杯里窥人

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杯里窥人范文第1篇

觉交互设备：力反馈数据手套、可穿戴的通信设备、力反馈游戏设备以及六自由度笔杆式力反馈设备。并介绍了其在不同领域的应用情况，最后展望了其发展趋势，针对力反馈设备未来的研究方向提出了建议。

[关键词]人机交互；力反馈设备；应用领域；发展方向

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0224-02

传统的人机交互技术包括：机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题及提示请示等。信息主要以视觉、听觉的形式存在。如果在系统中加入力觉反馈设备，使用户有触觉的感受，用户不仅能看到屏幕上的物体，听见设备发出的声音，而且能够通过触碰感知、操纵这些虚拟物体，从而产生更真实的沉浸感。力觉在交互过程中有起着至关重要的作用，对人们的信息交流和沟通方式将产生深远的影响。

所谓力反馈（Force Feedback），本来是应用于军事上的一种虚拟现实技术，它利用机械表现出的反作用力，将虚拟数据通过力反馈设备表现出来，可以让用户身临其境地体验虚拟现实中的各种效果。 力反馈技术能将虚拟现实中的数据转化成用户可以感觉到的效果，例如道路上的颠簸或者转动方向盘感受到的反作用力，这些效果都是力反馈控制芯片传递出来的。本文总结了力觉交互技术的发展历史，列举了几类主要力反馈设备和当前的应用领域，并对未来的发展方向稍加说明。

1.力反馈设备的发展历史

力觉交互设备的研究开始于18 世纪初，起初使用简单的连杆和绳索来传递运动和力，慢慢的发展成机械臂。后来产生的计算机技术和人们对与虚拟世界进行交互的向往，推动了力觉交互设备的产生。20 世纪90 年代初，这些装置还主要用于军事仿真研究，比如训练士兵模拟射击和驾驶作战工具。20 世纪50 年代，R. C. Goertz 在核废料处理主从操作机器人系统中首次提出了力觉主手的概念。1990 年，Masao Inoue 等人设计出一种具有力觉临场感的机器人系统，其力觉主手即力反馈装置采用直角坐标结构，3 个相互垂直的滑轨实现位置运动，3个旋转轴则实现姿态运动，在运动形式上完全解耦。1993 年，麻省理工学院人工智能实验室的Salisbury 等开发了一种装置，它实现了点接触力的传递，可以用来产生指尖与各种物体交互的感觉，给人们提供了前所未有的精确的力觉激励，名为“Phantom 触觉界面”。其后，游戏开发者将其移植到游戏设计中。1997 年，微软公司推出的DirectX5 技术正式将力反馈技术的支持加入到了Windows 程序的开发环境中，标志着力反馈技术趋于成熟和标准化。

2.力反馈设备

2.1 力反馈数据手套

力反馈数据手套四借助数据手套的触觉反馈功能，用户能够用双手亲自“触碰”虚拟世界，并在与计算机制作的三维物体进行互动的过程中真实感受到物体的振动，让用户真实感触到物体的移动和反应，能够营造出更为逼真的使用环境。数据手套中典型代表有：日本庆应义塾大学（Keio？University）的Tatsuya？Koyama设计的Multi-fingered？master？hand力反馈数据手套，重量轻且结构简单[1]；美国Burdea设计了由4个微型气缸作为驱动器的Rutgers master glove[2]；美国Bouzit设计了由力矩电机驱动的外骨架式LRP数据手套[3]，哈尔滨工业大学的孙中圣博士设计的基于气动人工肌肉的外骨架式力反馈数据手套[4]；中科院研制的采用线性电磁铁作为驱动部件的Cas-Grasp力反馈数据手套[5]

2.2 外骨骼交互设备

外骨骼交互设备，即能够为整个胳膊或其他身体部位提供力反馈信息设备，其中爱荷华州的力反馈外骨骼机构利用磁场为使用者提供力信息[6] 。VT公司生产的已经商品化的力反馈机构Cyber Force，将力信息反馈到使用者的臂部[7]。俄亥俄州大学机械工程系1998年研制一个较大的的FRE―FLEX是固定输入设备[8]。 SouthernMethodist大学的系统实验室开发的一种外骨骼气动装置[9]叫“Master Arm”，可以根据操作者的体型而进行自身的尺寸调节，非常人性化。

