喻纯，清华大学计算机系副研究员，现任CCF人机交互专委会委员，中国图象图形学学会人机交互专委会副主任。研究方向是人机交互，其研究围绕人机交互自然性的计算原理和优化方法开展，具有重要的理论和实际应用价值。 ???????????????在现代社会中，利用通信、计算机等信息处理技术进行社会活动是人们日常生活的一部分。因此，在人与计算机等机器之间连接一座桥梁至关重要，而研究人与机器的相互关系和相互影响的人机交互技术已成为现代信息技术、人工智能等领域中的热门研究方向。本书从十个方向全面阐述人机交互领域的重点理论知识、前沿热点技术，引导读者系统、全面、深入地了解人机交互的关键研究方向和未来发展趋势。本书适合作为高等院校计算机科学与技术、软件工程等专业一年级研究生或高年级本科生学习人机交互的教材，也适合作为人机交互领域研究人员和从业人员的参考书。 ???????????????目　录丛书序“十讲”序前言 讲　智能文本输入1.1　引言2　1.1.1　人机界面的发展2　1.1.2　文本输入3　1.2　提升贝叶斯方法的计算精度8　1.2.1　引言8　1.2.2　建模超小全键盘上的打字模式9　1.2.3　评测高精度贝叶斯算法的输入效果15　1.3　针对模糊输入语义的计算方法18　1.3.1　引言18　1.3.2　COMPASS:设计与实现19　1.3.3　文本输入性能评测26　1.4　小结28　参考文献29　第2讲　笔式交互2.1　引言34　2.2　笔式用户界面35　2.3　纸笔隐喻与笔式用户界面范式38　2.4　笔式交互设备46　2.4.1　笔式交互设备的硬件基础47　2.4.2　手持计算设备和电子白板49　2.4.3　平板计算机50　2.4.4　智能笔50　2.5　笔式用户界面模型51　2.5.1　eGOMS模型51　2.5.2　基于分布式认知的扩展资源模型52　2.5.3　基于混合自动机的交互模型53　2.5.4　笔式交互原语模型56　2.6　笔迹绘制与识别59　2.6.1　数字笔迹59　2.6.2　笔迹绘制59　2.6.3　笔迹的结构分析与识别61　2.7　笔式用户界面的主要支撑技术62　2.7.1　笔手势交互62　2.7.2　笔式菜单与按钮63　2.7.3　基于笔的三维交互63　2.7.4　草图用户界面64　2.8　笔式用户界面的应用65　2.9　小结66　参考文献67　第3讲　触觉交互3.1　引言72　3.2　人类触觉感知机理73　3.2.1　人类如何感知到触觉73　3.2.2　触觉感受器74　3.2.3　人类的运动觉和本体觉感受器76　3.2.4　触觉信息的传导与加工77　3.2.5　触觉感知的心理物理学79　3.2.6　人体触觉感知的生理特性82　3.3　触觉反馈设备84　3.3.1　桌面式反馈设备84　3.3.2　可穿戴触觉交互设备89　3.3.3　屏幕式纹理触觉反馈95　3.3.4　振动触觉反馈100　3.3.5　空中触觉107　3.3.6　混合触觉系统108　3.3.7　应用109　3.4　小结115　参考文献115　第4讲　可穿戴计算4.1　引言126　4.2　可穿戴计算介绍126　4.2.1　可穿戴的基本概念126　4.2.2　为什么计算要可穿戴127　4.2.3　如何学习可穿戴计算技术128　4.3　智能手表与手环129　4.3.1　概述129　4.3.2　软硬件系统结构133　4.3.3　主要传感器136　4.3.4　健康功能与应用137　4.4　织物电子与智能服装141　4.4.1　织物电子与智能服装的定义141　4.4.2　织物传感器分类142　4.4.3　智能织物交互方式144　4.4.4　智能服装的种类145　4.4.5　基于超声波距离检测的智能语音导盲服148　4.5　小结155　参考文献156　第5讲　无障碍技术5.1　引言160　5.2　无障碍基础160　5.2.1　什么是无障碍160　5.2.2　残障的定义与分类162　5.2.3　残障的医疗模型与社会模型166　5.3　如何设计无障碍技术167　5.3.1　了解残障人士的需求167　5.3.2　学术界中 的无障碍技术170　5.4　如何评估无障碍技术194　5.5　通用设计194　5.5.1　通用设计的定义194　5.5.2　通用设计原则195　5.5.3　通用设计的意义196　5.6　小结196　参考文献197　第6讲　数据可视化导论6.1　引言208　6.1.1　什么是数据可视化208　6.1.2　为什么需要数据可视化209　6.1.3　怎么对数据可视化212　6.1.4　如何评估数据可视化216　6.1.5　怎样学习数据可视化216　6.2　数据可视化设计218　6.2.1　基本设计准则218　6.2.2　信：设计可信的可视化219　6.2.3　达：快速表达数据中的信息223　6.2.4　雅：设计美观的可视化230　6.3　数据可视化中的交互与动画231　6.3.1　