【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人机交互界面设计领域，具体设计涉及一种虚拟环境下眼控界面的交互目标布局方法和系统。
技术介绍
1、虚拟现实(vr)是一项允许用户在人工创建的虚拟空间中进行沉浸式的互动体验的技术，其通过手持控制器来对交互目标进行选择和确认操作。然而，这种交互方式因为需要精确定位而导致效率低下和不准确，甚至可能引发身体疲劳。因此，出现了各种替代的交互方法，其特点是具有更高的指向速度或准确性，例如凝视交互、手势交互或眼-手协作交互。此外，随着眼动追踪精度的提高以及配备了眼动追踪技术的头戴式vr显示器(如htcvive eye pro)的出现，也推动了虚拟现实中眼控交互的发展。眼控交互方法提供了一种自然、快速且减少体力消耗的交互方式。
2、由于虚拟现实不受限制的空间范围，其眼控交互界面中可容纳更多的界面布局元素，其交互目标的布局方式也会发生变化。已有大量研究证明眼控交互界面的视觉元素会影响眼控交互效果，如大小、位置、距离和交互对象的形状等，然而，大多数界面编码优化主要集中在二维界面上，而对在三维空间中特定编码因素对视觉搜索及触发交互的影响的研究有限，特别是针对虚拟现实眼控界面中交互元素的布局研究。
技术实现思路
1、技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法和系统，通过构建虚拟现实眼控交互实验平台，设计出基于凝视和平滑追踪的搜索触发实验，探究交互对象的数量和呈现位置的布局指标，得到眼控界面的交互目标的布局优化方法，提高了虚拟现实
2、技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，包括如下步骤：
4、(1)、构建虚拟现实眼控交互实验平台，其通信连接一个虚拟现实头盔，所述虚拟现实眼控交互实验平台设置带有虚拟现实屏幕的眼控交互界面，所述虚拟现实头盔配备眼动跟踪模块；
5、(2)、在所述虚拟现实眼控交互实验平台上设定目标搜索触发任务；
6、(3)、基于所述虚拟现实眼控交互实验平台和所述目标搜索触发任务，招募预设数量的被试者，执行眼控搜索触发实验，采集搜索实验数据和触发实验数据；
7、(4)、根据步骤(3)中得到的搜索实验数据和触发实验数据，得到虚拟现实眼控交互界面中交互目标的布局推荐方式，包括呈现区域推荐和数量推荐，确定交互目标的布局方式。
8、优选地，所述步骤(1)具体包括如下步骤：
9、在所述眼控交互界面上设置虚拟现实屏幕的背景颜色；
10、设定多个交互目标采用贴图的方式定位于虚拟现实屏幕中；
11、设置眼控交互操作类型，包括凝视交互方式和平滑追踪交互方式，其中，所述凝视交互方式，是通过监测1000ms内被试者的注视点位置与交互目标位置区域的重合度来触发交互行为；平滑追踪交互方式，是通过皮尔逊积矩相关系数判定900ms内注视点与交互目标位置的轨迹重合度来触发交互行为；
12、优化眼控交互操作的触发精度，设置连续位置检测的可调准确度阈值。
13、优选地，所述凝视交互方式包括步骤：
14、a1、获取注视点坐标，并检测注视点区域与图标区域的重合度；
15、a2、判断重合度是否为90％以上，若否，返回步骤a1，若是，进入步骤a3；
16、a3、判断目标区域是否为目标图标，若是，则将目标区域的无语义图标变红，并记录触发时间，若否，则将目标区域的无语义图标变绿，并记录触发时间。
17、所述平滑追踪交互方式包括步骤：
18、b1、获取注视点坐标，设计一个25次的滑动窗口；
19、b2、每次间隔0.04s获取注视点，并用新的注视点更新滑动窗口；
20、b3、判断滑动窗口中的25个注视点与图标坐标的皮尔逊积矩相关性系数是否大于0.9，若否，则返回步骤b2，若是，则进入步骤b4；
21、b4、判断目标区域是否为目标图标，若是，则将目标区域的无语义图标变红，并记录触发时间，若否，则将目标区域的无语义图标变绿，并记录触发时间。
22、优选地，所述步骤(2)具体包括如下步骤：
23、收集线状图标，旋转、增添并重新绘制线条，制作中心绘有不同图样的无语义图标，作为交互目标，同时作为眼控交互操作时被触发的目标按钮；
24、在所述虚拟现实屏幕中设置带有环形菜单的搜索触发界面，设定交互目标的出现数量以及在环形菜单上出现的位置；
25、设置实验范式，即：实验时，被试者找到目标按钮后通过凝视和平滑追踪中的随机一种眼控交互方式触发所选目标按钮预设时长；触发成功和触发失败时，对应的目标按钮用不同颜色显示，由实验平台记录触发时间、触发准确率、被试者的瞳孔直径数据。
