交互电视技术

交互电视技术

交互电视技术 篇1

一、交互电视概念

1、基本形式

对于交互电视而言，完全交互方式是交互的极致，具有按需获取的全部优点，但是其服务成本也非常高。除了在前端需要大量的设备之外，还需要占用大量的频谱资源。以典型的安全交互式业务-视频点播为例，每一个点播用户将占用一个独立的流。因此，前端必须具有足够的流播放能力。其次，每一个流会占用相应的频谱，即占用一个传输通道。如果按IP方式运行，同样会占用相应的数据带宽。在有线网络中，可以拿出来用的频谱大概能够支持数百个独立通道，仅仅能够满足相当与小规模用户数量的水平，甚至无法实现对城市一级的服务，更谈不到面向全省、全国。

广播方式交互电视的实质是在广播端发出更多的内容，由用户根据需要通过机顶盒进行选择。

例如，典型的交互体育节目形态之一是多角度节目。在这

类型的节目中，电视台将提供多个不同角度的摄像机图像信号，用户可以利用遥控器选择。

其特点是：

（1） 服务成本低。

无线广播方式下的服务成本与用户数量无关，有线电视的基础建设费用虽然与用户数量有一定关系，但广播方式运营成本仍然较低，例如有线电视的月收视费用只有十余元。完全交互方式将占用大量资源，同时服务成本与用户数量成正比。

（2） 适用于当前的单向网络

广播方式只需要单向传输通道，因此，目前未改造的单向有线电视网络可直接使用，不需要投入大量资金进行双向改造。

（3） 继承传统电视

这种方式下的制作和播出系统，与传统的电视制作播出系统相同，原有的软硬件资源均可以直接迁移到广播方式的交互电视相同中使用。

基于广播方式的交互电视可以视作由若干个视频通道和一个图文/数据通道的组合。如上图1所示。

将若干个视频通道与图文捆绑，组成一个传输流，并在用户机顶盒上实行交互操作。这一捆绑并不意味着简单的叠加，而是要根据内容和交互操作的要求进行细致的安排。

3、体系结构

交互电视的体系结构可以仿照网络的开放系统互连（OSI）七层参考模型，分为以下几个层次来描述，如下图2。

节目层所涉及的是节目的软体。在交互电视系统内，节目

可以简要地分为影音节目和图文节目两大类。

影音节目与传统的电视节目一样，以图像和声音作为表现手段。原有的大量资料、素材以及制作好的节目均可以使用。

图文节目以静止图像和文字为表现形式，适用于新闻、广告、天气预报等，这部分的制作大致与网页制作类似最终形成数据文件。

（2） 编码层

编码层是将节目层的内容通过编码形成符合DVB标准的MPEG/TS流。

其中，影音层内容经过MPEG-2编码器，压缩成指定带宽的传输流。图文内容或数据则通过多协议封装程序形成符合MPEG/TS流的数据包。一般采用私用数据协议或DSM-CC。为了控制图文、数据内容的传输速度，必须采用特定的数据打包程序。

编码器的输出一般为ASI接口，直接连接到复用器。

接收端则处理相应的解码功能，分别重新形成视频、音频和图文数据。

（4） 复用层

复用层很简单，只是将编码层的结果，包括影音和图文，复用成为一个传输流。

由于交互节目中实际使用的影音内容会有多个信道，例如适用于多角度竞赛节目的情况中可能有3个以上的附加信道，所以复用器将具有多个输入端。

在接收端，这一层负责解复用，将一个MPEG/TS流恢复为若干个MPEG-2影音和图文、数据流，是发送端的逆过程。

（5） 传输层

传输层处理将MPEG/TS流传输到户。这一层抽象地定义了传输的功能，这些功能包括信道编码和调制等。对于光缆，这部分可以是G . 703接口或QAM 调制器；对于卫星传输则是QPSK调制器；对于地面广播则是COFDM或8VSB，取决于采用哪种类型的传输方式。

对应于接收端，传输层负责相应的解调和信道纠错等。

在整体上看，发端的内容是从上至下逐层处理，直至到达传输层后经由物理通道传送到接收端，接收端则按照相反的次序，从下至上逐层逆处理，最终还原为影音和图文节目内容。从图中可以看出，在发端最先处理的功能在接收端必定是最后处理的功能。

4、交互方式与实现方法

采用何种交互方式主要是由提供何种类型的服务决定的。对于视频点播之类的服务，必须采用实时交互方式，而对于根据用户选择决定剧情发展的应用而言，就不一定采用实时方式。

（1） 实时方式

用户信息可以直接地、立即地影响信息或节目选择和传送，例如：节目选择、速进、速退、静止等控制，也可以是电视邮件或即时的电视购物。采用实时交互方式具有较好的响应速度，观众的要求可以立即得到满足，但是也需要具有相应的通信线路和足够的处理能力。例如，对于少量的请求是可以做出实时回应的，而对于数万或数十万用户的同时请求，几乎没有任何一种实时系统具有足够的能力和资源做出实时响应。一个简单的例子是现在经常提到的视频点播。这是一个典型的实时交互应用，由于每个用户要占用一个独立的视频流，所以无论是频谱资源或带宽资源和服务器处理能力都无法有效地满足大量用户。

在实时交互系统中，返回通道可以采用双向有线电视网络、电话以及互联网。

（2） 非实时方式

系统采用非实时的方式对用户的选择做出响应。如根据观众的意见决定剧情发展、节目内容的选择等。在这种方式中，不要求有非常高的响应速度，所以处理能力也没有很高的要求。由于用户请求不必立即影响信息或节目传送，所以可以在稍晚的时间中，根据统计数据决定传送内容。

非实时交互系统可以选择电话或互联网作为返回通道。

二、交互电视技术的标准

在交互电视技术中，数据广播是下行信道协议中对传统电视广播的重要扩展，这个数据广播包括传输数据的低层协议和标准，也包括上层的应用。分别称其为数据广播标准和数据广播应用。目前，在国内没有指定统一的交互电视系统的标准，现在分别对国外的交互电视技术的标准作以介绍。

DVB关于数据广播协议方面的标准主要围绕着物理层和传输层，主要包括：

（1） ISO/IEC 13818-1：Systems-International Standard（IS）

（2） ISO/IEC 13818-6：Digital Storage Media Command and Control（DSM-CC）

（3） ETS 300 800 ：DVB interaction channel through CATV Networks

（4） ETS 300 801 ：DVB interaction channel through PSTN/ISDN

（5） ETS 300 803 ：DVB interaction channel for Satellite Master Antenna TV distribution system （SMATV）

（6） ETS 300 802 ：DVB Network-independent protocols for DVB interactive services

（7） TR 101 194 ：DVB Guidelines for the use of the DVB network-independent protocols for interactive services

（8） EN 301 192：DVB；Specification for Data Broadcasting Services in DVB

（9） DVB SI-DAT：Implementation Guidelines for Data broadcasting

（10） EN 300 468：DVB；Specification for Service Information （SI）in DVB streams

其中，（2）是整个数据广播标准的基础；（3）（4）（5）是与低层网络相关的协议；（6）是与低层网络无关的协议，规定了参考模型中各信道实现数据传输所使用的协议栈；（8）是如何在广播信道中封装数据的标准。以上标准都应归属于传输层，为上层应用提供数据通道。

对于广播电视系统，（2）（8）是最为重要的标准，（2）是DCM-CC标准，（8）是DVB的数据广播标准，其中在DSM-CC的基础上规定了DVB Object Carousel和DVB Data Carousel，并且定义了DVB Multiprotocol Encapsulation 协议。

2、交互通道协议

交互通道的采用是交互电视区别于传统电视系统的重要特点，通过交互通道，接收机可以主动地和服务器进行通信，从而实现用户完全主动地获得服务的目的。关于这部分协议DVB组织进行了详细的规定，主要分为与具体网络接口相关的协议和与具体网络无关的协议。

针对CATV，PSTN/ISDN，DECT，GSM,LMDS和SMATV的网络接口，分别在ETS300 800,ETS300 801,EN 301 193,EN 301 195,EN301 199和TR 101 201中进行了规范。