可视化交互范式232　6.3.2　基本交互类型234　6.3.3　可视化中的动画243　6.4　针对不同类型数据的可视化技术246　6.4.1　面向多维度数据的可视化246　6.4.2　面向图数据的可视化253　6.5　可视化的评估方法258　6.5.1　基本评估方法258　6.5.2　受控户实验259　6.6　小结267　参考文献268　第7讲　社会计算7.1　引言270　7.2　社会计算的主要研究问题272　7.2.1　用户贡献激励272　7.2.2　促进用户承诺的问题273　7.2.3　规范用户行为的问题274　7.2.4　处理新用户的问题275　7.2.5　创建新社区生态的问题276　7.3　社会计算常用理论277　7.3.1　活动理论277　7.3.2　行动者网络理论278　7.3.3　社会半透明理论279　7.3.4　组织理论280　7.3.5　分布式认知理论281　7.3.6　实践理论282　7.3.7　实践社区理论283　7.3.8　协调理论284　7.3.9　媒体丰富性理论285　7.3.10　意义建构理论286　7.3.11　社会助长与社会堕化理论287　7.4　社会计算研究方法288　7.4.1　定量方法288　7.4.2　定性方法296　7.4.3　混合方法300　7.5　经典社会计算平台与应用300　7.5.1　在线论坛302　7.5.2　社交媒体303　7.5.3　并行生产304　7.5.4　众包305　7.5.5　在线问答306　7.5.6　公众科学307　7.6　社会计算发展的新方向和新趋势308　7.7　小结309　参考文献310　第8讲　虚拟现实与增强现实技术8.1　引言326　8.1.1　虚拟现实连续体的基本概念326　8.1.2　有形用户界面328　8.1.3　虚拟现实技术331　8.1.4　增强现实技术335　8.1.5　增强虚拟技术337　8.1.6　虚拟现实增强现实的应用340　8.2　虚拟现实增强现实的典型系统347　8.2.1　虚拟现实增强现实系统的体系结构347　8.2.2　虚拟现实增强现实系统的主要硬件347　8.2.3　基于桌面显示的虚拟现实系统354　8.2.4　基于投影的虚拟现实系统354　8.2.5　基于头戴式显示器的虚拟现实系统356　8.3　虚拟现实增强现实中的一些技术与进展358　8.3.1　虚拟现实增强现实中的三维立体显示技术358　8.3.2　虚拟现实增强现实的中新型近眼显示技术364　8.3.3　同步混合现实技术365　8.3.4　与头戴显示相容的手势交互技术367　8.3.5　用于空间定位的SLAM技术369　8.4　小结370　参考文献371　ⅩⅦⅩⅧ第9讲　人与机器人交互9.1　引言374　9.2　人与机器人交互的起源与发展374　9.3　人与机器人交互的理论基础376　9.3.1　“机器人是社会行动者”范式377　9.3.2　恐怖谷理论377　9.3.3　人人交互理论378　9.3.4　准社交关系理论379　9.4　人与机器人交互的研究内容380　9.4.1　用户研究381　9.4.2　交互技术研究382　9.4.3　交互设计研究383　9.4.4　系统 互研究384　9.4.5　交互理论和方法385　9.5　人与机器人交互设计385　9.5.1　设计目标385　9.5.2　从“工业设计”到“角色设定”（机器人形态设计）386　9.5.3　交互设计步骤387　9.5.4　行为设计391　9.6　机器人的类型393　9.6.1　工业机器人393　9.6.2　服务机器人394　9.6.3　社交机器人395　9.6.4　类人机器人396　9.6.5　集群机器人397　9.6.6　其他种类的机器人397　9.7　机器人智能交互399　9.7.1　机器人的智能399　9.7.2　情感与社交智能405　9.7.3　协作与团队合作411　9.8　人与机器人交互的应用412　9.8.1　产业部署412　9.8.2　服务领域412　9.8.3　社交应用416　9.9　小结417　参考文献417　 0讲　元宇宙：交互技术的未来10.1　引言422　10.2　元宇宙概述424　10.2.1　元宇宙的社区424　10.2.2　代表性元宇宙探索项目427　10.2.3　探索元宇宙的意义432　10.3　Web3社区：元宇宙的数字基石433　10.3.1　区块链技术433　10.3.2　基于区块链的数字资产与身份436　10.3.3　围绕Web3的元宇宙生态437　10.4　群体创作社区：元宇宙创作生态441　10.4.1　回溯用户生成内容的历史441　10.4.2　用户生成内容的分类442　10.4.3　用户内容生成的方式与技术443　10.5　全真互联网社区：沉浸式交互体验449　10.5.1　体验沉浸449　10.5.2　社交沉浸451　10.6　小结453　参考文献454　ⅩⅨⅩⅩ