2.3 可穿戴通信设备

最近，可穿戴设备中也加入了力觉反馈技术，让信息通过触觉传递给人类。现在已经有创新科技公司开始针对触觉进行研发，让智能手环成为更好的交互工具。在今年2月份巴塞罗那举行的世界移动通信大会上，Immersion详细介绍了一款可以利用触觉进行通讯的平台――TouchSense Core 。该平台为电动机创造出了一种语言，并可搭载在智能手表等可穿戴设备中进行触觉通讯。除此之外，它还可以独立完成一些细微信息的传达。

2.4 力反馈游戏设备

力反馈的游戏设备可在游戏动态的实景中提供立即及真实反应。本文主要介绍两种，即力反馈摇杆和力反馈方向盘。

2.4.1力反馈摇杆

力反馈摇杆能带给你什么效果？当你在游戏中与敌人在空中缠斗时，你可以感受到高速转弯时造成的真实的剧烈重力拉扯，也可以感受到坦克大战中爆炸所发出的冲击波，甚至连赛车时车体与车体间碰撞时隐隐的触感都能逼真呈现。罗技新的力反馈摇杆WingMan Force是采用线传动力反馈技术的代表作，从而改善因为齿轮咬合而造成的震动间断，比起传统齿轮机械式震动方式，震动的感觉要来得更加细腻敏锐。采用线传动技术后，其震动频率可高达每秒250次，让玩家在赛车时，能彻底真实地感受到车辆在不同地面的震动质感。

2.4.2力反馈方向盘

力反馈天驹赛车方向盘WingMan Formula Force是赛车方向盘的风头产品，也采用了最新力反馈式线传动技术，独特的线传动技术跳脱原来齿轮传动所造成的不平顺和停顿感，使得选手如真实比赛中的赛车手一般。基于这样的游戏设备，通过网络的远程教育，我们便可以在家上驾校了。

2.5 六自由度力觉交互设备

近几年一种体积小，外观简洁，6自由度力觉交互设备的出现引起了轰动。其中，SensAble科技公司的PHANTOM？系列力觉交互设备能使用户接触并操作虚拟物体，不同的PHANTOM产品系列分别适合于从事不同研究领域或商业需求的用户。PHANTOM Desktop（桌上型PHANTOM） 是一款具有优越性能，符合人体工程学，支持所有常用的软件又同时兼具美感的低价位产品。它专为商业用途而设计，可以经过EPP连接电脑，使用一般的电压 （110/230 VAC）即可。笔尖内的编码器能感应到6自由度左右的范围。产品携带方便，具有设计良好的底座，一般接口以及安装简便的多项优点。

3.力反馈设备的应用领域

随着虚拟现实技术的发展，具有力反馈功能的虚拟现实系统在医学上得到了广泛地应用。例如，外科手术医生的培训、牙科医师的训练和远程遥操作手术等。初出茅庐的医学院新生，必须积累了足够的实践经验才能成为一名技艺高超的牙科医生，而现阶段最佳途径是在病人身上进行若干次的临床磨练。而医疗教学事故引发的医患矛盾近年来越来越突出，医学生临床实践的机会受限成为我国医学教学领域培养合格临床医师的最大障碍。借助显示设备和力反馈设备在虚拟的环境下进行虚拟手术有重要意义。虚拟现实力反馈系统已经成为医学教育和治疗的辅助工具，正被越来越多的人开始关注。虚拟现实力反馈系统能够展现微观世界中物体间的相关作用，让学生亲身操作微观的三维化数据，能帮助学生更好地感知复杂的数据[10]北航的王党校等人针对汉字书法模拟，建立了人的触觉技能表达和逼真度评价模型，能够逼真显示汉字书写过程[11]。华盛顿大学和斯克里普斯研究所共同研制了具有力反馈的分子生物模型来，提供了直观的科研环境[12]。力反馈技术在机器人领域也有重要应用，可以远程医疗机器人、康复机器人、工业机器人使用。

4.力反馈设备未来前景展望

力反馈设备实现了感官中除了视觉、听觉以外的第三种人机交互方式，但是要平衡好实时性和稳定性之间的关系，未来还可以结合DK2，Google glass等装置，实现完全沉浸在虚拟世界的目标。

参考文献：

[1] Tatsuya Koyama，IkuoYamano.Multi一fingered exoskeleton haptic device using passive Force feedbaek for dexterous teleoperation.2002 IEEE conference on Intelligent and Systems，2002，10：2905一2910.

