系统交互（精选12篇）
系统交互 篇1
1 引言
虚拟现实很久以前就有人提出这一构想,但由于当时各方面的条件制约,如缺乏相应的技术支持、没有合适的传播载体、硬件处理设备缺乏等原因,虚拟现实技术并没有得到很大的发展,直到20世纪80年代末,随着计算机技术的高速发展及互联网技术的普及,才使得虚拟现实技术得到飞速的发展[1]。
目前,在手机领域中,虚拟现实也已经得到了广泛的应用[2]。利用VR-Platform三维平台软件结合3DSMAX软件设计并实现了一个虚拟手机交互系统,并发布至网上,使用户能在一个虚拟的三维手机上进行各种模拟操作、体验,对该款手机有一个真实的体会,也更能进一步了解其具体功能。这样,在购物平台上,既可以展示商品的魅力,也能使客户在足不出户的情况下就能对产品有一个详细的了解,为顾客提供了一个客观判断商品价值的平台。
2 VR-Platform
VR-Platform三维平台软件是一套虚拟现实平台软件,它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支。与国内外常见的几种虚拟现实制作软件如VRML建模语言、Cult3D、EON Studio、Java3D、WebMax等相比,VR-Platform的特点是适用性强、操作简单、功能强大、高度可视化、所见即所得,可广泛的应用于城市规划、室内设计、环境艺术、产品设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、军事模拟等行业。从测试来看,无论是场景的导入导出、实时编辑,还是独立运行,VR-Platform速度明显快于某些同类软件,而且用该软件制作的演示可广泛的运行于各种档次的硬件平台,尤其适用于Geforce和Radeon系列民用显卡,也可在大量具有独立显存的普通笔记本上运行[3]。因此本设计选用VR-Platform来实现手机的交互功能。
3 虚拟手机交互系统流程
本系统设计开发的工作流程如图1。
(1)利用3DSMAX建模,然后用VR-Platform所提供的、已经嵌入到3DMAX软件中的插件VRP-FOR-MAX将该模型文件转换为后缀名.vrp的格式文件。
(2)把得到的vrp文件导入VR-Platform三维平台软件中进行界面设计。
(3)加入交互模块,在脚本编辑器中加入事件代码,进行交互设计。
(4)利用VR-Platform三维平台软件将设计导出为Web页支持的格式,即vrpie文件,以便于在互联网发布。
(5)利用Microsoft Visual Studio 2005平台设计一个模拟手机导购网站,并把所设计的虚拟手机放入网站中,顾客就可以与之交互。
4 虚拟手机交互系统的实现
4.1 模型制作
虚拟现实系统要求实时动态地模拟环境,由于受到PC硬件的限制,虚拟现实系统的建模与以形体塑造为主的影视动画的建模有着显著的不同,目前虚拟现实中的虚拟场景的构造主要有以下两种途径:基于模型的方法[4]和基于图像的绘制(IBR)方法[5]。本文中的模型采用基于模型的构造方法。3DSMAX的建模方法主要有:多边形(Polygon)建模、非均匀有理B样条曲线建模(NURBS)、细分曲面建模(Subdivision Surface)[6]。
手机的制作主要是通过3DSMAX使用多边形(Polygon)建模。也就是直接创建基本的模型几何体,然后再通过修改器中的可编辑网格调整物体形状,或通过使用放样、曲面片造型、组合物体来制作模型,最后赋予模型关键桢动画。
利用3DS MAX制作出的手机模型最终效果如图2所示。
这里暂不对这些模型块进行色彩渲染,等导入到VR-Platform平台上再对其修饰。VR-Platform软件提供一个可以嵌入3DSMAX软件的转换插件,用这个插件可以成功将模型导出为VR-Platform平台所支持的格式以对模型作进一步的设计。
4.2 界面
模型设计出来之后,就进入后期制作阶段。首先是将场景文件导入到VR-Platform设计平台,然后进行界面设计,依照构想设计将一些背景图、模型色彩、功能按钮等做好。如图3所示界面。
4.3 交互
做好了界面,那么下一步就是做交互功能了,简单来说就是使该设计能“活”起来。在交互设计时,首先把按钮上的功能逐个实现,然后在其中插入脚本代码。图4是“功能介绍”按钮实现后的截图。
手机按钮中“选歌功能”实现的效果为:当点击“音乐上翻键”时,手机屏幕中所示的音乐菜单会向上移动选择歌曲,并播放出来,点击“音乐下翻键”则刚好相反。图5为该功能实现的原理示意图。
根据原理图,设置音乐上翻键的部分脚本伪代码为:
其余各种功能的交互设计就不在此一一讲述了。最后,设计完成后,将该设计导出为Web页支持的格式,即vrpie文件,以便于在互联网发布。该文件在本地浏览时需下载VRP-player插件支持其播放。
4.4 网站
手机展示网站主要是使用Microsoft Visual Studio 2005设计平台,用.NET技术和Dreamweaver网页制作工具进行设计开发[1,2,3,4]数据库方面,采用Access数据库,代码用C#实现[1,2,3,4,5]。在网站中嵌入前面制作好的虚拟手机,最终效果如图6所示。
5 结语
本系统利用VR-Platform三维平台软件结合3DSMAX软件设计并实现了一个虚拟手机交互系统,并使之发布至网站,实现了一个商业手机的虚拟展示系统,使用户在足不出户的情况下能完整了解功能并操作手机,实现了真实情境下的“虚拟购买”。
摘要：虚拟现实是近年来出现的高新技术,在许多商业领域中得到广泛的应用。利用VR-Platform三维平台软件结合3DSMAX软件设计并实现了一个虚拟手机交互系统,并发布至网站上,使用户在足不出户的情况下能操作虚拟手机,实现“虚拟购买”。
关键词：虚拟现实,VR-Platform,交互,手机
参考文献
[1]黄心渊.虚拟现实技术与应用.北京:科学出版社,1999.
[2]汪成为,高文,王行仁.灵境(虚拟现实)技术的理论实现及应用.北京:清华大学出版社,1996.
[3]中视典数字科技有限公司.
[4]吴起著.3ds max4三维艺术与技术.北京:希望电子出版社,2002:95-118.
[5]徐丹,潘志庚.虚拟现实中基于图象的绘制技术.中国图象图形学报A辑.1998,3(12):1005-1010.
[6]火星时代著.3ds max8白金手册II.北京:人民邮电出版社,2006:1-479.
系统交互 篇2
但是我们可以发现，在智能手机硬件配置不值一提的年代，所有的智能手机系统几乎都是多任务系统，也就是你通常程序最小化或者关闭后其实还在后台默默的运行着。但是无论是最新的IOS(苹果移动设备的操作系统)还是Wnidows mobile的接替者-windows phone，都开始纷纷采用伪多任务系统，笔者称之为“单任务”系统，具体表现为只有系统核心程序和限定类型的程序可以在后台运行，其他程序一律保留现场，暂停到后台，并不再继续运行。这是怎么回事?为什么硬件提升了反而系统却“退步”了?
我们不妨来看看SYBIAN和Windows Mobile的操作体验，这两款系统笔者曾今都长时间的使用过。笔者的第一部手机是著名的Nokia 3230,多任务系统的好处不言而喻，可以浏览网页的同时再挂个QQ，甚至再放首歌，
但是，这样的体验并不美妙，用户其实不知道是哪里做错了，只是觉得为什么系统会经常变得很慢，程序经常莫名的退出，有点经验的用户会装上一两个监控后台的软件，时不时的切过去看看还剩下多少内存，要不要杀掉一些程序。同样的体验和烦恼也会发生在Windows Mobile的平台上，甚至连现在势头很猛的Android系统由于完整的多任务特征，也面临着这样的问题。
我们再来看看IOS，我从来没有看到苹果商店里有哪款后台监控软件或者是内存优化软件有多少人使用和追捧。也很少看到有人没事会想着去关闭后台程序。在IOS中，除了官方的核心程序外，苹果公司还开放了音乐播放，GPS定位这些极其稀少的后台运行接口供似三方软件使用。但是用户很少在这方面抱怨过，相反，用过IOS的用户都会对这款系统的操作体验和系统稳定性赞不绝口。当用户发现他们从来没有担心过系统的崩溃和死机，从来不担心一款软件不会因为软件本身的问题而异常退出，且运行的每一款软件，整个系统都在全力以赴的聚集所有的硬件资源来最大化的满足软件的运行需求时，还有什么理由让用户想起那些老掉牙的多任务系统?
