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首页虚拟现实的人机交互综述_张凤军
人机 互是處拟现实的核心技术之 . 交 、 , . ; 一 , 对推进虚拟现实广泛麾用 和提高用 户 的体验具有重要 意又 由 于传感器和其他硬件挟术的发展 目 前虚拟现实人机交 有了 长足的进步 本文着 重 回顾与 分析 了 虚W现实的人机交互 范式 三錐免互 學势交互 争特交互 语音 瓮互 触觉交互和麥通道交 互 等虚拟现实 与增强现 实交亙抆术的主要研究成果和褒展趋势 最后给 出 需要进 步敦力砑究解决 . . 、 、 、 、 一 ; 的若千 问 題 . 虚拟现实是 ( iiltft脈ti o ii 一 靠等作用于用A 为用产产生身脑_镱的感觉 的交互式视景翁寡 ) _构想性 , . ( Imagii i ati i ) “ ” 、 一 . 、 种可以创建和体骏虡拟世界的计算机系统 它 由计算机生成 通过视 听 触 嗅 沉浸旙 otMMi 、 , , 、 、 1 [ 1 . ( m 是虛拟现实系统的三个基本特征 其交互性是在交互设备支持下 . 能以简捷 自然的方式与计算机所生成的 虜拟 世界对象进行交互作用 通过用 户与虚拟环境之间 的双 向感知建立起 个更为自然 和谐的人机环境来保证的 因此 人机交互是虚拟现卖为用 户提供 体验 走向应用 的核心环节
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述
虚拟
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机
交
互
综
述
张
风
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①
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国
科
学 院
软件
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究所人
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北 京 市
重
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验
室
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1 00 1 9 0
②
中
国
科 学 院 软件
研
究所计 算
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科 学
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北 京 1 00 1 9 0
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通
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收稿
日
期
: 2 0 1 6
-
1 0
-
2 6
;
接受
日
期
: 2 0 1 6
-
12
-
03
;
网络 出
版
日
期
: 2 0 1 6
-
1 2
-
2 2
国
家 自 然 科 学
基
金
(
批准号
: 6 1 5 7 2 4 7 9
,
6 1 1 3 5 0 0 3
)
、 国
家
重
点
研
发 计 划
(
批准 号
: 2 0 1 6
Y
F B 1 0 0 1 40 3
)
、 国
家 自 然 科 学
基
金
委员 会 与
新
加 坡
国
家
研
究
基
金
会
合
作
研
究 ( 批 准
号 : 6 1 6 6 1 1 4 6 0 0 2
) 资
助
项
目
摘
要
人
机
.
交
、
互
是 處拟
现
实
的
核
心
技
术
之
一
,
对 推
进
虚 拟
现
实 广 泛
麾
用 和 提 高
用 户 的体
验
具
有 重 要
意
又
由
于
传
感 器和 其
他
硬 件
挟
术 的 发 展,
目
前虚 拟
现
实 人
机
交
有
了 长
足
的 进
步
.
本 文着 重
回
顾 与
分析
了 虚
W
现 实 的
人
机
.
交
互
范 式
;
三
錐免
互
、
學
势交
互
、
争
特
交
互
、 语
音
瓮
互
、
触
觉
.
交
互
和 麥 通
道
交
互
等
虚 拟
现
实 与
增 强
现
实
交
亙
抆
术
的 主 要
研
究
成
果
和 褒
展
趋
势
; 最
后
给
出 需
要
进
一
步
敦 力
砑
究
解
决
的 若 千
问
題
.
关
键词 虚
拟
现
实
增 强
现
实 a 机 交互 用 戶
界
面
a
维 手
势
识 别
触
觉
界
面
1
引 言
虚
拟
现实 是
一
种 可
以
创 建
和
体
骏虡拟
世
界 的
计
算
机
系
统
,
它
由
计
算
机
生
成
,
通
过
视
、
听
、
触
、
嗅
靠
等
作
用
于 用
A
, 为 用
产
产
生
身
脑
_
镱
的 感觉 的
交
互
式
视
景
翁
寡
[
1
1
.
沉
浸
旙
(
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M
M
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脈
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i
i
)
_
构
.
