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交互技術論文范文1
從完善國家及區域路網結構，全面促進國家及地區協調快速發展，加快皖西南地區社會經濟綜合發展速度，早日融入長三角洲地區，全面提升周邊區域經濟等方面考慮，起著積極作用。
2毛集樞紐互通立交互通區主要技術標準
2.1主線
公路等級：全封閉、全立交、雙向四車道高速公路；設計速度：120公里/小時；路基寬27m，路面寬22.5m；設計荷載：公路—I級。
2.2相交道路
（合淮阜高速）公路等級：全封閉、全立交、雙向四車道高速公路；設計速度：120公里/小時；路基寬28m，路面寬23.5m；設計荷載：公路-I級。
3毛集樞紐互通立交轉彎交通量分析
根據交通量預測，主要交通流為永城合肥方向、祁門阜陽方向；次交通流為永城合肥、祁門合肥。
4毛集樞紐互通立交互通區控制因素影響
該互通立交布局的主要因素：合淮阜高速淮河大橋（距主線距離約1130m）、焦崗湖服務區（距主線距離約600m）、50萬伏高壓線、村莊、焦崗湖規劃大堤、100兆太陽能光伏電廠等。
5毛集樞紐互通立交互通方案布局選型
由于受上述各種因素影響，同時考慮互通區相交道路的平縱指標，主線與合淮阜高速交叉處只能位于合淮阜高速的焦崗湖服務區與淮河特大橋之間，但該區域村莊密集，同時焦崗湖服務區與淮河特大橋間的間距又較?。?700m），因此該互通的布局選型存在較大的局限性。下面就互通的遠景轉彎交通量、工程造價、安全性及社會影響等方面，擬定三個互通方案進行比較。
5.1方案設計一
采用對稱的部分苜蓿葉+定向匝道方案，主線及相關匝道與合淮阜高速交叉方式，采用上跨合淮阜高速?；ネú荚O較緊促，匝道布設符合主轉彎交通流向，安全性好；但互通與服務區之間無法設置輔助車道或集散車道相連，需改移服務區，社會影響差，工程總體規模巨大。
5.2方案設計二
采用變異苜蓿葉方案，主線及相關匝道與合淮阜高速交叉方式，采用上跨合淮阜高速。由于合肥祁門及阜陽祁門方向匝道分流點距服務區分合流點較近，互通與服務區之間需設置貫穿的集散車道做一體化設計。該方案基本滿足主交通流需求，兩條高速間的交通轉換主要通過集散車道轉換，對合淮阜的主線交通干擾??；但互通平面指標相對較低，交通組織較復雜，安全性較差，需對焦崗湖服務區匝道進行改造，拆遷量大，社會影響較差，施工期對服務區及合淮阜高速的運營有干擾，工程造價高。
5.3方案設計三
采用雙“Y”型方案，互通布設于東南象限，主線及相關匝道與合淮阜高速交叉方式，采用上跨合淮阜高速。該方案祁門阜陽及阜陽祁門方向匝道分流點距服務區的分合流點距離較長，互通與服務區之間設置輔助車道貫通。該方案互通平面指標較高，對合淮阜的主線交通流及服務區干擾小，安全性較好，拆遷量小，社會影響較小，工程造價低；但互通匝道主交通流存在一定繞行。
5.4比選結論
方案三雖然主交通流存在繞行、合淮阜主線駛入服務區車輛與縱三匯入車輛存在交織，但互通遠景各轉彎交通量較小，同時互通區的匝道平面指標較好，對合淮阜的改造里程短，工程規模及拆遷小，社會影響小，施工期對合淮阜高速及焦崗湖服務運營影響小，安全性好，因此綜合考慮方案設計三比較合適。
6結語
交互技術論文范文2
同步課堂(SynchronousClassroom)是班與班、學校與學校、學校與家長等之間協同教育課堂，能夠實現班與班、學校與學校、學校與家長之間同步學習、同步檢測、同步監管［16，17］．專遞課堂或傳遞課堂專遞課堂或傳遞課堂(TransferClassroom)是指通過互聯網技術將優質的教育教學資源傳遞分布到同類學校，一起學習，擴大享受優質教育教學資源面，減少教師數量矛盾［18］．
2移動互聯網技術下的教師職業
假如成都七中的所有課程傳送到農村中學，可能農村中學的學業成績還更好，因為他們不僅聆聽了西南地區最優秀教師授課，而且本校老師還可以再做輔導［19］．這個事例給我們幾個啟示:第一，教師職業不可再壟斷，第二，教師職業主次可替代．第三，教師職業只是暫時性的．如果一個草根的講課比你還好、比你更出色，任何一個學校都會接受這個草根的講課，即使這個學校不接受，學生可以去課程超市(CourseSuper-market)購買這個草根的課程資源或者直接運用移動互聯網技術通過流量付費等方式直接聯接這個草根的課程資源．這個草根無須親臨現場講授，只要通過移動互聯網技術就可以實現這個草根給這個學校的學生授課，而你過去所謂的主講教師，現在充其量就是一個配角，一個副手，一個輔導老師．也就是說，移動互聯網技術會將一個教師職業主次進行顛覆．因此，不管你主講什么課程，不管你是什么職稱，不管你是什么學歷學位，甚至不管你是985、211工程大學還是一般的學校，如果你不努力學習、不認真鉆研業務、不去做科學研究，即使管理者不請你“下課”、不讓你出局，最終你會移動互聯網技術等所淘汰．
3互聯網技術下的應對策略
3．1教師職業再造
