基于Leap Motion手势交互技术的VR实验学习体验研究

发布时间：2021-02-25 03:30

　　随着计算机硬件和软件技术的飞速发展,人机交互方式不断变化,人们对交互的需求更加多样化。利用手势的方式与计算机进行交互更加符合用户的使用习惯,不需要进行复杂的学习,能够显著提升用户的交互体验。在VR虚拟实验中,手势交互可以实现学习者直接操控三维虚拟对象,比传统鼠标键盘交互方式更接近自然的操控习惯,使学习者更加关注学习任务本身,提升学习体验。本研究首先分析现有的用户体验理论和模型,强调在开发VR虚拟实验时要注重对感官体验、交互体验和情感体验的设计。结合虚拟实验和手势交互的特点,构建了在虚拟实验中基于手势交互技术的学习体验模型,提出了设计开发基于手势交互技术虚拟实验的四条基本原则。构建了虚拟实验中手势交互设计框架,通过对手势进行特征分析,归纳提取了手势设计的四个主要特征,并以数学的形式进行描述,确定了虚拟实验中手势交互语义表。利用Leap Motion控制器作为手势输入设备,结合Unity 3D开发引擎,设计实现了基于手势交互技术的“微机安装”虚拟实验。以该虚拟实验为研究工具,从沉浸感、学习动机和态度三个方面探讨基于手势交互技术的虚拟实验对学习者学习体验的影响。得出的主要结论如下:（1）学习... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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研究技术路线

至中断。技能与挑战平衡，只有当学习者掌握的技能与遇到的挑战相当时，才会产生心流体验。如果挑战难度过高，学习者就会感到挫折，无法完成任务，自信心大大受挫，甚至产生焦虑，降低学习动机。如果挑战难度过低，学习者轻松完成任务，学习者会感到无趣。当然，若挑战难度低，学习者的个人能力仍不足，也无法达到心流体验。因此，只有高难度的挑战与强大的个人能力相配合时，学习者全身心投入才最可能产生心流体验。就比如要摘树上的苹果，踮起脚尖仍碰不到苹果，但如果你蹦起来的话，就可以摘到苹果。大量的研究也表明，挑战与技能的平衡是心流体验是否发生的最重要影响因素，只有二者相平衡时，心流才会产生。 “挑战”与“技能”之间的关系如图 2.2 所示，

西南大学硕士学位论文22愉快、喜悦等。负向情感是人对负向价值的增多或正向价值的减少而产生的情感，如沮丧、失望等。在学习者学习的过程中，根据情感对学习者学习的作用分为积极情感和消极情感。积极情感能够促进学习者的学习，而消极情感阻止学习者的学习。因此，在基于手势交互技术的虚拟实验中要注重学习者的情感体验，通过情感化设计促进学习者的积极情感，从而让学习者获得良好的学习体验。著名的认知心理学家DanoldNorman提出了“以人为中心”的情感化设计理论，指出用户体验分为三个层次：感官层次、行为层次和反思层次[67]。用户对一个软件的体验是层次递进的，首先是感官层面，其次是行为层面，最后是反思层面。其中，感官层是指用户对软件产品产生的最直观的感受，包括视觉、听觉、触觉等最基本的感官感知。一般包括软件产品的界面设计，虚拟物体的颜色、材质和纹理等。感官层的设计要条理清晰，吸引用户的注意。行为层关注的是用户与产品之间的交互过程，强调产品的功能性和易用性，即软件产品是否满足用户的需求，用户的操作是否习惯、流畅。行为层的设计要符合用户的使用习惯，在满足用户使用需求的同时，使用户获得良好的体验。反思层关注用户在使用产品之后的心理感受以及更深层次的情感体验。反思层需要从全局思考问题，在感官层和行为层的基础之上，促使用户产生积极情感。图3.1用户体验的三个层面综上所述，情感化设计是通过设计丰富的功能和便捷的操作来吸引用户，关注用户的使用体验和情感体验。也就是在保证软件产品的可用性和功能性


本文编号：3050373