行展示、交互。

2.3宣传不够，不能满足用户需求

作为服务性的机构，为读者提供一定的服务类型，能够为读者提供更加有效的信息，对图书馆资源进行宣传和相应的服务。传统的横幅内容已经不能很好地满足图书馆的发展需求，越来越多的图书馆开始选择LED滚动条、大屏幕、触摸屏等对信息进行展示［7］。在这个过程中也产生了一些新的问题，对信息的展示需要信息管理系统，但是很难做到有效的整合，这就导致对信息的管理难度比较大，对信息的管理和分类存在很大的困难。为此，数字图书馆在发展中要注重引进新的多媒体形式进行信息的与交互，构建一套对各种设备、业务进行管理的系统，以便能够将图书馆的各种服务实时地发送给读者，提供与读者进行互动管理的平台，即图书馆向读者提供一定的服务，读者与图书馆之间进行充分互动。

3智能化人机交互技术在数字图书馆中的应用路径

3.1完善体系框架，提供人机交互体验

数字图书馆发展中人机交互是其关键技术，通过人机交互的应用，可以更好地提升用户的体验。随着信息技术以及相关软硬件技术的发展，数字图书馆在人机交互方面的技术取得了很大的进步，这也就给人工时代的发展提出了更多的挑战和机遇，从原来传统的无交互到现在的关键词、文本交互，还有可能为用户创建更加独立的虚拟空间。引导用户从视觉、听觉、触觉等不同的感觉氛围与图书馆之间构建相应的联系，从而为用户提供更加自然和具有感知程度的人机交互体验［8］。当前不同领域、模式都存在人机交互模式，为此，在数字图书馆发展中要注重对人工智能技术进行梳理。无论信息技术与外界的环境如何进行变化，人机交互技术依然是输入、反应、输出等模式。也就是用户对数字图书馆提出信息检索要求，数字图书馆做出反应，以此为用户提供信息等。在功能实现层面来说主要是前台、后台等内容，其中，前台主要是为了接收用户的信息，并根据结果向用户反馈相应的信息，后台主要是对用户输入信息进行处理，以此得到用户想要的结果。数字图书馆人机交互技术主要指前台、后台的工作。前台的人工智能技术主要是指灵活、多样化以及具有个性化的信息输入方式，例如语音、视觉、心理层面。后台的人工智能技术是对用户输入的信息进行分析、处理，对资源进行整合，建构相关联的知识网络。

3.2强化人机交互技术体系的业务，完善管理服务平台

数字图书馆人机交互技术发展已经有30年，但是从输入设备以及方式方法的局限性来看，人机交互范式并没有发生多大的变化，这也就使得数字图书馆人机交互的发展一直处于被动地位［9］。当前随着人机交互理念、思想等的不断变化，最终不断优化数学图书馆的用户交互模型。数字图书馆人机交互模式的发展从传统模式逐渐走向现代、单一模式，其中的重要性并不低于对信息的融合利用，这个模式当前也已经广泛地应用到军事、航天以及教育各个领域的发展。人机交互可以说就是数字图书馆与用户之间的信息交流，用户界面是对人机交互进行应用的桥梁。传统信息环境氛围下，人机交互主要依赖于键盘、鼠标等文本的输入以及输出方式。但是在当前人工智能时代，数字图书馆在外在形态上不再是仅仅局限在传统资源整合方面，而是与当前互联网、虚拟技术等技术相结合起来形成当前图书馆发展新的模式。在当前较为理想的情况下，数字图书馆人机交互技术的发展不能仅仅依赖机器以及利用文本语言输入的方式，而是要能够在没有鼠标以及键盘外在输入设备的情况下，也能够随时随地进行人机交互。但是当前由于受到外在物理以及信息技术等环境的影响，这种理想的情况很难实现。在当前人工智能时代，数字图书馆在软硬件方面的设施不断完善，加之为用户提供更加人性、个性化服务，会实现以上各项功能，为用户提供更加优质的服务。智能化人机交互目标具体来说是通过更加自然、灵活以及智能的方式，将用户的需求通过用户界面进行接收，然后转化为数字图书馆可以接受以及理解的方式，以此输出用户能够理解和获取的信息资源方式，在人机交互环境中给用户以信息反馈。一方面智能化的输入体系能够对用户的心理感知，以行为、语言以及动作作为信息输入方式；另一方面，智能化的输出体系可以通过用户的多种方式进行接收。对信息进行智能化处理，为最近几年的多种识别系统，例如语音、视觉、情景等的分析提供相应的理论或者技术方面的支持，也可以基于手势、混合、识图的方式为用户提供所需要的信息。