移動互聯網技術背景下，任何一個教師一定要及時學習專業業務知識、掌握專業新技術、開展科學研究，及時了解移動互聯網、大數據、物聯網、云計算等新技術并如何運用于教學之中，做好教師職業主體、客體轉換的心理準備，主講教師、輔導教師適時交替，由過去的知識、技術、能力傳遞者轉變為指示、技術、能力的輔導者，以至于不會產生心理落差．因為每個班級不是配備主講教師而是配備輔導教師、更準確講是學習助手的時代一定會來到，進一步的發展將會出現十分專業的學習助手，他們只負責某一單項教學內容，而不是傳統的教師職業，教師職業將會出現新的分工，教師職業再造，教師職業資格證不可能是永久性的，只是一個短暫時間內的代名詞．
3．2教學過程再造
由于移動互聯網技術普遍應用，教學實施過程中，教師更多的是適時監控，根據教學進度，引導學生重點學什么內容，并在此過程中輔導學生如何學習，解決學生學習過程中遇到的各種問題，解釋學生學習過程中的疑惑，無須滿堂灌、流水式講授，能做到“蜻蜓點水”式教學，實現數字化、感知化、智能化、互聯化教學過程，教學過程再造勢在必行．
3．3課程模式再造
在移動互聯網技術背景下，一個教師要嫻熟做到哪些內容講或不講、講的話又怎么講、采取哪種課程模式去實施，是采取慕課、翻轉課堂、同步課堂或專遞課堂課程模式，還是采取面授主講與慕課、翻轉課堂、同步課堂或專遞課堂中某一種、幾種相互結合的課程模式，這都需要教師對教學內容及其發展態勢、學生學情及其意向等利用大數據技術進行分析，做到心中有數，實現課程模式再造．否則，任何一個教師都將面臨被叫停、被“下課”．
3．4教學管理再造
在移動互聯網技術背景下，教學管理不再是定點、定時、定人，可以沒有教室、沒有統一課表、無須專職主講教師，不再是憑經驗辦事、憑經驗去管理，面對這種情況，教學管理要充分運用大數據技術進行分析，任何一個環節的管理都需要排序，理出輕重緩急，做到用數據說話、用數據管理，實現教學管理再造．
4結束語
交互技術論文范文3
在當前技術條件支持下，基于CMTS（電纜調制解調器終端系統）的技術方案以混合光纖同軸電纜網作為基本載體，通過數字調制的方式實現對音頻、視頻以及數據信號的傳遞，并面向用戶提供建立在寬帶基礎之上的IP接入服務。IP寬帶相關的功能業務均能夠在CMTS技術的接入支持下完成（包括互聯網接入業務、局域網互聯服務、多媒體應用增值服務等在內）。同時，電纜調制解調器終端系統作為實現用戶終端與光纖同軸電纜網交互連接的重要設備之一，能夠在處理通信協議以及轉發關鍵數據信號的基礎之上，完成對射頻信號的調制解調處理工作。同時，在有線電視網絡系統作用之下，所應用的電纜調制解調器技術標準主要有三種類型：其一是IEEE下的802.14標準；其二是DVB聯合DAVIC的DVB-RCC標準；其三是MCNS的DOCSIS標準。以上三類標準中，以第三類，也就是DOCSIS標準的應用最為廣泛。該標準1.0版本當中，對電纜調制解調器終端系統-電纜調制解調器的基本體系與結構進行了規范，形成了建立在時分多址技術基礎之上的物理層以及介質訪問控制層需要遵循的操作協議。1.1版本中，以1.0版本為基礎，在系統運行中增設了有效負載包頭抑制技術以基于QoS的動態分配工作機制，其目的是提高系統上行通道的數據傳輸質量，同時提高對傳輸期間的抗噪性能。在1.1版本基礎之上發展形成的2.0版本增設了能夠對噪聲以及干擾進行有效抵抗的調制技術，同時增加了上行通道的數據傳輸流量，從而使傳輸能力方面上行通道與下行通道基本均等。后期發展形成的3.0版本屬于本技術的成熟版本。該版本系統組織通過模塊化-有線調制解調系統實現，對介質訪問控制信息處理與邊緣信息處理相互分離，通過引入EdgeQAMs技術的方式，能夠在保障信息處理質量的同時，使設備投資能夠得到明顯的控制。除此以外，在3.0版本作用之下，能夠直接支持IPV6版本技術，且資源可以在對頻道進行集中捆綁的基礎之上達到統計復用的目的，從而使整個帶寬的運行效率得到提升。在交互式有線電視網絡改造中，采取基于電纜調制解調器終端系統技術方案的主要優勢集中表現在以下三個方面：其一是在網絡線路符合標準要求的條件下，整個終端系統的運行安全且穩定，網絡內相關裝置的安裝便捷且迅速，不需要在用戶家庭終端重新布線，節約了工作量，并降低了工作難度；其二是該技術方案下所遵循的技術標準以及相關產品設備成熟度高，在西方國家有比較廣泛的使用?？梢酝ㄟ^在光電網絡系統中開展電纜調制解調器終端系統技術業務的方式，同時兼顧接入率以及成本效益目標的實現；其三是該技術方案下實現了對混合光纖同軸電纜網網絡資源的充分利用，覆蓋范圍廣，且成本理想，業務開展能夠面向全區域進行，用戶發展速度快。
2點對點光以太網技術