同样的觉悟也被应用在了最新的Windows Phone上，因为苹果已经印证了在移动设备上尚没有完美的方法解决在多任务的同时保证绝佳的用户体验之前，“单任务”显然是最合适的设计哲学，“单任务”系统让用户心无旁骛的处理当前的工作，也同时保障了整个系统的健壮性和用户体验。
水听器测试装置人机交互系统设计 篇3
关键词：触摸屏 PLC 组态软件
中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0091-02
随着现代控制系统和电子设备日益复杂化， 自动测试系统已经成为设备生产，测试和检测过程中不可或缺的重要设备。本装置就是用于对水听器进行测试。水听器俗称声纳，是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备，它是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。由于军事或民用过程中对水听器准确性，复杂性和安全性的高要求，使得研制对水听器设备进行检测的智能化自动测试系统具有重要的意义。本装置就是用于进行水听器测试的伺服控制系统。本文的主要内容是关于该装置的人机交互系统的设计。
1 水听器测试装置控制系统基本构架概述
该伺服控制系统的基本构架如图1所示，该系统的动作指令主要由计算机端发出，另有通过RS232连接触摸屏端及通过GPIB/RS485等现场总线与其他控制机构的连接实现人机交互的控制冗余。通过组态界面的交互实现操作人员对PLC控制单元发送指令，进而根据要求驱动各路电机控制机械结构的运动，由编码器得到位置信息传递给PLC，再由人机界面采集反馈至操作人员以实施相应的控制策略等。
2 人机交互软件设计框架
該系统人机交互部分设计成三种方式，即工控机端、触摸屏端及通过GPIB/RS485等现场总线连接其他控制设备，通过对由PC机端采集来的被控对象的实时数据建立而成的数据库的访问可实现实时监控，通过组态软件提供的ODBC对组态软件实时数据库的转储即可下达对被控对象的远程监控操作。
人机交互软件设计的原则是操作简单、方便，界面友好、美观；涉及的基本操作模块有系统管理（可进行登录、注销、帐户管理、系统保护等操作）、控制界面（对执行机构的运动进行实时监控并提供报警辅助信息，辅以软件说明及技术支持等）。此外还需注意触摸屏与工控机界面设计及控制操作保持基本一致，并根据具体器件的属性有针对性地设定相应的功能键，如触摸屏的亮度调节、按键声音设定等。
2.1 触摸屏端软件设计
本伺服控制系统采用的触摸屏采用台湾维纶公司生产的触摸屏。它通过RS232接口与PC端相连将编辑好的图形控制界面下载至触摸屏端，通过RS232或RS485接口与PLC控制单元相连，可由在线/下载执行两种模式对PLC单元实现实时控制。
该触摸屏人机交互界面的开发环境采用该公司软件编辑环境EasyBuilder，在该环境下可实现程序的开发、调用、下载、调试，以及触摸屏内部程序的上传操作等，实现对PLC控制器的友好支持；多窗口种类、元器件类型以供选择及设置可进行灵活、准确的调用关系从而实现切合系统要求的设置；此外开发人员可自行开发向量库、位图库，从而更能实现系统界面的美观化、个性化、实用化。
该触摸屏端软件分为2个子软件，即一个包括用户管理、运动对象操作的完备版，以及一个设定密码页面。
系统的用户分作三个级别，即游客、普通用户及系统管理员。其中，游客无权进入系统，仅可浏览退回至欢迎界面；普通用户可对PLC实施相应控制指令，可以浏览各界面；系统管理员除普通用户可进行的对被控对象的操作之外，还可以进行密码设定及更改操作进而从身份确认、密码管理的角度维护系统的安全。
2.2 PC端组态软件设计
该伺服控制系统采用的工控机是研华主机，配有RS232、RS485、GPIB等多拓展接口与其它设备相连。本系统开发过程中，工控机的RS232（COM1）与PLC编程口相连接进行编程、下载以及在线监视、控制、调试等操作；用RS232（COM2）与触摸屏的RS232口相连接下载控制程序，可进行在线、离线调试操作；用GPIB连接其他机构对该运动系统进行监视、控制操作等。在实际控制系统中，工控机通过RS232与PLC相连接、通过GPIB与其他控制系统相连接，并留有RS485口作为扩展可连接其他控制机构等。
该PC端人机交互界面的开发环境是力控公司自主开发的力控组态软件，该软件主要由组态软件开发环境、I/O Server、数据服务、扩展组件及加密狗驱动五个部分组成。在力控环境下可进行程序的开发、测试、发布、打包等操作；I/O Server提供了PLC、OPC、FCS、微软DDE、OPC、力控仿真驱动等众多组件及设备的驱动可供连接组态软件和现场设备；数据服务即保证开发应用在运行状态下调用实施数据库DB可用于监视数据变量，并为其他WinAPI提供DDE的会话服务及主题（DB|DB）；扩展组件包括控制策略、日志系统、OPC Server、Port Server、ODBC Router等拓展服务，可用于监视组态软件的组件及设备的运行状态、构建工作站、提供实时数据库的转储及控制操作等。
本系统主要用到的是力控开发环境编辑组态软件控制界面，I/O Server监视界面与PLC的数据通讯，实时数据库DB监控组态软件实时数据库运行信息、日志系统记录系统运行信息及ODBC Router转储实时数据库DB至ODBC，生成相应的Excel数据文件甚至Access应用程序以得到符合用户需求的变量或反之由ODBC转储至DB即可实现其他设备或API与组态软件的通讯从而控制PLC执行单元的操作。
PC端控制软件开发工程中综合运用了三维力控组态软件、3dsMAX、Flash、VB、Access等应用软件。PC端组态软件监控系统的分辨率为1024×768像素，为保证伺服控制系统的安全运行，该软件设计过程中将页面设为SPLASH窗口属性且保持窗口焦点。只有在退出该系统后，才能进行其他软件的操作。组态软件主要由欢迎界面、系统管理界面、用户帐户管理、控制界面、操作指南、技术支持机软件版本信息等几个部分组成。各界面的基本操作方法及属性与触摸屏端组态软件类似。
PC端组态软件欢迎界面，主菜单有“系统管理”、“用户帐户”、“控制界面”、“操作指南”、“技术支持”及“关于软件”等六个操作选项。其中用户帐户管理菜单、控制界面进入选项均需用户登录后方能查看。而“操作指南”、“技术支持”、“关于软件”信息则游客亦可浏览。其中点击“用户帐户”及“控制界面”按键后亦可弹出登录窗口，若用户登录不成功，则不能进行此二部分的设定及操作。
伺服控制操作界面主要分为平台控制、主机控制、运动反馈、数据转储、动画监视等几个主要部分组成。如图2所示。
该文通过编制基于触摸屏的PLC控制系统操作软件及基于PC端的PLC控制系统组态软件，在EasyBuilder、三维力控等组态软件环境下，实现了触摸屏及PC机端软件的功能，满足了本系统按照测试要求完成对水听器进行检测的目的，实现了本上位机端软件与实际系统联调及测试。
参考文献
[1]龚仲华，史建成，孙毅.三菱FX/Q系列PLC应用技术[M].人民邮电出版社，2006：1-31.
[2]吕品.PLC和触摸屏组合控制系统的应用[J].自动化仪表，2010，31（8）：45-51.
[3]王立乾.触摸屏、PLC在空压机检测试验台中的应用[J].机械与电子，2008（8）：50-51.
第二代卫星交互系统浅析 篇4
DVB-RCS标准由ETSI(欧洲电信标准协会)于1999年开始起草,2003年发布最终版本。DVB-RCS标准的公布,不但有利于市场的统一规划与发展,而且使通信与广播的结合成为可能,为卫星通信的发展指明了新的方向。21世纪初期,纠错编码、高阶调制技术、同步技术等信号处理技术有了突破性进展,使DVB-RCS升级成为可能。DVB组织于2008年开始筹划对该技术升级,并于2011年5月和8月分别公布了DVB-RCS2-Part1和DVB-RCS2-Part2。
1 新一代卫星回传系统的基础
DVB-RCS2相对于DVB-RCS最大的区别在于:其前向链路不仅支持DVB-S标准,还兼容DVB-S2标准[3],因此在子站接收方面也将作出相应调整。而且现在的DVB-S2接收设备已经很成熟[4],这样DVB-RCS2的子站会更加灵活。第二代回传系统其前向链路相对于第一代回传系统就有很大的变化,而这种变化主要体现在DVB-S2相对于DVB-S的变化,主要如下:
1) DVB-S2支持的业务更加多样化,交互式系统的使用会更加灵活。
2) DVB-S2另一个引人注目的革新在于信道编码方式的变化。DVB-S2纠错编码使用低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码与BCH码级联,这种编码组合更接近香农极限的理论值;调制方式在支持原有QPSK的基础上,还兼容多种高阶调制方式(8PSK,16APSK,32APSK),增加了频带利用率。
3) DVB-S2还支持可变编码调制(VCM)和自适应编码调制(ACM)。VCM允许使用不同的调制和纠错方法,可以对不同的业务类型分成不同的保护级别进行传输[5]。ACM可根据具体的传播条件,针对具体的接收终端,提供更精准的信道保护和动态连接适应性。
基于DVB-S2的各种优点,可总结出:新一代卫星回传标准(DVB-RCS2)相对于第一代至少提高了30%的业务量,从另一个方面看可以增加用户数量,并能提供质量更高的服务。其在兼容第一代回传系统的前提下,更好地处理了性能和效率之间的矛盾。
2 DVB-RCS2前向网控信令的改变
表1和表2分别列出了DVB-RCS[6]和DVB-RCS2[7]的网控信令。
注:表中的RCS是指第一代卫星交互系统(DVB-RCS)。
可见,RCS2新增加了6个网控信令:FCT2,TBTP2,TMST2,MMT2,BCT和FAT。
FCT2(Frame Composition Table version 2)是指帧结构表2。FCT2通过定义帧中的时隙来反映不同的超帧类型。每个帧由一系列时隙构成,当帧确定后,它当中时隙数也就确定了;而每一个时隙是由一个或多个与时间频率有关的单元(bandwidth-time-unit,BTU)构成。BTU决定了帧的符号速率,也就决定了该帧所需的传输带宽。
TBTP2(Terminal Burst Time Plan version 2)是指终端突发时隙计划表2。主要有3个作用:1) 分配专用的时隙给子站。2) 通过参考表BCT分配传输类型给特定的时隙。3) 为随机接入分配时隙,并标示出每个时隙的随机接入通道。值得指出的是DVB-RCS2使用动态自适应载波选择技术,针对每个时隙在时分多址载波上实现了自适应编码与调制功能。
TMST2(Transmission Mode Support Table version 2)是指传送模式支持表2。主要用来指出当使用具有最小冗余度MODCOD(联合编码调制方式)时,ACM(自适应编码调制)反馈所需要的系统冗余和为每种被采用的MODCOD所付出的追加冗余。给出ISI(输入流标识符)到MODCOD的映射表,在使用多重传输流时,接收者能准确的找到自己想要的MODCOD。
MMT2(Multicast Mapping Table version 2)是指多点传送变址表2。在卫星虚拟网络中,网控中心通常用MMT2指示高层链路多播传送地址到RCS-MAC地址的映射关系。
以上4个信令可以看成是DVB-RCS中FCT,TBTP,TMST和MMT的升级,但是这种升级不仅仅体现在网控信令的表ID上发生变化,信令所承载的内容也发生了变化。下面介绍2个种全新网控信令:BCT和FAT。
BCT(Broadcast Configuration Table)即广播配置表。用来定义每一种传输类型的传输参数。BCT提供的传输信息主要包括:传输的相对起始时间、传输的相对结束时间、调制方式、码率、前缀、后缀、导航、有效载荷大小、有效载荷内容等。这些参数跟传输方式MF-TDMA发生的地点以及传输类型的细节有关。
