多点触控触点个数对交互性能影响的研究

论文摘要

多点触控技术是一种友好、自然的人机交互技术,它与传统的触摸屏只能单个指头操作不同,允许用户多个手指同时操作,甚至可以让多个用户同时操作。这种操作模式完全颠覆了传统的单指点击概念,多个手指同时操作意味着允许处理更加复杂的任务。多点触控技术迅速发展,从支持2点到4点,甚至几十上百个点,支持的触点越多,输入通道就越多,可以提供的输入参数也就越多。Gesture的研究也随之成为一个热点,完成各种任务的手势设计大量涌现。然而本文发现并非单单使用更多的手指就可以帮助设计出更加复杂、灵活的手势。本文通过调研、总结,加深了对多点触控技术发展和应用的了解和认知,并在熟悉多点触控主流开发框架的基础上实现了一个人机界面快速开发库。同时,在对人机交互领域的人机界面设计交互技术以及单指和多指操作相关理论进行总结和研究的基础上,使用多点触控主流开发框架以及在其之上实现的人机界面快速开发库进一步设计并实现了配合Widget的单指操作图片手势,以及主流的使用双指操作图片的手势。接着,本文探讨了单指匹配操作和双指匹配操作在拖拽、缩放以及旋转匹配任务中的精度以及效率问题。实验结果表明,单指操作在手指拖拽匹配任务以及手指缩放匹配任务上具有略高的精度,而双指操作在手指旋转匹配任务上具有略高的精度。同时,确定了手指拖拽、缩放以及旋转匹配任务的精度分别大约在2个像素(0.06cm)、2个像素(0.06cm)以及1度。最后,本文就图片匹配任务,分别使用单指设计的Gesture与双指设计的Gesture进行操作比较。实验结果表明通过设计良好的Widget的配合,使用单指设计出来的Gesture比使用双指设计出来的Gesture表现的还要好(或者基本相当),最后得出结论设计Gesture的时候,要依据任务的复杂性适当增加手指,但是不能过度使用,同时应当考虑使用设计良好的Widget进行辅助,从而尽可能的减少对需要更多手指的依赖,从一定程度上这一结论可以对多点触控技术中Gesture的设计起到一定的指导作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 论文研究内容及主要结构
• 1.2.1 论文研究内容
• 1.2.2 论文结构
• 第二章 多点触控技术的发展和应用
• 2.1 各种捕获参数的方式和平台
• 2.1.1 捕获参数过程的三个阶段
• 2.1.2 触摸屏技术
• 2.1.3 多点触控交互系统平台
• 2.2 对参数的处理和应用
• 2.2.1 多点触控技术中使用的参数
• 2.2.2 触点跟踪
• 2.2.3 手势设计
• 2.2.4 手势识别
• 第三章 人机交互技术及理论
• 3.1 人机交互设计评价定律
• 3.1.1 Fitts' Law
• 3.1.2 Steering Law
• 3.2 人机界面设计研究
• 3.2.1 精度选择问题
• 3.2.2 遮挡目标问题
• 3.3 单指和多指操作研究
• 第四章 多点触控程序开发框架以及图片操作程序实现
• 4.1 现有的主流程序开发框架
• 4.1.1 PyMT
• 4.1.2 ActionScript3&Flash
• 4.1.3 .Net/C#
• 4.2 人机界面设计快速开发库
• 4.2.1 开发库设计思想
• 4.2.2 主要模块简介
• 4.3 双指操作图片实现
• 4.4 单指操作图片实现
• 第五章 手指匹配操作精度研究
• 5.1 手指拖拽匹配操作精度
• 5.1.1 研究目的与实验设计
• 5.1.2 实验设备与开发环境
• 5.1.3 程序设计与具体实现
• 5.1.4 实验执行步骤
• 5.1.5 实验数据分析
• 5.1.6 实验结果
• 5.2 手指缩放匹配操作精度
• 5.2.1 研究目的与实验设计
• 5.2.2 实验设备与开发环境
• 5.2.3 程序设计与具体实现
• 5.2.4 实验执行步骤
• 5.2.5 实验数据分析
• 5.2.6 实验结果
• 5.3 手指旋转匹配操作精度
• 5.3.1 研究目的与实验设计
• 5.3.2 实验设备与开发环境
• 5.3.3 程序设计与具体实现
• 5.3.4 实验执行步骤
• 5.3.5 实验数据分析
• 5.3.6 实验结果
• 第六章 图片匹配任务下单指与双指操作比较研究
• 6.1 研究目的与实验设计
• 6.2 实验设备与开发环境
• 6.3 程序设计与具体实现
• 6.4 实验执行步骤
• 6.5 实验数据分析
• 6.5.1 先导实验
• 6.5.2 后续实验
• 6.6 实验结果
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士期间申请软件著作权