在對有線電視網絡進行交互式改造的過程當中，可以通過引入以太網交換機結合媒質轉換器的組網方案引入點對點光以太網技術，支持其實現交互雙向的運行目標。在這一改造過程當中，電信號通過媒質轉換器的干預轉化為光信號，發揮光信號的獨特優勢，使其能夠以光纖媒質為載體，實現長距離的傳輸。因此，在點對點光以太網技術當中，媒質轉換器所發揮的功能與光纖收發器功能是完全一致的。需要注意的一點是：在采取點對點光以太網技術對有線電視網絡進行交互式改造的過程當中，光信號的傳輸是通過點對點關系實現的，因此，從機房開始到每個獨立的接入點，都應當設置一根獨立運行的光纖線路，同時還需要在接入點以及機房內分配獨立的光纖收發裝置，形成一種建立在單光纖-雙向點對點基礎之上的傳輸系統，除了能夠避免光纖線路大量消耗的問題以外，還能夠顯著提高光纖收發器系統在網絡管理方面的水平，使系統建設成本得到合理的控制。在采用點對點光以太網技術對有線電視網絡進行交互式改造期間，需要遵循由IEEE所制定的802.3-2005標準，對點對點的標準進行了制定，主要有兩種方案：其一是傳輸速率取值為100Mbit/s，傳輸距離取值為10.0km；其二是傳輸速率取值為1000Mbit/s，傳輸距離取值為10.0km。在此基礎之上，還可通過引入波分復用技術的方式，確保單光纖線路上行、下行的交互式傳輸。同時，在802.3版本標準當中，還引入了點對點光以太網技術所需要遵循的光接口物理參數要求，對依附于以太網網絡的鏈路監控功能以及環回測試功能進行定義（環回測試功能當中進一步涉及到包括操作、管理以及維護在內的三個方面的功能）。發展至今，點對點光以太網技術下的相關接口期間發展比較成熟，供應商多，成本低廉，現行標準中對光模塊的指標要求均能夠得到滿足。在交互式有線電視網絡改造中，采取基于點對點光以太網技術方案的主要優勢在于：其一是成本價格低廉；其二是整個系統運行操作比較簡單，且維護管理工作難度低；其三是整個系統運行期間能夠實現真正意義上的帶寬獨享，因此認為點對點的光以太網技術方案非常適用于對企事業單位或局部地區初期改造中有線電視網絡的聯網工作中。
3基于同軸電纜的以太網傳輸技術
基于同軸電纜的以太網傳輸技術是一種建立在同軸電纜基礎之上，以以太網數據信號為傳輸對象的通信方案。在同軸電纜以太網傳輸技術的支持下，可通過電纜載體，將機房→小區（或者是大樓）期間所產生的數據信號傳遞給用戶終端，從而滿足用戶端在開展多業務條件下對寬帶所提出的較高要求。在基于同軸電纜以太網傳輸技術的支持下，可采取的傳輸方式主要有兩種類型：第一種是建立在調制基礎之上的傳輸方式；第二種是建立在基帶基礎之上的傳輸方案。其中，對于以調整為基礎的同軸電纜以太網傳輸技術方案而言，為了能夠確保某個特定頻段通過調制解調的方式獲得對應的以太網信號數據，就需要依賴于對正交頻分復用技術的應用，然后再通過耦合的方式，實現以太網數據信號在同軸電纜上的傳輸目的。而對于用戶端而言，則可以通過應用類似調制解調器的方式，對同軸電纜上所調制的信號進行解調處理，恢復為基帶形式的信號，然后在以太網接口支持下，面向終端用戶提供相應的服務。在這一過程當中，用戶端所產生的回轉信號在經過調制處理后加載值電纜網上進行傳輸，到達頭端后完成一個傳輸循環。在這一傳輸期間，由于所引入的調制解調方案以及錯誤校驗技術比較先進且高效，故而物理層的數據傳輸速率明顯高于其所提供的帶寬，因此認為基于調制的同軸電纜以太網傳輸技術能夠為后期用戶高帶寬的接入需求提供必要技術支持。本方案的主要優勢在于：其一是能夠支持用戶端較高的帶寬需求，支持QoS的實現，且支持網絡管理的集中性開展；其二是能夠延長信號數據的有效傳輸距離，增強實用性。而對于以基帶為基礎的同軸電纜以太網傳輸技術方案而言，整個傳輸期間多引入無源性設備，建立在802.3版本協議基礎之上，通過引入頻分復用技術的方式，實現對有線電視信號以及以太網數據信號的相互結合，使兩類信號能夠在同一根電纜線路中實現共纜傳輸。該技術方案多適用于分配比較集中的小區，且數據信號要求至少覆蓋至樓道，因此對于常見的樹形網絡結構而言，該技術有一定的局限性。
4結語
交互技術論文范文4
首先,信息技術課不同其它學科,它更有利于培養學生的創新能力。計算機的操作是建立在各種軟件的基礎上的,從這一點上講,計算機教學其實就是在教學生如何使用軟件,而現在各種軟件涵蓋了各個方面,同時新軟件更以驚人的速度層出不窮,因此在教育過程中,不可能使學生掌握每一種軟件的使用。
一、興趣是學生學習的基礎,也是激發創新的源動力。
信息技術課主要學習的工具就是計算機,在利用計算機進行教學的過程中,應重視挖掘和體現信息技術課程的趣味性,教學軟件的選擇要注意操作難度,所教內容要適當,而且要有一定的趣味性、娛樂性。在學習過程中,教師可通過教師可通過生動的寓教于樂的學習軟件將教材中有關內容生動地展示給學生,使學生產生興趣,使課堂教學變得生動形象活潑。
例如,在教學完第4課《初識windows98》后,在學生初步掌握鼠標五種操作方法后,就可以利用windows98自帶的掃雷、紙牌等游戲讓學生迅速掌握鼠標的左右單擊、雙擊、拖動等操作。學生在游戲中不知不覺地掌握了鼠標的使用,而且在不斷的思考、總結游戲中的規則中,提高游戲成績,這對培養學生的操作能力,思維能力有很大的幫助,在玩中學,在學中玩,不僅能夠讓學生迅速入門,還能培養學生的動手能力,訓練其思維,激發學生的學習興趣。
交互技術論文范文5
【關鍵詞】體感交互技術；體感教育；幼兒教育