FAT(Fast Access Table)即快速寻址表。给出当发送登录突发时额外增加的传输补偿时间,并为每个随机接入的用户分配通道。
DVB-RCS2前向链路中的网控信令与RCS映射表(RCS Map Table,RMT)一同被定义为DVB-RCS2专用服务信息(SI),并在RCS2内容描述符中记录。DVB-RCS2专用服务信息符合DVB-S标准的系统服务信息规范,其协议栈如图1所示。
协议栈是由一些控制信息组成,这些来自前向链路网控信令控制子站终端用户的网络接入、数据传输,完成反向链路的信道划分与用户多路复用,一般构成一路节目,并使用同一个嵌入PCR(Program Clock Reference,节目时钟参考)传输流分组作为网络同步时钟。RMT单独构成一路节目,反映DVB-RCS2卫星交互网的网络结构。RMT在语法结构上与NIT颇为相似,所不同的是NIT只记录DVB-S2的广播信道结构信息,不反映反向链路信息。RMT不需网络时钟做精确同步,因此RMT所构成的RCS2网络结构信息通道不需要嵌入PCR传输流分组。
3 后向链路的改变
DVB-RCS系统中子站跟主站沟通时的MF-TDMA信号[8]采用QPSK调制方式,而DVB-RCS2还可兼容CPM,8PSK和16QAM。QPSK,8PSK和16QAM的编码方式为turbo码,CPM的编码方式为卷积码。这样系统中的子站会更加灵活,可以根据自身特点以及时隙分配情况采用不同效率的调制方式,而且DVB-RCS2还支持随机接入的用户[9]。
DVB-RCS2标准中对回传链路结构框架进行了简化,可根据有效载荷大小来分配突发大小,突发由一系列时隙组成,这样相关联的时隙会被很快处理,节省了时间。每个时隙的调制和编码是独立的,允许每个时隙自适应编码,但每个时隙的自适应必须及时,这是第二代标准一个很大的改变。自适应编码在最近几年应用非常广泛,这也是卫星通信编码方式的发展趋势,虽然现在还没有实际的DVB-RCS2信号,但可以肯定,这项技术必将大大提高子站的自主性以及传输效率。
DVB-RCS2还有一个创新点:有关功率控制的报告首次被提出。功率控制系统支持可选控制模式,这种模式可以获得具有不同带宽的载波的连续功率谱密度,因此可有选择地控制各个方向的有效传输功率。这样做不仅可以有效节省设备能源,在不需要传送信息的方向(区域)可以低功耗运行,仅仅维持设备的在线状态即可,而且还可以有效延长设备寿命。在外太空的设备往往是只要动力资源耗尽即告报废,减少了设备的能源消耗也就变相增加了设备的使用时间。
4 中国应抓紧建设下一代卫星回传系统
2001年底,SES公司宣布其带宽交互系统ASTRA正式投入商业运行,这是全球第一套应用DVB-RCS标准的商业系统。此外,许多国际大公司都在积极发展DVB-RCS技术用于下一代卫星业务,这标志着DVB-RCS作为行业标准,已经进入到了应用阶段。
国内VSAT网络和DVB-RCS网络还处于研究阶段,但实际上,国内DVB-RCS及VAST用户已经存在。我国虽然尚未制定自己的广播卫星回传技术标准体系,但基于现有实际应用状况及技术能力,在吸收成熟技术和先进经验的基础上,研究并建立我国自己的卫星回传技术是可行的。
中国完全可以放开手脚来发展属于自己的广播卫星回传技术体系。由于DVB-S2系统的出现,2008年欧洲DVB组织开始策划新一代的卫星回传技术标准DVB-RCS2。而我国自己ABS-S技术标准有其独特的优势,并且已经在“村村通”工程中广泛使用,研究与其配套的新一代卫星回传技术具有重要意义。有了卫星回传技术,可以更好地开展针对偏远地区的文化共享、资源共享、远程教育等关系民生的重大项目。
中国在卫星回传技术要想取得较好发展,建立自己的标准体系是必不可少的[10]。因此,在今后一段时间内,我国要加强在卫星回传技术上的研究。2011年11月DVB-RCS2标准的推出,也为我国的技术标准制定提供了很好的参考,在强大的市场需求推动下,我国一定会有自己的卫星回传技术标准。
摘要：基于新一代卫星回传系统的市场需求,ETSI于2011年5月、8月分别公布了DVB-RCS2-Part1和DVB-RCS2-Part2标准。分析了新标准中的部分关键技术,着重介绍了DVB-RCS2相对于DVB-RCS的改进以及增加的前向网控信令,在此基础上进一步讨论了后向链路的变化,并探讨了中国国建立卫星回传系统标准的可行性。
关键词：第二代卫星回传系统,网控信令,后向链路
参考文献
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系统交互 篇5
我院的整体信息化建设起步较早，医院信息管理系统（HIS）等业务应用系统相对成熟，其它业务的信息化建设也在逐步完善，其中包括医院输血管理的应用系统建设。但是医院的输血管理系统没有实现与血站采供血信息系统的无缝连接，与血站采供血信息系统尚无数据接口。
血液入库时，需要重复采集录入血液信息，录入信息的过程需要手工完成，操作耗时费力，且录入的血液信息不全面，容易出现人为因素带来的个别信息的偏差。鉴于我院用血量较大，血液入库成为一个较大的人力负担，给血液的管理和日常工作带来了较多的不便。
为了避免二次录入，提高工作效率，采供血机构（血站）信息系统可以通过接口方式将血液信息传输给医院输血管理系统。血液信息数据由通讯程序读入到临时库，然后通过逐个扫描血袋信息与临时库进行核对，确认准确无误后，进行血液入库。由于省去了一系列繁琐而不必要的工作程序，工作流程更加清晰、有效。仅血液入库环节，每100袋血就可节省2-4小时，同时也使人为操作的误差降低为零，将大大提高工作效率和安全供血的能力。
通过接口方式实现与采供血信息系统的数据传输，医院可以通过该接口上传订血信息，并下载血站反馈的订血回复和血站的发血信息。通过接口方式实现的数据输入快速准确，减少了用血过程中可能出现的人为差错，保障了紧急抢救患者情况下，临床血液的快速安全输注，提高了应对突发公共卫生事件的能力。
信息化标准推动了业务流程。血液数据接口使输血工作流程规范，输血质量得以提高，减轻了人力负担，保证用血安全。血液录入、配血、发血等各环节都由计算机管理，为临床输血安全增加了可靠的保障，是血液追踪的最有效途径，提高整体输血质量管理水平。此外，血液数据接口对于促进用血医疗机构、采供血机构的血液信息整合共享和血液的科学管理也将发挥重要的作用。
依据卫生部《临床输血技术规范》与我院的工作特点及流程，实现输血科信息管理系统与血站的信息管理系统无缝连接，做到资源共享，使输血管理规范化、系统化，可溯源，从而整体提高输血安全性，保证输血病案的有效管理。
输血科
交互式三维动画快速创作系统分析 篇6
关键词：交互式；三维动画；创作运用
三维动画艺术是近年来计算机科技发展的结晶，是动画艺术与计算机三维数字技术相结合的一门相对独立的新型艺术形式。三维动画艺术由最初的图像图形技术逐渐发展到现在，已普遍运用到电影、影视创意、后期特效、虚拟现实和数字媒体等多个领域。三维动画的发展先后经历了初步发展时期、迅猛发展时期和全盛时期三个阶段，已经形成了科学合理、系统完善的创作流程和艺术表现手法。
一、 三维动画教学存在的问题
当前在各个高校中虽然都普遍开设了有关三维动画的课程，但是，课程设置的重点并没有放在三维动画创作上，而更多的是把教学重点放在了各种先进的动画软件应用上，这样的教学活动就让三维动画课程重心出现了偏移，学生的实际创作能力也就不会提高。软件只是三维动画制作的一种工具性途径，而三维动画的创作才是动漫产业得以持续发展的关键。但是从当前动画作品来看，大多数都是用先进的技术效果来渲染动画效果，实际创作思路并没有实现创新。这也是当前三维动画创作出现问题的原因之一，教学理念没有实现创新发展。当前，在课程改革的浪潮中，三维动画的教学目标和对学生的培养方向也要适当进行调节。在原来学生的培养方式主要是以掌握基本三维动画创作知识为主，而在课程改革之后就强调对学生能力的培养，但是由于某些学校没有联系学生实际而进行培养目标的制定，导致学生的发展偏离了主要的方向，目前，学生所提高的能力都放在了先进技术的应用，而忽视了最基础的三维动画创作能力的提高。这种缺少目标的教学不但会阻碍学生的正常发展，更会导致学生失去对社会的适应能力。
二、交互式三维动画的设计技术
对象与场景的融合技术是数字图像处理中一项重要的技术。选择源图像中感兴趣的区域作为对象，然后无缝拼接到新的背景场景中，目标是让融合的结果图像看上去尽可能的和谐与自然。传统的泊松融合算法中，运用边界条件来解泊松方程，以实现在对象边界和场景目标的差异之间进行平滑的插值。这种梯度域融合方法必须要求融合的图像在梯度域上尽可能平滑。而选择更快速的均值坐标的方法，来逼近求解泊松方程。这种基于坐标的方法在实际运用中，不像上述方法那样需要解一个复杂的泊松方程，而是沿着边界对内部的每个像素加权后进行插值。其速度快，易实现，内存占用小，同时结果显示其融合效果也很好，能够达到实时性的要求。目前应用于创建基于 Web 的真实三维图形的编程语言极少只有 VRML2虚拟真实建模语言和JAVA3D等由于许多创建3D输出的软件都具有VRML文件格式的功能如3DSMAX而很多软件开发商也开发出在Web上显示VRML格式文件的插件Plug-In最著名的有Comosplayer2等。因此，利用VRML2来创建网上3D模型是最佳的选择。VRML2有丰富的造型功能共有10个构建几何Geometry 的节点，利用VRML2的几何节点和描述物体表面特性的节点，Appearance可以创建真实的基本三维形体，如圆柱圆锥、球等。如果结合Transform 的translation平移、scale缩放、rotation旋转、节点行插入节点、Inline以及DEF/USE工具，可以建立复杂的三维场景。
三、交互式三维动画的生成
三维动画起初的制作流程十分复杂，要经过草图的设计，虚拟场景的设置和场景中人物的动作设计等各个方面。这样一个工作流程需要很多人分工才能完成，往往一部三维动画需要耗费大量的人力、物力。传统的三维动画的制作中，人物的骨骼的运动，需要采用反向动力学的原理，通过确立子骨骼的位置，然后利用反向推导出其父骨骼方位。但是这种技术也存在一定的问题。其设定的参数比较复杂，需要花费大量的时间和人力。本文提出一种基于样例的交互式三维动画生成方式，这种方式能大大缩短三维动画的制作过程，也使得已经完成的动作可以持续的使用。基于样例的动画合成方法是从已经存在的动画入手，这种方式避免了重复的大量劳动，成为当前计算机图形研究的一个重点。基于样例的动画生成技术，从基于草图的三维动画复制基础上产生。在这种方法下，用户可以在保留源动画的风格的情况下，随意加入自己的创意。因为这种特点，该方法就具有了很大的通用性。该生成方法完全是根据样例来驱动新的目标的。它不需要源网格和目标网格具有相同的三面角片数和顶点书，也不需要有类似的拓扑信息。这种方法也适合源网格和目标没有明确对应关系的情况。用户只需要使用草图工具在源对象和目标对象之间设立一种类似的运动状态即可。通过原型系统上的交互工具，可以让用户在多个源动画上指定复制区域，然后把这些动画复制到目标区域上。在目标区域上设置控制点，使用非闭合网络均值坐标，根据源动画的风格来变形目标网格。利用交互调整控制点的方法具体实施。通过优化计算的方法，计算出对应于各个样例姿势的权重，生成适合各个控制点的目标的动作帧。在这一步中，可以通过调整目标网格的参数来控制复制的结果，通过参数的设置来获取最光滑的目标网格，从而生成动画动作的关键帧。后期的美化处理。在复制完之后，新的逼真的三维动画就生成了。在基于样例的交互式三维动画的生成方式中，源动画和目标动画可以是完全不同的，它们之间通过线型草图进行联系。因此，源动画可以是多个，都与目标网格之间进行联系，并产生全新的动画，由此动画创作人员可以在节省步骤的基础上，自由的加入自己的创作理念。
四、结束语
目前在技术上，三维动画的制作可以采用多种方式，有基于草图的三维动画的生成，也有基于控制的三维动画的生成和基于样例的交互式三维动画的生成。
参考文献：
[1]蔡黄辉，Java.动画图形和极富客户端效果开发[J].企业文化，2014.
