12、混合现实系统中的有形交互技术探索

混合现实系统中的有形交互技术探索

在当今科技飞速发展的时代，混合现实系统中的有形交互技术正逐渐成为研究和应用的热点。本文将深入探讨有形用户界面（TUIs）的相关概念、模型、设计方法以及实际应用案例，揭示其在优化用户虚拟任务、融合现实与虚拟性方面的巨大潜力。

1. 有形用户界面概述

1.1 定义与特点

有形用户界面（TUIs）是基于传感的交互类型之一，近年来受到了广泛关注。它最初被定义为通过将数字信息与日常物理对象和环境相结合，来增强真实物理世界的用户界面。实际上，TUIs的概念并非全新，之前曾被称为被动道具或可抓握用户界面。

1.2 示例说明

为了更好地理解有形界面，我们来看两个例子：
- Urp（城市规划工作台） ：多个用户可以使用建筑的物理比例模型，通过物理工作台共同控制城市模拟。建筑物的阴影或风流可以在工作台上模拟和显示，并与比例模型集成。
- 照明黏土 ：道路建设者、环境工程师和景观设计师可以通过用手指塑造代表地面的物理表面来修改地形起伏。坡度变化、水流或土地侵蚀等分析数据可以直接显示在该表面上。用户围绕工作台操作物理地形模型，从而共同设计满足工程、环境和美学要求的新道路、住宅区或停车场。

1.3 与混合现实范式的关系

由于TUIs整合了交互的物理和数字方面，因此它是混合现实（MR）范式的一部分。在混合现实系统中，存在一个“虚拟性”连续体，一端是用户的物理现实世界环境，另一端是纯粹的数字虚拟环境。增强现实是将一些数字信息嵌入到现实世界中，而增强虚拟性则是将一些物理信息嵌入到虚拟世界中。从