3.3丰富人机交互技术体系内容，满足多元化服务

人工智能时代数字图书馆人机交互技术解决了如何应用更加自然、直观的方式进行交互，在人工智能环境下获取用户的意图或行为，以此获得相关的图书馆知识服务，通过多元化反馈的方式使得用户能够感知更多的内容。人机交互技术就是利用人机交互界面实现智能化服务的方法，以此更好地满足用户的多元化需求。随着信息技术开始渗透到学习、生活的各个方面，人机交互也变得无所不在，人工智能技术在数字图书馆中的应用能够更好地理解和感知用户的需求［10］。人工智能下的人机交互技术除了要具备传统技术体系，还要能够对外在的服务环境进行表达，强化用户与环境之间的交互性，以此提供更加优质的服务。

3.4优化人机交互智能环境，提供多元化支持

数字图书馆的环境主要包括3种，第一是技术环境，也就是人机交互所需要的网络技术、模型库等软硬件资源环境。第二是进行应用的环境，也就是人机交互推广、应用、服务的环境。第三是管理环境，也就是人机交互发展所需要的社会、产业、政策、法律法规等方面的环境。以上环境都为数字图书馆人机交互的发展提供更加多元化、全方位的支持。通过对以上环境的设置，可以认识到人机交互发展的未来形态应该是向人工化、智能化发展，以用户为中心，将服务机制、自主接入等相互融合，对公共服务体系进行拓展丰富，为用户提供更加广泛和优质化的信息服务需求。

4结语

智能化时展下的数字图书馆要能够认识到人机交互所发挥的重要作用，根据用户的需求选择适宜的信息资料，以此为用户提供更加优质的服务，并能够紧跟时展不断优化人机交互技术，为数字图书馆的发展提供多元化的支持。

参考文献

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［8］黄奇奇.数字图书馆人机交互界面评价与比较分析［J］.内蒙古科技与经济，2016（12）：145-146，148.

人机交互技术篇（10）

美国麻省理工学院媒体实验室可触媒体小组领导人石井裕博士说：“我们身处在海陆交界处，一边是原子的陆地，另一边是比特的海洋，我们是物理世界和数字世界的双重公民。如何使这两个身份相互协调，是我们要面对的挑战。”数字媒体技术的发展使得数字媒体艺术在创意表现方面也大大超越了传统媒体的表现形式。技术是数字媒体发展的基础，创意是数字媒体艺术的灵魂，交互方式是技术与创意的融合。

1　数字媒体的特性

   数字媒体作为新兴的媒体形式，近年来得到了迅速的发展。它是指以二进制数的形式记录、处理、传播、获取过程的信息载体。报纸、广播、电视和书籍、杂志等传统大众传播媒介在形式之间的差异正在缩小或消失；交互式传播媒体的出现，使得传播者与受众之间的传统的相互关系正面临巨大变化。数字技术已经成为媒体创作的新手段。数字媒体技术的出现使媒体创作从诉说走向对话，媒体传播也从被动走向互动。数字媒体和传统媒体相比具有主动性、交互性、融合性的特点。

2　交互方式的改变对数字媒体的创意表现的影响

数字媒体的独特交互性事依赖于数字媒体技术而产生的，它是指用户在使用、操作数字媒体产品时的行为模式。新的技术带来了交互方式的革新，这种革新主要表现在交互空间、交互界面和交互对象三方面。数字媒体创作人员通过交互方式的改变把创意表现出来，使用户或者受众获得全新的体验。

随着虚拟现实、全息影像等技术的发展，数字媒体可以创造一个空间，在这个虚拟空间中人们可以行进漫游、对话等动作，从而与对象进行交互。从真实到虚拟数字媒体创意表现所在的空间概念改变了。人们不仅生活在真实世界中，而且也可以虚拟世界中相遇、交流。如日本著名艺术家藤幡正树创造的作品《全球内部计划》打破了传统的空间关系，这是一个联网多用户的虚拟环境，人们在这个环境中交换信息，了解彼此。这个通讯媒体的设计，示范了人类如何采用新方式相互联系。在数字媒体创意表现中，每个人都可能会有三重身份，就是真实的我，虚拟的我，在真实世界中虚拟的我。通过在虚拟空间中对“真实的我”的影响进行操作，会对“虚拟的我”产生影响。通过数字媒体，人们不断的在现实和虚拟空间中切换生活状态。增强现实的出现更让真实与虚拟这两个时空概念产生交叉，错位。通过让真实环境和虚拟物体进行交互，数字媒体的创意在空间表达上将更丰富，更有趣。