人机交互地图系统的设计与实现 篇7
关键词：手势识别,手势跟踪,轨迹判定,地图控制,OpenCV
计算机技术水平发展的过程, 也是一个探讨如何更好地与计算机沟通的过程。如果技术构建的生活领先人们目前的生活太多, 就需要设计足够好的用户体验来驱动人们向新技术转变, 这也是人机交互发展的意义所在。更加随意和自然的人机交互方式一直是用户体验研究的主要方向。本文所设计的单摄像头下的单手手势识别地图控制系统, 从肤色检测入手, 并且选择了Camshift算法对人手进行定位跟踪, 选择HSV颜色空间进行自然背景下的肤色提取, 整个系统基于Open CV开发, 包括图像编辑、窗口操作、手势跟踪判定以及图像处理控制等各个模块都采用了Open CV的功能函数, 使用简单, 操作便捷, 具有一定的研究价值和市场前景。
一系统需求分析
本文系统以实现主要的人机交互地图功能为主, 所以一些可供扩展开发的功能没有列入主要的系统需求之内。基于这一前提, 系统需求包括:
显示视频, 在视频中跟踪显示肤色区域;
载入地图图片, 并可以无需更改代码, 更换地图图片;
识别手势指令, 并且根据指令控制图片移动;
在各个程序进程上, 留有扩展开发入口。
根据系统需求, 按照人机交互的顺序, 结合Open CV函数的特点, 设计出系统框架如图1。
二Open CV简介
Open CV的全称是Open Source Computer Vision Library, 开源计算机视觉库。Open CV于1999年由Intel建立, 现在由Willow Garage提供支持。Open CV是一个基于BSD许可证授权 (开源) 发行的跨平台计算机视觉库, 可以运行在Linux、Windows和Mac OS操作系统上。
Open CV量级轻而效率高, 由一系列C函数和少量C++类构成, 同时提供了Python, Ruby, MATLAB等语言的接口, 实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。加上其开源的特性, 处理得当, 不需要添加新的外部支持也可以完整地编译链接生成执行程序, 其代码经过适当改写可以正常地运行在DSP系统和单片机系统中。
Open CV大量应用于人机互动、物体识别、图像分割、人脸识别、动作识别、运动跟踪以及机器人开发等各个领域, 应用非常广泛。通过优化的C代码的编写对其执行速度带来了可观的提升, 并且可以通过购买Intel的IPP高性能多媒体函数库 (Integrated Performance Primitives) 得到更快的处理速度。
三手势识别
手势的表达能力介乎语言与表情、身体姿态之间, 但是在环境的适应性、交互的便捷性方面有突出优势, 所以成为人们研究下一代交互方式的首选媒介。但是手势的复杂性也非常突出, 这一面说明手势识别的难度很大, 另一面说明手势交互能够带来的信息量很大。
本文研究的手势识别是对手势做静态化的大致定位, 对具体细节可以不精确计算, 得到连续稳定变化的目标区域, 具体表现在获得目标区域的稳定性质点 (比如重心) , 在视频流的每一帧连续变化中, 稳定性质点不会发生跳变。本文对手势识别提出的流程方案是:前景提取、肤色提取、手部提取、手势跟踪。
1. 前景提取
在连续变化的视频帧中, 除人体的操作变化之外, 实际上背景通常是静态不变的, 所以将前景提取放在手势识别的第一步进行, 目的在于排除静态背景的干扰。前景提取中的“前景”指在连续图像中变化的图像部分, 前景提取是一个从所有图像数据里面提取动态数据的过程。经过前景提取得出的动态区域, 然后针对动态区域做进一步的肤色识别等流程, 这一步骤提高了识别系统整体的效率。
视频捕捉的视频流之中, 如果假定背景保持不变。通过分析其中移动的前景图像建立模型, 将背景模型和当前帧进行比对可以检测出前景物体, 通过调用Open CV中的absdiff函数即可计算得到。但是对于大多数情况来说, 获取背景图片都不容易。
具体的实现过程主要分为两部分:一部分是调用absdiff函数找出当前图片和背景图片的区别, 使用了threshold函数除去前景。如果当前图片像素与背景图片像素变化超过一定阈值就认定其为前景像素;另一部分工作是更新背景图片, 调用函数Accumulateweighted, 根据权重参数可以调整背景更新的速度, 将当前图片更新到背景中, 将得到的前景提取结果作为mask, 在更新背景图片时避免了前景的干扰。Open CV封装了Background Subtractor MOG类, 为我们做好了相关工作。
此法可以得到的结果是二值化的结果。所以需要采用迭代的过程, 将得出的二值化结果的区域坐标输出, 反馈到肤色提取模块, 再在动态提取后的区域中做分析检测。
2. 皮肤检测
皮肤检测的任务是在视频流中找到皮肤区域, 并且把检测出的目标区域标定。皮肤检测通常作为从视频中提取人体部位过程的预处理步骤。
因为皮肤的特征具有差异性, 根据人们不同的种族、健康或者年龄等不同因素, 都会产生差异, 所以皮肤检测可以是两个维度的工作, 既可以基于肤色检测也可以基于皮肤肌理检测。两种检测方法的原理不同, 目前主要的研究都集中在肤色检测这一方面。因为皮肤的肌理相对肤色来说, 更加细微, 所以检测的难度以及对环境的敏感度都比肤色要高。本文也基于肤色检测进行。
由于皮肤在视频流中的颜色取决于摄像头拍摄时的光照条件, 包括光照的角度以及光照的强度。本文具体讨论在光照不变或者皮肤颜色对光照变化不敏感的条件下进行的情况。
皮肤检测包括如下步骤:颜色空间转换、设定皮肤边界、标定皮肤区域。
颜色空间的值与很多变量有关, 对光照条件等主要的干扰因素的敏感程度不同, 且与肉眼所见颜色并未必有明显的线性关系。因此, 作为皮肤检测的重要环节, 选择颜色空间对皮肤检测模块的性能有很大影响。
因为本系统需要直接定制肤色边界, 所以采用了感性颜色空间中的HSV空间, 包括三个部分:色相 (H) , 饱和度 (S) 以及亮度 (L、V) 。他们从RGB空间非线性转换而来。优势在于允许用户直观制定色调、饱和度的肤色边界。通过设定HSV值, 可以直接看到系统检测的效果, 并可根据效果及时调整。HSV值设定以后的, 满足HSV设定边界的像素点被标记成为皮肤区域。
人体的皮肤是由红色的血液或者褐色以及黄色的黑色素组合而成的, 所以皮肤的颜色是在一个有限的皮肤范围之内。因此, 皮肤检测在将图像转换到颜色空间后, 可以确定一个肤色边界来划定肤色区域。肤色边界是指在颜色空间中, 根据颜色的各个值设定区分条件, 满足条件像素点才能被标定为皮肤像素。
对图片的操作本质上针对一个矩阵进行操作, 每个矩阵上的点具有位置和颜色值。针对图片数据矩阵上所有的点做一个遍历检测, 对每个点按照肤色边界条件作对比检测, 然后把满足边界条件的点保持原有数据, 不满足条件的点设为白色。针对点的对比检测完成之后, 对图像做形态学处理, 将大块的颜色区域划为连续的区域。同时将满足条件的区域中的一些不满足条件的区域标识出来。这样整个皮肤检测流程就完成了。
3. 手部提取
输入手部提取模块的图像, 已经经过前景提取和皮肤检测, 意味着理想情况下, 摄像头采集到的静态元素已经排除, 运动着的目标非皮肤区域也已排除。但是用户被摄像头采集到皮肤区域, 不止是包括手势部位, 也包括了脸和手臂。
脸部和手臂虽然互相干扰, 但是脸部包含了眼睛、鼻子和嘴唇等非肤色区域, 所以在连续的区域之间会有一些小的非肤色区间。可以基于区域的连续性来将脸部排除。
手掌和手臂都是连续的肤色区域, 需要进一步确定手掌的位置。首先取得两个最大的手指指尖坐标, 然后根据两个坐标之间的差值, 确定一个起点, 再根据设定的手掌比例算出手掌的横向面积, 满足横向长度的范围之内, 就属于手掌区域, 剩余的就是手臂区域。
该方法受到摄像头面对手势的方向以及距离的影响。极端情况下, 当整个手臂被判定为手掌时, 整个手势的跟踪轨迹也会有一个稳定的输出值, 但是因为面积变大, 以及遮挡面积等各种影响都变大, 所以输出值相对真实值会变得缓慢。
4. 实现方案
本系统主要负责手势识别以及跟踪的函数:
该函数的主要作用是, 输入视频帧转换成的图像, 识别并输出肤色区域中心坐标。这一模块的主要任务有:将肤色区域跟踪框显示到视频中, 方便及时查看识别跟踪效果, 以修正肤色阈值;输出肤色区域中心坐标数据到轨迹判定模块。
实现的过程如下:
将图像转换到HSV空间, 设定皮肤过滤阈值成对应的HSV值条件, 然后通过设定的HSV值对图像进行检测;
通过Cam Shift算法跟踪肤色区域, 并且将跟踪框显示到视频流图像中, 输出显示;
将肤色区域的跟踪数据存入track_box变量地址中, 以供系统下一进程调用。
四手势跟踪与判定
手势跟踪通过不同帧之间稳定性质点的变化来推断整个运动的轨迹。所以, 手势跟踪和手势运动的速度、对象是否被遮挡等都有关系。
目标从进入摄像头采集范围开始, 移动过程的每帧之间需要一定的时间, 所以相邻视频帧之间必然有一定的相关性, 基于这种相邻帧之间的相关性可以对肤色检测的对象进行跟踪, 持续输出目标坐标以完成手势识别系统的任务。对人机交互地图系统的手势识别模块来说, 手势跟踪的目的是持续输出坐标, 并且设置跟踪框, 此外, 还可以反馈信息给手部提取模块以减少计算量。
目前, 对目标跟踪算法展开很多研究, 这些算法各有优缺点。在不同的系统里, 根据需求的不同, 选择对应的目标跟踪算法, 对整个系统的性能以及识别率都至关重要。本文的手势识别是基于肤色的, 所以选择使用Cam Shift算法。
1. Cam Shift跟踪算法
Cam Shift的一大特点就是其搜索窗口在初始化之后会在每一次搜索完毕之后自适应调整其大小, 使得跟踪窗口能适应目标大小的变化。Camshift是基于肤色的, 由于基于肤色识别的算法对光照比较敏感, 所以需要选择对光照亮度变化不太敏感的颜色空间如HSV, YCg Cr等。在HSV空间中, 只需要计算H通道的颜色直方图;在YCg Cr空间里, 需要计算Cg Cr通道的颜色直方图, 为了减少计算, 选择前者。以下是Camshift跟踪的基本步骤;
第一步, 初始化搜索窗口, 将RGB颜色空间转换为HSV颜色空间。根据用户手动选择的搜索窗口, 获取待跟踪目标的颜色直方图;
第二步, 根据获得的颜色直方图将原始图像映射为对应颜色的概率分布图像;
第三步, 计算当前搜索窗口内概率分布图像的重心, 把搜索窗口的中心移到计算得到的重心处, 更新搜索窗口的中心及大小, 返回第二步, 重复操作直至窗口的中心不再发生变化或与重心的距离在预定阈值之内。
因为Camshift跟踪需要用户手动设置, 并不能实现自动跟踪。但是可以对步骤一进行以下流程优化, 以实现Cam Shift跟踪的自动化。
加载待跟踪目标的颜色图像, 计算待跟踪目标的颜色直方图;
设置搜索窗口为整个视频窗口或略小于整个视频窗口。
Camshift跟踪会根据目标的尺度更新窗口大小, 所以最初的最大化设置会在搜索开始后立即变成适应目标的窗口大小。在本系统中, Cam Shift持续将搜索窗口的中心坐标输出, 即可完成从手势图像到具体目标坐标的转化。
2. 手势轨迹判定
手势跟踪持续输出了手势的位置坐标, 由此, 我们需要设计一个轨迹判定算法来从轨迹之中识别出手势传达的指令。
本文采用一种基于坐标系加判定圆的交互判定方式:构建一个以视频采集中心为原点的坐标系, 再以原点为圆心, R为半径构成一个判定圆。这种轨迹判定方式可以满足平移和缩放两种操作的判定需求。
(1) 平移判定
当轨迹落在判定圆之内时, 系统即处于触发状态, 当手势坐标离开判定圆, 系统立刻脱离触发状态, 同时记录这一时刻点的坐标, 将其与触发点的坐标相对比, 则可得出一个由坐标差形成的向量, 反映了这一手势的方向以及移动量。
这样得出平移向量可以包含各个方向, 如果基于该向量再加上一些判定算法, 则可以得出一些仅包含几个方向 (比如上下左右) 的平移值。
(2) 缩放判定
