1.前言
隨著移動互聯網的飛速發展。用戶體驗成為移動互聯網應用普及和加速滲透的關鍵，而“人機交互”（human-computer interaction）成為用戶體驗移動互聯網應用的第一關口。人機交互是通過輸入、輸出設備，實現人與終端設備交互的手段，包括人通過輸入設備給機器輸入交互信息、機器通過輸出或顯示設備給人提供交互信息，最終實現人機互動。
從iPhone的多點觸控技術、Siri語音控制技術到谷歌眼鏡。新型人機交互技術徹底地顛覆了傳統手機定義，使智能終端具有了“聽覺”、“視覺”、“觸覺”，突破了移動終端各種物理局限，掀起了移動互聯網的一波又一波發展高潮，極大地改善了移動智能終端的用戶體驗。降低了應用門檻。基于新型交互技術形成了一個又一個產業開發生態圈。挖掘出移動互聯網無窮無盡的價值。新型交互技術已成為影響智能終端和移動互聯網應用發展方向的一個關鍵環節。為此。本文主要對近幾年移動互聯網主要的新型交互技術進行了一個全面的總結和分析。
2.屏幕觸控交互技術
手機鍵盤是傳統手機必備的配件，而屏幕觸控交互技術的應用顛覆了手機的定義。屏幕觸控交互為人機觸覺交互提供有效的信息輸入功能，并為用戶提供了簡單、方便、自然的人機交互方式。利用這種技術，用戶只要用手指輕輕地觸碰智能終端設備觸摸顯示屏上的圖符或文字就能實現對終端的操作。觸摸屏系統一般由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器兩個部分組成，觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置。然后將相關信息傳送至觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉換成觸點坐標。
觸控技術包括單點觸控和多點觸控。單點觸控一次只能向控制器傳達一個觸點信息：多點觸控技術能夠記錄同時發生的多點觸控信息，使智能終端系統可以同時響應操作者在屏幕上的多點操作，從而實現屏幕識別人的多個手指同時做的點擊、觸控動作。
多點觸控技術始于1982年多倫多大學發明的感應食指指壓的多點觸控屏幕技術。同年，貝爾實驗室發表了首份探討觸控技術的學術文獻。1984年，貝爾實驗室研制出一種能夠以多于一只手控制改變畫面的觸屏。1999年，Fingerworks公司推出了多點觸控iGesture板和多點觸控鍵盤，并于2005年被蘋果電腦收購。2006年，紐約大學的Jefferson Y Han教授領導研發的新型觸摸屏可由雙手同時操作，支持多人同時操作，而且響應時間非常短——小于0.1s。2007年，蘋果公司及微軟公司分別發布了應用多點觸控技術的產品及計劃——iPhone及Surface Computing，令該技術開始進入主流的應用。
多點觸控技術目前有兩種：多點觸摸識別手勢方向(multi-touch gesture)和多點觸摸識別手指位置(multi-toucha11-point)。多點觸摸識別手勢方向是指多個手指觸摸時，不能判斷出它們的具體位置，但可以判斷它們的相對運動方向，從而進行縮放、平移、旋轉等操作：多點觸摸識別手指位置可以辨識多個手指同時觸摸時各觸摸點的具體位置，后者難度遠大于前者。蘋果iPhone采用的是交互電容式觸摸屏技術，從而實現多點觸摸識別手指位置，并引領智能終端進入觸控時代。未來電容屏將成為主要趨勢。更靈敏、更薄將成為觸控屏的發展方向。
3.語音交互技術
語音是人類最自然、最便捷的溝通方式。所有信息設備“能聽會說”是必然的趨勢。隨著移動互聯網的快速發展．無線帶寬大幅提升和云計算技術體系不斷成熟，為語音交互技術應用到移動智能終端上創造了條件。
