基于多点触摸的交互手势分析与设计

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1、第２７卷第５期计算机应用研究Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．５２０１０年５月ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓＭａｙ２０１０倡基于多点触摸的交互手势分析与设计张国华，衡祥安，凌云翔，老松杨（国防科学技术大学Ｃ４ＩＳＲ技术国防科技重点实验室，长沙４１００７３）摘要：提出了基于多点触摸的交互手势分析与设计方法。引入触摸手势元动作，采用接触面类型和状态及运动方式描述触摸手势，给出了简单触摸手势的统一描述框架，并提出了交互手势与交互任务的映射规则，将手势定义和手势意图联系起来。向交互设计者提供一种系统化和标准化的方法，提高了交互手势设计

2、的通用性。关键词：人机交互；多点触摸；元动作；交互手势中图分类号：ＴＰ１１　　　文献标志码：Ａ文章编号：１００１唱３６９５（２０１０）０５唱１７３７唱０３ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１唱３６９５．２０１０．０５．０３７Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｇｅｓｔｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉ唱ｔｏｕｃｈｓｕｒｆａｃｅＺＨＡＮＧＧｕｏ唱ｈｕａ，ＨＥＮＧＸｉａｎｇ唱ａｎ，ＬＩＮＧＹｕｎ唱ｘｉａｎｇ，ＬＡＯＳｏｎｇ唱ｙａｎｇ（KeyLaboratoryofC４ISRTechnology，NationalUniv

3、ersityofDefenseTechnology，Changsha４１００７３，China）Abstract：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｎａｐｐｒｏａｃｈｏｆａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｆｏｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｇｅｓｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉ唱ｔｏｕｃｈ．Ｔｈｉｓａｐｐｒｏａｃｈｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｍｅｔａ唱ａｃｔｉｏｎｏｆｔｏｕｃｈｇｅｓｔｕｒｅ．Ｍａｄｅｔｈｅｔｏｕｃｈｇｅｓｔｕｒｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｕｓｉｎｇｔｏｕｃｈ唱ｓｔｙｌｅａｎｄｔｏｕｃｈ唱ｓｔａｔｅ／ｍｏｔｉｏｎｔｙｐｅｓ，ａｎｄｐｒｅｓ

4、ｅｎｔｅｄｔｈｅｕｎｉｆｏｒｍｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｓｉｍｐｌｅｔｏｕｃｈｇｅｓｔｕｒｅ．Ｉｔｇａｖｅｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｍａｐｐｉｎｇｒｕｌｅｓｂｅｔｗｅｅｎｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｇｅｓｔｕｒｅａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｔａｓｋ，ｗｈｉｃｈｌｉｎｋｅｄｔｈｅｇｅｓｔｕｒｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｇｅｓｔｕｒｅｍｅａｎｉｎｇ．Ｔｈｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｔｏｕｃｈｇｅｓｔｕｒｅｇａｖｅｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｅｒｓａｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｎｄｓｔａｎｄａｒｄｍｅｔｈｏｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔ

5、ｈｅｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｇｅｓｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ．Keywords：ｈｕｍａｎ唱ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；ｍｕｌｔｉ唱ｔｏｕｃｈ；ｍｅｔａ唱ａｃｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｇｅｓｔｕｒｅ界面逐渐由图形用户界面（ＧＵＩ）向自然用户界面（ＮＵＩ）的转0引言变。将双手手势动作定义成人们在日常生活中常用的自然动作并用来操作计算机，可以大大减少操作者的认知负担，降低传统的人机交互方式以图形化交互界面（ＧＵＩ）为主要表学习操作的门槛。现形式，在这种交互模式下，鼠标操作成为计算机操作的主要触摸手势交互

6、作为一种更自然的人机交互方式，它符合用手段，但是鼠标操作是一种单手操作，并且是对人自然手势动户的认知，提高了交互的自然性，因此也有研究人员逐渐关注作的一种人为的扭曲，致使无法将自然生活中所学习得到的双［７～９］触摸手势交互，但是很少有对触摸手势进行一般化的定义手操作技能充分应用于人机交互来降低交互过程中的认知负和设计，即使有也是基于某一特定平台或由任务出发确定交互担，因此人们逐渐重视双手交互操作的相关研究。Ｂｕｘｔｏｎ等［１］手势。如果能够提出一种通用的手势分析与设计框架，使得交人在１９８６年进行了两组实验分别完成定位／缩放、导航／选互设计

7、者能够深入了解多点触摸平台中所有可能的手势，并能择的任务，得出了双手并行操作程度的合理增加能提高操作者［２］从中选择出对其有用的手势为应用系统服务，将大大提高交互的工作效率的结论。Ｇｕｉａｒｄ在１９８７年提出了手操作的运动手势的设计、识别和应用便利性及普适性。本文引入多点触摸链模型（ｋｉｎｅｍａｔｉｃｃｈａｉｎｍｏｄｅｌ）。由于当时技术条件所限，没有手势元动作，从简单手势出发建立统一的交互手势定义与描支持同时多点输入的设备，这些研究都是双手操作不同的交互述，并提出了交互手势与交互任务的映射规则，力图向交互设设备进行的。但是日常生活中，人在更

8、多情况下会使用双手协计者提供一种系统化和标准化的方法，可以针对不同的多点触同对同一事物进行操作，即使在计算机中，双手操作实质上也摸平台和应用，方便快捷地设计交互手势。应是对同一对