在数字媒体作品中，最典型，最基本的交互方式是以显示器、鼠标和键盘组成的。早期的数字媒体创意表现也主要是利用键盘和鼠标的输入以及显示器的输出来呈现的。这种通过点击为交互方式的人机界面到目前为止仍然被广泛使用，但它限定了人在数字媒体中的活动范围，人们无法离开桌面，无法活动身体。人们无法通过这种交互方式充分的将数字信息系统融入到主观生活中。随着数字技术和人机界面的发展，这种以为点击为交互方式的人机界面系统正逐渐向以触摸、姿势、知觉等为交互方式的界面系统转变。因为这种交互界面的改变，数字媒体创意表现的媒介也改变了，突破了仅仅以计算机为媒介的局限。多点触摸技术的广泛应用，使得数字媒体创意表现的媒介不再局限在PC机，而是扩展到更广泛的移动终端和触摸屏设备。利用新型动作感应技术，数字媒体可以通过人的动作、姿势来实现交互。如微软正在推行的“Natal”计划，用户可以用头、手、足、躯干来控制游戏中的角色，更可以多人协同完成游戏，从而更酣畅地投身于虚拟世界。数字媒体创意表现的媒介变成了交互图像、人身体的动作和语言，使得人的身体也参与到游戏中，游戏者之间交流毫无隔膜。这种交互方式，让数字媒体的创意表现重新关注身体的感受力和感知力，让活动和知觉重新成为传递和获取信息的来源。如黄心健的作品《平淡之味》，以呼吸作为交互界面，用户通过吹气让青瓷上的雨滴、云雾和落花鲜活起来。因为交互方式的改变，数字媒体创意表现将突破传统的传播媒介，以更自然，更贴近生活的方式呈现。

虽然数字媒体艺术依赖于网络技术、信息技术、虚拟现实技术、多媒体技术、移动技术等高技术的发展，但这些技术一度将人类困在孤独与封闭中，人们通过与数字产品与机器交流，失去了与人交流的机会。过分的关注技术弱化了数字创意中的情感的表现，为此交互方式势必要打破单纯的人机交互模式，向人人交互进行转化。随之数字媒体创意表现将更关注人与人之间的情感交流。如索纳·斯尼比的作品《接近》，多位观众走在一个方形地台上，其中最接近的两个人之间会自动呈现箭头的两条弧线，其余人是单向箭头，当观众增多，图像会变的复杂，参与者通过自身的移动，身体交错等方式变换图像。这件作品的数字媒体创意表现不再采用单用户的交互装置，而是利用的交互式多用户装置来实现人与人之间更主动更直接的群体交互。交互式多用户装置是以人与人之间动态交互和情感交流作为多媒体界面，通过语言、动作、眼神等交互行为动态的调节数字媒体创意表现得效果，让参与者之间展开群体交互。随之数字媒体创意表现将更注重人与人之间的沟通和交流，创造更深刻的情感体验和人文关怀。

人机交互技术篇（11）

一、引言

随着数字技术、网络技术的不断发展，各种新媒体平台的不断推出和应用，为交互式动画技术的发展和应用提供了广阔的新天地，以计算机和移动终端为传播平台的交互式动画也得到了快速的发展，为人们的生活带来了巨大的变化。因此，研究新媒体背景下交互式动画在互动广告中的应用研究既是动画技术自身的需求，亦是新媒体时代的需求。

本文以发展的眼光审视了新媒体时代交互式动画技术的运用，为交互式动画技术在互动广告中运用的研究提供理论参考，对新媒体背景下动画的创作提供借鉴际意义，对今后交互式动画的发展起到促进作用。

互动广告动画是动画技术的一种新的表现形式，是随着互联网、移动通讯等新媒体技术的普及、图形图像技术的发展，结合广告学、动画技术和信息技术而产生的。随着计算机技术的发展、新媒体技术的应用，计算机动画在各行各业都得到普及应用，互联网的应用为计算机动画的推广应用提供了更加广阔的平台。网络互动广告动画成为了计算机动画的一种重要的应用形式。

二、互动广告概念

互动广告动画是以互联网为载体，融合了动画、声音、图像、视频等计算机多媒体技术，以数字技术，设计学、心理学和人机工程学等理论为基础，进行设计制作的具有交互功能和良好的商品信息传播功能的动画表现形式。