因为缩放操作比移动操作的频次要低, 所以缩放操作可以比移动操作稍微复杂。
本文的缩放操作定义为:在坐标系中对整段输入轨迹做匹配处理, 当一段坐标轨迹连续顺时针或者逆时针经过了四个坐标象限的时候, 根据顺时针或者逆时针判定为放大或者缩小。至于缩放的倍数, 需要事先确定。
这样做的好处是:当用户知道触发圆的存在时, 会有目的地发出指令手势。同时在无指令意向时, 会注意避开触发圆。通过调节触发圆半径R的大小, 对触发敏感地区进行设置, 使得系统可以灵活适应不同场景, 降低用户误操作的概率。此外, 通过采用相对坐标的差值, 保留了手势的方向, 使得图像具有多维的方向感。
3. 实现方案
手势判定模块的任务是:当用户做出符合规则的手势时, 模块从前流程模块中实时获得肤色区域坐标, 经过判定, 输出对应的指令。因为仅需实现图片移动, 所以本模块的实现函数为:
void Judge (float x, float y, int&dx, int&dy) ;
调用跟踪模块的track_box变量的中心x、y坐标, 经过算法判定以后输出移动的坐标。如果实时输入的坐标没有满足坐标条件, 则输出dx、dy均为零。
实现过程为:
对dx、dy变量清零。因为x、y变量为偏移量, 如果之后的流程中输入的坐标不满足判定条件, 则输出为0的偏移量, 不发生影响;
对输入的坐标x、y做偏移处理, 因为视频采集的区域中心坐标并非是 (0, 0) , 所以需要针对圆心做调整。采集区域的坐标值形成以采集区域中心为圆心的坐标系;
判定触发状态:如果系统已触发, 当前坐标在触发圆内, 则把状态设置为已触发, 保存坐标值;如果系统已触发, 当前坐标不在触发圆内, 则用目前的坐标值减去触发状态保存的坐标值, 设置 (dx, dy) 输出。
五地图交互
人机交互地图系统的难度以及核心模块集中在手势识别方面, 但是用户在使用时真正看见的是地图交互模块。虽然地图的载体是图片, 但是操作地图和操作图片有一定区别。放大缩小所操作的地图, 不简单是一张图片, 而是切换了不同精细度的数张图片。地图模块的几个功能是:管理地图图像数据源、获取手势指令、对数据进行相应操作。
1. 地图数据管理
常用的地图显示方式的最佳实现方案为联网时自动更新数据以及离线时使用可用的离线数据。数据源采用图片作为主要的呈现载体, 系统直接根据需求把对应的地图图片显示出来。
地图数据管理的关键是, 用户不用直接修改代码, 可以通过文件夹操作等方式增加地图数据, 可以在程序中输入数据检索文件夹中的图片, 当用户需要使用当前地图时, 只要把图片放入文件夹即可。
2. 地图操作
当选定地图之后, 地图的操作主要是移动和缩放。至于多维信息的查询, 需要结合地图匹配的数据库和相应信息交互的功能方能实现。仅仅针对地图本身而言, 并不需要如此多的功能设置。我们具体研究地图的移动和缩放功能。
针对地图的缩放功能, 有些地图本身的信息非常密集, 所以需要做到对地图本身的缩放处理。而另外一些地图, 实际上并非“看不清”, 而是给出一些宏观图像, 放大功能则是针对其中一个密集区域调用相应的详细地图图片。
针对地图的移动功能, 如果本地数据源是静态图片, 那么移动是有边界的。同时, 移动的尺寸也非常重要, 针对显示框的不同形状, 要给地图移动设定一定颗粒度的移动距离。如果颗粒度太大, 用户在需要同时看移动后地点和移动前地点之间的路线时容易操作过度;如果颗粒度太小, 用户则需要连续操作, 这样既浪费用户精力, 又可能造成误差。
无论是移动还是缩放, 在边界问题上, 都需要给用户反馈, 以提醒用户是否可以操作, 是否需要更新数据源。对于特定硬件而言, 图像显示的窗口大小要作对应的设置以满足最佳的查看体验。
(1) 图像的平移
图像的平移是将图像中所有的点都按照指定的平移量水平、垂直移动。设 (x0, y0) 为原图像上的一点, 图像水平平移量为tx, 垂直平移量为ty, 则平移后点 (x0, y0) 坐标将变为 (x1, y1) 。
显然 (x0, y0) 和 (x1, y1) 的关系如下:
用矩阵表示如下:
对该矩阵求逆, 可以得到逆变换:
平移后图像上的每一点都可以在原图像中找到对应的点。例如, 对于新图中的 (0, 0) 像素, 代入上面的方程组, 可以求出对应原图中的像素 (-tx, -ty) 。如果tx或ty大于0, 则 (-tx, -ty) 不在原图中。对于不在原图中的点, 可以直接将它的像素值统一设置为0或255 (对于灰度图就是黑色或白色) 。
(2) 图像的缩放
图像移动变换是1:1的变换, 而图像的缩放操作会改变图像的大小, 产生的图像中的像素可能在原图中找不到相应的像素点, 这样就必须进行近似处理。本文的方法是直接赋值为和它最相近的像素值。
假设图像x轴方向缩放比率为fx, y轴方向缩放比率为fy, 那么原图中点 (x0, y0) 对应与新图中的点 (x1, y1) 的转换矩阵为:
其逆运算如下:
例如, 当fx=fy=0.5时, 图像被缩放到一半大小, 此时缩小后图像中的 (0, 0) 像素对应于原图中的 (0, 0) 像素; (0, 1) 像素对应于原图中的 (0, 2) 像素; (1, 0) 像素对应于原图中的 (2, 0) 像素, 以此类推。在原图基础上, 每行隔一个像素取一点, 每隔一行进行操作。其实是将原图每行中的像素重复取值一遍, 然后每行重复一次。
3. 实现方案
地图交互系统分为几个模块设计, 分别为:载入模块、移动模块和显示模块。
(1) 载入模块
地图载入模块需要让系统具备动态的图片接受能力。允许用户直接修改地图存放文件夹中的图片, 只要满足命名规则, 不需要修改代码可以直接更改操作的地图。本文设定在E盘map文件夹下, 存放需要显示的图片, 命名为map.jpg即可。基于Open CV的cv Load Image函数, 使得系统支持大多数图片格式, 不仅限于jpg格式。
实现函数为:
Ipl Image*map=cv Load Image ("E://map/map.jpg") ;
(2) 移动模块
地图移动模块需要实现地图的上下左右移动, 能够调用判定模块输出的图片, 移动坐标对应移动图片。当图片移动超出尺寸时, 显示黑色背景。
实现函数为:
Ipl Image*dst=Move (Ipl Image*map, int dy, int dx) ;
移动模块的流程是:
判断 (dx, dy) 是否为零, 如果为零则跳过移动执行, 直接进入下一循环, 节省计算量:
按照dx、dy值移动图片, 并且返回移动处理后的图片。以供显示模块显示。
(3) 显示模块
地图显示模块需要在屏幕中心显示一个固定尺寸、固定位置的窗口。在窗口中显示各种移动操作后的地图图片。因为基于Open CV的cv Named Window以及cv Show Image函数有较大局限, 创建的窗口只能和图片一样大小或者固定大小, 无法全屏显示部分图片:当窗口尺寸大于图片时, 图片从左上角开始显示, 未铺满的地方为黑色;当窗口尺寸小于图片时, 图片按照窗口的比例默认显示。这不能满足我们既要能够查看图片中的一部分, 同时保持窗口大小不变的需求。
为了满足函数调用条件又满足系统需求, 采取了一下办法:
图像显示确认首先采取固定窗口位置以及固定窗口大小的处理方式;
采用类似图像移动函数的方式对图像进行处理:针对要显示的目标以及显示框架, 制定一个框架空图像, 其尺寸大小和需显示的图像一致, 但内容为空;
按照要显示目标的区域, 把地图图片目标区域的数据复制到frame图片中。然后返回frame, 就完成了部分显示图片的任务。
实现函数为:
dst=Fill (dst) , cv Show Image ("Map", dst)
因为复制目标图片值需要大量的计算, 所以将填充函数和显示函数分离, 按需调用, 可以有效提高系统性能。
六实验结果
整个人机交互地图系统的程序设计循环流程为:
先将摄像头视频流中的帧转换为图片导入;
调用识别跟踪函数, 实时获取采集图片中肤色区域的坐标数据;
显示视频数据;
调用判定函数, 从坐标数据中判定对应的手势指令;
如果发出指令 (移动坐标不为零) , 则移动地图;
显示地图。
代码如下:
编程实现后, 用单手操作, 进行不同方向移动地图的效果如下。
1. 向左移动图片
手坐标在触发圆内, 系统触发, 见图6 (左上) ;
手坐标在触发圆左侧 (图片中右侧) , 触发移动图6 (右上) ;
图片处于原位, 见图6 (左下) ;
图片左移, 显示更多地图右侧区域, 见图6 (左下) 。
2. 向右移动图片
手坐标在触发圆内, 系统触发, 见图7 (左上) ;
手坐标在触发圆右侧 (图片中左侧) , 触发移动图7 (右上) ;
图片处于原位, 见图7 (左下) ;
图片右移, 显示更多地图左侧区域, 见图7 (左下) 。
3. 向上移动图片
手坐标在触发圆内, 系统触发, 见图8 (左上) ;
手坐标在触发圆上方, 触发移动图8 (右上) ;
图片处于原位, 见图8 (左下) ;
图片上移, 显示更多地图下方区域, 见图8 (左下) 。
4. 向下移动图片
手坐标在触发圆内, 系统触发, 见图9 (左上) ;
手坐标在触发圆下方, 触发移动图9 (右上) ;
图片处于原位, 见图9 (左下) ;
图片下移, 显示更多地图上方区域, 见图9 (左下) 。
七小结与展望
本文从系统需求入手, 设计实现了一个基于手势识别技术的人机交互地图系统。并针对系统的各个功能模块, 从理论角度进行分析和思考, 在传统算法的基础上, 设计出肤色识别系统、符合手势交互规则的轨迹判定算法以及基于判决圆的交互判定方法, 使得系统能够分析用户的真实命令意图, 降低用户无意识手势造成的错误判定, 减少误操作。在手势判定之后, 针对输出的指令, 设计适用于地图操作的控制系统, 最后利用Open CV编程实现。
本文的研究虽然取得预期的效果, 但功能还不完善, 可以进一步研究开发:
加入前景提取模块。这是排除静态背景影响的基础, 目前的系统没有此模块, 较容易受到背景颜色的干扰。前景提取模块以输出前景区域为主, 并加入形态学处理, 通过计算, 使得整个前景提取的结果是有原始图像数据的前景区域图像;
汽车多媒体系统人机交互接口设计 篇8
汽车信息娱乐系统属于汽车多种舒适功能中的一种, 当今汽车上的导航、音响等均属于信息娱乐之列。随着驾乘人员对汽车舒适性和安全性要求的提高, 传统的车载网络技术已经无法完全胜任, 由此MOST网络技术被提出。相对于MOST网络技术在国外的高档轿车上的实际应用, 我国汽车工业起步较晚, MOST网络技术相对滞后, 虽然目前市场上也未有基于MOST网络技术的人机交互接口产品得到应用和推广, 但是在国产汽车领域运用这一新兴技术将是必然趋势。Raspberry Pi (树莓派) 是目前市场上炙手可热的卡片式电脑, 除了具有信用卡大小的体型优势之外, 更具有价格低廉、可以实现裸机开发等特点, 可以作为减少车载编程硬件成本和便利的一种全新尝试。
2 人机交互系统
人机交互系统是一门研究人与计算机间交互关系的科学, 系统包括了各种计算机的系统和和软件, 用户需要通过使用人机交互系统界面与系统进行交互, 从而完成命令和操作。
3 MOST
MOST是面向媒体的系统传输的总称, 是一个面向功能的简单网络系统。以功能块为核心, 通过应用层协议实现功能块间的通信, 能传输数据流、报数据和控制信息。MOST网络采用光纤/电气闭环方式进行网络同步, 能提供高速带宽, 满足大量数据间共享和传输的同时还能确保接受端正确检测到数据。
4 嵌入式Linux
嵌入式Linux是一个适用于多种CPU和硬件的跨平台系统, 被广泛应用于航空航天、消费性电子产品领域, 是目前运用于嵌入式系统开发的主要平台, 也是一个可以保证实现更多树莓派功能的官方推荐平台。
5 Raspberry Pi