想
性
(
I
m
a
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ii
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i
m
i
)
是 虛拟
现
实
系 统
的
三
个 基 本特
征
.
其
交
互
性
是
在 交
互
设
备
支持
下
能 以 简捷 、 自
然
的方
式
与
计 算机
所
生
成 的
“
虜
拟
”
世
界
对
象
进
行
交
互
作 用
,
通
过
用
户
与虚 拟
环
境之间
的
双
向
感
知
建
立
起
一
个
更
为
自
然
、 和
谐
的
人
机
环
境
来
保
证
的
.
因
此
,
人
机
交
互
是
虚
拟 现 卖为 用
户
提
供
体
验
、
走
向 应
用
的核
心
环
节
.
人
机
交
3
是
实
现
用
户
与
计
算
机
之
间
进
行 信息 交换
的
通
路
,
用
户
界
面
财
是
这
一
通
路传
递
和
交
换
信
息
的
桥
梁
.
理
想状 态
下
,
人
机
交
互
将
不
再
依 赖 机器
语
氦
糊
有
键
盘
、
氧
标
以
及
触
摸
释
等
中
间
设 备 的
情
况
下
,
随时 随
地
实
现
人
机
自
由
交
流
,
从
而
实
现
人
们 的
物
理
世
界
和
虚 拟
世
界 的
最
终
_
合
5
但 受
技
术
水
乎
的
限
制 ,
I
前
这 种
理
想
还
达
不
到
.
H
此
,
人
机交
互
设
计
的 目
标
是
通
过
适
当
:
的 隐喻 , 将 用户
的行
为
和
状
态
(
输
入
)
转
突
成
一
种
计算 机能够
理
解
和
操
作
的素示, 并
把
计
算
机 的
行
为
和
状
态
(
输 出
)
转
换
为
’
一
种
人
能
够
理
解
和
操
作 的
表
达通
过
界
面
反
馈
给
人
.
:
虛
拟 现 卖
一
方
面
需
要感知
用 户 的
肌
肉
运
动
、
姿 勢 、
语
言 和
身
体
跟
踪
等
多
个 感 官
通
道 的
输
入
信 息
I 另
一
方
面
对
以 从
人
类 的
视 觉
、 听
觉
.
、
触 觉
、
嗅
觉
等 多 个 感官
通
道
引 用 格
式
:
张
凤
军
, 戴
国
忠
, 彭 晓
兰
.
虚拟
现
实
的
人
机
交
互
综
述
.
中
国
科
学 :
信
息
科
学
,
2 0 1 6
,
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:
1 7 1 1
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:
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国
科
学 》 杂 志
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m
张
凤
军 等
:
虚 拟 现 实 的 人 机交
互
综 述
模拟
逼
真 的 真 实世 界的
感
觉
;
还
可
以 根据用 户 的
视
点 变
化
和
不 同 输
入
,
迅
速
为用 户 提供 实 时的
眼
、
耳
、
身
体 所
能
感
受 到
的
感
觉
信
息 .
从
交
互
的
观
点 看
,
虚拟
现
实
是
一
种
新
的
人
机 交
互
界
面
.
虚拟
现
实发
展
至
今 己
经
有
近
3 0
年 的
历
史
,
然
而
由
于
其
通
常
需 要
使
用 价
格
昂
贵 的 特 定输
入
设
备
, 同
时 在 实 际使用 中 缺少
新
的 交
互
范
式
,
使 得 虚拟
现
实 在
显
示
设 备 的 历 史发
展
中
,
没
有
进
入
主
流
应 用
.
如
今, 随着
人
机交
互
领
域 关
键
的
人
、
事件
、
思
想和 范
式 的 变
迁
以
及
心
理
学 指 导
下
的 用 户 模
型
的 不 断改
进
,
虚拟
现
实
正
逐
渐 从科幻 走
入
现
实
,
其
重
要性 己
经
不
仅
局 限
于
游
戏
娱 乐
领
域
,
它
将 从军事 、 航
天
航
空
、
计
算机 辅助 设
计
、
外科 手术模 拟
、
科 学
计
算
可
视化
、
远
程
控 制 以
及
教育 等 各个
领
域 改变
这
个 世 界
.
