人机交互智能安全第1讲.pptxVIP

第一章 人机交互设计; 人机交互是一门综合学科，它与通信技术、电子技术、人工智能技术、计算机技术、商务管理、认知心理学、社会工程学、多媒体技术、虚拟现实技术等密切相关。各种学科相互交叉和渗透，并与现代智能物联网，大数据终端紧密结合在一起，是电子工程，通信工程，计算机专业，软件工程，网络安全，人工智能、经济管理等专业本科生和研究生必修课程。 ; 我们首先通过图片来形象认识一下人机交互。图(a)和(b)分别是华为生产的可接听电话的智能手表及专用于老人健康智能检测紧急求助的手表。 ;1.2 人机交互设备; 在人机交互输入设备中有穿孔卡片、键盘、鼠标、手写笔、条形码、扫描仪、光电阅读机、触摸屏、语音交互设备、虚拟现实交互设备等。 手写输入指的是手机通过内置的触控笔在手机屏幕上手写，手机通过内部的识别系统把手写的各种字体转换为手机可识别的标准字体显示在手机屏幕上，这样可以提高输入速度。 条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)排成的平行线图案。条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信 息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。 ; 扫描仪是利用光电技术和数字处理技术，以扫描方式将图形或图像信息转换为数字信号的装置大多数扫描仪采用的固态器件是电荷耦合器件(CCD: Charge Coupled Device)，用光源照射原稿，投射光线经过一组光学镜头射到CCD器件上，得到元件的颜色信息，经过模/数转换器，图象数据暂存器等，最终输入到计算机。而三维实体模型需要三维扫描仪。可以采用激光扫描。 光电阅读机(考试阅卷机)是利用光电转换原理将规定格式的住处卡上的光学信息符号转换成计算机能处理的电信号的装置。信息卡通常是张纸制卡片，纸上一些确定位置印有涂写信息的矩形或圆形标志区，用铅笔等对一些标志涂黑以后，光电转换部件便能通过卡??的反光或投射能力识别这些信息，并将其转换为电信号。 ; 触摸屏作为一种特殊的计算机外设，提供了一种简单、方便、自然的人机交互方式，在某些应用中，可以代替鼠标或键盘。 触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，然后传送给触摸屏控制器。而触摸屏控制器的主要作用是处理从触摸检测部件接受到的触摸信息，并将它转换成触点坐标，再传送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。 按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质的不同，可以把触摸屏分为四种：电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。 语音作为一种重要的人机交互手段，日益受到人们的重视。麦克风和音箱就是最基本的语音交互设备。 ; 虚拟现实运用要求计算机可以实时显示一个三维场景，用户可以在其中自有的漫游，并能操纵虚拟世界中的一些虚拟物体，具有身临其境的感觉。它包括三维空间定位设备，空间跟踪定位器，数据手套，触觉和力反馈器等。手指触觉反馈器的实现主要通过视觉、气压器、振动触觉、电子触觉和神经肌肉模拟等方法。通过传感器和天线来获得和发送手指的位置和方向的信息。 输出设备包括显示器和三维显示设备，头盔式显示器以及立体显示器等。显示器是计算机的重要输出设备，是人机对话的重要工具。它的主要功能是接收主机发出的信息，经过一系列的变换，最后以光的形式将文字和图形显示出来。常见的图形显示设备有阴极射线管显示器、液晶显示器和等离子显示器。 ; 1992年，Defanti等提出了洞穴式显示环境(Cave Automation Virtual Environment，CAVE)，这是一种四面的沉浸式虚拟现实环境。系统在支持多用户的同时，给用户提供前所未有的沉浸感效果。对于处于系统内的用户来说，投影屏幕将分别覆盖用户的正面、左右以及底面视野，构成一个边长约3米的立方体。CAVE实现了大视觉、全景、立体且支持5-10人共享的一个虚拟环境。 相对于单投影面系统来说，多投影面系统能够涵盖更多的用户视野范围，提供更好的沉浸感，所以多投影面系统也成为沉浸式虚拟环境的主要发展方向。 ; 近年来，出现了不需要佩戴立体眼镜的裸眼立体显示器，在机场等场合用于广告与宣传。裸眼显示器与需要佩戴立体立体眼镜的显示设备都利用了立体视觉原理，使用户通过左、右眼观察到物体的细微差异来感知深度。两者不同之处在于裸眼立体显示器通过显示技术替代了之前通过眼镜偏振片实现的偏振滤光成像环节，将画面分割成给左、右眼观看得两个不同角度的影像，再利用视觉暂留原理，在人脑形成形成立体画面。 真三维显示是三维显示的最终目标，是一种能够实现360度视