[2] Bouzit M，Burdea G，Popescu G，，et al.The rutgers materⅡ-new design force-feedback glove[J].IEEE/ASME Transactions on Mechatronics，2002，7（2）：256-263

[3] Bouzit M.Design，implementation and testing of a data glove with force feedback for virtual and real objects telema-nipulation[D].Paris：University of Pierre ET Marie Curie，1996.

[4] 孙中圣，包钢，李小宁.影响数据手套力反馈的因素分析.机床与液压，2008，10：21一23

[5] 原魁，朱海兵，杜清秀.一种虚拟现实系统接触交互接口.中国体视学与图像分析，2001，9：153一156.

[6] Luecke G R，Chai Y H.Contact Sensation in the SyntheticEnvironment Using the ISU Force Reflecting Exoskeleton[C].IEEE Virtual Reality Annual Symposium，1997.

[7] Immersion Corporation，Cyberforce[OL].http：///products/3d/interaction/cyberforce.shtm1.

[8] Williams II R L，North D Murphy M.Kinesthetic Force/MomentFeedback via Active Exoskeleton[C].Proceedings ofthe Image Society Conference，Scottsdale，AZ，1998.

[9] Hurmuzh Y，Ephanov A，Stoianovici D.Efect of a Pneumatically Driven Haptic Interface on the Perceptional Capabilities of Human Operators[J].Presence，M1T Press，1998，7（3）：290―307.

[10] R. M. Taylor. Haptics for Scientific Visualization. Proceedings of ACM SIGGRAPH2005 Courses， New York USA， 2005：756-764

杯里窥人范文第2篇

服饰篇

新疆古居民2800年前已会刺青

记者29日在新疆维吾尔自治区博物馆举行的《逝者越千年——新疆古代干尸陈列》专题展上看到，一组手臂有刺青的古尸图引起众多市民关注。考古专家分析，和现代流行的文身艺术不同，新疆古居民刺青应该源于宗教图腾或身份象征。

据自治区博物馆研究员王博介绍，在新疆出土的古尸中，他所了解的有刺青的古尸有4具，古尸距今约2800年至3200年。且末县扎滚鲁克墓葬曾出土一根细小的钢针，结合钢针、勺子等遗物分析，古人刺青采用的颜料很可能是一种叫兰草的植物。

魏晋南北朝姑娘们是“条纹控” 红绿大胆撞色

《现代快报》称，魏晋南北朝时期，女子们非常爱穿条纹裙。简单明了的条纹从来就没有离开过时尚圈，现在许多大牌女明星都纷纷示范，引领潮流。不过竖条纹清新脱俗有显瘦又修身的功效，魏晋南北朝的姑娘们早就了然于胸，那时最流行的装束就是条纹裙。

这种条纹裙被称作“间色裙”，用两种或两种以上颜色的料子拼接，色彩相间，别有情趣。间色裙穿得人十分修长飘逸，确实是“娴静时如姣花照水，行动处似弱柳扶风”，看上去格外小清新。当时更是有些女性，大胆地将红、绿对比色拼接在一起，做成间色裙，色泽鲜明，对比强烈。

隋朝有束腰裙和长披巾 唐朝流行过棋盘格、垫肩

《现代快报》还介绍道，隋初，女子服饰很朴素，但看上去很“仙”。故宫博物院珍藏的隋代陶制女俑，服装都是上衣瘦小、圆领或交领，窄袖，而裙装是由若干块下宽上窄的布料拼接而成的，显得很修长，被称为“仙裙”。仙裙束腰很高，一般都束于胸部，很显苗条；肩膀上再配上一条长披巾，看上去确实很仙。