未来
可
能有
这
样
一
种
可
穿 戴 产
品
,
它
会
观
察 你 日 常 的
所
作
所
为
,
学 习 你 为
人
处
事 的
方法
,
逐
渐
理
解
人
与
人
之
间 的 行 为模 式,
迅
速
提供 给你
所
需 要 的 帮 助 , 如 同
一
个
共
生
体
一
样
和
你
生
活在
一
起
.
2
虚拟
现
实 中
人
机
交
互
的 界
面
范
式
与
交
互
任 务
人
机 交
互
是
虚拟
现
实 的 核
心
之
一
.
支 持桌
面
环
境 的 图
形
用 户 界
面
(
G UI
)
广
泛
采用 的
W
I
M
P
(
W
i
n
?
do
w
,
I co
n
,
M
e
nu
,
P oi
n
t
e r
)
范式
,
计
算机 的 功 能和
操
作被 抽象
成
W
i
n
d o
w
、
I co
n
和
M
e
nu
图 形 表
疋
,
用
户 使 用
Poi
n
te
r
操
作
这
些
图
形
实
现
人
机 交
互
,
这
些
图
形
表
示
是
二
维 的
,
用 户 指点 设备
也
是
约
束 在桌
面
表
面
上
实
现
二
维
运
动
.
虚 拟
现
实 则
不 同 , 用
户
不
是
被 约 束在 桌
面前
工
作
,
支撑
或
者
约 束
设
备 的 桌
面
表
面
不存 在
了
,
用 户 看到 的
也
不再
是
显
示
器
里
的
二
维 图 像
,
用 户 与 虚拟
环
境 的 交
互
的输
入
、
输
出
是
在
三
维
空
间
中
进
行
的
,
这
使
得
二
维 图 形
界
面
组
件 己
经
不
能满
足
虚拟
现
实 中 的
人
机交
互
需
求
.
因
此
,
虚 拟
现
实
中 的
人
机交
互
设
计
需 要考 虑
新
的输
入
组
件 、 输
出
显
示
和
交
互
隐 喻
,
其
研
究 的 基本 问
题 包
含 界
面
范
式 、
交
互
任务
分
析
、
主
要交
互
设 备 以
及
如 何 实
现
交
互
任务 的 交
互
技术 等
.
2 . 1
虚拟
现
实 的 界
面
范
式
在桌
面
环
境 中 占 有 统
治
地
位
的 图 形用 户 界
面
基
于
W
I
M
P 范
式支 撑 了 当
前
一
代
包括
网 页
浏
览 、 文
档编 辑
、 电
子表格
、
应用 制 图
和
桌
面
游
戏
等应 用 ,
它
提供
了
一
种
工
作
迅
速
、
准确
且
稳
定 的 交
互
方
式, 为
广大
用
户
所
接
受 ,
拥 有数
以
亿
计
的
用
户
.
然
而
对
于
虚 拟
现
实
环
境 的应
用
而
言
,
这
种交
互
组
织
方
式
是
不
合适
的
.
例 如
一
个 戴头 盔 的 用 户 使 用
键
盘
是
不 切实
际
的
,
而
且
头 盔式
显
示
器
的
分
辨 率
往 往
非常 有
限
,
对
于
像
对话
框
这
样 的 文 本密 集
型
的 交
互
界
面
来说
也
不
合 适
;
另 外
,
在虚 拟
现
实 的 应 用
程
序 中
,
通
常需
要用 户 在 虚拟
三
维
空
间 的 任 意
位
置
、
任 意
方 位
摆 放物
体
,
对
于
这
样 的任 务
,
二
维 鼠 标则
难
以 胜任
.
W
I
M
P 范
式 支持 的 图 形 用 户 界
面
的
主
要 问
题
是
交
互
中 输
入
的 带宽
过
窄
,
输
入
侧
仅
支 持精 确 点 取
(
每次
一
个 像素
)
和
离散 按
键
信 号 ,
形
成
了
一
种
顺
序
对话
式 的 交
互
,
这 没
有 充
分
利用
人
在
现
实
生
活 中
习
得 的
操
作技 能
.
