可穿戴设备人机交互情境下的手势交互设计与研究

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1、学校代号10532学号S150800596分类号密级不保密硕士学位论文可穿戴设备人机交互情境下的手势交互设计与研究学位申请人姓名刘粤培养单位设计艺术学院导师姓名及职称张军副教授学科专业设计学研究方向信息与交互设计论文提交日期2018年4月20日学校代号：10532学号：S150800596密级：不保密湖南大学硕士学位论文可穿戴设备人机交互情境下的手势交互设计与研究学位申请人姓名：刘粤导师姓名及职称：张军副教授培养单位：设计艺术学院专业名称：设计学论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2

2、018年5月25日答辩委员会主席：赵江洪教授DesignandResearchofGestureInteractionBasedonWearableDeviceInteractionScenariobyLIUYueB.A.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofArtsinDesignintheGraduateSchoolofHunanUniv

3、ersitySupervisorAssociateProfessorZHANGJunApril,2018可穿戴设备人机交互情境下的手势交互设计与研究摘要可穿戴设备因其显示界面尺寸小甚至没有显示屏、可随身佩戴，以及交互行为发生在多种环境，采用传统的屏幕触控式交互操作有显著局限性。因此，对于可穿戴设备而言，基于肢体动作等自然交互方式成为更具效率优势的人机交互解决方案。随着基于体感技术的手势识别与算法的逐渐成熟，用户可以方便地使用手势交互进行稳定的人机交互操作，但手势交互方式在很大程度上受限于硬件特点

4、、交互空间等技术实现方式，因此，探索能够用于可穿戴设备手势交互的有效设计方法，成为一个亟待解决的研究问题。本文主要采用了文献研究法和归纳演绎法的分析研究方法。首先从可穿戴设备的硬件特点和交互方式出发，指出了可穿戴设备人机交互特点。通过研究可穿戴设备手势交互模式与交互方式，归纳总结了其在基于可穿戴设备下的手势交互特点与手势设计对象。进而通过文献调研对现有手势交互设计方法以及优点与不足进行了概括，结合可穿戴设备手势交互特点，指出现有的手势设计方法并不适用于可穿戴设备手势交互设计，并提出了本文的研究重

5、点，如何通过有效的设计方法进行可穿戴设备手势交互设计。最后初步引入了情境设计相关理论，为后续可穿戴设备手势交互设计方法提供理论方向。其次本文结合交互设计系统（PACT）理论，提出了可穿戴设备手势交互设计系统组成因素（设备用户及用户行为、使用场景、技术支撑），为可穿戴设备手势交互情境分类与构建提供理论基础。在情境设计相关研究基础上，归纳提取出可穿戴设备手势交互情境中用户、设备、环境三个情境要素，构建了可穿戴设备手势交互情境，将情境与手势设计对象建立主要关系与次要关系，构建了可穿戴设备手势交互情境与

6、手势交互设计对象的映射模型。为可穿戴设备手势交互设计方法提供了理论框架与知识基础。随后在上文对于可穿戴设备手势交互研究成果的基础上，根据可穿戴设备手势交互情境要素，结合JacobNielsen提出的十条界面设计原则，对可穿戴设备手势设计原则进行定义与论述，并提出了手势设计可用性指标与用户手势交互体验评价指标。根据研究所的映射模型，提出了基于映射模型的手势交互设计模型和流程，为设计实践提供方法指导基础。最后，本文根据研究得到的设计模型和设计流程，通过某品牌智能腕表手势交互设计实践项目对此设计方法进

7、行了应用，探索了腕部可穿戴设备未来潜在的使用场景趋势与功能需求，进行了手势交互设计。项目最终输出了一批手势专利，并开发出一套可以搭载多种手势的原型机。初步验证了此方法的可行性。II硕士学位论文本文的研究意义在于针对可穿戴设备手势交互的设计问题，通过理论的分析，提出了基于可穿戴设备手势交互情境的手势交互设计方法，构建了手势交互设计模型与设计流程，并提出了可穿戴设备手势设计过程中用于评估手势可用性的指标和原则。本研究为可穿戴设备手势交互设计提供了指导方法。关键词：情境；手势交互；可穿戴设备；人机交互

8、；III可穿戴设备人机交互情境下的手势交互设计与研究AbstractTraditionaltouch-screeninteraction(TSI)isclearlylimitedbecausewearabledeviceisalwayscarry-onanditcharacterizedwithsmall-sizeorevennodisplay.Therefore,naturalinteractionbaseduponspeechsoundsandbodylanguagebecomesmoree