与具体网络无关的协议基于主要包括TCP/IP协议簇，图2中的空白部分做扩展之用。UNO-RPC指的是Internet Inter-ORB协议。

3、应用层标准（MHP）

多媒体家庭平台（Multimedia Home Platform, MHP）定义了交互数字应用与其所运行的终端之间的通用接口，这一接口解除了不同的应用提供商与不同的MHP终端实现中特定的硬件和软件细节间的耦合关系。它使数字内容提供商可以使用各种各样的终端，从低端到高端机顶盒、数字电视机，从而实现了内容只需创作一次就可在”任何"地方运行。MHP的第一个版本多媒体家庭平台规范提供了基于Java，在广播网络上为应用提供交互能力的应用程序接口（API）。MHP系统由用户终端、中间件和一组开放的支持广泛业务的标准API集合组成。符合MHP规范的交互应用应该能够在不同的广播网络和软硬件环境下正常运行，MHP机顶盒使得交互应用能够在一个相对于应用的提供商、创作者和广播网络完全中立的环境中接收和呈现。MHP规范的核心是基于DVB-Java平台的，该平台包括一个符合Sun公司定义的虚拟机。

MHP作为一个开放的中间件标准，它使得机顶盒的开发者不需要任何的移植工作就可以为所有符合MHP标准的机顶盒开发应用。同时MHP也为不同的广播网络如电缆、卫星和地面广播上的应用开发提供了一个通用平台。

MHP标准采用了层次（Profiles）结构，使得它可以不断的增加新的功能和要求。根据不同的功能需求和所支持应用的`类型，MHP被划分为增强广播、交互广播和因特网访问3个主要的层次。

（1） 增强广播

该层次描述了提供或者仅需要本地接收机内完成交互的接收机和应用，在这一层次中所使用的网络接口为单向的网络广播。

（2） 交互广播

该层次描述了提供或者需要使用（双向）回传信道提供交互服务的接收机和应用。

（3） 因特网访问

该层次描述了需要提供或者访问因特网内容和服务的接收机和应用。

从MHP规范的作用范围来看可将MHP模型分为3层：

（1） 资源

包括硬件资源和软件资源，如机顶盒、操作系统和驱动程序等。

（2） 系统软件和API

包括MHP中间件API，应用导航（或者称为应用管理器）等部分。

（3） 应用

是相互作用共同运行于同一环境下的Java类的集合。

三、交互电视技术的现实应用和展望

目前，交互电视的应用集中在以下几个方面：

用户控制功能：屏幕指南（EPG） 视频点播（VOD）

个人录像机（PVR）

信息功能：新闻点播、天气预报、体育、教育、电影预告

通讯功能：电子邮件、分类广告、商品零售、聊天

游戏功能：互动游戏、电视猜谜

客户服务：帐单、电视银行以及其它各种帮助

交互电视最早在欧洲产生并实际使用。在法国，将近20%的数字用户在电视上登录银行。这种定期的使用模式产生了可预测的财源。世界上最大的互动电视游戏频道PlayJam是最热门的游戏场所，每年美国、英国和法国的玩家在上面玩的游戏超过14亿次。一天中每次游戏的时间平均为25分钟。在西班牙，有关ITV的统计表明，典型的互动广告每六个用户中有一个用户回应。直接营销得到的回应率也不过如此。

Forrester研究院将把iTV称为新型电视商务模式，到预测产值将达200亿美元。（Strstegy Analytics）公司估计，到，84%的数字电视用户将用上交互式服务。Datamonitor公司预测，到，iTV将成为世界上最大的交互式平台，甚至超过因特网。

交互电视的潜力在近期最有力的证明，是英国数字卫星电视营运商BskyB在推出的交互电视系列剧《Big Brother》。交互方式是信号输入采用机顶盒调制解调器，以英国电信的电话线路回传。该节目让12个年轻人同处一室，面对实况摄像机生活两个月；而电视观众则观察他们的一举一动，通过电话投票选择让谁留下来，谁离开。最后留下的人，获得巨奖。该节目一经播出，引起轰动,高峰收视人数仍上升到高达50%。在万人次的电话投票中，大约25%是通过交互式服务进行的，它还提供了不同的机位选择、时延录制、来自《Big Brother》房子的新闻及所有参赛者信息的定期更新。《Big Brother》每到一处放映，就会产生大量的模仿者。其中最主要的是于20年底用DTT平台在ITV2频道播出的《百万富翁》的交互版本。观众被英国最大的商业地面电视频道ITV1上的独立的地面电视版本吸引过来。起初，参与采用交互式答问形式的比赛是免费的。但一旦事实证明它受人喜爱的程度足以将它转换成一个有偿播放节目，真正的创收能力随之而来。

在英国，年兴起的另一个ITV领域就是新闻。Sky News Active频道是6月开播的，现在已成为BskyB订户最多的频道之一。通过固定的Sky News频道接入的Active频道，对标题新闻、体育、娱乐和气象进行24小时的随时更新。对新闻事件进行交互式投票是每天进行的。多达9万人回答了9月份的一个关于英国是否应该参加美国反恐怖主义活动的问题。以一个通常最大收视人数为10万人的频道来说，这是一个引人注目的数字，它证实了刺激性内容的重要性。

以上说明交互电视提供商必须提供用户方适当的交互形式，特别是返回的意向性信息的形式（比如大数判决），以适应交互电视提供和应用的不对称性，使提供商的投入得到回报。否则，过度的用户交互性，按需所取的完全交互方式，即每用户都实现点对点独立设计交互内容，将使整个交互系统复杂庞大，系统投入资金过大，从而限制提供商的积极性，超出提供商的能力，使得交互电视的发展进入误区。

交互电视技术 篇2

为了满足观众对于电视节目日益提高的收视要求, 打通电视与网络的行业壁垒, 大力发展内容融合型交互电视技术已经成为大势所趋。无论是基于单屏模式的Hbb TV技术还是跨越多屏的“第二块屏”技术, 其核心目的都是利用互联网来为传统电视节目做进一步的强化和扩充, 通过网络伴随信息的方式来提升电视业务的附加价值, 并改善观众的收视体验。

从技术实现原理角度来看, 具备内容融合特征的广播-宽带融合型交互电视技术都需要基于自动内容识别技术 (ACR, Automatic Content Recognition) 来识别正在播出的电视节目, 进而根据节目标识通过互联网获取节目的伴随信息。尽管具体的识别方式有所区别, 但是总体来看, 其实现流程大致可分为头端标识插入、广播通道节目传输、终端标识识别与互联网通道应用获取4个阶段。本章将针对不同的识别方式分别予以介绍。

1.Hbb TV技术实现方式

Hbb TV技术利用DVB协议中的应用信息表 (AIT, Application Information Table) 实现内容识别[9]。AIT表包含了节目对应应用的相关信息, 如名称、编号、控制码、传输协议及所在的统一资源定位符 (URL, Uniform Resource Location) 地址等, 这些应用元数据以描述符 (descriptor) 的形式存储在AIT表中, 在头端发送信号前的AIT信息生成过程即完成了标识插入工作。

图7示意性地描述了一个经宽带通道传输的应用定位流程, 其中应用信息部分仅包括双通道绑定过程用到的主要数据。观众首先选定要收看的频道, 电视台通过广播网络将节目递达用户后, Hbb TV终端按照DVB标准流程, 通过查找节目关联表 (PAT, Program Association Table) 和节目映射表 (PMT, Program Map Table) 定位至AIT表。然后根据AIT表查找该节目所对应的应用, 若存在多个应用则依照应用的控制码信息决定他们启动的顺序。确定需启动的应用后, 按照AIT表中的传输协议和URL地址信息决定该应用的传输通道及所在位置。完成应用信息的识别后, 终端开始按照AIT指定的方式传输应用数据, 系统完成节目和应用的绑定。

2.“第二块屏”主流实现技术

基于多屏展示的“第二块屏”技术目前有多种实现方式, 其中已经得到商用化部署的包括电视签到 (TV Check in) 技术、音频水印 (Audio Watermarking) 技术和音频指纹 (Audio Fingerprinting) 技术, 本节将针对各项技术分别予以介绍。