【中圖分類號】G612 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-4604（2016）01/02-0035-04
近年來，體感交互技術、云計算、大數據、移動互聯網等技術飛速發展，不僅推動了社會經濟的巨大變革，也為教育的發展帶來了重大機遇和挑戰。在“互聯網+”和信息技術高速發展的時代，幼兒教育如何接受這一輪技術變革浪潮的洗禮，是一個值得深入研究的課題。其中，體感交互技術在幼兒教育中的應用就是一個值得我們深入研究的問題。
一、體感交互技術的概念與發展：以Kinect為例
（一）體感交互技術的概念
體感交互技術（Motion Sensing Interaction Technology）是指人們能夠直接運用手勢、肢體動作、語音、眼球轉動等方式與計算機及其相關設備進行互動的新型自然交互技術。體感交互技術強調創造性地運用手勢、肢體動作、語音等方式與計算機進行交互，無需為實現人機互動而額外學習，從而減輕了人們學習鼠標、鍵盤等非自然操控方式的負擔，使用戶關注于任務本身。〔1〕體感交互技術的出現在人機交互（Human-computer Interaction，HCI）技術發展進程中具有里程碑意義。繼鍵盤、鼠標和多點觸摸人機交互方式之后，體感交互被稱為“第三次人機交互革命”。
在體感交互技術發展過程中，Kinect的出現具有十分重要的意義。Kinect是微軟公司開發的一款姿態傳感輸入設備。從詞源上看，Kinect一詞是Kinectics（動力學）和Connect（連接）的合成。〔2〕Kinect主要由一個彩色攝像頭、一對深度傳感器、一組麥克風及一個馬達構成，作為XBOX360外接的3D體感攝影機和新一代體感設備，它具有即時動態捕捉、影像辨別、麥克風輸入、語音辨識、社群互動等功能，能夠捕捉使用者的動作、面部表情、語音等，從而讓用戶擺脫傳統輸入設備的束縛，實現直接通過自己的身體控制終端的目的。
Kinect體感交互技術是人機自然交互技術的重大發展， Kinect實現的“手勢、深度和骨骼追蹤”是人機自然交互技術最基礎、最實用的內容。“手勢、深度和骨骼追蹤”的組合，對人體基本姿勢進行了定義和匹配，從而實現了通過身體的自然交互控制計算機的目的?！?〕與傳統輸入設備如鍵盤、鼠標等不同，Kinect直接通過用戶的身體來控制終端，用一種最自然、最自由也是最柔軟的方式與裝置和環境產生交互，有效減少了硬件設備對用戶的束縛，進而降低了用戶的認知負荷，提高了用戶的參與度，加深了用戶的情感體驗等。因此，Kinect具有巨大的應用潛力。〔4〕
基于Kinect體感交互技術的教育產品是一種情境化的、自然交互的學習工具，可以為學習者提供與現實世界相似的虛擬或仿真情境，讓學習者 “身臨其境”地獲得擬真實的、鮮活的學習體驗，真正實現寓教于樂、寓教于動。
（二）體感交互技術的發展和應用前景
2008年，在美國舉行的國際消費電子展（CES）上，比爾·蓋茨提出了自然用戶界面（Natural User Interface，NUI）的概念，并預言人機交互將在未來幾年內有很大的發展，鍵盤和鼠標將逐步被更自然的觸摸式、視覺型以及語音控制等技術所代替。與此同時，“有機用戶界面”（Organic User Interface）也悄然興起，主要包括生物識別傳感器、皮膚顯示器等，實現大腦與計算機的直接對接。這些技術無疑會對人類生活產生重大影響。從比爾·蓋茨提出NUI概念到現在不過短短幾年，一系列人機交互新技術，包括第六感設備、增強現實、多點觸摸、追影技術、虛擬現實、語音識別、體感操作和腦機接口等相繼誕生，從二維空間擴展到三維空間，從接觸式逐漸轉變為非接觸式。當前，體感交互（ Gestural Interaction）從眾多自然人機交互技術中脫穎而出，成為最前沿的研究領域之一?！?〕
目前體感交互技術的使用已非常廣泛，涉及虛擬應用（如體感試衣）、3D建模、機械控制、虛擬樂器、虛擬娛樂、虛擬實驗、游戲操控、康復訓練等多個領域?！?〕Kinect已被廣泛用于教育及醫療康復領域。中國臺灣地區的Chiang等人運用Kinect體感交互技術訓練老年人的手眼協調能力；美國明尼蘇達大學兒童發展研究所的研究人員借助Kinect體感交互技術收集和跟蹤兒童的語言和行為，協助開展自閉癥的相關研究。美國羅徹斯特理工學院的Darren Stanley通過Kinect體感交互技術收集被試在持續性操作測驗中肢體和頭部的姿勢以及動作來測試其注意力水平。體感交互技術在教育上的應用是一個特別值得關注的問題。
二、體感教育：體感交互技術在幼兒教育中的應用
（一）體感教育的概念
體感教育目前還沒有統一的定義，本文嘗試將其界定為：以體驗式學習理論、情境化學習理論和具身認知理論為基礎，將體感交互技術以及其他多媒體技術、3D技術和AR增強現實技術等應用于教育的過程。其中，幼兒教育中體感教育通常是指讓幼兒通過各種身體動作，如揮手、伸展、奔跑、跳躍等操控三維場景中的人和物，并與三維場景中的人和物進行互動，將學習、體驗、探索、運動和游戲融為一體。體感教育有一個特別的優勢，它可以通過體感交互技術將幼兒原本無法直接體驗的內容，如海底探索、太空旅行、火災地震防范等，以接近真實的三維場景呈現給幼兒，讓幼兒獲得擬真實的體驗。