为
突
破
这
种 限 制
,
一
些
学 者提
出 No
n
-
W
I
M
P 和 Po s
t
-
W
I
M
P
的 概
念
[
2
,
气
力 图
突
破 图 形
用 户 界
面
限
制 , 提 高
人
机 交
互
的 带宽 , 使交
互
过 程更
为 自
然
.
从
20
世
纪
90
年 代起 , 以
三
维用 户 界
面
、
混
合
和
増 强
现
实
用
户
界
面
、 多
通
道
用
户
界
面
等 为 代表 的
Pos
t
-
W
I
M
P
界
面
迅
速
成
为 了
国
内
外
研
究 的
热 点
2 00 6
年
A
C
M
CH I
会 议
组
织
了
题
为
“
W
h a ti s t he Ne
x
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Co
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?
”
的
W
or
k sh
o
p
,
调
查
了
大
量
风
格 各异 的 交
互
技术 , 到
2 0 0 8
年会 议 的发 起 者
J
a c o
b
提
出 了
基
于
现
实 的 交
互
(
r e a li t
y
-
b a s ed i
n
t e r a ct i o
n
,
R BI
) 旰
并试 图 把
它
作 为
P ost
-
W
I
M
P
界
面
的 统
一
框 架来 指 导界
面
设
计
. J
a c o
b
提
出
的
RB I
框架
主
要
包括
4
个 层次
:
?
物
理
学 原
理
:
人
类
对
物
理
世界 的普
遍感
知
,
如
地
心
引 力
、
摩
擦
力
、
速
度
、
物
体
存 在
和
缩放
比
例
;
1 7 1 2
中 国 科 学
:
信 息 科 学 第
4 6
卷
第
1 2
期
?
人体 感
知与 技 能
:
身
体
意
识
,
人
类
对
自
己
身
体
的 本
体 感
受
和
对
肢
体
的 控 制与 协
调
能力
;
?
环
境
感
知与
技 能
:
人
类
对
周 围
环
境 的
感
知,
及
在
环
境 中
操
作和
导
航 的 能力
;
?
社会
感
知与 技 能
:
人
类
对
环
境 中 其 他
人
的
感
知
及
与 其他
人
交
互
的 能力
.
RBI
框 架为 界
面
设
计
者 挖掘 从
现
实行 为 到
人
机交
互
的 隐 喻提供
了
指南
.
虽
然
R BI
不
是
一
种 统
一
的交
互
范
式
或
模
型
,
但
它
给 虚拟
现
实 的用 户 界
面
范
式设
计
提供
了
有 意 义 的 指导
.
从
P
os t
-
W
I
M
P
到
RBI
, 我 们看 到 并
没
有
形
成
像
W
I
M
P
那
样 的 固 定 的
、
具 有普
遍
意 义 的
范
式
.
这
并不 奇
怪
,
因 为 在像 虚拟
现
实 、 増 强
现
实
这
类 交
互
中
,
采 用 的 输
入
方
式不 再
是
单
一
、 固 定 的
,
输
出
呈
现
给用 户 的
也
不 再 只
是
显
示
其
上
的
二
维 图 像, 用 户
和
虚拟
现
实系 统 的
双
向
感
知
呈
现
出
多
通
道
的 特 点
.
总
结
这
些
不 同 的 用
于
交
互
的
通
道方
式
可
以 用 中
医
术
语
“
望
闻 问 切
”
来概
括
,
用 户
通
过
自 身 的
感
知
通
道
用
“
望
闻 问 切
”
四 种
方
式
感
知虚 拟
现
实
环
境 的
状
态 , 系 统
通
过
各 类传
感
器
也
是
用
“
望
闻 问 切
”
四 种
方
式
感
知用
户 的 输
入
.
在
用
户
侧
这
四
种
方
式含 义如 下
:
?
望
:
通
过 人
的
视
觉
通
道
观
察虚 拟场 景
,
包 括
2 D
图 像
或
立
体
显
示
图 像
;
?
闻
:
通
过
听 觉
(
耳朵
)
通
道 感
知
虚拟 声音
;
?
问
:
用 户
可
以
通
过
语
音 与系统
对话
;
?
切
:
用
户 利
用
触
觉
感
受
器
感
知
系 统 的 力 触
觉
呈
现
.