(1) 电视签到技术

电视签到技术以MISO[10]和Get Glue[11]公司为代表, 它要求用户安装相应的客户端软件, 并且需要用户手动输入节目名搜索并进行签到 (Check-in) 。观众完成签到后可对该节目进行评论、分享等操作, 并可享受赠品及商品折扣等服务。

电视签到技术的实现方式最为简单, 利用人工登录方式进行内容识别, 不需要电视与智能终端间进行同步, 属于“第二块屏”的初级方式。该方式实现简便, 但用户参与的趣味性和扩展性较差, 很难吸引用户长期保持对于节目的粘度。

(2) 音频水印技术

音频水印是目前成熟度最高、使用范围最广的“第二块屏”技术, 包括Disney/ABC Television、Nielsen、Shazam、Civolution在内的多家公司均成功推出了相关业务[12]。其中Shazam公司拥有全球最大的“第二块屏”用户群, 使用总人数已经超过1亿7千万, 美国本土用户也已经超过6千万。2010年9月, Disney/ABC Television集团与Nielsen公司联合推出了第一款针对i Pad的“第二块屏”应用, 该应用适用于ABC Television集团播出的名为“My Generation”的电视剧, 观众在收看电视节目的同时, 可利用该应用同步获取电视剧的详情介绍、制作花絮等内容, 并可随时通过社交工具与他人分享收视感受。

音频水印技术利用已被业界广泛采用的水印技术作为节目标识, 其实现原理如图8所示。首先内容供应商需要在原始节目的音频信息中嵌入特定的水印标识, 每个节目应对应一个唯一的水印信息。观众在接收到含水印信息的信号后, 可以在收看节目的同时, 利用智能终端设备拾取3至5秒的节目音频信息, 预先安装好的应用会针对此段音频进行处理并提取出原始的水印标识, 进而识别出目前在播的节目信息。完成以上工作后, 应用会自动根据节目信息访问指定的互联网网站, 获取节目的伴随信息。

(3) 音频指纹技术

音频指纹技术目前也已经在世界范围内得到了一定的应用, 其中最具代表性的业务包括Yahoo公司的Into Now平台和英国Zeebox平台[12], 其实现原理如图9所示。与音频水印技术相比, 音频指纹技术不需要预先在节目信号内插入标识信息。在观众收看节目的同时, 只需要利用智能终端设备拾取3至5秒的节目音频信息, 预先安装好的应用会自动通过互联网查询音频信息数据库, 该数据库中存储了大量已有节目的音频信息。通过对于拾取信息和库存信息的特征比对, 应用能够自动识别出目前在播的节目信息, 进而通过互联网获取相应的伴随信息。音频指纹技术需要提前建立一个规模庞大的音频信息数据库, 并将相应节目的音频信息存储到数据库中, 这会加大该技术部署实现的成本与难度。

(4) 视频标识技术

除了采用上述的音频识别方法外, “第二块屏”技术同样可以通过视频识别技术实现。标识信息既可以通过在屏幕上叠加条码的方式实现, 也可以通过特定的栏目图标进行识别, 具体实现方式如图10所示。类似于音频水印技术, 内容提供商首先需要在视频信号内插入相应的视频标识, 观众在收看节目的同时, 可以使用手持终端对屏幕上的条码或栏目图标进行扫描, 进而提取出在播的节目信息。完成节目内容的识别后, 应用根据节目信息访问与其绑定的互联网网站, 获取节目的伴随信息。

(5) 播出单同步技术

为了支持“第二块屏”业务, 电视台还可以通过播出单同步技术加以实现, 具体实现原理如图11所示。在该方式下, 电视台需要在互联网上部署一台节目单发布服务器, 该服务器可以与电视台内部的播控服务器进行实时的播出节目单同步, 保证获取最新的节目单信息。观众在收看节目的同时, 既可以通过智能终端与机顶盒的交互得到在播的频道信息, 也可以通过手动输入的方式录入频道编号, 随后智能终端上安装的应用会通过互联网访问电视台的节目单发布服务器, 根据实时节目播出单和频道信息获取在播的节目信息, 进而获取节目的伴随信息。

3.交互电视技术比较

内容融合型交互电视技术的基本原理是根据电视节目的内容提供相应的互联网伴随信息, 其核心问题是在观众收看电视节目的同时识别出当前的节目内容。基于不同的内容识别技术, 广播-宽带融合型交互电视技术可通过上述多种方式实现, 每种方式都有各自的优势和不足, 本节将分别予以介绍。

(1) Hbb TV技术

Hbb TV技术的内容识别通过AIT信息表实现, 其好处是AIT的插入和识别完全按照成熟的DVB标准实现, 各开发商有明确的标准可以遵循。此外, AIT信息可由电视台在头端进行控制, 能够支持直播、录播等常态播出方式的节目, 便于电视台开展业务。但由于Hbb TV需要在广播流当中插入AIT信息, 因此对于时移电视、视频点播等不含额外广播流信息的业务无法支持, 同时在电视信号传播的过程中必须保持AIT信息的完整性, 这就要求各地的广播网络运营商提供对于电视信号的透明传输。

(2) 电视签到技术

电视签到技术的最大好处是实现简便, 但由于其不支持自动内容识别, 因此扩展性和娱乐性不足, 用户能够使用的应用功能种类较为单一, 很难长期保持对于此项业务的兴趣。

(3) 音频水印技术

音频水印技术基于现有成熟的水印技术实现, 目前在欧洲及美国已经有很多电视节目本身已带有水印信息, 这对于本项技术的开展提供了非常有利的先决条件。水印信息一旦嵌入, 可以支持任何的播出形式, 包括直播、录播、时移电视、视频点播等, 甚至对于介质播出 (如蓝光等) 也可使用, 因此其应用范围最为广阔。音频水印的不足除去需要对于节目进行前期处理以外, 其拾取节目声音的特性也对智能终端设备的收音性能以及背景噪声情况提出了较高的要求。

(4) 音频指纹技术

音频指纹技术不需要在头端插入任何的附加信息, 能够有效支持各种录播、时移电视、视频点播节目, 但是由于其需要事先将音频信息录入数据库以供比对, 因此对于直播节目的支持性能仍有待验证。类似于音频水印技术, 音频指纹技术也依赖于智能终端设备的收音性能以及背景噪声情况, 而且它还需要预先建立大规模的音频数据库并提供快速的音频搜索及比对功能, 其部署难度和部署成本相对较高。

(5) 视频识别技术

视频识别技术实现简单, 易于电视台或第三方应用提供商实现, 视频标识一旦嵌入能够支持任何的播出形式, 包括直播、录播、时移电视、视频点播等。由于该技术需要在视频上叠加节目标识, 因此可能会影响到观众的收视效果。

(6) 播出单同步技术

播出单同步技术实现方式简单, 不需要对于节目进行预先处理, 但由于其需要实时读取节目播出单, 因此仅限于电视台实现, 而且对于时移电视、视频点播等不提供节目单的播出方式无法支持。

三广播-宽带融合型交互电视技术的应用前景

广播网和互联网的融合是行业发展的大势所趋, 大力发展内容融合型交互电视技术, 对于电视台在新媒体时代抓住新的发展机遇, 满足观众日益提升的收视需求具有重要的推动作用。与此同时, 新型交互电视这种以节目带动应用, 以应用完善节目的方式也要求电视台要重新审视固有的节目制播体系, 积极探讨适应媒体技术发展潮流的新型生产模式。

1. 全方位的交互体验

广播-宽带融合型交互电视技术, 打破了传统交互电视仅限于人机交互的做法, 为实现不同传输网络间的内容交互、观众与电视台交互以及观众间的收视感受交互提供了便利条件。总体来看, 该技术涵盖了以下三个层面的交互体验。

(1) 内容与内容交互

广播-宽带融合型交互电视技术跨越了广播网、互联网、移动电信网的边界限制, 利用多种不同的传输方式来为同一个节目服务, 有效地实现多个网络之间的交互, 并能够将分布于不同网络环境中的内容以电视节目为核心统一、有序地呈现给观众, 这对我国目前正在大力推动的“三网融合”进程具有更加重要的现实意义。

