论文总字数：39730字

摘 要

随着互联网技术的不断发展和计算机的更新换代，人们对人机交互提出了更高的要求：较高的交互效率、智能化和人性化。而在人机交互中，人的视线包含了交互任务和用户主观意愿的直接信息，因此研究如何将眼控技术应用在人机交互中具有较高的价值。但眼控交互中始终存在的“米达斯接触”问题成为了眼控技术直接应用的巨大挑战，凝视控制和眼势控制是目前避免“米达斯接触”问题的两种主流选择。

本文在总结了凝视控制和眼势控制的优势和不足后，设计进行了两个眼控实验：眼控系统触发时间和和位置优势的探究实验和两点眼势优先级顺序的探究实验。分别探究了凝视输入时交互式界面元素的最佳触发时间、凝视输入时交互式界面元素的位置优势、两点眼势输入时交互式界面元素的最佳触发时间和两点眼势动作的优先级顺序，得到了凝视中交互式界面元素的最佳触发时间为400ms，两点眼势中交互式界面元素的最佳触发时间为120ms，并得到了凝视输入时交互式界面元素的位置优势和两点眼势动作的优先级顺序的相关结论，且根据两点眼势动作的优先级顺序做出了一幅眼势动作优先级图，该图可以作为一种指导复杂眼势动作设计的标准。

关键词：眼控系统；最佳触发时间；位置优势；优先级；眼势动作设计

Abstract

With the continuous development of Internet technology and the upgrading of computers, people put forward higher requirements for human-computer interaction: higher interaction efficiency, intelligence and humanization.However, in human-computer interaction, people's line of sight contains the direct information of interactive tasks and users' subjective intentions, so it is of high value to study how to apply eye-control technology in human-computer interaction.However, the "Midas contact" problem that always exists in eye-control interaction has become a huge challenge for the direct application of eye-control technology. Gaze control and eye-potential control are two mainstream options to avoid the "Midas contact" problem at present.

In this paper, after summarizing the advantages and disadvantages of gaze control and eye potential control, two eye-control experiments were designed and carried out: the inquiry experiment on the triggering time and position advantage of eye-control system and the inquiry experiment on the priority order of two-point eye-potential.Respectively explores the stare at the input of interactive interface element triggering time best, stare at the input of interactive interface element location advantage, two eyes potential input the best triggering time interactive interface elements and two eye the priority order of action potential, the gaze of interactive interface element in the best time to trigger for 400 ms, interactive interface elements in the two eyes potential best trigger time of 120 ms, and stare at the input of interactive interface elements are obtained eye location advantage and two potential action the priority order of the relevant conclusions, and made by eye potential action the priority order of a potential action mapping,This diagram can be used as a standard to guide the design of complex eye movement.

Keywords：Eye control system, optimal trigger time, position advantage, priority, eye potential motion design

目 录

摘 要 II

Abstract III

目 录 IV

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 凝视输入 1

1.2.2 眼势输入 2

1.2.3 发展趋势 3

1.3 论文主要研究内容 3

1.3.1 主要工作 3

1.3.2 论文内容安排 4

第二章 眼控交互原理 5

2.1 眼控交互系统简述 5

2.1.1 视线追踪技术与眼动仪 5

2.1.2 常用眼控交互方式 6

2.2 眼控实验的设计原则与实验框架 7

2.2.1眼控实验的设计原则 7

2.2.2 眼控实验框架 8

2.3 实验安排 8

2.4本章小结 9

第三章 眼控系统中触发时间和位置优势的探究实验 10

3.1交互式功能元素尺寸大小的筛选实验 10

3.1.1 实验准备 10

3.1.2 实验设计与方法 11

3.1.3 实验数据分析 13

3.1.4 结果与讨论 15

3.2 交互式界面元素最佳触发时间与位置优势实验 16

3.2.1 实验准备 16

3.2.2实验设计与方法 18

3.2.3 实验数据分析 19

3.2.4 结果与讨论 29

第四章 两点眼势优先级顺序探究实验 31

4.1两点眼势最佳触发时间的探究实验 31

4.1.1 实验准备 31

4.1.2实验设计与方法 32

4.1.3实验数据分析与结果讨论 33

4.2 两点眼势动作优先级顺序的探究实验 34

4.2.1 实验准备 34

4.2.2 实验设计与方法 34

4.2.3 实验数据分析 35

4.2.4 结果与讨论 38

第五章 本文总结与展望 40

5.1 主要研究工作与创新点 40

5.2 可进行的后续工作与展望 40

参考文献 42

附 录 44

致 谢 46

第一章 绪论

引言

互联网与移动设备的更新换代和迅速普及对人机交互的效率和交互方式提出了新的要求，近年来，人与计算机的交互方式发生了深刻改变。基于鼠标和键盘输入的传统交互方式已逐渐不能满足用户对人机交互高效化、智能化、人性化等方面愈来愈高的要求。基于触觉、视觉、声音等元素的新兴交互方式开始大量出现，并逐渐取代基于鼠标和键盘输入的传统交互方式，目前已经形成传统交互方式、完全基于某一元素等的单通道交互方式以及以传统鼠标键盘输入为主、其他元素输入为辅的多通道交互方式并存的局面。并且在诸如辅助残疾人等领域，视线追踪输入、语音输入等已取代传统鼠标键盘输入，为残疾人打开了人机交互的大门。这表明，自然高效的新兴交互方式是未来人机交互的主流。

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