在虚 拟
现
实系 统侧
,
这
四 种
方
式 含 义如
下 :
?
望
:
通
过 计
算机
视
觉技术 以 非 接触 的
方
式捕 获用 户 的
运
动
、
动作
或
表 情, 如 手势
、
姿 势
、
眼
动
;
?
闻
:
利
用
麦 克
风
阵
列 捕
获
用
户 的
语
音
;
?
问
:
系 统 向 用 户 询 问 其 意 图
;
?
切
:
系 统
通
过
用 户 佩 戴
或
触
碰
不 同 类
型
的 传
感
器
感
知用 户 肢
体
的
空
间
方
向
或
位
置
、 加
速
度 、 触
点
、
肌
肉 伸缩 扭转甚
至
脑 神
经
区 电
信号 的变
化
, 如
操
作 杆
、
触 控
、
数据 手 套
、
惯 性
跟
踪 等
.
通
过
“
望
闻 问 切
”
这
四
种
方
式实
现
是
自
然
人
机 交
互
,
这
就
是
虚拟
现
实 的 交
互
范 式
.
在 图 形
用
户
界
面
中 , 需 要 学
习
鼠 标 的 使用
、
记
忆
各 种 图 标
所
代表 的
操
作 意 义
;
在 自
然
用 户 界
面
中 , 只 需 要 以 最 自
然
的
交
流
方
式
(
如
眼
动
、
语
言 、 表情 、
手
势 和肢
体
)
在 交
互
环
境
(
移动
、 桌
面
、
空
间
环
境
)
中
与
机
器
进
行
互
动
.
当
然
发
展
中 的 脑机 接
口
有
可
能带 来
更
大 的 变
化
,
即
获取 用 户 的 意 图 来
操
控虚 拟
现
实 场景
,
但
场 景 的
反
馈输
出
还
是
需 要
通
过
传 统的
通
道
为 用 户
所感
知
.
2 . 2
虚拟
现
实 的 交
互
任 务
虚拟
现
实 强
调
沉
浸
感
、
交
互
性
和
构
想
性
,
这
决定
了 它
不 同
于
传 统 的
二
维
人
机
对话 方
式 的 交
互
.
三
维交
互
能够
増 强用
户
对
虚 拟
环
境 的
感
知,
提供 自
然
的 交
互
,
是
虚拟
现
实最
重
要
的 交
互
方
式
.
人
们
是
生
存
在
三
维
空
间 中 的
,
在
日
常
生
活 中 围 绕着
三
维世 界 习 得
了
许 多
操
纵
三
维
对
象
和
在
三
维
空
间
运
动 的 技 能
,
并
能很
好
地
理
解
三
维
空
间
关 系
,
因
此
采
用
三
维 交
互
方
式 能够 充
分
发
挥 人
类
这
些
固
有 的 技 能
,
使 虚 拟
现
实
人
机 交
互
更
为 自
然
和
谐
、
为 用 户
所
理
解
. 因
此
,
面
向 虚 拟
环
境 的
三
维交
互
是
虚 拟
现
实
人
机 交
互
研
究
重
点
.
三
维 用 户 界
面
是
虚拟
现
实
人
机交
互
最
主
要 的 界
面
形式
,
三
维交
互
任务在
三
维用 户 界
面
设
计
中
处
于
核
心
地
位
,
B
o
w
m
a
n
等 从任 务
、
子任 务
和
交
互
技 术
三
个层
面
将
通
用 的
三
维 交
互
任务
分
为
三
类 ,
分
别
是
选
择
/
操
纵 、 导 航
和
系 统控 制
.
选
择
/
操
纵 的 基 本任 务
包
含
选
择 、 定
位
和
旋 转
.
选
择 任 务指 的
是
到
达
目
标 的
距
离
、
相
对
目
标 的
方位
、 目
标 的
尺
寸 ,
目
标 周 围 的
对
象 密 度 , 要
选
择
目
标 的 数
目
,
目
标
遮
挡
;
定
位
任 务 指的
是
相
对
初始
位
置
的
距
离和 相
对方 位
、 相
对
目 标
位
置
的
距
离 和
方 位
、
平移
距
离
, 要
求 的 定
位
精度
;
旋转任 务 指的
是
相
对
目
标 的
距
离
、
初始
方位
、
终
止
方位
、
旋转
量
和
要 求 的 旋转精 度
.