(2) 观众与内容交互

传统的互动节目受限于广播网络的单向传送方式, 用户信息反馈能力差, 所谓的节目互动仅仅限于用户和电视终端之间。

广播-宽带融合型交互电视技术利用多条传播通道进行节目和应用的传输, 方便观众随时参与到节目进程当中, 根据节目的内容进行投票、评论及商品购买等活动。观众坐在家中就能够实时与节目现场的主持人进行互动, 这无疑会大大增强观众的临场感与参与度, 从而强化节目在收视人群中的影响力。

(3) 观众与观众交互

得益于引入互联网技术和使用智能终端设备, 包括Facebook、Twitter及微博在内的各种流行社交软件均可平滑移植到广播-宽带融合型交互电视技术平台, 这对于完善电视功能, 吸引年轻观众具有积极的作用。

观众在收看电视节目的同时, 可以随时与他人分享对于节目的评论和看法。结合电视机几乎无处不在的普及性, 电视节目有可能将分布在世界各地的人群串联起来, 鼓励大家针对同一个全球性事件 (如奥运会等) 进行全民讨论, 电视技术由此就会进化成为连接人与人之间社交体系的纽带。

2. 电视台面临的挑战

在广播-宽带融合型交互电视技术平台下, 用户不再受节目播放时间和播放顺序的限制, 而是能够在电视台给定的海量节目范围内随意选择, 节目的内容和编排都由用户决定, 信息传播的主体由电视台向电视观众过渡, 因此电视台也必须转变传统观念, 更新固有机制, 在以下几个方面实现转型。

(1) 节目设计理念更新

随着目前信息传播手段的多元化发展, 个性化的信息需求已经在人们生活中占据了越来越重要的位置。因此, 电视技术也必须由传统的大众型媒体向具备小众传播特性的个性化信息服务平台过渡。

借助于交互电视技术, 电视节目的设计不必再拘泥于节目时长和展现形式的限制, 而应该在同一个节目中融入尽可能多的展现元素, 重点满足不同收视人群的个性化需求。例如在直播体育赛事的同时, 可以针对某位明星运动员提供镜头追踪, 喜欢追星的观众可以在自己的智能终端上对该运动员持续关注。

(2) 节目生产理念更新

传统的节目生产流程只关注视音频节目的制作, 广播-宽带融合型交互电视技术还应包含与节目关联的各种富媒体信息, 通过文字、图片、视音频、图表等多样化的展现手段, 用户可以获得更加丰富的收视体验。

这种主节目结合伴随信息的展现方式不仅体现在节目制作中, 更应该从节目选题开始, 贯穿节目设计、素材收集、节目制作、节目播出及信号传输的整个生命周期, 目标是将电视系统打造成一种以视频节目为导引, 以伴随信息为补充的一体化信息分发平台。

(3) 节目编播理念更新

传统的电视节目编排主要基于时段概念, 决定一个节目商业价值的最重要因素往往是该节目的播出时间。

采用了新型的交互电视技术后, 观众可以在任意的时间点播任意的节目内容, 这就使得“黄金时段”的理念不复存在, 吸引观众收看节目的第一要素将是节目的内容质量。因此, 电视台需要整合节目资源, 集中团队力量, 打造出真正具有优质品质的“黄金节目包”、“黄金节目板块”, 这也有利于电视台充分发挥专业制作团队的技术优势。

(4) 市场营销理念更新

传统的电视广告完全由电视台主导, 广告信息按照编排好的时间和顺序播放, 这种被动接收的方式导致观众获取的有效信息有限, 效率不高。

广播-宽带融合型交互电视技术的应用, 使电视台能够根据用户的收视习惯、地理位置以及电视节目的内容有针对性地向用户推荐特定的商品, 达到“有的放矢”的目的。通过与其他商务平台开展合作, 电视台还可以转变单一的宣传功能, 让用户在收看节目的同时完成感兴趣商品的购买流程, 电视台的定位由传统意义上的广告播出方演变成具有一站式购买能力的B2C电子商务平台。

四 结论

随着数字电视技术的普及, 人们对于电视所提供的各种互动业务和应用也提出了更高的要求。借鉴互联网的成功经验, 打造广播-宽带混合型电视系统成为了新媒体时代广电行业公认的发展方向。

以Hbb TV、“第二块屏”技术为代表的内容融合型电视交互技术为广播网、宽带网与电信网的融合提供了较为理想的解决方案。这种类型的交互电视技术可以基于多种内容识别技术实现, 尽管每种识别方式各有优劣, 但总体来看它们采用的都是市场上的成熟技术, 具有实现简便、部署快速的特点。

广播-宽带融合型交互电视技术的交互理念体现在多个层面之上, 既促进多种不同网络间的内容融合, 也支持观众对于播出的节目内容进行实时互动, 还鼓励用户打破地域界限分享收视感受, 这全方位地提升了电视观众的收视体验, 对于电视行业的改进与更新具有显而易见的推动作用。

广播-宽带融合型交互电视技术的应用, 不仅为电视台在新媒体时代的发展提供新的机遇, 也在节目的设计、生产和编排上都提出了更高的要求, 与此同时还对电视行业在商务运营领域的拓展与完善提供了手段, 这有助于电视台实现节目形态的优化和节目价值的提升, 为电视台在新媒体时代的竞争中指明了一条可行的发展之路。

参考文献

[1]中国互联网络信息中心, “第29次中国互联网络发展状况统计报告”, http://www.cnnic.cn/research/bgxz/tjbg/201201/t20120116_23668.html

[2]Google, Google TV, http://www.google.com/tv

[3]Apple, Apple TV, http://www.apple.com/appletv

[4]HbbTV, http://www.HbbTV.org/

[5]http://en.wikipedia.org/wiki/Second_screen

[6]中国互联网络信息中心, “2011年中国网民网络视频应用研究报告”

[7]http://blog.nielsen.com/nielsenwire/online_mobile/40-of-tablet-and-smartphone-owners-use-them-while-watching-tv/

[8]ETSI TS102796 (V.1.1.1) :“Hybrid Broadcast Broadband TV”

[9]ETSI TS102809 (V.1.1.1) :"Digital Video Broadcasting (DVB) ;Signalling and carriage of interactive applications and services in Hybrid Broadcast/Broadband environments"

[10]http://gomiso.com/

[11]http://getglue.com/

浅析人机交互技术的发展趋势 篇3

关键词：人机交互；人机界面；虚拟现实；趋势

一、对人机交互的理解

人机交互是指人与计算机的信息交换，包括计算机通过输出或显示设备给人提供信息，以及人通过输入设备向计算机输入有关信息。人机交互的目的就是讨论如何使设计的计算机能够帮助人们更加安全可靠，更加有效率地完成所要完成的任务。从以上概念可以看出，人机交互是指用户和机器之间相互交换信息。但尽管计算机的功能现在变的十分强大，用途也越来越广，但归根到底它仍是人类的工具，不能在没有人控制的情况下独立完成任务，因此它同样受到人的支配、控制。

二、人机交互技术的发展

2.1语言形式用户界面的低效性

人机交互开始于世界上第一台计算机ENIAC的出现，操作系统是以下命令的方式来完成是，当时带给人们更多的是对计算机的神秘感，语言上的障碍给人很强的专业感。但由于语言的特殊性，人们必须主动去适应这样的情况才能正确的操作计算机。因而在这样的过程中，复杂的计算机以及难以让人理解的语言使得人与机器在交互的过程中显得极为困难，加上在操作过程中的低效和枯燥性使得当时人们开始寻找更好的方式来实现人机交互。

2.2图像形式用户界面的操作性

随着人们的探索发现，人的行为方式需要进行必要的研究，于是认知心理学开始逐步运用到计算机的设计中，人机交互的重要性开始受到人们的关注。图像形式的用户界面是当前用户界面的主流，以美国微软作为代表，它从根本上改变了以前要记大量的语言形式的情形。当前的图形用户界面都有一个的共同特征就是通过窗口来传达和显示信息，另外都是用键盘和鼠标来操作，由于图像形式用户界面在人机交互的过程中很大程度上依赖视觉上的识别以及用手动来控制，因此这种界面的操作性强。

