三維交互概述從命令行（CLI）到圖形用戶（GUI）,，經(jīng)過(guò)時(shí)間的驗(yàn)證，基于鼠標(biāo)的GUI非常靈活,，而且很強(qiáng)大也很通用,。隨著科技的進(jìn)步,，自然用戶界面（NUI）也開(kāi)始興起，主要包含：語(yǔ)音交互,、表情交互,、動(dòng)作手勢(shì)交互等。NUI是基于三維空間的交互,，由此衍生出3D用戶界面設(shè)計(jì),。 三維交互允許用戶與虛擬世界直接交互,，他們可用利用自己現(xiàn)有的技能，知道該做什么以及如何去做,，比如：把書從A移到B,，以前我們需要先去菜單中找“移動(dòng)”的命令，然后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊要移動(dòng)的書,，最后點(diǎn)擊目的地并確定保存,。而三維交互中，我們則可以直接拿起要移動(dòng)的書,，然后放到B就可以了,。對(duì)于新用戶來(lái)說(shuō)降低了學(xué)習(xí)和使用成本，但唯一的限制就是程序員的技能和技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到,。 但相對(duì)二維界面的鼠標(biāo),，三維交互也有明顯的不足。鼠標(biāo)可以精確到像素,，而且用戶可以在不想使用的時(shí)候放棄對(duì)鼠標(biāo)的操作,，讓鼠標(biāo)停留在界面的固定位置。而三維交互是在空氣中進(jìn)行的,，加上人的手本身存在自然的手震顫,，使得交互運(yùn)動(dòng)變得不可控。如果想通過(guò)加大現(xiàn)實(shí)動(dòng)作數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)的比率來(lái)克服這一問(wèn)題,，就會(huì)導(dǎo)致精度較差,。而且三維交互是不可放棄的，只要設(shè)備在追蹤,，用戶就不能停止輸入,。 三維交互數(shù)據(jù)輸入目前已有基于平面多點(diǎn)觸控和通過(guò)輸入3維數(shù)據(jù)兩種方式來(lái)間接與空間物體進(jìn)行交互，但三維交互需要用戶直接在三維空間中完成任務(wù),，需要在系統(tǒng)中輸入空間(x,y,z)以及方向(偏航,，仰俯，滾動(dòng))數(shù)據(jù)才能正常執(zhí)行任務(wù),，數(shù)據(jù)的輸入成為3DUI設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參考因素,。 實(shí)現(xiàn)6維度數(shù)據(jù)（空間和方向）追蹤目前有多種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)，如電磁場(chǎng),、光學(xué)追蹤或混合超聲/慣性追蹤,。電磁場(chǎng)、光學(xué)追蹤或混合超聲都需要借助于外部的一些設(shè)備,，而且需要在一個(gè)準(zhǔn)備好的環(huán)境中完成,。慣性追蹤可以不借助外部設(shè)備，它們用加速計(jì),、陀螺儀,、磁力計(jì)或攝像機(jī)等技術(shù)來(lái)感知方向和位置變化,，利用相對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量，但是它們無(wú)法得到一個(gè)絕對(duì)位置,，而且隨著時(shí)間的推移,，誤差會(huì)越來(lái)越大。 當(dāng)前3D輸入主要分為兩類,，一類是直接捕捉人的動(dòng)作,、形體數(shù)據(jù)，如Kinect可以直接跟蹤獲取人體骨骼數(shù)據(jù),；第二類是通過(guò)設(shè)備進(jìn)行捕捉人體數(shù)據(jù)（這些設(shè)備可以把獲取的數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化為三維空間中的動(dòng)作）,，這種形式在虛擬游戲中比較常見(jiàn)。不同的數(shù)據(jù)輸入設(shè)備或方式需要不同的3D界面,，比如延時(shí)較高的輸入設(shè)備便不適合操作精確對(duì)象,。 三維數(shù)據(jù)輸入設(shè)備Kinect是根據(jù)深度相機(jī)跟蹤用戶整個(gè)身體大約20個(gè)點(diǎn)的骨架，檢測(cè)每一個(gè)點(diǎn)的空間位置（x,y,z）,，不需要手里拿其它的控制器。但是由于Kinect不能追蹤各骨骼點(diǎn)的方向數(shù)據(jù),，所以基于Kinect數(shù)據(jù)輸入的三維交互與基于6維度的三維交互差距較大,。 Sony move系統(tǒng)可以感知6維度數(shù)據(jù)，它利用加速計(jì)和陀螺儀感知3D方向,，用單個(gè)攝像頭追蹤設(shè)備頂部的發(fā)光球的3D空間位置,，深度數(shù)據(jù)相比水平數(shù)據(jù)的精度較差。而且用戶需要在面向相機(jī),，并且不阻擋相機(jī)的球視圖的情況下才可以正常使用,，限制較大。 Leap motion是當(dāng)前比較理想的一款3D數(shù)據(jù)輸入設(shè)備,，但是它僅適用于小的工作空間,。類似于鼠標(biāo)，支持利用手掌和手指動(dòng)作來(lái)進(jìn)行輸入,，但無(wú)需手部接觸或者觸摸,。它使用高級(jí)的動(dòng)作感應(yīng)專利技術(shù)進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)。 三維交互界面設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)3D界面時(shí),，要注意使用恰當(dāng)?shù)挠成浞绞?，輸?維度數(shù)據(jù)的設(shè)備或動(dòng)作要與虛擬空間中的動(dòng)作有極大的相似度或相同，如果完成三維空間某任務(wù),，只需要2個(gè)維度的數(shù)據(jù),，而設(shè)備不加判斷地提供6個(gè)維度數(shù)據(jù)，在執(zhí)行任務(wù)時(shí),，便會(huì)加重任務(wù)的復(fù)雜度,。 其次,，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要避免使用大量手勢(shì)操作,，通常情況下,，當(dāng)用戶在連續(xù)使用2-3個(gè)手勢(shì)后，在記住其它手勢(shì)與功能的對(duì)應(yīng)關(guān)系就會(huì)變得困難,。 最后要注意在設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮我們上文提到的設(shè)備問(wèn)題,。在傳統(tǒng)2D界面設(shè)計(jì)中，我們并沒(méi)有太多的考慮設(shè)備的影響,，輸入無(wú)非鼠標(biāo)鍵盤和觸控,，無(wú)論哪樣，我們?cè)O(shè)計(jì)的UI都是可用的,。但是在3D界面設(shè)計(jì)中,，把針對(duì)Kinect設(shè)計(jì)的界面用在基于Sony move系統(tǒng)設(shè)計(jì)的界面就會(huì)出問(wèn)題。