导 航任 务
主
1 7 1 3
张
凤
军 等
:
虚 拟 现 实 的 人 机交
互
综 述
要
分
为
漫
游
和
路 径查 找 任务
.
其 中 ,
漫
游
是
导 航 的 动 力构件 ,
是
用 户 控 制
视
点
位
置
和
方
向 的
一
种低 层
活动 ,
是
最 普
通
和
通
用
的任 务
,
例 如脚 的
移 动
、 旋转
方
向 盘 、 松
开
制
动
踏 板
等
;
路径 查找
是
导
航 的
认
知
构件
,
是
与 用 户
运
动有 关的 高 层
思
考
、
规划
和
决 策
. 它
包
含
空
间
理
解
和
规 划任 务
,
如 确 定在
环
境 中 的 当
前位
置
、 确 定
从
当
前位
置
到
目 标
位
置
的 路径 、 建
立
环
境 的 意
念
地
图 等
.
系 统控 制任 务指 的
是
改
变 系 统
交
互
模式
和
系 统
状
态 的
那
些
系 统命 令
,
例 如请 求系 统执行
一
个 特定 功 能
、
更
改交
互
模式
和
更
改系 统
状
态等
.
虚拟
现
实 交
互
的 效果很 大
程
度
上
依 赖
于
所
应用 的 交
互
任 务, 规
范
任务
方 法
把
操
作任 务 简
化
到
它
们
最本 质 的 性质
,
这
种 规
范
任 务 的
分
类
方法
考虑 了 任 务
和
实
现
任务 的
方 法
,
对
虚 拟
现
实
人
机交
互
的 设
计
具有
重
要 指导 意义
.
当
然
,
对
于
一
些
复杂 的 特殊 任 务,
一
般的
操
作任 务
就
没
有 意 义
了
,
就
需 要针
对
特定
的应
用
进
行
更
详
细
的交
互
任 务
设
计
.
例如 在虚 拟
现
实 医
学 训
练应
用
中
,
医
学
探
针 相
对
于
内
部
器
官 的 虚
拟
三
维模
型
的 定
位
,
飞 行仿 真
器
中 虚 拟 飞 机控 制 手 柄 的 移动 等
.
3
虚拟
现
实 的 交
互
设备
用 户 如 何 输
入
信
息
以
及
系 统 如 何
显
示
输
出
信 号
,
对
于
虚 拟
现
实
人
机 交
互
设
计
来 说非 常
重
要
.
传统
计
算机
视
觉
显
示
器
能
显
示
二
维 图 像
,
但
虚拟
现
实
需 要
使
用
更
高
级
的
显
示
器
提 供
立
体
观
察
, 另 外 ,
很 多
虚拟
现
实
还
用 到 非
视
觉
显
示
器
,
需 要 向 其他
感
觉
器
官
呈
现
信
息 .
传 统
计
算机 使用 文本 输
入
(
键
盘
)
、
二
自 由 度 的
鼠
标
.
虚拟
现
实
往 往
需 要
为
用
户 提 供
同
时
操
作 的
更
多 自 由 度
,
因 为
用
户
需 要
给 出
位
置
、
方
向 、
手势 等
三
维
空
间 中 的 行 为来 完
成
复 杂 的 交
互
任务
.
3 . 1
输
出
显
示
设
备
虚拟
现
实 系统
通
过
输
出
硬
件 向 用 户 的
一
种
或 几
种
感
官
器
官提供 信
息
, 其 中 的 大部
分
设 备
主
要用 来
刺激
人
的
视
觉 、 听 觉
和
触 觉
,
在 极少 数情
况
下
,
也
可
以 将 信
息
传给 嗅 觉
或
味觉
.
在 虚 拟
现
实
人
机 交
互
中 , 设
计
、
开
发
和
使 用 不 同 的 交
互
技 术 时 ,
必
须认
真考 虑
选
择
显
示
设 备,
因
为
对
某
一
种特 定 的
显
示
器
来
说
,
某
些
交
互
技术
可
能 比其 他 的 交
互
技术
更
适
用
.