2.3多媒体形式用户界面的立体性

多媒体技术是在自然化交互设计技术出现之前的一种过渡技术。在多媒体用户界面出现之前，用户界面设计已经完成了从语言到图形的转变。但随着多媒体技术的发展，动画、音频、视频等媒体被引入到这种技术中来，特别是音频媒体的引入，从很大程度上丰富了计算机传达信息的表现形式，为人们更好的控制和传达信息创造了很好的条件，极大的提高了人机交互的效率。在人机交互中多媒体用户界面的优势主是它能提高人对信息的识别及其选择，同时还有对信息的控制能力，另外计算机在信息传达方面的表现形式与人识别的交互程度也会有很大的提高，同时多媒体技术也能锻炼人们综合处理信息的能力。

三、人机交互技术未来发展趋势展望

3.1自然化的人机交互技术

当今时代发展的条件下，人的感受已经成了设计需要考虑的重要问题，同样人机交互也不例外。由于人适应了这样一种通过多种方式来共同控制客观对象，并同时希望快速看到控制结果的状况。使得自然化的用户界面成了一个快速发展的趋势，比较明显的就是虚拟现实技术的发展。用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临真实环境的感觉和体验。虚拟现实是多媒体发展的高级阶段，是人与机器无障碍交互的自然境界。

3.2智能化的人机交互技术

智能化使设计主要是使人在任何情况下都能感觉自己处于一个最佳的状态。其中改变的主要是机器，而不是人本身。一方面智能化交互设计将提高人的生活质量和改善人的生活环境。在这样一个交互设计的环境下人与人之间的距离将会变得很近，人在使用过程中将体会到极大的愉悦性，提高了他们对生活的热情度；另一方面智能化人机交互设计将实现尼葛洛庞蒂“界面应该设计得像人一样，而不是像仪表板一样”的愿望，因为“这种设计不仅了解人的需求和感觉，而且表现出超凡的聪明才智，以至于物理界面本身消失不见了。”当然这里的物理界面并没有真正的消失，相反是在随时随地都能出现，这种状况更加体现了人在其中的作用，即让所有的机器都调整好最佳的状态来适应人的需要，那时的界面可以是任何一个平面，这样的面不仅传达一個视觉效果，而且还会有听觉、嗅觉等多通道的方式。

四、结论

未来人机交互设计将会给人们带来更加轻松、舒适的生活，正如尼葛洛庞蒂在《数字化生存》中所预言，“下个十年的挑战将远远不只是为人们提供更庞大的屏幕、更好的音乐和更易使用的图形输入装置；这挑战将是：让电脑认识你，懂得你的需求，了解你的言词，表情和肢体语言。”[ 尼葛洛庞蒂.数字化生存.海南：海南出版社.1997]从预言中可以看到，未来的设计中以人为中心的理念将会得到进一步的体现，人们在工作环境里不仅会在生理上觉得舒适，而且在心理上也会达到愉悦，那时候人们的生活会变得更加便捷、美好。

研究技术VS研究设计交互设计 篇4

其次，我要表达一下为什么想写这个内容。主要是随着科技的进步，我们能够使用的研究设备越来越多，但是研究设备变得越来越精密，越来越复杂，却不一定能够为你的研究带来相应的收益，所以明白每种设备的优势和局限，将可以更好的设计出契合设备特点的实验，得到更加科学准确的数据支持来你的结论。

本篇的顺序将是从时间线上由远及近的介绍几种常见的研究手段，并就我所了解的部分分别讨论一下各种研究手段常用的范围。然后我会介绍一个经典的研究设计，我希望给大家展现这样一种观点，那就是精妙的设计，再配合相应的研究手段，可以成就一个经典的实验，为后人借鉴，将设计的精髓贯穿下去。

1 研究技术

1.1 普通的行为实验技术

行为主义(Behaviorism)源于美国，以John B. Watson为代表人物，主要的观点就是刺激——反应，尽管后来B. F. Skinner提出了刺激——(操作——反应)，但其核心观点只有一个。那就是一个刺激——产生一个行为。在实验中，这个行为一般是你规定其作出的。而一些不同行为间的差异(比如按键左键还是右键)，一般用反应时做指标，就间接的反应了不同的心理活动。

下面，我们来描述一个最简单的实验，以便更好的说明问题。

假设有这样一个实验，要求被试(participant，也就是实验对象，以后方便简化我都称之为被试)盯着一块屏幕，屏幕上会随机呈现红色或者绿色的方块，被试手里有一个按键器，要求被试在看到红色方块的时候按左键，看到绿色方块的时候按右键。

如果得到的结果显示被试在按左键和按右键的反应时差异显著，是不是就反应了人在看到红色和看到绿色的时候其心理过程是不一致的呢?答案是不一定。

咳，好像我之前这些都白做了!

其实也不是的，我们先来说说这个实验设计的缺点。红色方块按左键，绿色方块按右键，可能按键的两个手指平时的灵活性就不一样，本身在反应时上就有差异，左撇子的左手就比右手灵活。所以一般我们在实验中会平衡按键，最简单的做法就是在一半的实验中红色方块按左键，绿色方块按右键，在另一半的实验里要求红色方块按右键，绿色方块按左键;接下来我们再仔细想想，也许这个心理过程本身不像我们想象的那么简单，也许并不是A——>B的关系，它可能是A——C——>B，也可能是A——C*E——>B这样的关系，那么这样得到的反应时差异是不是就不能完全说明这两种不同的反应卷入的心理活动不一样了?这就像基础教育和高等教育的差别，基础教育中你学到的一切都是确定的，

在大学中，你学到的大部分东西都是不确定的。(也就是说所有的一切你都可以去合理的质疑!这不是很好吗?!——简直是太好了!)

下面在来说说我们上面的实验都用到哪些设备。

很简单啦，一台PC机就能实现。简单的实验我们一般用E-Prime这样傻瓜式的软件，通过在时间轴上拖拽一些已经事先写好的程序模块就可以实现了。复杂点的用MatLAB也可以写出来了。需要对声音反应的就装喇叭，就这么简单。

图1 E-Prime实验流程示意图

1.2 眼动实验技术

其实呢，眼动实验也属于行为实验，以下我介绍的实验统统属于行为实验的范畴。

眼动实验技术是为了满足一些特殊需求的研究而产生的，顾名思义，就是为了记录眼睛的运动情况。总体来说呢，眼动实验主要分为两大类，那就是随便看和我要你看这两种。你要是问：“那我要你随便看算哪种?”的话，我会斜着眼睛，撇着嘴告诉你：“算随便看那一种!”q(s^t)r

我们学校的实验室用的是比较老的型号，不过这东西怎么说呢，够用就好。我们的头戴式EyeLinkII,更多的是用来做注意，或者阅读等基础研究。

眼动仪器的优点就不提了，直接说缺点：比如校准时间长(跟ERP比起来真是短死了)，数据可能会丢失，设备可移动性不高，研究范围受局限。

眼动研究帮助我们了解人们是如何看世界的，已有的大量研究已经给我们提供了很多关于人眼在观看事物时所具有的特点，我们完全可以在产品设计伊始就加以应用，制作出更好，更科学，更符合人类认知习惯的产品来。我希望大家可以使用眼动仪做出更有趣和更有意义的东西来，而不仅仅只是用来验证已经被发现了的现象，在我看来这是对资源的极大浪费，要知道很多学校的心理学实验室甚至连眼动仪都配备不起。

图2 EyeLinkII眼动仪头戴部分

下期预告：

1.3 ERP脑电技术

交互电视技术 篇5

本文旨在解释眼动跟踪(Eye tracking) 如何与传统的可用性测试结合使用， 文中会主要介绍针对三个电子商务网站的两项测试任务。从这两项任务的结果中，我们发现眼动跟踪所得出来的数据，是可以用来更好的理解使用者在网页上如何开始搜寻他们要找的目标链接或信息。该数据包括用者对兴趣区域(Area of Interest – AOI)的视觉注意的频率、持续时间以及顺序；对网站设计和理解用者心理期望很有帮助。

