移动终端系统眼动控制研究与交互框架原型设计

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1、上海交通大学硕士学位论文移动终端系统眼动控制研究与交互框架原型设计硕士研究生：朱海蛟学号：B112009040导师：张立群副教授申请学位：文学硕士学科：设计艺术学所在单位：媒体与设计学院答辩日期：2013年11月授予学位单位：上海交通大学I万方数据上海交通大学硕士学位论文DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterCandidate：ZhuHaijiaoStudentID:B112009040Supervis

2、or：Prof.ZhangLiqunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofLiteratureSpeciality：ArtandDesignAffiliation：SchoolofMediaandDesignDateofDefence：November,2012Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversityII万方数据上海交通大学硕士学位论文III万方数据上海交通大学硕士学位论文IV万方数据上海交通大学硕士学

3、位论文V万方数据上海交通大学硕士学位论文摘要今天，越来越多的设备通过开发眼动控制以实现人机对话。但是，眼动控制并没有一个恰当的定位与合适的应用，特别是在移动终端的用户界面中。眼动控制由于人眼睛动作的特性，可识别动作少，易疲劳，不善于进行控制的特性决定了它只能是辅助性操作。本研究希望通过尝试设计一些创新性的交互过程，以适宜、自然、恰当的方式将眼动控制融合入用户与移动终端的人机对话中。实际上，本研究寻求的是一种心理学、可用性以及用户眼动习惯的平衡，把更多的注意力放在移动终端交互过程中用户的目的及他们的行为

4、上。要建立典型的眼动交互姿势库需要两部分的支持。一部分是一个能反映用户需求的眼动姿势分类，另外一个则是一个可以用于测试的严谨的实验。前者用于满足用户在与智能终端交互过程中的目标，而后者用于验证眼动交互控制的可用性。研究中设计了一个包含能高效控制、典型、易用、能良好地配合手势控制的眼动姿势的库，这些姿势可以良好地利用眼动进行交互控制，依据不同情境下对于结合用户的意图，对注视与跳动等典型的眼动姿势进行合理的判断而实现相应的眼动控制。设计以AppleIpad为设备载体，以改装后的触屏眼动仪为实验设备，采用定

5、量与定性相结合的研究方法，通过认知实验、可用性实验及基于情境的典型用户任务的测试与研究，采用控制变量法设计典型的手机操作任务，利用眼动进行控制完成任务，用户完成实验任务后，对眼动仪产生的用户I万方数据上海交通大学硕士学位论文数据进行相关因子线性关系分析。进而得出移动端眼动交互的特性，获得了不同情境属性与任务之下的眼动姿势框架。我们利用了现有的研究理论与资料研究眼动的特性，并依据研究结果设计典型的用户情境进行可用性测试，根据统计数据进行定量与定性分析在设计和验证之后，我们获得了一个高效的眼动控制界面，以

6、及一些可以用于搭建高效眼动控制界面所需的数据与结论。之后我们确定了我们不需要将眼动控制作为一种独立控制设备的交互手段，我们更需要的是创造一个眼动控制姿势库。在实验中，在交互设计和可用性理论的基础上，我们还需要应用来自心理学和编程的技术。我们选择了TobiiT60桌面眼动仪作为测试平台，它内置了一个眼动追踪单元。研究证明，眼动控制并不适于需要进行频繁的动作变换的交互行为，眼动可以用于控制移动，手势更适用于控制。眼动控制必须跟手势等其他方式配合才能发挥优势，提高应用效率。眼动控制有更强的情境性，用户的意图

7、更单纯统一，方便利用眼动姿势进行识别。根据这些，我们可以以适宜、自然、恰当的方式进行眼动控制，更好地完成用户与移动终端的人机对话。关键词：眼动，情境，交互，移动终端II万方数据上海交通大学硕士学位论文III万方数据上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTToday,moreandmoredevicesexploitthedevelopmentofeyemovementcontrolinordertoachievehuman-computerdialogue.However,eyemovementcon

8、troldoesn’thaveaproperpositioningandproperapplication,particularlyintheuserinterfaceofthemobileterminal.Duetothecharacteristicsofthehumaneyemovement,thelessidentifiableaction,fatigue,notgoodcontrolcharacteristicsdeterminethatitca