虚 拟
现
实交
互
输 出
设
备
主
要
包
含
视
觉
显
示
设
备 、
听
觉输
出
设 备
和
力
/
触 觉输
出
设 备
.
?
视
觉
显
示
器
.
视
觉
显
示
设 备 的 属性
包
含
观
察
区
域
和
可
视
区
域
、 空
间
分
辨率
、
显
示
屏
形
状
、
光线
传播
、
刷
新
率
和
功 效学 等
.
虚 拟
现
实交
互
视
觉
显
示
设 备 的 设
计
根 据
一
般
包
含单
眼
的 静态 线索
、
眼
球 的
运
动 线 索 、
运
动
视
差 、
双
眼
视
觉不
一
致性
和
立
体 成
像 等
.
虚 拟
现
实 的
视
觉
显
示
设备 种类
一
般有 终 端
显
示
器
、
环
屏
显
示
器
、
工
作 台
显
示
器
、
半 球
形
显
示
器
、
头盗
显
示
器
(
H
M
D
)
和
悬
臂 式
显
示
器
(
A
M
D
)
等
.
?
声音
显
示
器
.
声音
显
示
器
的
一
个
重
要作用
是
通
过
产
生
和
显
示
空
间
三
维声 音, 使 参 与 者
可
以 利用
他 的
听 觉
定
位
(
判断 声
源
的
位
置
和
方
向
)
能力 的 优 势
.
三
维声 音定
位
线索
包
含
双
耳
线 索
(
两
耳
时 差 、 声
强差
)
、
声强
、
声谱
(
高频 率有 用
)
、
动态 线索
(
很弱
)
、 回
声
(
很 弱
)
、
头部 相关传
递
功能
(
描
述
了
声 波与
人
外
耳
的 交
互
,
H RT F
(
he a d
-
re l a
t
e d
t
r a
n
s fe r f
u n
c
t
i o
n
)
会 根
据
声
源
的
位
置
对
声波
进
行
更
改,
这
种
更
改后
的声 波 向 听 者提 供 了 定
位
线索 声 音输
出
的
主
要 类
型
有 简 单 音素 、 图 标 式音素
和
自
然
声音
(
录
制
或
语
音
合 成
)
.
声 音在 虚拟
现
实
人
机 交
互
中
往 往
作 为 第
二
种
反
馈
形
式输
出
,
或
作为 其 他
感
应
通
道
(
如 触觉
)
的 替 代效 果
,
一
般使 用
耳
机
和
外部
扬
声
器
为用 户 输
出
立
体
声
、
环
绕
立
体
声
和 3 D
音频 等
.
?
力
/
触
觉
输 出
显
示
器
.
虚 拟
现
实 中 力
/
触
觉
输 出
设
备
主
要
根
据
触摸 线 索 、
肌
肉
运
动 知觉
线 索 和
运
动神
经
子 系 统
而
设
计
.
触 觉输
出
设备
可
以
分
为 以
地
面
为参 考系
、
以 身
体
为参考 系
和
直
接 刺激 神
经
产
生
1 7 1 4
中 国 科 学
:
信 息 科 学 第
4 6
卷
第
1 2
期
三
种
主
要 类
型
.
常用 的 力
/
触 觉输
出
设 备有数 据手 套
、
力
反
馈 鼠 标
、
力
反
馈
操
纵杆
、
力
反
馈
方
向 盘
和
力
反
馈
手
臂等
.
这
些
输 出
设
备 能有效
増 强
交
互
的 真 实性
,
但
是
模 拟真 实世
界
触
觉
感
受非
常
困
难
、 有 时候
还
可
能使 用 户 产
生
恐
惧 感
,
而
且
往往
需 要制 作 特定 的 机 械设 备
.
3 . 2
输
入
设
备
虚拟
现
实
人
机交
互
设
计
中 的
一
个 同 样
重
要 的部
分
是
选
取
一
组
合 适
的 输
入
设备
,
实
现
用 户
和
应 用 任
务 的
通
信
.
就
像输
出
设备
一
样
,
当
开
发 虚拟
现
实 的
人
机 交
互
时
,
也
有 很 多 不 同 类
型
的 输
入
设 备
可
供
选
择
,
某
些
设备
对
特定 的 任 务
比
其他 设备
更 合适
.