简介

多年以来，眼动跟踪在用户测试是常用的辅助工具之一。当中以驾驶仓设计 (Fitts, Jones & Milton, 1950) 为先驱。该类研究替眼睛移动与认知活动订下一些假设，甚具价值。例如：视觉注视的l率c操控有P，注视持续的rg长短tc理解信息的难度有关等。

近年眼动跟踪与网页应用的用户测试的概念逐渐融合起来(详情可参考 Duchowski, 2003;Dadach and Deubei;2003)。独立的研究团体或专业人士这些年来一直在尝试发现眼动跟踪在网页设计可用性方面的应用。这些研究项目涉及到用户浏览网页时，来发现对界面的不同部分的视觉注意力的具体目标、或找出他们的兴趣区等。所得出来的数据可以使用不同的方法比较，当中包括先后次序、数量和对每个兴趣区注视持续的时间。

为继续调查眼动跟踪对可用性测试的贡献，研究人员收集了三个不同的电子商务网站的眼动跟踪的数据，并对这些数据根据在屏幕上兴趣区的不同进行分析，进而来了解用户如何和这些界面打交道。

方法

本次研究的参与者共有三十六名，他们来自唯芝达国立大学(Wichita State University)的本科生或研究生。其中二十六名为女生，其余十名为男生，百分之七十二的参与者年龄介乎十八至二十六岁。他们使用配备了Pentium IV中央处理器的计算机，其显示屏为96 dpi、十七迹解像度为1024 * 768。显示屏幕与Tobii 1750眼动跟踪系统接连。该眼动跟踪仪并不是头戴式的，而是安装在显示屏上的，这样使用者使用的时候感觉很自然。眼动跟踪仪每20毫秒（即50赫兹的频率）对眼球的位置取样一次，来探测并搜集使用者在测试时眼球移动的数据，测试的三家专门销售教育类玩具的电子商务网站，分别是Mastermind Toys, Toys to Grow On和Wonder Brains。

结果

我们在三个维度上来比较测试得到的数据：任务需时多久、经过多少页数才能完成任务和困难度(1＝最容易 5＝最困难)。在测试当中，从记录眼球移动得出来的数据，可得知在不同的网站的首页，测试者对不同兴趣区注视的次数以及注视持续时间等的数据。以下便是考察使用者完成两项任务的可用性测试的结果。

任务一：寻找联系信息

这是一项简单的任务，测试者要在网页上搜寻玩具公司的联系信息。结果是网站二(MastermindToys.com)在使用时的困难度最大 (F(2.33)=5.459, p.=.009)，所使用的时间亦最长 (F(2.33)=9.841, p.<.001). 见表一。

表一. 任务一不同网站的可用性量度

量度网站 1 (Toystogrowon)网站 2 (MastermindToys)网站 3(WonderBrains)难度1.08 (0.29)1.81 (0.60)1.67 (0.77)任务时间(秒)40.12 (10.59)61.94 (17.1)42.66 (10.84)

每家公司在他们的网站首页都置有联系信息的链接，但位置不同。网站二(MastermindToys.com)将链接与其它链接放在右方，反观网站一(Toytogrowon.com)则放置在网站的底部。网站三(WonderBrains.com) 将络我们的链接放在网站首页内多位置－顶部和底部。根据结果发现，测试者在网站二(MastermindToys.com)所需的r间^多，困y度也^大。显示出用户的心中已有特定的位置放置某些特定的链接。如果链接没有在预期的位置出现，用户的表现便相应地较差，这正好与(Bernard, 2001；Bernard 2002)的研究同出一辙。

这个眼动跟踪任务是测试用户如何在不同的首页里找出一个特定链接。我们考察了每一个兴趣区眼睛注视的平均时间，在网站一(Toytogrowon.com)，用户是先开始搜寻网页的中心位置，然后移向网页的边缘地带，例如位于网页顶部的购物车、左面的导航条等等。

图 1. 任务一的注视顺序 (Toystogrowon.com)

同样地，在网站二(MastermindToys.com)我们察觉到有另一种偏向。用者是在网页的顶部先开始搜寻，这显示链接的位置与一般用户的假设并不相符，情况就如网站一(Toytogrowon.com)一样 (图 2)。

图2. 任务一的注视顺序 (MasterMindToys.com)

Clearview眼动跟踪件能显示出用粼谄聊坏哪男┣域韧A舻r间更多和吸引用糇⑹痈多，该结果用不同颜色表示。颜色愈红，表示这个位置被注视时间愈长。

透过检视这些‘热点’，结果显示用户在网站一(Toytogrowon.com)和网站二(MastermindToys.com)的眼睛移动是一种非常分散的模式。这证明用户在眼球的注意力不是集中在一个需要找的链接的位置，而是数个位置。无论何种原因，正是在这些位置上是他们花费最长的时间、搜寻最多次的地方，他们在这些位置上最终发现要找的链接。

图3. 任务一的首页注视热点 (MasterMindToys.com)

图4. 任务一的首页注视热点 (Toystogrowon.com)

另一方面，当用户在网站三(WonderBrains.com)进行测试时，数据显示热点比较集中在要找的链接所在的位置，也就是网页的顶部或底部。

图5. 任务一的首页注视热点 (WonderBrains.com)

任务二:以年龄分类购物

这项任务目的是要求用者购买一份适合五岁或以上的小童的拼图游戏。数据显示，三个网页的结果有很大分别－困难度(F(2.33)=3.593,p.=.039) (参考表二)。网站一(Toytogrowon.com)的得分最高，表示用户在按年龄分类购物时网站一(Toytogrowon.com)的设计较其它两个网站逊色，使用时较困难，

这些分析综合了对本次任务的兴趣区数据的考察。

表2. 任务二不同网站的可用性量度

量度网站 1 (Toystogrowon)网站 2 (MastermindToys)网站 3 (WonderBrains)难度2.58 (1.08)1.72 (1.00)1.67 (0.65)任务时间(秒)108.09 (36.59)61.31 (27.4)67.54 (45.64)页数8.00 (4.11)5.08 (1.5)5.17 (0.94)

本次任务按照两种方法进行： (1) using 在左面的导航条设有分类项目，用者可在此处搜索拼图游戏并在此将搜索范围收窄； (2) 或使用网站首页上的按年龄购物的链接功能。 在网站一(Toytogrowon.com)，按年龄购物功能只在网页内按一条链接，其间只有一位用户发现并使用。而据数据指出，该功能链接并不设在优先的定像范围内，用者需要在较后的时间才可找出链接的所在地(图六)。

图6. 第一注视点的顺序 (Toystogrowon.com)

透过观察网页的热点，注视位置和逗留的时间长短可以对该项任务的结果分析有帮助。左面的导航条最能够吸引用者的注意力，而位于顶部的年龄购物链接功能却不是很特出，并不显眼，只有一个用户使用了该链接。用者需要以较长的时间及多次触及这个位置才能成功作出行动，这表明意味粲没未能充份把握清楚确定链接的功能，所以没有很快地选取链接。亦要归因于链接并无独有的图像包装，未能引起用者的注意力。

图7. 表现了任务二吸引最多注意力的首页上的热点图

在网站二(MasterMindToys.com)的大部份的测试者(其中有两位除外)都能使用按年龄购物的链接，该链接位于网页上方导航条的左侧，点击后按照不同年龄范围给出链接列表，我们发现用者的视觉注意力主要集中在网页的这个范围 (见图八)。尽管这不是眼动跟踪的优先定像范围，用户仍能成功选取，没有影响他们的表现。在此网页某些项目是没有用途的，却吸引了用户们的注意力。网页中的商店内部照片及其旁边的一些链接并没实质的用处，却分散了注意力，令用户无法在短时间内完成任务。但总体的设计和链接的位置效果不错，是促成任务成功的要素，眼动跟踪收集来的数据显示了这一点。

图8. 任务五首页注视点 (MasterMindToys.com)

网站三(WonderBrains.com)的用户在使用‘按年龄购物’选项时的视觉注意的分布较为均匀，尽管这个选项的位置比在该网页上方的标准玩具分类(图九)在吸引注意力方面较为逊色。实际上，通过检视这个热点分布图，可以发现在执行一项任务时，网页上直接最吸引视觉注意力的部分，基本上就是相关的链接—无论是分类浏览还是按年龄购物，别的都不太吸引视觉注意力。这表明网站三的主页对于购物来说对用户的引导性最好（至少对于执行本任务来说），最不容易分散用户的视觉注意力。

