皮肤信息传输概念产生已有几十年历史。1960年,格尔达德(Geldard)写道:“皮肤为眼睛和耳朵提供了有价值的信息补充”(1960:1583)。皮肤提供了大面积的展示空间,可用于呈现信息。由于皮肤不像眼睛和耳朵那样执行其他任务,因而可随时接收信息(vanVeen andvan Erp,2000)。在交互系统中使用触觉的肌肉运动属性的想法在过去几十年的文献中也有记载。该领域最早的工作实例是斯通(Stone)在梳理触觉反馈历史(Stone,2000)时描述的由莫舍(Mosher)创造的“勤杂工”。这位勤杂工有两个电动液压手臂,工作起来就像一种外骨骼。
近来的技术进步使人们有机会用触觉模态提升交互系统。触觉反馈已普遍存在于许多游戏手柄与手机铃声中,而且这种交互模态在许多其他不同的应用领域也有潜在价值,包括手机、桌面触屏界面、医学训练模拟器、康复系统、访问接口、机器人及表演互动。
本章的剩余部分将细致分析对研究产生影响的触觉界面的多个层面。下一节将简要概述精神物理学及人类触觉感知能力方面的研究。之后的一节,我们将介绍当前可用的各类触觉执行器,随后概述触觉界面设计过程。最后一节将回顾该领域近来的最新研究,重点关注各个应用领域,从移动触屏解决方案、多点触控问题,到表现情感的触觉工具的使用。本章最后将概述触觉界面设计领域的一些关键性研究难点。
触觉感知简介
设计触觉界面之前,我们必须了解人类处理触觉刺激的能力。本节我们将首先对触觉进行概述,接着介绍历史文献中有关不同触觉参数感知的研究结果,并从中得出其对于触觉界面设计的意义。
人的触觉有几个关键特征,使其特别适用于交互系统。比如,我们的触觉感受是双向的,因为我们可以通过碰触感知信息,并予以执行(KlatzkyandLederman,2002)。从界面设计的角度来讲,这意味着可以将碰触设计为输入/输出工具。触觉感知既可以是主动的,也可以是被动的(Gibson,1966)。积极的触觉感知是指有意去摸索某个物体。但对这些物体的感知也可以是被动的,也就是说,让某个物体移过或摩擦过我们的皮肤。比如,当电话铃声响起时,手机内部的触感式制动器会发出机械式的被动反馈。
数字技术研究(世哲手册)
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