60、主动有形交互：拓展人机交互新边界

主动有形交互：拓展人机交互新边界

1. 主动有形交互概述

主动有形交互是有形用户交互的延伸，它利用具有某种自我自动化形式（如机器人技术或移动能力）的有形物体。有形用户界面（TUI）则使用物理对象形成可抓取的物理界面，让用户控制计算机应用程序。与传统的图形用户界面（GUI）不同，TUI鼓励用户操作体现虚拟数据或作为虚拟数据操作手柄的物理对象，这种物理交互对用户来说自然且直观，原因如下：
- 支持双手输入。
- 提供空间和触觉反馈，有助于理解和思考。

TUI的物理对象可分为被动和主动两类，且与桌面系统有天然联系，因为这些对象需要一个表面放置。目前的主要研究目标是跟踪物理对象并为其提供计算机控制的自我移动能力。

TUI相较于传统GUI具有诸多优势：
|优势|描述|
|----|----|
|并行输入|允许更多并行用户输入，提高与计算机的表达能力或通信容量。|
|利用技能|利用我们日常熟练的物理对象操作技能。|
|外部化表示|将传统的内部计算机表示外部化。|
|直接操作|通过使用物理制品使界面元素更“直接”和“可操作”，便于交互。|
|空间推理|利用我们敏锐的空间推理能力。|
|空间复用设计|提供一对一映射的空间复用设计。|
|多人协作|支持多人协作使用。|

2. 相关技术背景

2.1 有形用户界面

早期的TUI示例包括Active Desk、metaDESK和BUILD - IT系统。Active Desk通过类似乐高积木的砖块在桌面表面操作图形对象，融合了空间复用和时间复用的输入输出方式。metaDESK旨在