树莓派是简称RPi, 是专为学生计算机编程教育而设计的一款仅有信用卡大小的微型电脑。既可以看做是一个单片机开发板, 也可以直接看做一台电脑, 主板上包括了处理器、SD卡插槽、USB接口、以太网接口、HDMI接口、状态指示灯、模拟音频输出、复合视频输出和电源接口, 可以实现图像处理、裸机开发、音频视频播放等功能。
6 Python
Python是一中面向对象的解释性的计算机程序设计语言, 具有语法清晰简洁的特点, 其中包含了丰富多样且功能强大的类库, 可以通过其快速生成程序远行之后再对需要的部分用其他汇编语言重写, 是目前树莓派上支持的主要语言。
7 多媒体娱乐系统网络环路设计
设计主要包括显示单元、开发单元和MOST单元, 并通过串口将它们连接起来。其中LCD显示选用目前市面上常用且符合车载使用情况的4.3寸显示器;开发板选用Min6410开发板和树莓派分别进行开发, MOST控制单元则包括主控制器部分和从节点部分, 提供多媒体传输。
7.1 MOST环路单元
MOST环路连接多种多媒体设备, 提供视频和音频数据的传输, 定义信息娱乐系统高层抽象层的接口和功能。设计中将MOST通过串口与开发板板相连接作为主控单元, 其余部分作为从节点。
7.2 其他硬件部分
设计使用汽车专用的AB类音频功率放大器实现对功放功能。
8 环境搭建
环境搭建是嵌入式系统开发中程序顺利的开发运行的基础。本设计的环境搭建包括Fedora9和GCC的安装配置。其中Fedora9为Mini6410的开发环境, GCC是Linux中用来编译高级编程语言的工具。搭建步骤如图1。
9 设计总结
设计旨在开发一个汽车之上基于MOST多媒体娱乐系统的人机交互接口, 主要从汽车中目前的主要多媒体模块着手, 实现了CD控制、下载控制、DSP数字信号处理等功能。除了在传统ARM板上的编程开发, 还尝试了在当下新推出的树莓派上进行GPIO的安装从而完成嵌入式开发。随着汽车电子技术和计算机产业的发展, 计算机技术与汽车电子必将走上相辅相成的道路, 尽管Raspberry Pi已经具有了绝大多数开发板甚至电脑的功能, 但由于其运用于教育范畴的初衷, 存在接口功率不足的问题, 如何实现其功能的进一步完善, 将其替代传统的开发板, 抑或将程序都集成在ARM板或者树莓派上从而节约设计成本, 将是一个非常值得探索的问题。
参考文献
[1]Prof.Dr.Ing.Andreas Grzemba.MOST:from MOST25 to MOST150, ELECTRONICS LIBRARY Sprife.
[2]MOST Cooperation.MOST_Book_2[M].MOST Cooperation, 2011.
[3]Getting Started with Raspberry Pi.Matt Richardson, Shawn Wallace.
[4]QT4图形设计与嵌入式开发[M].人民邮电出版社, 2009.
系统交互 篇9
1 背景
1.1 历史教训, 前车之鉴
过去, 许多人把数字家庭简单理解为就是替换客厅电视, 但是前景远没有想象的那么美好。1978年, 美国赖特-里德报业集团投资5000美元, 设计开发了家庭有限图文信息项目:“视特灵”。该项目由贝尔实验室设计开发, 使用家庭电视交互提供图文综合新闻、本地新闻、社会活动、参考信息等, 经过三年的运作, 在一片“叫好”声中, 最后以彻底失败而告终。
对于这第一个尝试的项目而言, 它并不算完整的数字家庭的诠释, 并且单纯就数字电视而言, 它没有针对用户群的特色需求提供内容, 依然是传统的一对多、单向的传播方式, 没有交流与互动。在设计上, 它没有便捷的交互方式, 而是采用电脑多级菜单式的内容选择方式, 就像一个不断深入下去的鼠洞, 让用户感到不方便、迷茫。
1999年, 微软投资数十亿美元全球力推“维纳斯计划”, 拉开进军客厅的序幕, 随后偃旗息鼓。其后数年, 虽有PC厂商也尝试娱乐中心PC, 均无建树。
1.2 现状与支持
随着科技的发展, 智能化的电子产品极大的丰富了我们的日常生活, 给我们生活起居带来了巨大的便利。尤其是随着网络系统的普及和发展, 让我们的生活处处充满了智慧。计算机的高科技与感应芯片技术的完美结合, 应用于家庭内部设备控制和感应, 从而再次激起了我们对家庭智能化的梦想。
20世纪80年代初, 随着大量采用电子技术的家用电器面市, 住宅电子化 (HE, , Home, Electronics) 出现。80年代中期, 将家用电器、通信设备与安保防灾设备各自独立的功能综合为一体后, 形成了住宅自动化概念 (HA, , Home, Automation) 。80年代末, 由于通信与信息技术的发展, 出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统, 这在美国称为Smart, Home, 也就是现在智能家居的原型。
在中国, 智慧家庭在政府政策、技术支撑和市场推动几个合力的共同作用下得到发展。首先, 国家进行数字化城市发展是大的前提, 由政府引导城市制定相应的战略方针和行动纲要, 加速三网融合的步伐;, 在技术方面, 物联网、云计算提供了支撑条件;在市场上, 用户对智能生活的需求和多个行业企业的共同参与促成了智慧家庭在中国的发展基础。
1.3, 目标与意义
在智慧家庭概念提出的早期, 尝试者们大多是技术领域的领先者, 他们开发的产品与服务仅仅是对技术的追求, 而并没有做到以人为本, 结合实际的应用和用户体验。在长虹2011智慧家庭项目里, 我们的目标是要建立一套基于长虹家电产品体系的信息系统, 包括硬件和软件交互体系, 洞察未来人居环境和用户需求, 实现具有标志性的用户体验和良好软、硬件功能的可扩展性。
2, 用户研究与数据分析
2.1, 流程与方法
要做到以人为本, 了解用户的需求与生活状态是第一步, 用户研究的步骤必不可少。首先, 了解用户。我们将研究地点设为上海这个国际大都市。按照基本家庭结构划分研究对象, 一共采访了四个典型类别的家庭:二口之家、三口之家、三口之家与父母同住、空巢中老年家庭。方法为一对一的入户访问。访问采取了PPF (PAST-PRESENT-FUTURE) 模型, 结合事前家庭作业挖掘了用户对娱乐、通讯、控制、安全、健康、教育等6大长虹重点关注领域的信息, 以及他们对未来智能生活的展望。
在对用户的整体了解基础上, 根据用户研究的数据产生洞察、进而深入理解用户需求。之后, 在以内容为主体, 以相似度为原则进行洞察聚类, 再进一步形成洞察簇群组。
2.2 关键洞察
从数据分析中, 我们发现:家庭处理家庭事务是一个不断发展的动态过程:
(1) 起点是家庭成员在过去的生活体验所形成的生活体验和认知;
(2) 过程是家庭成员对具体家庭事务 (包括但不限于长虹聚焦的6大领域) 的处理;
(3) 终点是家庭成员从中得到的体验感受以及对未来的期望。
在这个调研中, 我们挖掘到用户对智慧家庭的最基本的需求:帮助他们更好的处理家庭事务、实现更便捷舒适的生活。由于现有技术及服务内容的不成熟, 他们并没有像我们预想中需要更丰富的内容, 或是他们也不知道自己要什么。
3 机会挖掘与创新
2006年, 携微软、Intel、AMD、思科、绝大多数PC和家电厂商、甚至盛大这样的网络公司, 客厅娱乐中心计划再次走上前台, 烧钱无数, 轰轰烈烈的宣传和新产品造势, 再次渐渐走入无声无息。2010年, 在手机和互联网大获成功的苹果和谷歌各自推出Apple, TV和Google, TV, 也远没有获得预期中的市场热烈反应。
从之前的例子我们可以看到纯以电视屏幕的应用作为智慧家庭业务的突破口是行不通的。或者他们就想创造一款独立的智能电视, 没有配合其他终端、以传统的互动方式连接网络扩大内容供给, 也依然没有市场。
3.1 新方法
是真的以电视屏幕作为智慧家庭的突破口没有市场吗?我认为不是这样。而是没有找到合适的方法满足当前广大用户最基本的需求。智慧家庭应以“智能终端互联”为基础, 充分发挥各种终端的优势, 实现各终端特色内容的分享、互动。
智慧家庭系统并不是简单的控制集合, 我们的核心设计思想是致力于设计先用户所想之想, 提供先用户所需之需。
根据用户对信息的需求, 将智慧家庭系统的信息架构分成以下三个方面:
(1) 主动类:信息的产生由用户 (控制端) 发起, 加工由用户根据习惯和体验主动参与。
(2) 被动类:无需用户操作, 系统自动生产, 内容无法根据用户的意图改变。
(3) 推送类:产生由第三方触发, 加工由用户参与, 获取是双方的。
根据以上三种定义, 我们将电视机涉及的所有功能点进行整合归类。在主动方面, 我们主要的功能点有:电视的基础设置调节, 查看信息、视频发起等。在被动方面, 如小区产生的物业信息、水电费缴费信息、监控画面等。在推送方面, 系统将推送跟用户相关的信息提示或根据个人喜好来推送功能应用、环境的自动调节等等, 例如:其它用户的邀请信息, 好友推送信息, 热门应用推送信息。
3.2 创新框架
在前期用户调研的基础上, 我们在数据中找出围绕用户生活的三个关键界定--时间、场景、事件 (任务) , 结合全新的信息分类方式, 创造出智慧家庭设计创新的理论框架, 并衍生出智慧家庭的一个新功能:使用情景模式。
随着各家电的智能化发展, 集中性和便捷性的控制成为我们要为用户解决的重要问题, 利用物联网和感应器等技术, 根据用户在不同时间段, 所处的场景和相关联的事件 (或任务) , 自动完成或自动推送与之习惯符合的信息内容或控制调整。
例如:在你离开家时, 选择离家模式。家中的各种防盗系统和安全监测系统将自动开启, 一旦有紧急情况, 系统自动通知主人, 或向物业管理中心报警。在回家的路上可以通过手机提前打开空调, 设定好家中的温度。或者通过pad远程控制家中的电器, 查看冰箱的食物储存情况。还可以通过手机查看消息中心, 及时获取跟家庭有关的信息, 如水电费的缴纳信息, 停水停电信息, 维修信息, 设备故障信息, 小区活动信息, 好友邀请信息等等。当你选中睡眠模式时, 卧室的光线会自动变暗, 定时关闭, 窗帘缓缓拉上, 温度自动调节到适宜档, 营造一个良好的睡眠氛围, 帮助你迅速入睡。
以电视为核心的控制终端, 连接手机、电脑、pad、冰箱、空调等家用设备, 可以让用户随时随地的实现对家庭设备的控制。通过智能终端, 用户可以随时随地的了解和控制家用电器的使用状态并一键完成家务的处理。系统会根据用户当前所处的情境自动将用户可能需要的功能, 按照重要性贴心奉上。从而实现智慧家庭为用户提供智慧的系统解决方案。
3.3 验证
在有了初步设想后, 我们先后对20名用户进行了纸面原型测试、低保真测试和高保真测试, 所有测试用户都认可此模式的划分, 并且在我们拟定的模式基础上根据个人需求提出了新的模式组合。对于新信息分类方式的测试, 用户在适应一段时间后均能接受, 并表示对他们生活效率的提高有显著帮助。
总结
现如今, 家庭自动化、智能家居、网络家居、数字家居已经不是什么新鲜的名词。随着网络技术和通信技术的日新月异, 人们不仅对家居自动化和信息化的程度要求越来越高, 而且对家电设备控制的灵活性以及对外部信息的互通互联, 获取信息的方便性, 都提出了更高的要求。
我们在背景资料研究和用户调研的基础上, 大胆的提出了全新的信息分类方式和新的智慧家庭系统模式功能, 这是对智慧家庭系统功能设计方法的一次新探索。同时, 由于时间和精力关系, 这个探索仍然有许多待以改进和深入的地方。如, 面对不同家庭成员之间的个性与共性的服务形式等问题。在未来, 我们会进一步探索。
摘要：科幻电影让人们对未来数字化的生活有了新的想象空间, 从而首先激发了技术领域对智慧家庭的热情。智慧家庭生活是一种趋势, 不仅是年轻一代, 在中年老年人中也愈来愈受欢迎。随着今日科技的進步, 许多的居家科技的可行性也跟着提高。根据人们在不同环境中的需求, 提供不同的功能, 与生活紧密地结合在一起, 透过选用合适的智慧系统, 可以让生活和工作更有效率而且更智能。
关键词：智慧之家庭,智能化,电子技术
参考文献
[1]物联网智慧家庭研讨会报告2011.