随着数字化技术的飞速发展，计算机、手机、平板电脑等电子产品的普及，近年来，在人们生活的各个领域中新媒体技术已经呈现出迅猛发展之势，同时随着审美水平的提高，人们也已经不再满足于传统媒体所带来的视觉和听觉感受，新的媒体形式便应运而生了，从计算机互联网媒体到户外宣传媒体，从手机、平板电脑等掌上互动媒体到车载移动媒体终端等等一系列新的媒体形式如雨后春笋般涌入了我们的生活，使广告动画不再局限在传统的单向信息传输，通过新媒体技术的应用，广告的传播具有了强大的交互性特征，极大地丰富了人们的精神文化生活，给我们带来了崭新的生活方式和文化交流平台。媒介技术的革新不但极大地丰富了传媒形态，改变了传媒格局，同时为交互式动画应用范围的扩展和表现形式的多样化起到了巨大的推动作用，对社会经济的发展和人们的日常生活习惯也产生了翻天覆地的深刻影响。

三、背景分析

在经济快速发展的今天，广告充斥在人们的日常生活、娱乐、消费当中。广告制作者想尽一切办法来吸引潜在消费者的注意，电视广告、平面广告、户外广告、网页弹出式广告铺天盖地，影响着我们生活，逛街的时候随时都会有各种平面广告印刷品塞到手中，抬头看去满目都是各种类型的灯箱广告、橱窗广告、大屏幕视频广告；回到家中，电视机中一遍一遍播放着各类广告，电视节目给割裂成一段一段，打开电脑，各种类型的弹出式广告、网页广告、漂浮广告、邮件广告充斥其中，使人们时时刻刻经受着“广告暴力”的骚扰。这种“广告暴力”使消费者产生对广告的抵制心理，用户对原有的传统广告和网络广告所带来的感觉已经逐渐淡化，广告商虽然投入了大量的时间和金钱进行宣传，但并不一定收到预期的效果。

互动广告动画的出现融入动画元素和交互式技术，使广告内容表现更加突出，展示形式更加丰富。互动广告与传统广告形式相比较，最大的特点和优势就是具有强大的交互性，能够根据受众的意愿来进行内容的展示，使受众在广告信息的获取过程中不再是被动的灌输，而是主动的根据自己的需求进行点击查看和获取，使广告信息的传达更加高效、全面。让广告的潜在客户从被动的接受“广告轰炸”，转而变成主动的获取相关广告信息。一个成功的互动广告可以使客户接受广告并主动点击查看广告内容，通过广告内容刺激其购买欲望，最终达到商家获益的目的。随着新媒体技术的发展，电子商务的兴起，互动广告优势更加明显。

随着互联网技术的发展和计算机图形图像性能的提高，越来越多的具有完备交互式动画内容的互动广告成为网络广告的热点形式，在网络上查看一些国际名牌的网站，都能够找到互动广告动画的内容，甚至一些有实力的企业只饥饿把自己的网站制作成交互式动画的形式进行企业和产品推广，使整体网站看起来更加具有符合企业形象，视觉冲击力更强，客户查看也更加方便。

交互式动画与传统动画具有了根本性的技术飞跃，新媒体时代利用网络媒体、户外媒体、展示媒体、移动媒体等新的媒体可以使更多的人接触到动画，同时交互技术的应用，使用户可以根据自己的需要来进行选择和决定，在受众心理上得到一种愉悦和满足，从而进一步喜爱上动画，为动画技术的进一步发展提供推动力，使动画具有更强的深度和广度的传播效果；其次，新媒体技术的发展为交互式动画技术的创作者提供了可以充分施展技术才华的舞台，使许多传统动画技术不可能实现的创意得以实现，拓展了动画发展的道路，进一步推动了动画技术表现形式的多样化发展。

四、互动广告的特点

传统广告主要是通过报纸、杂志、广播、电视传统媒介进行传播，报纸广告和杂志广告主要通过文字内容进行宣传，表现形式较为单一，同时覆盖面窄，广告效果有限；广播广告在目前社会受众群体较少，同时单一的声音传播也不够直观，不容易吸引潜在客户的注意；电视广告效果较好，但是制作周期较长，广告投放成本较高，一般企业很难承受。

互动广告动画由于是在新媒体时代依托互联网、移动网络、心理学和传播学所出现的新的动画形式，具有得天独厚的优势：

（一）强大的互动功能

互动广告动画借助计算机多媒体技术，具有强大的互动功能，客户可以根据自己的需要主动的点击查询广告信息，借助于点击可以对广告的相关信息更加深入的了解，同时还可以通过信息的查阅和各种回馈信息的填写，让厂家能够进一步的对商品进行完善或对广告内容进行进一步的调整。

