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首页里昂大学2014年博士论文:近端交互与智慧城市界面研究
该论文标题为"2014-27年订单编号:里昂大学博士论文——近端交互和可迁移用户界面在智慧城市中的应用",主要探讨了计算机科学与数学领域的高级议题。作者通过在里昂中央学院攻读博士学位,专注于研究如何将近端交互技术与可迁移用户界面相结合,以推动智慧城市的发展。论文的撰写是在指导教师Bertrand David教授和René Chalon教授的悉心指导下完成的。 Bertrand David教授不仅是作者的导师,他在作者申请被拒后提供了重新进入实验室的机会,这对于作者的研究生涯至关重要。David教授不仅在人机交互领域启蒙了作者,还为作者的论文准备工作付出了大量心血,他的严谨态度和无私奉献使得作者得以参与国际学术交流,拓宽了学术视野。 René Chalon教授则作为联合指导者,以其亲切和专业的态度参与到论文的审阅和修改过程中,无论面对大量的文本批阅,还是在实验设备的支持和实验室设施上,都给予了作者极大的帮助。同时,论文作者也表达了对SILEX团队成员以及实验室内外其他朋友的感激之情,他们的陪伴和支持极大地促进了作者的学习和个人成长。 整个论文不仅展示了作者在智慧城市技术方面的深度研究,也强调了团队合作和跨学科交流的重要性,反映出里昂大学在培养具有创新思维和实践能力的博士生方面的教育理念。通过这篇论文,我们可以窥见作者对于提升用户体验、优化城市服务等方面的深入思考,以及在学术界对智能城市技术的最新探索。
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Huiliang Jin
,计算机科学论文
/2014
年,里昂
在智慧城市的背景下动态管理道路。 该系统收集车辆的位置,并基于
事物的互联网,
图1.4智能家居环境
动态分配道路,特别是对于像公共汽车这样的特殊车辆 和救护车。他们
的演示是智能交通的一个子类别。 类似地,David等人描述了一种名为"通
信公交车站
"
的智能公交车避难所(
David
等人,
2012
年),由基于位置的
服务提供。公共汽车站是一种使用移动网络在公共汽车司机和乘客之间进
行通信的系统,以更好地为乘客服务,特别是那些有特殊要求的乘客(残
疾人、自行车等)。 此外,公共汽车候车亭还包含一个电子显示板,用于
显示与购物、文化活动或体育等相关的本地信息。
Jacquet et et al.
(
Jacquet
et et al.
,
2011
年)研究了车站和机场的新型交互式显示器。他们设计了一
个机会主义的系统来呈现关于这些类型的显示器的信息。在这种情况下,
显示器可以呈现与当前在其附近的用户相关的信息。
在智慧城市研究的同时,智慧城市已经有了大规模的项目。例如,里昂智
慧城市是由里昂大局发起的一个项目。 该项目鼓励为下一代城市开发创
新服务,是相关实验的试验床。智能的蓝图 里昂市包括三个级别:经济
级别、可持续性级别和城市发展级别。这三个层次包括数字和绿色经济、
智能能源使用、智能交通和城市管理等。至
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Huiliang Jin
,计算机科学论文
/2014
年,里昂
提高城市的竞争力。尽管智慧城市受到越来越多的关注,但仍没有成功的
模式可供效仿。研究人员需要设计和想象更有趣和更有前途的应用场景。
智慧城市面临的挑战是如何将创新技术或概念引入市民已经熟悉的普通电
器或生活,然后逐渐改变他们的习惯。在这个过程中,技术或概念对用户
是不可见的,但用户逐渐沉浸在一个无处不在的环境中。此外,如何捕
获、组织和分析从城市生成的数据是需要解决的主要问题。 据
Z.Xiong
(
Xiong
等人,
2012
年),
"
数据活力
"
是智慧城市的主要原则。数据活力化
的概念旨在使数据具有生命力,以及 将单独的数据组合在一起,以更
好地利用数据。
在城市的基础设施中,公共展示是最常见的媒介,影响着人们生活的方方
面面。 在很长一段时间里,大纸板和负极电公共显示器一直是公共显示器
的主要形式。 然而,在新世纪,越来越多的电子显示器正在取代传统的显
示板(Skin,2011)。现在可以在电子显示器上显示动态信息而不是显示
预先编辑的信息。在本文中,我们选择电子公共显示器作为实施智慧城市
相关应用的平台。
1.3
公共显示和无处不在的显示。
虽然数字设备广泛参与了我们的日常生活,但我们不能说它们正在进入我
们的生活。设备仍然彼此分开,它们的功能是最终的,我们仍然必须在特
定设备上执行特定任务。根据设备的使用情况,我们可以将其分为个人设
备和公共设备。个人设备的融合速度快于公共环境下设备的融合速度。例
如,智能电视或智能家具允许用户通过移动设备自由控制其家用电器。此
外,属于同一用户的所有智能设备都可以自由地相互通信,例如
Green
Peak
设计的智能家居(图
1.4
,智能家居,
2012
)。
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Huiliang Jin
,计算机科学论文
/2014
年,里昂
相比之下,公共设备的融合程度非常低。公共展示作为一种公开发布东西
的媒介已经存在了很长一段时间,但它们现在正逐渐从简单的纸板转变为
越来越多的各种各样的纸板。 目前,数字公共显示器正在逐步取代曾经无
处不在的纸质通知板。数字公共显示器是一种常见而典型的公共数字设
备,在城市公共服务中扮演着重要的角色。然而,由于其简单的功能和低
效率的交互,用户总是忽略它们。 公共显示器被限制为屏幕的严格角色,
仅用于显示一些信息或用于用户直接在屏幕上执行简单且低效率的交互