[2]“智能家居”——百度百科.
[3]黄则佳.“智慧家庭生活趋势”——TDC研究发展组.
[4]本然公司交流合作报告.
[5]“智能家居的定义被物联网改变”——中国智能家居网, 2011-07-18.
交互式会计报告系统浅析 篇10
1. 企业作为信息的所有者和提供者, 完全享有提供信息的主
动权, 在准则的基本框架下, 提供什么信息, 提供多少, 详细程度如何, 企业拥有较大的自主性。而报表的使用者却只能作为信息的接受者, 被动地接受企业提供的会计信息, 没有选择权。
2. 通用会计报告提供的是综合的、汇总的会计信息, 它的本质是一种大规模的标准化生产, 即MP (Massive Production) 。
提供这种标准化的财务报告, 可以给报告者和审计人员带来规模效应, 降低信息的成本。同时, 简化了报告程序, 并保持不同企业之间的可比性。但是, 这种“标准化”却并不能同在信息使用者中达成共识。MP所包含的“大众需求同质、大量、稳定”的假设, 在今天已随着技术变革和经济发展而日趋不确定, 会计报告的使用者对信息的需求是非同质的, 且日趋个性化, 而且这种需求是企业管理者无法预先了解的。根据美国注册会计师协会 (AICPA) 财务报告特别委员会的研究, 信息使用者具有不同的需求, 其主要原因在于: (1) 使用者的目标和方法不同; (2) 被估价的资产不同; (3) 报告公司的环境不同; (4) 使用者的信息偏好不同; (5) 需求不断变化。显然, 通用会计报告不能满足信息需求者的不同偏好。
3. 通用会计报告提供的信息单一, 只提供货币计量的信息, 不能提供非货币信息;
只提供汇总信息, 不能提供明细信息;只提供一种计量属性与计量模式的信息, 不能提供多种计量模式下可供比较的信息, 等等。这种单一性, 使会计报告的灵活性和对使用者的有用性大打折扣。
4. 基于上述原因, 会计报告的发展方向应该是一种交互式, 或者说互动式的、灵活的会计报告。
所谓“交互式会计报告”, 是企业将会计信息存储为事项的源数据, 而将报表 (更准确一点可统称为报告) 的分类与合成交由信息使用者来选择。报表使用者可通过访问企业的WEB服务器, 向系统提出信息需求, 由后者根据访问者的权限和要求, 在数据库中进行搜寻和挖掘, 合成该用户所需要的会计报告。其间, 用户与信息提供者之间可不断进行交流与反馈, 即交互式的服务过程, 这样, 通过网络, 企业能为用户提供更多、更快、更有助于决策的信息, 同时也能通过这种交互系统随时了解用户的需求, 改进信息的提供与服务。
二、交互式会计报告系统的组成
1. 数据库。企业应建立并维护一个保存其愿意披露的原始信息数据库或中间信息数据库, 以供用户挖掘所需数据。
2. 对使用者的身份确认与权限划分。
不同的信息用户, 对会计信息有不同的需求, 而企业也相应地为其提供不同范围和层次的信息。由于企业的会计信息全部存储于WEB服务器中, 若不加辨别地任由使用调用信息, 势必威胁到企业的商业秘密和经营安全, 给企业造成损失。因此, 对使用者加以鉴别, 赋予不同的权限, 是非常必要的措施。企业会计信息的用户大体可分为三个层次: (1) 普通级用户, 指社会公众。包括股东、债权人、潜在投资者、客户、供应商, 以及其他使用者。他们无需身份鉴别即可登录企业WEB服务器, 获取企业向所有信息使用者公布的公开信息; (2) 重要级用户, 包括大股东、重要债权人、重要客户等, 经与企业协商, 赋予相应的权限, 可进一步获得不宜向公众公布的专有信息; (3) 监管级用户, 如税务机关、财政机关等监管部门和从事企业审计的注册会计师等, 他们可通过WEB服务器获得其监管范围内所有事项的详细信息, 以便开展在线监管和实时审计。
3. 方法与报告框架。
这是企业向用户提供的可满足不同需求的基于不同会计方法、计量属性、单位、确认基础的报表的基本结构。用户可以在报告框架中, 根据自己的需要灵活地选择报告项目、明细程度、会计方法等, “定制”个性化的会计报表。
4. 帮助机制。交互报告系统还应向用户提供实时的在线帮助, 帮助用户解决在使用中遇到的困难和问题。
5. 学习机制。
系统应设置反馈渠道, 用户可以就如何改进报告系统向企业提出建议, 以便企业即使对报告系统进行改善。同时, 还可以通过“记忆单元”的设置, 记录最常被选用的信息项目、方法和其使用者的分布, 这一信息可为法规及准则制定者作为制定、修改法规的参考。
参考文献
[1]胡仁昱:网络时代中小企业会计系统解决方案—自助式会计系统.广西会计, 2001;5
[2]邹志文:知识经济会计信息披露的趋势与展望.金融会计, 2002;1
系统交互 篇11
关键词：人机交互 功能 隐藏
中图分类号：TB47
文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2015）10-0146-02
一 驾驶操控的安全隐患
随着汽车电子技术的迅猛发展，汽车配备的电子设备越来越丰富，为了使汽车满足各种消费者的需求和爱好，适用于各式各样的人群，汽车内部人机交互系统有着越来越宽泛的研究空间和市场需求。但是在功能日益齐全、驾驶日益舒适的同时，操控界面变得按键繁多、操作冗杂，不同程度增加了驾驶者的操作动作，分散了驾驶者的精力。虽然汽车主动安全系统和被动安全系统日益成熟，但是驾驶者的安全驾驶仍然是主要方面。在汽车驾驶舱内部的驾驶操作中，安全隐患主要分为三个方面：驾驶误操作、多媒体干扰、生疏慌乱操作。
首先，驾驶员的误操作是当今诱发交通事故的一大隐患，功能按键的增多就一定程度上增加了误操作的几率，加之复杂路况的不确定性，提高操作准确率是十分必要的。例如组合开关即是不停地开关操作，对于灯光的控制是每一位驾驶者都经常使用的。当需要在高速公路上超车时，或是当鸣笛系统起不到应有的效果时，晃几下大灯是在所难免的。但如果不停地进行手动开关动作，那就是一件误操作了。因为开关触点在打开和关闭的瞬间通过的电流要高出平常状态，交易将开关触点烧毁，甚至造成更大的系统损坏，威胁驾驶安全。
随着车联网、电子信息技术的日益完善，驾驶者需要通过更多的按键、触控来分散注意力去下达指令，这不仅造成了对方向盘把控的懈怠，而且从行车路况中转移了视线。例如行车过程中如果需要手动输入导航信息，繁琐的操作必将分散驾驶者的注意力，且视线无法同时兼顾路面信息和导航输入。空调、导航、娱乐等多元化配置的丰富是种进步，但控制这些功能的方式不该变得繁琐，用更少的按钮涵盖更全面的功能才是理想状态，就像苹果公司一贯秉承的理念一样，用最简洁的按钮涵盖必要的操作，少即是多。
造成駕驶安全隐患的因素有很多，除了客观路况的不确定因素，驾驶者的能力、习惯、心理、品质和情绪状态等，都直接或间接的关系到驾驶安全问题。在增强驾驶员的技能培训和安全意识的同时，不断完善的汽车人机交互操作系统对减少安全隐患、避免交通事故就尤为重要。例如避免驾驶员因经验不足或慌乱的将雨刷器与转向杆混淆，导致转向信息无法传达给其他驾驶者，因而极易引发交通事故。
二 汽车界面设计的历程
1传统面临挑战
传统的汽车界面设计主要是基于方向盘、物理按钮和控制杆等交互形式的。经过了百年的汽车发展历史，汽车界面的物理交互方式已经相当成熟，曾被认为是效能较高的交互模式。但是，随着互联网、智能交通和多媒体等信息系统的逐步发展，汽车不再仅仅是单纯的代步工具，更是方便生活、出行、办公和娱乐的全能选手。新的功能不断涌入汽车，使得按键和旋钮等物理操作器急剧增多，将无法承载繁多功能的需求。
2海量的信息
从以人为中心的角度出发，通过驾驶员主要的交互行为，可以将当下的汽车驾驶舱内人机交互界面（如图1）划分为：主驾驶界面、辅助驾驶界面、车内外信息交互与娱乐界面、移动设备与车的整合交互界面。主驾驶界面主要是驾驶员操纵方向盘、查看前方路况、踩踏油门、制动、离合器等踏板的基本操作：辅助驾驶界面包括查看仪表盘信息、操作雨刷、灯光控制、智能驾驶系统（如自适应定速巡航）、停车辅助，帮助保持车道，保持稳定速度的同时又与前车保持安全距离，警告各种潜在危险等辅助驾驶操作；车内外信息交互与娱乐界面包括收听广播音乐、车内娱乐、电话、GPS导航，以及在线收发邮件和短信等，用户可以获得汽车当前状态的信息，汽车传感器获得的信息以及通过网络整合的信息（如天气和交通状况）。
随着人机交互系统的深入发展，现今可以见到诸如HUD平视显示系统（即抬头显示）、多功能方向盘、方向盘换挡拨片等比较便捷的配置，使得驾驶者尽量减少手掌离开方向盘，减少视线偏离路面状况，这无疑是种进步，而这些装置已经一定程度地应用在汽车市场中。但是增加了这样的配置之后，往往同样一种功能会有两个按键或操控方式可以同时执行，这样就更多增加了驾驶界面的按钮。按键的增多就会在面临选择的时候发生迟疑，分散驾驶者的注意力，甚至下达错误的指令。再如一些仅在特殊情况使用的按钮按键非常影响驾驶者的操作，例如夏天的时候在20℃以上的天气状况时，暖风按钮就没有实际功能意义。
3如何准确选择
那么问题在于，是否可以将按键在不需要的时候不提供给驾驶者以选择的机会。不断发展的智能交通系统以及“车对车”交流技术，使有关汽车所在环境的可用信息增加，但是问题的关键在于驾驶员如何选择信息，如何将大量的信息有序高效地呈现给驾驶员。设想某些功能的操控在激烈行驶或是复杂路况中为了避免分散驾驶者的注意力，可以设定为不建议使用的功能，并且自动对该功能进行隐藏，然后在驾驶路况平顺或驻车的时候自动恢复其功能显示。
三 功能隐藏方式
对于汽车驾驶仓内部的人机交互系统，不同的功能有不同的实现方式，诸如按钮、拨杆、旋钮等。不同的功能操作模块需要根据使用的频率和便捷性合理的布控，既要做到指向清晰、提示准确，又要达到顺畅的交互体验。根据驾驶状态和需求层级，需要将功能按键划分不同的模块，设定隐藏方式和启闭状态。
1色彩的快速识别