2010年10月28日。科大訊飛在業界率先發布“語音云”，為手機、汽車、智能家電等終端提供高質量語音合成、搜索聽寫交互服務。目前，科大訊飛語音識別和理解率均能夠達到90％(高于手寫識別率的88％)，自然度達到了4.2，開發合作伙伴已達4000家。2011年10月。蘋果公司發布了產品iPhone 4S。Siri是iPhone 4S上應用的一項語音控制功能，也被稱為虛擬個人助理(VPA)。利用Siri，用戶可以通過手機讀短信、介紹餐廳、詢問天氣、語音設置鬧鐘等。Siri可以支持自然語言輸入，并且可以調用系統自帶的天氣預報、日程安排搜索資料等應用，還能夠不斷學習新的聲音和語調．提供對話式應答，使得“語音控制”成為當年智能終端產業最受關注的方向。
語音控制主要包括語音識別、語義理解、語音合成等關鍵技術。其中，語音識別是指將語音中的內容、說話人、語種等信息識別出來，目前端云結合的語音識別實現方式是主流，一般是由終端負責采集語音，并壓縮編碼傳送至云端，再借助云端強大的計算資源進行識別解碼。識別結果將被進一步傳送至后端語義理解等功能模塊進行處理。語音合成是將文字或信息轉化為自然流暢的語音。早期主要是采用參數合成方法。后來隨著計算機技術的發展又出現了波形拼接的合成方法。隨著基音同步疊加(PSOLA)方法的提出，基于時域波形拼接方法合成的語音的音色和自然度大大提高，如訊飛的商用波形拼接語音合成系統。效果已經近了播音員水平。
根據用戶的使用目的，語音交互技術可以在移動互聯網多種場景中應用，如語音控制、語音聊天、語音翻譯、語音搜索、語音導航等。目前，語音識別植入手機操作系統底層已是大勢所趨，語音控制技術的發展，使用戶可以用語音直接獲得移動互聯網服務，降低了移動互聯網業務的使用難度，加速移動互聯網應用的推廣，成為未來移動互聯網入口之一。基于語義理解的語音交互技術及其應用的研究將是業界未來重要的研究和創新方向。
4.移動增強現實技術
虛擬現實(vinual reality，VR)是指利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境一般，可以及時地、沒有限制地觀察三維空間內的事物。增強現實faugmentreality，AR)，也被稱為混合現實，是在虛擬現實技術基礎上發展起來的一種綜合了計算機視覺、圖形學、圖像處理、多傳感器技術、顯示技術的新興計算機應用和人機交互技術。增強現實技術利用計算機產生的虛擬信息對用戶所觀察的真實環境進行融合，真實環境和虛擬物體實時地疊加到了同一個畫面或空間，拓展和增強用戶對周圍世界的感知。實現雙向互動。
隨著移動互聯網技術的成熟．各種智能終端平臺相繼推出。一大批以移動終端定位與狀態感知、多媒體信息處理與展現技術為基礎的增強現實應用開始涌現。稱為移動增強現實(mobile augmented reality，MobAR))應用。目前，移動增強現實典型應用場景大致可分為以下幾類：游覽指南場景，主要應用于文化古跡，當游客使用以增強現實技術為基礎的導游軟件時，只需用手機攝像頭對準眼前古跡或廢墟。手機里的全球定位系統和圖像識別軟件就能判斷位置。從而從游客所在的視角，在手機上顯示這處古跡在全盛時期的樣貌，還能展示遺址上殘缺部分的虛擬重構；游戲應用場景，游戲應用利用設備自帶的攝像頭捕捉周圍的實時畫面，利用陀螺儀和重力感應來判斷玩家的動作、方向和位置變化，玩家則需要在實境中對游戲虛擬對象進行擊打或控制：電子商務場景，如近年來在北京地鐵站出現的虛擬購物超市。消費者只要通過手機拍攝想要購買的物品并發送給服務商，就可以享受送貨上門的服務。