體感交互技術給人們帶來了全新的體驗：擬真實的情境、身體的直接參與等。它有助于學習者（包括幼兒）獲得更為豐富的認知和情感體驗，幫助學習者開展深度浸入式的學習以及角色扮演式學習等，從而彌補學習者無法在真實情境中體驗學習的缺憾。體感教育出現不過短短幾年，已經引起了廣泛關注。2011年美國弗羅里達科技教育峰會上，來自佐治亞州社區學校的教育學家Janice Sinclair分享了他將AR技術應用于幼兒教育的心得。他認為，在幼兒教育中運用3D產品頗受幼兒的歡迎。幼兒非常喜歡和擬真實的虛擬環境中的動物們交流、玩耍，樂此不疲，原本枯燥的學習變得非常有趣。卡內基梅隆大學人機交互研究所最新的一項研究顯示， Kinect游戲是比手機游戲或平板電腦游戲更有效的學習方式。幼兒通過Kinect搭建積木比通過移動平臺游戲的效果更好。他們在測試中分別給兩組幼兒發放了平板電腦或筆記本電腦以及Kinect體感交互技術裝置和專用的投影大屏幕，結果發現，使用Kinect體感交互技術裝置的幼兒學習效率更高，搭建的作品更穩固，而且幼兒非常喜歡Kinect游戲。由此可以看到，游戲和擬真實情境的結合對提高幼兒的學習能力具有積極的作用。
（二）體感教育的特點
1.沉浸性
體感交互技術創造的擬真實情境，打破了幼兒和學習對象之間的隔閡， 幼兒被“嵌入”到游戲場景中，“身臨其境”地獲得真實體驗。游戲過程中，幼兒所有的感覺器官和注意力被調動， 通過特定的角色扮演，完全投入到學習活動中，從而進入心理學家米哈里·齊克森米哈里 （Mihaly Csikszentmihalyi） 所說的“心流”狀態。
2.交互性
體感交互技術條件下的人機互動，是使用者（幼兒）與計算機產生的3D虛擬環境的實時互動。此外，還包括虛擬環境中多人游戲時自發出現的同伴互動、師幼互動和親子互動。
3.娛樂性
游戲是體感教育的主要途徑，因此，體感教育具有較強的娛樂性和游戲性，對幼兒具有極強的吸引力，可以充分激發幼兒的興趣并保持幼兒的注意力。
（三）體感教育的作用
首先，體感教育可以拓展幼兒體驗和操作的范圍?！?～6歲兒童學習與發展指南》指出，幼兒的學習以直接經驗為基礎，在游戲和日常生活中進行。成人應理解幼兒的學習方式和特點，珍視游戲和生活的獨特價值，為幼兒創設豐富的教育環境，最大限度地支持和滿足幼兒通過直接感知、實際操作和親身體驗獲取經驗的需要。然而，現實生活中，特別是在現代化城市生活條件下，幼兒能夠直接感知體驗的對象十分有限，而海底世界、航空航天、天文現象、水下探險、史前文明、恐龍時代等更不可能直接感知。體感教育可以創造出接近真實的三維場景，讓幼兒化身宇航員遨游浩瀚的宇宙，穿上潛水服暢游神奇的海底世界，還可以用肢體動作操控獵豹在非洲大草原上捕獵。這種情景式、沉浸式的學習方式，打破了時間和空間的限制，能充分滿足幼兒的好奇心和求知欲，培養他們的想象力、冒險精神和探索精神。
其次，體感教育可以成為幼兒開展運動、鍛煉身體的有效途徑。與電腦游戲、手機游戲相比，體感交互技術與運動高度關聯。體感教育活動的設計也多將動作和運動嵌入到整個教育活動中。美國田納西大學的一項研究表明，體感游戲將成為幼兒鍛煉身體的絕佳途徑。該大學健康飲食和體育實驗室的哈利雷納（Hollie Raynor）博士表示，體感游戲比缺乏科學指導的戶外活動的鍛煉強度大，鍛煉效果也更佳。2010年10月，美國心臟協會對購買體感游戲設備的玩家進行調查后發現，體感游戲不但可以讓玩家在游戲的同時進行運動，還能在無意中改變玩家非游戲時間的運動習慣。參加調查的2284名玩家中，有58%表示，他們現在不僅在游戲中運動，在平時生活中也增加了戶外運動，例如慢跑、散步或打網球等；68%的玩家認為，他們每天應該進行更多的體力活動。〔7〕此外，體感教育也將改善由傳統網絡游戲帶來的諸多問題，如網癮、長期保持不變的坐姿和盯著屏幕看可能對軀體和眼睛帶來的傷害等。
再次，體感教育可以使幼兒的科學教育“活”起來。體感交互設備可以使幼兒園的科學活動室真正“動”起來。一直以來，科學教育都令幼兒園教師頭疼，因為缺乏相應的科學知識、科學教育資源以及專門的培訓，幼兒園科學教育活動往往很難有效開展。許多幼兒園的科學活動室裝修豪華，卻幾乎淪為擺設。體感交互設備的引入可以幫助幼兒園教師有效開展科學教育活動，例如，幼兒可以“穿上”潛水服在神奇的海底世界，與海豚、海龜、鯨魚互動，也可以直觀地了解地震、火災等自然災害，等等。體感交互設備能夠大大提高幼兒園科學活動室的利用率，使幼兒園的科學教育落到實處。
最后，體感教育有助于幼兒園安全教育的有效開展。引入體感交互設備，幼兒園的安全教育不再僅僅停留在書面，教師可以讓幼兒在虛擬的真實場景中體驗特定的安全情境，自然地形成安全意識。如，“消防安全”體感課程就可以幫助幼兒學習如何滅火及逃離火場，“地震逃生”課程則可以幫助幼兒了解地震時正確的應對方法。
