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基于自然交互的智能家居用户界面设计

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摘要

1.1 课题背景

1.2 物联网智能家居概念

1.2.1 物联网概述

1.2.2 智能家居概述

1.3 用户界面的定义及发展

1.4 研究的目的及意义

1.5 本章小结

第2章 物联网智能家居中的自然交互方式研究

2.1 物联网智能家居中的人机交互

2.1.1 概述

2.1.2 物联网智能家居中人机交互的重要性

2.1.3 物联网智能家居中人机交互的特殊性

2.1.4 物联网智能家居中的交互信息处理模型

2.2 自然交互方式综述

2.2.1 自然交互的定义

2.2.2 基于自然用户界面技术的自然交互方式

2.3 自然交互的事件原型概念

2.3.1 原型的概念

2.3.2 原型的认知表现

2.3.3 原型的衍生表现

2.4 自然交互的事件原型追溯

2.5 物联网智能家居中的自然交互

2.5.1 物联网智能家居自然交互的特点

2.5.2 物联网智能家居自然交互的运用

2.6 物联网智能家居中应用自然交互方式的技术支持

2.6.1 多点触控技术在智能家居产品中的应用

2.6.2 语音识别技术在智能家居产品中的应用

2.6.3 手势识别技术在智能家居产品中的应用

2.6.4 增强现实技术在智能家居产品中的应用

2.7 本章小结

第3章 物联网智能家居用户界面的设计思维

3.1 设计概述

3.1.1 设计思维

3.1.2 物联网时代背景的创新设计思维

3.2 基于物联网智能家居的用户界面设计思维

3.2.1 物联网智能家居用户界面的设计需求

3.2.2 基于设计需求的智能家居用户界面设计思维

3.3 本章小结

第4章 基于自然交互方式的用户界面设计方法研究

4.1 将自然行为转变为自然交互的设计方法

4.1.1 用户事件原型的采集

4.1.2 事件原型中的用户行为提取

4.1.3 用户行为标签库的建立

4.2 自然交互方式在物联网智能家居产品中的运用规则

4.2.1 数字世界与物理世界自然匹配原则

4.2.2 创造完好的概念模型

4.3 本章小结

第5章 物联网智能家居用户界面设计研究

5.1 物联网智能家居产品用户界面的设计准备

5.1.1 选择智能照明产品为研究设计的具体对象

5.1.2 基于智能照明产品的用户研究

5.2 智能照明产品用户界面的交互方式研究

5.2.1 用户自然交互事件原型的分析

5.2.2 用头脑风暴提取交互事件原型

5.2.3 用行为标签法提取自然交互方式

5.3 智能照明产品用户界面的方案设计

5.3.1 智能照明系统用户界面任务流程设计

5.3.2 智能照明系统用户界面功能布局设计

5.3.3 智能照明系统用户界面主界面设计

5.3.4 智能照明系统的用户场景选择界面设计

5.3.5 智能照明系统的色彩调节界面设计

5.4 本章小结

第6章 设计研究成果分析

6.1 普通智能照明系统用户界面设计案例

6.2 自然用户界面与普通用户界面的对比

6.3 自然用户界面与普通用户界面的属性总结

6.4 本章小结

第7章 结论

7.1 本文的主要研究成果及创新点

7.2 研究展望

参考文献

作者简历

致谢

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摘要

物联网时代用户与机器系统之间将倾向于更加“自然”的交互形式,基于自然交互方式而设计的用户界面将使产品的用户体验提升到更高层次。由于自然交互在产品设计领域的应用正处于起步阶段,本文将以自然交互的角度深入研究并设计新型的人机用户界面。
  本文选题源于自然交互设计在实践中所突出的两大基本问题:第一,为什么要在产品中应用到自然交互方式?第二,如何有效可行地在产品中应用到自然交互方式?为使课题研究具有现实意义,本文选择物联网时代的典型产品——智能家居作为用户界面设计研究的对象,并最终通过智能照明产品用户界面的具体设计来验证自然交互方式在实际产品中的应用价值。
  本文针对自然交互设计的内在要求,结合实际情境用户需求,从信息传播的角度考察设计者、界面与用户之间的信息的抽象提取、经验的认知复用等关系,依照自然事件原型、原型的衍生及认知等理论体系,实践了基于自然交互的智能照明系统用户界面以验证设计方法的可行性。本文在理论及实践上的创新主要有以下三个方面:
  第一,本文以自然事件原型的概念作为自然交互方式设计的切入点。在自然原型及原型衍生的分析研究下,分析了事件原型的层级模型及认知要素,指出在自然交互中,目标域中的自然交互事件原型来自于始源域中的现实事件交互行为,并建立了目标域产品中所需的人机交互方式与始源域中的原型事件交互方式的良好映射关系,使得用户能以先在认知自然理解产品,同时以技能复用自然掌握产品。
  第二,本文以行为标签法作为自然交互的事件原型的提取和研究方法。通过行为观察法对现实生活中的多项事物作观察及记录,通过事件构成要素的分解归纳成设计所需的事件库/集,为后续的自然交互设计提供事件原型,而事件原型的概念提取可通过具有目的性的行为标签法协助筛选。在实际设计中,行为标签法将经头脑风暴所得的事件集中的每一项事件中的具体行为做出分析,从而获得所需事件原型。
  第三,本文以自然交互方式取代了传统的智能家居用户界面设计方法。传统智能家居用户界面中控件、图标等的应用大多源于互联网产品界面中的认知习惯,而本文将自然交互方式的设计理念融入到传统图形用户界面之中,设计了突破传统图形界面认知及思维模式的智能照明系统用户界面,为界面的操作使用感带来了全新意义,为智能家居产品提供了更具自然生活化的使用价值。
  本文将事件原型概念引入自然交互设计中,由此构建了合理的原型衍生自然交互设计方法,设计了能让用户凭借经验认知及技能复用轻松操作的新型智能家居产品用户界面,将智能产品的智能化更得以实现。基于自然交互而设计的新型用户界面不但验证了其对于提升家居情境中用户体验的现实作用,也为自然交互在更多人机交互领域提供了应用可行性及合理的研究、设计方法。

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