虚拟
现
实 中
三
维 交
互
输
入
设备
可
以
分
为离散 输
入
设备
、
连
续 输
入
设
备 和
直
接
人 体
输
入
设
备
.
?
离散 输
入
设备
.
这
类 设备 根据 用 户 动作
一
次 产
生
一
个事 件 ,
生
成
一
个 简 单 的 数 值
(
布 尔 值
或
一
个 集
合
中 的
元
素
)
,
常
用
于
改
变模 式
或
者
开
始 某个
动
作
, 用
于
离散
型
的 命 令
界
面
,
例 如
键
盘 、
p
i
n
ch
g
l o
v
e
[ ”
等
.
?
连
续 输
入
设备
.
这
类设备 利用
包 括
力 、 热 、 光 、
电 和
声 等不 同 传
感
器
跟
踪用 户 的
连
续 动作
,
跟
踪
点 的 数据
包括 位
置
、
方
向
或
者加
速
度 等 信
息
.
典
型
的 设备 如
三
维 鼠 标
、 电
磁
跟
踪
器
、
力
反
馈 手 套
、
数
据 手套 、 内
置
传
感
器
的 手柄
W
i i Re
m
ot e
^
、 摄 像机 、
深
度相 机
K i
n
e ct
2
)
、
Le a
p
M
ot i o
n
3
)
、
3 D
摄像 头
R
e a
l S
e
n
se
[
8
1
等
.
?
语
音
和
生
理
信 号
感
知设 备
,
收集
语
音
或
者其 他
生
理
信号
.
这
类设 备
主
要
包
含
语
音输
入
、
生
物
电
输
入
和 脑 电 波输
入
等
,
代表性 的
语
音输
入
产 品 有 智 能 音箱
G
oo
g
l
e
H
o
m
e
#
和
语
音
助手
A
m
a z o
n
E
c
h
o
5
_
.
Go o
g
le Ho
m
e
是
配
有 内
置
扬
声
器
的
语
音 激活 设备
,
可
以 在 智 能 家居 中
通
过
语
音控 制家庭 设备
. A
m
az o
n
E
c
h
o
是
一
款实 时 联
网
的 圆 筒
状
设 备 ,
可
以 在
生
活 中 充 当 助 手 , 用 户 用 普
通
语
音 提
出
问
题
时 ,
A
m
az o
n
Ech o
也
会
用
语
音作
答
,
还
能
列
出 购物清 单
.
生
物 电 输
入
设
备
主
要
通
过
生
物 电 传
感
器
读
取
人
的
肌
肉
或
神
经
信 号 变
化
而
交
互
,
主
要用
于
智 能
可
穿 戴设备 中
.
?
脑
电
波输
入
设备
通
过
脑
电
图
EE G
信号 等
监
视
脑
电
波 的 活动
,
代 表性产
品
有
Ne
u
r o S k
y
M
i
n
d
W
a
v
e
意
念 耳
机
6
)
、
能
操
控
无 人
机 的
E
m
ot
i
v
I
n
s
i
g
h
t
7
)
、
能
锻
炼专
注
力 的 意
念
头箍
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和
能模 仿表 情 的
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这
些
直
接
人体
输
入
设 备
可
以 作为 其他 输
入
通
道
的 补 充
,
是
理
想
的虚 拟
现
实 交
互
必
不
可
少 的 部
分
.
在虚 拟
现
实
人
机 交
互
设
计
中
,
输
出
/
输
入
设 备 的
选
择 需 要考 虑具
体
交
互
技术 的 需 求
、
输
入
设 备
和
输
出
设 备
之
间 的 相
互
约
束
和
多
通
道
交
互
之
间 的
互
补 等
.
在实 践 中 , 费 用
往往
是
最 大 的
因
素,
还
需 要考
虑交
互
技 术 的 设
计
是
否 受给 定设备 的 限 制 、
是
否 需 要为 实
现
交
互
技 术购 买 先
进
的 设备
,
以
及
是
否 需 要
为交
互
技 术制 作
新
的 交
互
设
备等
.
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