三、體感交互技術應用于幼兒教育的問題與展望
毫無疑問，和任何新生事物一樣，體感交互技術應用于幼兒教育面臨諸多質疑和挑戰。“我們之所以需要人工物，是因為自然物不能滿足我們的需要，人工情感的制造也是基于同樣的理由。由此我們可以持這樣一種態度，即人工情感如果實在對我們有用，能用它來解決我們的困難，產生出真實的人性的效果，其真假問題也就退居其次了。”〔8〕體感教育也同樣如此。
體感交互技術不僅可以應用于幼兒教育，還可以廣泛用于基礎教育、特殊教育、職業教育以及康復訓練等諸多領域。值得注意的是，體感交互技術仍處于發展初期，存在諸多有待解決的問題，如動作錯誤識別、過度識別、輸入延遲等，這些都嚴重影響著人機交互的流暢性?！?〕同時，現有的體感交互技術平臺普遍缺乏觸覺反饋體驗，這是一個比較大的體驗黑洞。〔10〕此外，現有的體感交互設備缺乏生理疲勞監測與反饋，〔11〕教師和家長無法有效監控幼兒的運動量。如何增強體感交互設備對幼兒動作敏感性的促進作用，如何讓幼兒在利用體感交互設備游戲時實現鉆、爬等復雜動作，如何增強體感教育活動的粘性，如何在同一時間增加更多玩家或滿足多人操作需求等等，都是需要進一步探索的問題。體感教育活動的設計也面臨實際困難和倫理風險，特別是在如何將教育、游戲和運動加以有機整合等方面仍面臨諸多困難和挑戰。
總之，體感交互技術以及體感教育還是剛剛出現的新生事物，它不是要取代幼兒在真實情境中的體驗和操作，而是起到拓展、豐富和補充作用。我們相信，隨著體感交互技術的進一步發展，體感教育將呈現出更大的活力和更為廣闊的發展前景。
參考文獻：
〔1〕〔10〕李青，王青.體感交互技術在教育中的應用現狀述評〔J〕.遠程教育研究，2015，（1）：48-56.
〔2〕 余濤.Kinect應用開發實戰：用最自然的方式與機器對話〔M〕.北京：機械工業出版社，2012. [本文由WWw. dYlW.nEt提供，第 一專業教學論文，歡迎光臨dYLW.neT]
〔3〕張詩潮，錢冬明.體感技術現狀和發展研究〔J〕.華東師范大學學報：自然科學版，2014，（2）：40-49.
〔4〕趙洋帆，杜娜，等.用戶運動信息反饋形式對體感操作用戶體驗的影響：一項基于Kinect的可用性研究〔J〕.應用心理學，2014，20（4）：367-374.
交互技術論文范文6
摘 要： 應用增強現實交互技術時，對用戶動作的精確捕捉至關重要。Vizard環境對用戶動作辨識度高，與增強現實設備廣泛兼容。通過3DS MAX構建虛擬魔方模型，利用Python語言編程實現虛擬魔方的用戶操作響應，研發了基于Vizard環境增強現實交互系統的虛擬魔方游戲，實現了虛擬魔方游戲的增強現實效果。應用結果表明，該方法能有效提高用戶動作辨識精度，帶給用戶良好的感官體驗。
關鍵詞： 增強現實； 動作捕捉； Vizard； 虛擬魔方游戲
中圖分類號：TP391 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）07-53-03
Research on the application of augmented reality interactive technology in Vizard environment
Lin Chen， Lin Xiaobin
（Physics and Electronic Information Engineering， Minjiang University， Fuzhou， Fujian 350108， China）
Abstract： Vizard environment is high to the user action recognition and compatible with the augmented reality equipments widely. Building up 3D virtual Rubik's cube model by 3DS MAX， programming with Python language to realize the user operation response， a 3D virtual Rubik's cube game of augmented reality interactive technology in Vizard environment is developed， and the augmented reality effect for 3D virtual Rubik's cube game is realized. Application results show that the proposed method can effectively improve the accuracy of user action recognition and give the user a good sensory experience.