图9. 任务二首页注视热点 (WonderBrains.com)

讨论

通过比较网页不同区域的视觉注意力，我们了解到很多关于用户体验的特性。特别是用户眼动跟踪数据可以帮助可用性专业人士来找出哪些兴趣区是潜在的：

注意力集中点

资料集中点

最容易被忽略的地方

最分散注意力的地方

这种方法不但可以检视用者能否在网页上顺利寻找数据，而且还可以找出他们如何以及从何处找出他们心目中的链接和信息。这给标准的可用性测试补充了很多有用的信息，尤其在用户期望方面和提供设计建议方面。

本次研究侧重于如何解释眼动跟踪数据对于上述网站的可用性测试的重要性。在日后的研究里，兴趣区眼动跟踪不仅可以在网站的单个网页或单个屏幕上使用，还可以在一个网站的不同页面上广泛使用(参考Pan等人在发表的文章)，网站内不同的地点亦可比较 (参考 Josephson和Holmes在发表的文章)，甚至在进行可用性测试时，作不同阶段的比较。此外，对于同一网站不同版本的重复研究时，以及对不同网站的对照研究时，也可以进行上述比较。

参考文献

Bernard, M. (2001). Developing schemas for the location of common web objects. Usability News 3.2. [Online]. Available: psychology.wichita.edu/surl/usabilitynews/3W/web_object.htm

Bernard, M. (2002). Examining user expectations for the location of common e-commerce web objects. Usability News 4.1. [Online]. Available: psychology.wichita.edu/surl/usabilitynews/4S/web_object.htm

Duchowski, A. T. (2003). Eye tracking methodology: theory and practice. London: Springer.

Fitts, P. M., Jones, R. E. & Milton, J. L. (1950). Eye movements of aircraft pilots during instrument-landing approaches. Aeronautical Engineering Review, 9(2), 24-29.

Hyönä, J., Radach, R. and Deubel, H. (2003). The mind’s eye: Cognitive and applied aspects of eye movement research, Amsterdam: Elsevier Science.

Josephson, S. and Holmes, M. E. (2002). Visual attention to repeated images on the World-Wide Web: Another look at scanpath theory. Behavior. Research Methods, Instruments, & Computers, 34(4), 539-548.

Pan, Hembrooke, Gay Granda, Feusner & Newman, (2004). Determinants of web page viewing behavior. An eye-tracking study, Proceedings of the Eye tracking research & applications symposium on Eye tracking research & applications, 2004, San Antonio, Texas.

交互电视技术 篇6

电视白板是一种新型的交互式课堂教学设备，它具备了音频高保真播放、高清影像播放、自由触摸书写、教学资源共享和自主制作等创新性功能，正在作为新一代教学工具被广泛应用。

电视白板实现了课堂教学中的师生互动、学生互动和人机互动，从根本上改变了教师与学生在课堂上的教、学方式，为建立以学生主动学习为中心的课堂奠定了技术基础，电视白板是一种兼备了电子白板的全部功能的新式教学、会议、展览设备，具有教学互动性、书写灵活性，含有基本的教学资源库、画图、保存、视频等功能。直接实现笔迹书写、图形绘制、文字输入、文件调用、课件制作、删除复制、遮挡、放大缩小、视频播放回放、直接打印等多种演示功能。配置高清摄像头，可实现远程视频网络会议、远程教学。装备了防眩光功能的电视白板还具有保护视力，不受强光干扰等特点。

交互式电子白板可以与电脑进行信息通讯，将电子白板连接到计算机，并利用投影机将计算机上的内容投影到电子白板屏幕上，在专门的应用程序的支持下，可以构造一个大屏幕、交互式的协作会议或教学环境。利用特定的定位笔代替鼠标在白板上进行操作，可以运行任何应用程序，可以对文件进行编辑、注释、保存等在计算机上利用键盘及鼠标可以实现的任何操作。

交互式电子白板也支持复印，将电子白板直接与打印机连接，通过特定的白板笔进行板书，需要打印时，只需按下面板上的打印键即可实现彩色或黑白打印。还可以作为教学电子白板使用，将电子白板与计算机相连，此时的电子白板就相当于一个面积特别大的手写板，可以在上面任意书写、绘画并即时的在计算机上显示，文件保存为图形文件。此功能一般需要一个专用的应用程序支持。如果通过特定的应用程序，交互式电子白板就可以通过网络与其他办公室、会议室进行交流，实现网络会议。

现就电视白板和交互式电子白板进行对比，哪一款将会是你的选择：

项目对比 多媒体电视白板 交互式电子白板

大屏显示 满足50人以下教室

5寸屏幕最后一排清晰可见 尺寸大小不适用

50人教室投影调整为60寸左右前排可舒适观看

手写触摸 手写触摸 手写触摸

设备集成 多媒体功能一体呵成 另外增设投影、音响、电脑等

寿命成本 寿命长成本低

寿命可达30000小时以上 寿命短成本高

灯泡寿命2000小时，5年耗材费用10000—20000元

高清显示 1080P高清显示 一般不支持高清

视力保护 保护师生视力

使用不受环境光线影响，采用防眩光技术 有损师生视力

浅析多媒体人机交互技术 篇7

一、人机交互技术

人机交互技术 (Human-Computer Interaction Techniques简称HCI) 是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。它包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，及其人通过输入设备给机器输入有关信息及提示请示，回答问题等。简单地说，“交互”，就是指人与设备、系统、网站等的直接或间接的通信过程。人机交互涉及到计算机科学技术、心理学、社会学、人机工程学、工业设计以及语言学等多门学科。

其前景可通过Dan R.Olsen (CMC) 得到体现：“HCI是未来的计算机科学。我们已经花费了至少50年的时间来学习如何制造计算机以及如何编写计算机程序。下一个新领域自然是让计算机服务并适应于人类的需要，而不是强近人类去适应计算机。”也就是说人机交互技术能真正实现人机融合，体现出以人为本的理念。

二、多媒体人机交互技术

1. 多媒体人机交互技术的涵义

多媒体人机交互技术是多媒体技术和人机交互技术的结合，是基于视线跟踪、语音识别、手势输入、感觉反馈等新的交互技术。

2. 多媒体人机交互方式

(1) 输入

键盘输入：传统方式

鼠标输入：图形用户界面的重要输入方式

手写输入：手写汉字识别，“平板电脑”

语音输入

触摸屏输入

数字化仪输入：适用于CAD/CAM系统

扫描输入：条形码、扫描仪、光电阅读器

三维输入：数据手套、三维鼠标、力矩球等

视觉输入：摄像设备、机器人的视觉

(2) 输出

显示终端输出：重要工具

声响输出：声波

打印输出：标准输出设备之一

三维输出：产生三维输出的设备有投影显示器、头盔显示器、电视眼境等

3. 多媒体人机交互技术的优势

人机交互技术在教学上的应用，最重要的贡献就在于它能实现交互功能，有了交互，就可以在程序的允许过程中通过鼠标，键盘或触摸屏等来控制程序的流向。教师就能够充分发挥课堂教学中教师的主导作用与学生的主体作用，控制课堂节奏，及时获得学生信息的反馈，调整教学策略，这样，既能面向全体学生，重视学生思考与参与，激发学生学习的主动性和积极性，又能使教师实现个别化的教学，使学生能有选择性、探究性的进行学习，同时也能使师生之间的情感交流得以表达。其次，多媒体与网络的结合充分发挥网络的优势。可以说网络传播为我们构建一个学习化的社会提供了便利的条件，在网络时代，利用多媒体进行信息传递也是最普遍最常见的方法。