（二）交互动画的个性化设计

根据商品的特点定制相应的交互性动画，多重感官的刺激使整个广告气氛活泼，带来一种令人愉悦的心理感受，能够与潜在客户在思想上产生共鸣，最大程度上缓解了受众对广告的厌烦情绪，增加广告的亲和力，使广告信息得到更好的传达效果，增强客户的购买意愿。

（三）传播范围广阔

传统动画由于需要电视或电影作为传播媒介，传播速度慢，传播范围窄；传统广告受地域的限制影响很大，报纸、杂志往往覆盖范围很小，广播和电视往往也受一些具体覆盖范围的影响。而互动广告动画往往通过互联网或移动网进行传播，在当今新媒体时代，互动广告的覆盖面已经全面超过超过了传统广告。

（四）广告获取主动

传统广告往往是强制性的，甚至是侵略性的对客户进行信息灌输，导致潜在客户首先会生成一种抵触心理，具有一种不信任感，由于互动广告借助完美的交互式动画视听感受和完善的人机交互功能，往往是客户主动点击进行查看传播，会具有很强烈的亲和力，在客户心里形成的记忆也会更加的深刻，广告学上来看，这种广告方式能够真正让信息与潜在客户高度匹配，使广告效果更加理想。

五、制作方式

互动广告动画根据动画制作的性质不同大致可以分为两种制作方式：

二维互动广告动画的制作：

二维互动广告主要是通过Flash等二维动画制作软件来完成相关制作：

（1）进行整体策划；

（2）对平面图形图像、文字、声音等素材根据策划要求进行设计和制作；

（3）在Flash等二维动画软件中分图层按照策划方案内容对各个构成元素制作动画效果；

（4）利用ActionScript语言进行交互设计，使各个动画元素和页面之间运行正常；

（5）把制作好的互动广告内容嵌入到网页当中，如需访问网站数据库，还需要使用脚本语言完成相关数据的调用和关联。

三维互动广告动画的制作：

（1）根据互动广告的主题对象特点和功能进行整体策划；

（2）利用计算机三维动画技术、虚拟现实技术和视频编缉技术，根据策划方案进行具体动画对象模型的创建，在这个过程中，主要是结合3DS MAX、VR TOOLBOX等软件来完成的；

（3）对虚拟现实对象利用脚本语言进行调取、调整和应用，根据策划要求设置好相关交互信息；

（4）把制作好的三维互动广告动画通过网页代码嵌入到网页中，进行测试和修改，测试完成后交付使用。

六、存在的问题分析

在对互动广告动画进行研究的过程中，采用了问卷调查的方式进行分析，调查对象是路边随机调查。由调查结果可见，互动广告动画在被调查人群众接受程度高达85%，但也存在一定的问题，认为目前互动广告动画互动功能不完善的占38%，动画内容不吸引人的占25%，由此可见，并不是采用了先进的广告方式和绚丽的动画效果就能够取得满意的效果 ，目前互动广告动画主要存在以下问题：

（1）交互式操作不够人性化

互动广告是动画艺术和人机交互技术的完美融合，在设计的过程中，既要注意艺术表现的效果，又不能忽略人机交互的便捷和易控性，不能一味的追求广告内容的传达和动画画面的完美，而忽视了对于一般用户观看和操作的便利。

（2）交互功能同质化

目前很多互动广告动画还处于初级菜单式互动形式，动画形式不够新颖，缺乏娱乐性，当用户面对的互动广告动画操作没有新鲜感后，广告效果就会减弱，失去吸引力，因此，避免交互功能同质化，新的交互式动画创意是致关重要的。

七、结语

互动广告是动画艺术和人机交互技术的完美融合，在设计的过程中，既要注意艺术表现的效果，又不能忽略人机交互的便捷和易控性，不能一味的追求广告内容的传达和动画画面的完美，而忽视了对于一般用户观看和操作的便利。目前很多互动广告动画还处于初级菜单式互动形式，动画形式不够新颖，缺乏娱乐性，当用户面对的互动广告动画操作没有新鲜感后，广告效果就会减弱，失去吸引力，因此，避免交互功能同质化，新的交互式动画创意是致关重要的。

随着数字技术、网络技术的不断发展，各种新媒体平台的不断推出和应用，为交互式动画技术的发展和应用提供了广阔的新天地，以计算机和移动终端为传播平台的交互式动画也得到了快速的发展，为人们的生活带来了巨大的变化,研究新媒体背景下交互式动画在互动广告中的应用规律和发展趋势既是动画技术自身的需求，亦是新媒体时代的需求。

参考文献：

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