目前市场上主流的中控灯光颜色有蓝色、白色、黄色和红色等，也有的车主自行改装为多色调的氛围灯光。对于驾驶仓内部操控系统的灯光设计宜将重要功能按键和提示设置成常亮的冷光色调，如蓝色、白色等，以突出其重要性。对于非必须按键和在特定驾驶状态非必要的功能模块宜采用弱光暖色，如黄色，来降低驾驶者对其的注意力，进而降低误操作的可能性。也可以根据驾驶者的用户体验感受将将重要功能设置为其敏感的灯光颜色，再配以次级醒目的配色来组合，例如某驾驶者喜欢暖色调的黄色卤素灯作为主要色调，且对暖黄色最为敏感，这样就可以提高视觉辨识度和反映速度，减少分散驾驶注意力。
2多功能按键
为了减少中控操作的繁琐和误操作的可能性，可以將一些按钮设置成一键多功能按钮，例如将GPS按钮进行升级，操作过程如下：按一下为调出GPS导航界面，并显示驾驶员所在位置；连按两下，连接SIRI或者语音识别系统，驾驶者通过智能语音系统下达目的地、空调、多媒体娱乐等指令；长按5秒，会通过使用SIM系统和卫星定位系统，自动向救援中心发出一个文字求救讯息，包括本汽车的车型、车牌、车主信息和GSM电话号码以及实时卫星定位数据。
3板块滚动隐藏
目前市场上的中高配车型都装有大屏幕的触摸中控，这样做虽然节省了空间和集成电路，但是把大部分控制都集成到触摸屏上，也有相对较大的安全隐患。出于安全性和操控性的考虑，应当保留部分按键和旋钮，况且有相当一部分驾驶者独爱旋钮的阻尼感。不妨设计出一个多层滚动控制的中控面板，不同功能类型模块继承在不同的面板上，每个面板通过滚动来切换，包括标准驾驶面板、夜间行驶面板、特殊气候行驶面板等。例如在雨天行驶时切换滚动到特殊气候控制面板，这时防滑功能和自动雨刷等功能就一目了然了。这样就可以避免功能按键琳琅满目，众多的信息选择干扰驾驶者的操控。传统汽车上的中控台已经不复存在，为了达到极致的轻量化和便捷化，所有多余的东西都可能被拿掉。必须的仪表显示，用高度集成的方式重新设计，转向控制模块不在局限于圆形的方向盘形式，更多的操控方式应当用于转向控制的设计，这样将有助于进一步智能化驾驶，解放过多的上肢操作，化繁为简。
总结
随着计算机技术和网络技术在交通工具运输领域的广泛应用和车载技术的不断发展，汽车的内部空间、人机界面、操作和交互过程正在发生革命性的变化。当前，汽车内部的信息模型已经从单一的行车和车况信息模型逐步发展成为包括汽车信息、汽车间（Car to Car）信息、汽车和其他信息载体交互的信息在内的复杂信息体系。在这样的复杂信息体系下，驾驶员除了完成控制汽车、保持车道、监控道路状况等主驾驶任务外，还执行这大量和驾驶无关或不直接相关的驾驶次任务，这些次级任务会在不同程度上占用驾驶员的视觉资源、认知资源和动作资源，分散驾驶员的注意力，产生较高的认知负荷。许多研究都已经证明以车内信息交互为代表的次级任务严重影响着驾驶员的驾驶效能和交通安全。尽管如此，追求复杂是人类对产品功能和情感体验需求的体现。因此，问题的关键不是简单地减少复杂，而是通过精心的设计来良好地管理复杂，为用户提供复杂但易用的产品。
系统交互 篇12
住房公积金管理中心向房屋登记部门发送查询请求、抵押受理信息以及房屋登记部门反馈的通讯机制以及文件内容。通过对XMl的数据存取机制和XML与数据库的映射技术的分析和研究, 提出了初步的解决方案:首先将异构数据转换为XML模式, 将XML模式进行处理之后, 再将其转换为目标数据库。
1 XML特性
XML文档将内容与格式分开描述, 并利用样式表中的规则集对所描述的内容文档的格式进行严格的说明。XML文档中的数据存储对于数据的显示没有任何约束, 文档中仅仅包含结构化的数据, 而不关心其逻辑结构的定义和显示方式。如果数据使用XML规范存储就可以确保对数据的显示已经没有任何限制。XML采用标记的文本方式记录数据信息对于计算机和用户来说都具有很强的可读性。此外XML具有可扩展性灵活性平台无关性结构化等诸多优点, 它的出现使得计算机之间的数据交换变得简单。
2 定义交互的数据字典
在本文中模拟了一个公积金中心向登记中心发送一个查询请求, 登记中心返回查询结构的实现过程。双方定义了查询请求项数据格式及标准, 如表1。如期房抵押查询:G011017200000001 G表示住房公积金中心, 01表示期房查询, 1017200000001表示需要查询的业务号。公积金中心发送查询给房产登记中心。
房产登记中心收到查询请求后, 查询相关内容, 并生成XML文档, 返回公积金部门。房屋登记部门返回的结果主要包括相关的人员信息 (如姓名、身份证号、共有产权人情况等) , 房屋信息 (房屋坐落、房屋面积、用途等) , 房屋抵押查封状况 (抵押人、抵押权人等) 及其他必要信息。房屋登记部门涉及的相关数据字典如下:收件信息表filein, 证件材料表identify, 房屋信息表room, 收件信息表filein, 抵押信息表right, 人员信息表person等表。部分数据字典列举如表2。
3 关系数据库与XML文档的转换
目前登记中心和公积金中心都是采用传统的关系数据库的形式来存储数据。于是, 发送方如何将关系数据库数据转换为XML文档, 并在网络上传输, 是个需要解决的问题, 而接受方为了保持现有的业务处理系统, 不希望立即、完全更改现有的数据存储形式。于是, 如何从网络上获取XML文档内容并保存到已有的关系数据中也是个需要解决的问题。因此, 关系数据转换为XML数据的一个重要问题, 是建立关系数据库与XML之间的映射关系, 关系数据库是基于二维表结构的方式来存储和管理数据的, 而XML文档以层次化的嵌套格式来管理数据, 它们这种对数据的不同组织方式必然引起它们之间相互转换的复杂性问题。
将数据库里的数据转换为XML文档, 也就是如何将XML文档的结构与其他格式数据的结构对应起来根据映射关系的建立方式不同可以有两种数据转换方法基于模板的转换方法和基于模型的转换方法。
基于模型的数据转换方法用事先定义好的数据模型来映射XML文档结构与其他格式数据的结果之间的关系。以数据库为例, 一个简单的模型就是将文档结构。定义为如下模型
把数据库转换为XML文档时, 只要把一个表或者一个查询结果的数据插入到相应的位置即可:而把XML文档数据转换成关系数据时, 只要把内容插入到相应的表中即可。基于模型的转换方法由于有数据模型的支持, 转换工作相对比较简单, 并且可以完成XML数据与其他格式数据之间的双向转换。但是模型的引入也使得XML.文档的结构受到了一些限制。一个XML文档必须符合模型所规定的结构, 才可能将XML文档转换成其他类型的数据, 而从其他类型数据转换得到的XML文档也具有某种结构特点。从关系模式到xml模式的步骤: (1) 对于每个表格, 新建一个元素; (2) 对于表格中的每个字段, 新建一个属性;对于每个表格字段中提供主键的主键、外键的关系都新建子元素。转换的实质是一个将一个预先定义好的视图运行并将当前视图内容转化为XML格式显示, 在具体实现上我们是将格式和视图定义融合在一起。下面是使用DELPHI生成XML文件的过程。“//”后面的文字是对变量或语句的说明。
(1) 定义参数变量
Rootnode, node:IXMLNode;//指向XML根结点和子结点str:string;//定义字符串
String Stream:TString Stream;//定义字符流
(2) 定义查询业务数据字典, 定义商品房的记录
casetype:string;//业务类别caseid:string;//查询业务号oldcaseid:string;//原业务号
由于篇幅关系, room、person的结构不一一列举。
(3) 封装XML对象
创建一个空的XML文档对象:
Xml.Version:='1.0';//定义版本
Xml.Encoding:='GB2312';//定义XML所使用的编码
定义文档根节点
增加一个元素
元素赋文本内容
用一个循环实现元素下的子元素的实现:
4 生成的XML文件格式如下:
5 解析XML文件
对于XML的解析主要有DOM (文本对象模型) 和SAX (Simple API for XML) 。DOM是通过构建内存对象来完成XML的解析, SAX则是将解析过程转换为事件驱动。Delphi提供了三种DOM解析程序:MSXML, Open XML, Xerces XML。MSXML是微软提供的解析程序, 被实现为一系列的COM对象, 主要包括msxml3.dll, msxml3a.dll, msxml3r.all三个动态链接库。
在本文中通过IXMLDocument来完成XML的解析, 只需要关心结点Node和结点集合Node List接口既完成XML对象的获取, 这也是我们通常会使用的方法。
6 图片文件
XML文件以纯文本格式进行存储, 能非常好的处理结构化的数据, 但对于像声音、图片等无结构的数据, 则需要将这些数据base64文本编码后存入Xml文档。Base64内容传送编码被设计用来把任意序列的8位字节描述为一种不易被人直接识别的形式, Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一。在delphi中使用encodestream函数进行Base64编码, 使用decodestream函数进行Base64解码, 这里由于篇幅原因, 不详细列举案例。
结束语
对开发人员来说, 不兼容系统之间交换数据是件头疼的事, 通过XML, 可以在不兼容的系统之间轻松地交换数据。XML应用于开发的许多方面, 它提供了一种独立于软件和硬件的数据存储方法, 这让创建不同应用程序可以共享数据变得更加容易, 它简化数据传输, 简化数据的存储和共享, 它以纯文本格式进行存储, 使得在不损失数据的情况下, 更容易扩展或升级到新的操作系统、新应用程序或新的浏览器。
参考文献
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