支撐移動增強現實的關鍵技術主要包括：目標特征提取技術、目標跟蹤注冊技術、內容實時渲染技術。隨著用戶對移動增強現實應用體驗要求日益提高，必將對移動終端、增強現實平臺的媒體計算能力提出更大的挑戰，在復雜場景(如光線變化、快速運動)下的目標識別技術、將終端攝像頭和終端其他多種傳感器結合的目標追蹤方法將是未來技術研究的方向。
5.傳感感應技術
由于移動終端的便攜性和智能性逐步提升，傳感感應技術被逐步引入到智能手機中，目前智能終端中已引入重力感應器、距離傳感器、電子羅盤、光線傳感器、陀螺儀等多種感應設備。
(1)重力感應器
手機重力感應是利用“壓電效應”實現的，通過對力敏感的傳感器，感受手機在變換姿勢時重心的變化，使手機光標變化位置，利用重力傳感器水平測量儀可使測量精度達到0.002弧度。還可通過預先編程、多個傳感器測量平臺不同方向。一次性得出平臺與基準面之間的面夾角及面夾角的方向。重力傳感器在手機橫豎的時候可以實現屏幕自動翻轉，在玩游戲時可以代替上下左右，比如在玩賽車游戲，可以不通過按鍵，將手機平放，左右搖擺就可以代替模擬機游戲的方向左右移動，目前已被互聯網應用公司用于開發出“搖一搖”、“甩歌甩屏”、“翻轉靜音”等功能，已成為目前智能手機的標準配置。
(2)距離傳感器
距離傳感器又叫位移傳感器，是通過發射特別短的光脈沖，將該變化量換算為距離，測量從傳感器到對象物的距離位移的機器。根據使用元件不同，分為光學式位移傳感器、線性接近傳感器、超聲波位移傳感器等。距離感應器一般都在手機聽筒的兩側或者是在手機聽筒凹槽中，這樣便于它的工作。例如，當用戶在接聽或撥打電話時，將手機靠近頭部。距離感應器可以測出手機和頭部之間的距離，該距離到了一定程度后，距離感應器便通知屏幕背景燈熄滅，拿開時再度點亮背景燈，這樣方便用戶操作，也可節省用電量。
(3)光線傳感器
光線傳感器也叫做亮度感應器(light-sensor)，由投光器及受光器所組成，利用投光器將光線由透鏡聚焦，經傳輸至受光器的透鏡，再至接收感應器，感應器將收到的光線信號轉變成電器信號，此電器信號更可進一步做各種不同的開關及控制動作，其基本原理即對投光器受光器間的光線做遮蔽動作所獲得的信號加以運用以完成各種自動化控制。它一般位于手持設備屏幕上方，能根據手持設備目前所處的光線亮度，自動調節手持設備屏幕亮度，給使用者帶來最佳視覺效果。例如在黑暗的環境下，手持設備屏幕背光燈就會自動變暗，否則很刺眼。光線傳感器在進入睡眠模式的時候，會發出藍色周期性閃動的光，幫助用戶在夜間尋找手機。
(4)陀螺儀
陀螺儀(gyroscope)是用高速回轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置。是蘋果公司在iPhone 4設備中引入的一項重要能力。目前在移動終端中主要配置三軸陀螺儀，可以感知橫豎縱3個方向的位置變化。三軸陀螺儀最大的作用就是測量角速度，以判別物體的運動狀態，所以也稱為運動傳感器，目前在iPhone中用于幫助穩定視頻拍攝，在很多射擊類游戲中廣泛采用。
另外，在其他新型交互技術方面，三星已在歐洲申請了商標“Eye Scroll”，在Galaxy S III上采用了眼球跟蹤技術“Smart Stay”，能夠避免手機進人睡眠的狀態，通過前置攝像頭判斷用戶是否在看手機屏幕，以響應眼球運動。谷歌眼鏡則靠輕微的搖頭晃腦來實現鼠標的滑動及按鍵功能，通過語音與多種交互技術的結合，實現眼鏡的開關。可以預見，隨著移動互聯網深人滲透人們的生活，智能終端逐步向“穿戴式”發展，各種新型的人機交互技術也必將不斷涌現。
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本文標題：改變移動互聯網的新型人機交互技術
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