Key words： augmented reality； action tracking； Vizard； virtual Rubik's cube game
0 引言
融合了計算機視覺、圖形學、圖像顯示與識別等多個學科成果的增強現實技術，是在虛擬現實技術基礎上發展起來的，它將現實世界信息和虛擬世界信息融合，把原本現實世界的一定時間空間范圍內很難體驗到的實體信息通過計算機等模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到現實世界，被人類感官所感知，實現對虛擬場景的現實感的增強[1-3]。在研發增強現實交互技術時，對用戶動作的精確捕捉至關重要。
目前大量的增強現實開發技術是通過深度攝像頭捕捉用戶信息，并運用骨骼擬合來近似推斷用戶動作，對用戶動作辨識精度有限，如Kinect等。而Vizard除了利用紅外攝像頭獲取用戶信息外，還可通過多個與用戶特定部位綁定的定位設備來精確捕捉用戶動作，從而在最大程度上真實還原用戶的動作，很大程度上避免誤判。且Vizard環境與其增強現實設備完美的結合，可輕松實現計算機圖像與現實場景的融合。因此本文提出了一種基于Vizard環境的增強現實交互技術實現方法，利用該方法實現了對虛擬魔方游戲現實感的增強。實現結果表明了該方法的有效性和創新性，將Vizard引入研發增強現實交互技術中，有效提高用戶動作辨識精度，帶給用戶良好的感官體驗。
1 開發工具概述
1.1 3DS MAX概述
3DS MAX是美國Autodesk公司旗下Discreet分部開發的一款基于計算機系統的三維模型制作和渲染的軟件，已成為使用最廣的三維建模、動畫和渲染工具。在建筑和室內設計、影視、游戲、教學及工程可視化等領域有廣泛應用，能很好的滿足高質量動畫和設計的制作需求[4-5]。它具有建模功能強大，擴展性好，操作簡單，兼容性強等特點。
1.2 Vizard概述
美國WorldViz公司研發了一款功能強大的虛擬現實開發平臺軟件Vizard，它基于C/C++，運用OpenGL擴展模塊開發出的高性能圖形引擎，利用它可使構建及渲染虛擬場景的效率大大提高，憑借其卓越的高效編程核心模塊，將整個虛擬現實應用引領至一個高速高效且成本低廉的全新境界[6]。它的軟硬件兼容性強，支持幾乎當前所有的虛擬現實設備和業界標準的各種3D模型格式，內建虛擬人物庫、優秀的物理引擎以及良好的擴展性，采用Python這款極具潛力又極易上手的腳本語言作為其編程核心，其發展前景毋庸置疑。兼容了世界上最廣泛使用的增強現實追蹤庫ARToolWorks的Vizard與VideoVison研發的增強現實硬件裝置如PPT，PPTWand，PPTEyes等的完美結合，可輕松實現計算機圖像與現實場景的追蹤與融合，增強三維虛擬場景的現實感。
2 基于3DS MAX和Vizard的虛擬魔方游戲設計與實現
虛擬魔方游戲由虛擬魔方建模和用戶操作響應兩個模塊構成。建模模塊實現用戶能夠像使用真正的魔方一樣處理虛擬的魔方，該模塊通過3DS MAX軟件實現建模；用戶操作響應模塊實現用戶可通過鼠標點擊屏幕上的虛擬魔方來轉動魔方或是改變其空間狀態，該模塊通過Python語言編程實現。
2.1 三維虛擬魔方建模
利用3DS MAX進行三維虛擬魔方建模，該模型設計需要獲取的數據主要有魔方空間尺寸及魔方材質貼圖。三維虛擬魔方模型構造的好壞，直接影響三維虛擬魔方游戲的真實度。在建立模型過程中應遵循一個原則：在能夠保證視覺對象不失真的前提下，盡量采用最簡單的模型，這樣可以使后期虛擬魔方的渲染更流暢。
在建模過程中，首先構建魔方外形。在頂視圖中創建一個盒子，設其長、寬、高值為60，細分段數為3。將構建好的盒子轉為可編輯多邊形。切換到修改面板，進入多邊形子對象層級，框選多邊形的所有面，選擇斜切選項，將Bevel類型選項的參數設為By，深度值和斜切值分別設為2和1，完成魔方基本形的細加工。然后材質編輯。打開材質編輯，把一個樣本球賦予魔方，把默認的標準材質更改為多重/子對象。魔方一般都是塑料制品，表面光滑，在圓角處會有高光效果，接下來對高光效果進行設置，進入標準材質的面板，將高光強度設為70，高光范圍設為50即可。渲染后發現魔方棱角分明導致高光效果不明顯，對魔方的相關參數作了如下調整：將網格光滑類型選為Classic，細分量的累接值設為1，光滑參數的強度值設為0.2。完成后的虛擬魔方模型以OSBG格式導入Vizard環境中，便于后續的用戶操作響應實現。
2.2 用戶操作響應實現
用戶操作響應由視角切換和變換兩個模塊構成。視角切換模塊可實現用戶通過鼠標將視角切換到任意角度任意方向和移動到任何空間位置。視角變換模塊能使程序根據用戶在屏幕顯示的魔方圖像上不同位置點擊以及不同方向拖動，來實現用戶對魔方每個面的任意旋轉操作。這兩個模塊實現的算法都是基于三維投影的空間幾何原理，將用戶的鼠標操作（如點擊和拖動）轉換成三維空間中的信息，再通過幾何計算得出操作的響應，用戶僅通過鼠標不同方式的操作完成魔方全方位視角切換和變換操作。