26、优选地，所述步骤(3)中的被试者在正式实验前经过招募被试、预实验、先导学习、练习实验的流程，所述正式实验包括如下步骤：
27、实验前，被试者配戴虚拟现实头盔，通过htc vive pro eye的九点眼控校准程序对每位被试者进行视线校准，校准后进入实验提示语界面；
28、各个被试者执行预设次数的眼控搜索触发实验；
29、用户完成预设次数的实验后，虚拟现实屏幕上提示实验完成；
30、其中每次眼控搜索触发实验包括以下流程：
31、所述虚拟现实屏幕上显示一个黑色的固定十字，持续第一时长；
32、所述虚拟现实屏幕上呈现待辨识的目标图形，持续第二时长；
33、所述虚拟现实屏幕上呈现空白屏幕，持续第三时长；
34、所述虚拟现实屏幕上呈现预先设定的带有环形菜单的搜索触发界面，启动计时器；
35、被试者找到目标按钮并通过眼控交互操作触发找到的目标按钮，若触发到目标图形，则触发成功，对应的目标按钮变为红色，计时器停止，实验平台记录触发时间，进入下一个试验；若触发到非目标图形，对应的目标按钮变为绿色。
36、优选地，所述被试者具有正常视力或矫正到正常视力，通过snellen近视验光测试的最低视力要求为20/40，每个被试者进行40次以上的眼控触发实验。
37、优选地，所述步骤(4)具体包括如下步骤：
38、搜索触发实验数据处理：所述实验平台收集触发时间、触发正确率和瞳孔直径数据，其中，实验中的触发时间由计时器获取，表示出现搜索界面和被试者触发目标按钮的瞬间之间的时间间隔，计算每位被试者的平均触发时间；移除极端值，即偏离平均值±0.5个标准差的值，然后对触发时间、触发正确率和瞳孔直径数据进行混合方法分析，进行每种指标下的主效应分析和交互作用分析；
39、获得交互目标的布局推荐：通过设置触发成功率和触发时间的筛选条件，获得交互目标在数量和呈现位置上的优势数值。
40、优选地，建立用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于：所述步骤(1)具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于：所述凝视交互方式包括步骤：
4.根据权利要求1所述的虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于：所述步骤(3)中的被试者在正式实验前经过招募被试、预实验、先导学习、练习实验的流程，所述正式实验包括如下步骤：
6.根据权利要求1所述的虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于：所述被试者具有正常视力或矫正到正常视力，通过Snellen近视验光测试的最低视力要求为20/40，每个被试者进行40次以上的眼控触发实验。
7.根据权利要求1所述的虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于：所述步骤(4)具体包括如下步骤：
8.根据权
9.一种虚拟环境眼控界面中交互目标的布局系统，其特征在于，包括：虚拟现实眼控交互实验平台和虚拟现实头盔，所述虚拟现实眼控交互实验平台与虚拟现实头盔通信连接，所述虚拟现实头盔配备眼动跟踪模块；
...【技术特征摘要】
1.一种虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于：所述步骤(1)具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于：所述凝视交互方式包括步骤：
4.根据权利要求1所述的虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于：所述步骤(3)中的被试者在正式实验前经过招募被试、预实验、先导学习、练习实验的流程，所述正式实验包括如下步骤：
6.根据权利要求1所述的虚拟环境眼控界面中交互目标的布局方法，其特征在于：所述被试者具有正常视力或矫正到正常视力，通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓皎，唐晓腾，陈泳豪，黄腾宇，刘清华，杨金鹏，王小松，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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