三、多媒体人机交互技术对教育教学的挑战

多媒体人机交互技术的运用，不仅对传统的教育模式和学习能力培养提出了挑战，更对教师的教学与教师的角色转变提出了挑战。主要体现在：

1. 学习方式的转变

建构主义者认为，学习不是一个被动地记录外界信息的过程，而是一个主动建构的过程，学习是按自己的需要、自己喜欢的方式来进行。而人机交互学习方式将使学生通过多种媒体进行自己的学习。因为在教学过程中学生才是学习的主体，因此教学必须发挥学生的主动性、积极性、才能获得有效的认知，多媒体人机交互所提供多种的主动参与活动就是为学生的主动性、积极性的发挥创造了良好条件，从而使学生能真正体现出学习主体作用。

2. 学习环境的转变

多媒体人机交互教学不仅充分体现了民主性，也体现了建构主义思想，能够以学习者为中心。而且，人机交互为个别化学习提供了更好的环境。

3. 教学模式的转变

在传统的课堂学习下，教师讲，学生听，很少有交流的机会，而人机交互教学则为合作学习创造了更大的可能性，通过师生之间、学生之间的交互可以使理解更加丰富和全面，协商式、讨论式教学和学习模式是人机交互应用于教学的一大优势。因为不同的人看到的是事物的不同方面，不存在对惟一的标准的理解。

4. 教师和学生角色的转变

在传统的课堂教学中，一切以教师为中心，教师的作用在于传授知识、监督和管理学生的学习活动，学生只是被动的接受者，而人机交互技术的运用，则使教师的角色转变为学生的学习伙伴、研究者、学习者。在这里已经没有了学生和老师的区分。每个学习者都具有多重的身份，他既是知识和信息的求学者，又可以是知识与信息的提供者和分享者。

总之，多媒体人机交互技术的应用，必将使多媒体教学的发展得到最大程度的完善，不仅如此，人机交互技术在教育教学领域的应用，必将导致教学内容、教学手段、教学方法和教学模式的改革，以致会引起教育思想、教学观念、教学理论的重大变革。

摘要：多媒体人机交互技术实现了人机融合, 体现以人为本的教学理念, 使多媒体技术得到最大程度的完善, 但同时也对教育教学提出了挑战, 使学生的学习方式、教学方式、教学模式及师生之间角色的转换等都产生了重大影响。

关键词：多媒体,人机交互,互动

参考文献

[1]郭亚军, 金先级.人机交互[M].湖北:华中科技大学出版社, 2005

[2]孟祥旭, 李学庆.人机交互技术—原理与应用[M].北京:清华大学出版社, 2004

[3]袁振国主编.当代教育学[M].北京:教育科学出版社, 2000

物联网信息感知与交互技术分析 篇8

1.收集数据

物联网整体框架和平台的构建离不开对于数据信息的收集。通过数据感知节点对信息进行综合处理，然后应用物联网系统的各种功能和节点，增加相关数据信息的交互性，分析所收集的数据的具体信息，从中找出数据的传递条件，对数据进行稳定的操作，提高数据的准确性与稳定性，最终实现数据的传递。在依据数据传递基础进行相关设施建设和整体框架构建的过程中，为了保证数据在传递过程中不受到破坏，需要增强数据感知能力，建立全面的数据传输模式。在物联网建设过程中，一般可以采用SCC转换器处理数据信息，完成转换，丰富对数据信息的操作性，优化物联网平台的控制系统，在成功收集数据的具体信息之后，对COM端口信息进行处理，从而达到对电脑信息传递的控制，识别系统中的感知与控制信息。

2.压缩数据

物联网平台中流动的数据信息非常多，而物联网中的节点有限，在数据的传输过程中，如果数据量过于庞大，节点资源就无法满足全部数据的高速传输。节点在数据的传输过程中，会通过数据相关性来完成数据的交换、传递。所以，我们可以对数据进行压缩，通过一定的技术手段减少数据的传递负荷，从而让数据在传递过程中占用更少的空间，提高数据传输的效率。目前，在物联网平台建设过程中，所应用的数据压缩技术大多为数据排列。然而随着科学技术的飞速发展和人们的要求提高，这种技术已经无法全面满足物联网平台建设的需求了，为了对物联网中的数据传输进行进一步的优化，我们需要开发新的数据压缩技术。数据压缩技术目前最好的发展方向是分布式，在系统工作时，通过多感知点同步工作，提高数据压缩的速度和质量，优化数据压缩。

3.清洗数据

在物联网系统中，信息传递很容易受到网络中的因素干扰，导致数据信息发送改变，影响数据的可靠性，而且物联网系统中应用的是路由端到端技术，会在传输过程中积压越来越多的无用信息。因此，为了提高物联网信息传递的可靠性，保证物联网数据信息的传输效率，必须采用一定的数据清洗技术，完善物联网系统。数据清洗技术是对数据的选择，通过处理传递中的数据，将无用的数据从系统中删除，保证数据传递的效率和准确性。同时，在对传递过程中的数据进行处理时，除了对无用数据的删除，数据清洗还会将同一类型的数据划归在一起，并有序的放置到相应的位置，便于系统的进一步处理。

4.融合数据

信息在传输和分析处理过程中，如果数据过于分散，就会给处理工作带来很多麻烦，降低物联网系统的运行效率。对此，我们需要应用数据融合技术，对系统中的各种数据进行综合整理，首先把各个端点中的信息汇集在一起，从中删除无用的信息，然后再对剩余的有效信息进行筛选分类，从而提高数据信息的条理性，让物联网系统对数据的后续处理更加方便，也减少了数据的传输负荷。数据融合技术主要有三个方面，分别是数据层融合、特征层融合以及决策层融合。数据层融合式对各个端点的信息进行综合处理，删除其中无用的数据，而特征层融合和决策层融合的主要目的是对数据信息进行分类整合处理。

二、物联网信息交互

1.用户与网络的信息交互

物联网系统虽然达到了很高的智能化程度，但系统是为了满足人的需求而创建的，依然需要人来下达相关的命令，这就需要物联网系统网络与用户进行直接的交互。在这一过程中，人与互联网系统网络可以有很多的交互方式和途径，交互语言和形式也非常多样，既可以是语音，也可以是文字输入，还能是其他的一些手动操作。物联网系统网络与用户的交互是物联网运行的基础，物联网系统需要接收来自用户的操作和控制信息，然后根据用户的指令，进行相关的操作，无论是系统对数据的收集、压缩、融合，还是其他的一些数据信息处理，都是为用户指令服务的，在完成一系列的数据传输与处理之后，对物联网中的相关设备进行控制，并将控制结果反馈给用户。

2.网络与内容的信息交互

在物联网系统的运行过程中，用户可以通过一定的设备对网络中的各种信息进行查询，这就需要物联网系统必须具备信息的存储和整理功能。物联网是以互联网为基础创建起来的，数据的传输量非常大，会占用系统大量的空间，这就让数据的存儲空间进一步变小，因此，在物联网系统中存在这内部存储和外部存储，专门用于数据的存储。目前物联网技术发展愈加成熟，其中需要存储的数据量也越来越多，数据存储技术必须进行改进才能满足系统的需求，分布式数据存储方式是一个非常好的发展方向，可以有效提高系统的效率。

3.用户与内容的信息交互

用户使用物联网查询所需的信息时，不能直接对系统内部数据进行筛选查询，必须通过一定的信息交互平台。用户在查询相关信息时，很多情况下都无法确定所要查询信息的具体内容，物联网系统中的信息交互平台必须具备关键字或类似字符关联的功能，提高查询系统的智能性，优化用户的体验。目前物联网系统已经能够支持语音查询，用户只需要说出所要查询的信息，系统就能够进行相关操作，极大的提升了用户的使用体验。

就目前而言，物联网技术还有非常大的发展空间，在其发展过程中，必然会出现一些问题需要解决，系统所需要处理的数据量会越来越大，新的数据压缩技术、数据存储技术亟待开发，有关人员要做好物联网信息感知与交互技术研究，促进物联网的稳步发展。

参考文献：

[1] 李英龙 莫尚丰.实时响应物联网中基于查询的数据转发方案[J].计算机学报，2015，21（7）：70-71.

[2] 钱志鸿.物联网技术与应用研究[J].电子学报，2015，23（11）：23-24.

[3] 杨倩倩.泓森农业物联网田管家生产追溯智慧農业大数据[J].现代园艺，2015，（24）：33-34.计算机专业.