視角切換模塊分為旋轉和平移兩種操作，分別由鼠標左鍵和右鍵完成，利用3D編程中鼠標撿取技術捕捉鼠標拖動的軌跡，獲得鼠標在屏幕坐標位移（dx，dy），將鼠標左鍵位移矢量（-dx，-dy，0）作為轉軸，鼠標移動路程作為轉角，求得旋轉變換矩陣，最后用矩陣乘法將變換矩陣復合到當前空間矩陣即可實現旋轉操作。平移操作通過計算鼠標右鍵位移矢量，并將位移矢量作為魔方模型的平移量復合到空間變換矩陣即可實現。視角變換模塊是另一種旋轉操作即僅對魔方的某個面的旋轉，保持魔方的位置不變。這種變換操作依然是通過鼠標拖動來實現，先捕捉鼠標的先前位置，計算其撿取射線選中的方塊序號a，然后捕捉當前位置，計算其撿取射線選中的方塊序號b，根據a和b查表判斷是否構成對魔方某個面的移動，如果是，就對該面進行轉動操作。利用Python語言編程實現上述的用戶響應操作。實現結果如圖1所示。
3 基于Vizard的增強現實交互技術研究和實現
3.1 搭建基于Vizard的增強現實框架
增強現實的框架包括場景獲取、圖像識別、三維跟蹤注冊或配準[8]和虛實融合顯示等模塊[9]。本文中基于Vizard的增強現實框架搭建包括軟件和硬件框架兩個部分，其中硬件框架的搭建由兩個紅外攝像頭，方形定位器，PPTWand，PPTEyes和3D 眼鏡組成，紅外攝像頭獲取真實場景信息輸入到系統中，根據用戶設定的閾值將采集到的彩色圖像轉換為灰度圖，進行連通域分析，找到匹配區域，系統會找出一個標識點，該標識會以紅點的形式出現。然后將方形定位器與標識紅點相互感應進行準確定位，以便與后期的軟件框架搭建中的場景完美融合。軟件框架的搭建主要由導入增強現實原型、設定圖像轉換閾值、驅動PPTWand和驅動PPTEyes組成，軟件框架是運用Python語言編程配置與Vizard環境所兼容的增強現實追蹤庫ARToolWorks的相關參數模塊，與硬件框架相結合提供完美的增強現實效果。
3.2 實現虛擬魔方游戲的增強現實
利用上述框架實現虛擬魔方游戲的現實感，提高用戶的感官體驗，具體實現步驟如下：打開Vizard環境的增強現實追蹤庫ARToolWorks的接口，從Tools菜單項中選擇Inspector選項接收紅外攝像頭和定位器的信息。啟動紅外攝像頭，獲取真實場景信息，并讀入到Inspector對話框中進行連通域分析，找到匹配區域，系統會確定出一個紅色標識點，結合方形定位器定位匹配真實世界感應的區域。選擇Vizconnect選項進行參數配置，建立與硬件框架的聯系，配置參數項有Vizconnect_config_Desktop和Vizconnect_config_
CornerCAVE+Wand2014+PPTEyes，這兩項參數配置由Python語言編程實現，包括頭文件模塊、輸入輸出模塊、事件模塊等14個部分。部分模塊的代碼如下。虛擬魔方游戲增強現實效果如圖2所示。
import viz
import vizconnect
#Application Settings
def initSettings（）：
#將鼠標與PPTWand建立連接
viz.mouse.setTrap（False）
viz.mouse.setVisible（viz.MOUSE_AUTO_HIDE）
vizconnect.setMouseTrapToggleKey（''）
def initInterface（）：
#激活增強現實庫接口
vizconnect.interface.go（__file__，live=True，
openBrowserWindow=True，startingInterface=vizconnect.interface.INTERFACE_ADVANCED）
#加載虛擬魔方魔方游戲
if __name__ == "__main__"：
initInterface（）
viz.add（'cubic.py'）
4 結束語
本文著重介紹了基于Vizard環境的增強現實交互技術的研發。該技術有效提高用戶動作辨識度，給用戶良好的感官體驗，很好地體現了增強現實將虛實世界完美結合的獨特魅力，進而增強了虛擬魔方游戲的現實感。下一步將利用該框架對工業部件拆裝進行更深入的探索。增強現實技術融合了計算機視覺、計算機圖形學、圖像顯示與識別等多個學科成果，將在傳媒、醫療、軍事、家居與工業、藝術、醫療、娛樂和教育等領域得到更廣泛的應用和發展。
參考文獻（References）：
[1] 王涌天，陳靖，程德文.增強現實技術導[M].科學出版社，2015.
[2] （美）穆勒.增強現實：必知必會的工具與方法[M].機械工業出
版社，2013.
[3] （美）基珀，（美）蘭博拉.增強現實技術導論[M].國防工業出版
社，2014.
[4] 時代印象.3DS MAX 2014完全自學教程[M].人民郵電大學
出版社，2014.
[5] 陳波.3D巨匠：3DS MAX完全手冊（建模篇）[M].科學出版社，
2012.
[6] Worldviz. Vizard virtual reality software [EB/OL]. http：//
/izard-virtual-reality-software
[7] 桂振文.面向移動增強現實的場景識別與跟蹤注冊技術研究[D].
北京理工大學博士論文，2014.