例如,图
1.5
包含支持多用户交互的大型公共显示。很明显,公共显示器不
仅仅是显示信息的媒体。研究人员围绕未来社会中的公共展示这一主题进
行了大量的研究。 Davies N等(Davies) 和其他人,2012年)强调,21
世纪的
公共显示器应该成为新的全球传播媒体的主干,许多关于公共显示器的
创新工作可以在公共显示器的平台上完成。
图1.5Uma设计的大型多点触控显示屏
数字公共显示器在我们周围的所有地点都很常见,火车站,机场,购物中
心,城市广场,公共汽车避难所等, 在一些半公共场所、大学大楼、企
业、研究实验室等。这些屏幕中的大多数显示一些预先编辑的内容,少数
支持通过触摸屏幕进行简单的交互。尽管显示器设计者试图使它们更有吸
引力,但用户仍然倾向于忽略它们,而忽略内容。 如何激励用户与公共显
示器交互是一个活跃的研究课题。在这个领域,大多数
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Huiliang Jin
,计算机科学论文
/2014
年,里昂
研究人员研究了公共显示器上的交互,以使公共显示器成为交互式对象,
从而吸引用户的注意力
关于数字公共显示器的研究主题主要集中在屏幕上的交互(
Hinrichs
等人,
2013
年)。 根据屏幕大小的不同交互:正常大小、宽大小、壁大小或不规
则形状(圆柱形、投影等)屏幕。在正常尺寸屏幕上的交互已经被很好地
研究:触敏屏幕已经广泛地应用于正常尺寸屏幕。然而,在大屏幕上应用
触摸感应交互仍然困难且昂贵。 此外,让用户直接触摸大屏幕进行交互也
是不切实际的,因为大屏幕太宽,无法覆盖屏幕上的所有区域。 因此,目
前大多数屏幕上交互研究集中在大屏幕或墙壁尺寸的屏幕上,特别是对于
公共显示器,因为公共空间中的这些类型的显示器主要是大屏幕。我们可
以将与大型显示器交互的研究分为三类:
直接屏幕交互,类似于普通屏幕上的交互。研究人员试图直接在屏幕上
构建可以适应用户习惯的交互。 例如,城墙(Peltonen等人,2008年)
是一款安装在赫尔辛基市中心的大型多点触控显示屏。它展示了从公共
来源(
youtube
,
Flickr
)收集的关于城市的视频或照片,供市民观看和讨
论。 多个用户可以通过手势直接在显示器上同时交互,就像用户通常在
触摸屏上所做的那样。
远程交互和直接屏幕上交互不能应用于超大屏幕,例如,在墙大小的屏
幕上,因为它太大而不能触摸。 有时候,我们不能直接触摸公共显示
器,例如,如果显示器被窗户覆盖以防止破坏。因此,研究人员研究了
从远处观看的公共表演。
Malik
等人(
Malik
等人,
2006
年)构建了一个
桌面大小的触摸板,连接到一个远程宽显示器。触摸板识别用户的多手
指和全手手势,同时系统允许用户通过一些预定义的手势在远程显示器
上创建自己的手工作空间,并在他们坐在触摸板前面时舒适地进行交
互。
Nancel
等人(
Nance
等人,
2011
)研究了壁挂式显示器上的中空气平
移和缩放导航的输入技术,以及研究中空气手势(
1D
、
2D
、
3D
)和单手
和双手手势输入的不同自由度(
DOF
)。他们发现空中手势有多好
20
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,计算机科学论文
/2014
年,里昂
与设备上的交互相比,它们往往更吸引人,效率更低。他们还发现,线
性手势比循环手势更有效。
通过移动设备进行交互是与远程大型显示器进行交互的另一种方式。它
使用额外的移动设备进行交互。与其他附加设备相比,移动设备更小,
更易于配置。Hardy等人(Hardy等人,2008年)研究了一个触摸和交互
原型,用户可以用手机触摸显示器,选择显示器上的相应项目。 该原型
利用
NFC
(近场通信)标签的优势来识别具有大显示器的移动设备的触摸
位置,并且还将触摸事件与移动电话的键盘事件相结合,以探索进一步
的输入可能性。早期的工作类似于Chevert等人(Chevert等人,2005 a)
探索了通过移动电话与定位显示器的基于蓝牙的交互;
交互式公共显示器不仅是独立的,而且通常还用于与其他设备一起构建交
互 式 空 间 。 例 如 , 建 立 一 个 交 互 式 房 间 以 改 善 教 育 ( 斯 坦 福 大 学 的
iRoom
)(
Borchers
等人,
2002
年)),或在博物馆的背景下建立一个互动
空间,用于展示文物(Zabulis等人,2010年)。在这种情况下,大型显示
器周围的空间变成了一个舞台,而不是一个舞台。 空间,尤其是当屏
幕放置在公共场所时。 人们可能会聚集在屏幕前面的地方讨论一些话题或
探索互动。如论文所述(Kuikkaniemi等人, 2011年),框架数字显示器
将被墙壁或立面所取代,这些墙壁或立面更能激励和支持群体互动。与此
同时,成帧显示器将转变为随处可见的显示器,也就是说,无处不在的显
示器。为了适应这一变化,仍有许多问题和挑战需要解决。无处不在的显
示器不是一个独立的显示器,而是一个显示网络,包括公共显示器和其他
设备,其中所有设备都是互连的。 无处不在的显示器仍然没有被普遍接受
的定义。每个人都有自己的理解无处不在的显示器。然而,一般来说,任
何地方的显示器都可以具有以下功能:
无处不在的显示器是大规模无处不在的显示器网络的交互式终端或
节点。
无处不在的显示器具有上下文感知功能。它可以感知可用于分析用
户相关数据的上下文信息,例如,用户的身份、用户的
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cpongm
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