唐朝国力强盛、思想开放，女子们集中智慧在穿衣打扮上，创造了不少经典之作。

你以为棋盘格只是某些大牌的专利吗？唐朝时就流行过这些图样了。唐朝时妇女衣服上很喜欢采用规矩的散点图案，以若干散点组成各种几何形格子，菱形格、棋盘格都是当时常用的纹样，有的中间还用散点组成花朵。

盛唐时，长袖外加短袖的打扮，一度成为最时髦的装束，女子们在襦袄外加一件半袖小衣，再披搭一件“披帛”。也有些女子将半袖小衣当内衣穿，外穿一件长袖外衣，半袖小衣将外衣的双肩撑起，起到垫肩的效果，和其他朝代以削肩为美不同，看上去果然气场很足。

在唐朝女裙中，最珍贵精美的要数百鸟毛裙了。百鸟毛裙是用各种飞禽的羽毛织成百鸟形状的一种裙子，据说是唐中宗之女安乐公主发明的。因为华美异常，这种裙子由宫中传到民间，各阶层的妇女都为之疯狂，一时间山林中的珍禽异鸟都遭了殃。

此外，唐代女子也很喜欢女扮男装，丢掉裙子，穿上象征男人身份的裤子出门。

晚明士子头巾花样迭出

《江南时报》报道，明朝中后期，经济颇为繁荣，作为社会中产阶级的士大夫们，追新慕异，在意起个人的服饰行头。时尚潮流之下，士大夫官僚阶层都追起了“时髦”。

头巾在士子整套行头里是很重要的。明代的“花样美男们”头巾也是花样迭出。《客座赘语》这样记载了那时的头巾潮流：“南都服饰，在(隆)庆、(万)历前犹为朴谨，官戴忠静冠，士戴方巾而已，近年以来，殊形诡制，日异月新……有汉巾、晋巾、唐巾、诸葛巾、纯阳巾、东坡巾、阳明巾、九华巾、玉台巾、逍遥巾、纱帽巾、华阳巾、四开巾、勇巾……”

服饰史研究学者董进介绍，制作考究的还在巾前片上装饰如意云纹等图案，甚至缀上玉花、玉片等饰件，材质相当丰富。《客座赘语》还记载：“巾之上或缀以玉结子、玉花瓶，侧缀以二大玉环。而纯阳、九华、逍遥、华阳等巾，前后益两版，风至则飞扬。齐缝皆缘以皮金，其质或以帽罗、纬罗、漆纱，纱之外又有马尾纱、龙鳞纱。其色间有用天青、天蓝者。至以马尾织为巾，又有瓦楞、单丝、双丝之异。于是首服(注：指头衣)之侈汰，至今日极矣。”

谁能想到四百多年前的男人们能把头巾搞出这么多的花样？相比之下，即使现在的潮男，也难与之比肩——现代男士帽子款式单一，逊色多了。

名画中的唐朝女子身穿高腰裙，裙子上满是华美的纹样图片来源：现代快报

名画中的唐朝女子身穿高腰裙，裙子上满是华美的纹样图片来源：现代快报

出行游玩篇

张居正所乘轿子内有套间厨房厕所 类似“房车”

据《北方新报》报道，明朝万历的首辅张居正，回家奔丧，所坐过的堪称世界之最的大轿子。

张居正返乡之行壮观得不得了：坐轿要32个轿夫扛抬，内分卧室及客室，还有小童两名在内侍候。随从的侍卫中，引人注目的是一队鸟铳手，乃是总兵戚继光所派，而鸟铳在当日尚属时髦的火器。张居正的这顶轿子，可想而知，一有里外套间，二有随侍人员，三有厨房厕所，估计应该比现在17座的考斯特还要大，因此必须动用32个轿夫来抬，这恐怕不仅是中国，在世界上也是数一数二的大轿了。

小编觉得，这不是堪比现代的“房车”吗？

明宣德皇帝爱玩“捶丸” 类似现今“高尔夫”

去年南京青奥会期间，《扬子晚报》记者发现，南京博物院艺术馆二层举办了“博?戏：中国古代体育文物展”，作为向青奥的献礼。展览中的图片部分，有两千年前汉朝人在玩“技击”和现代人玩的“击剑”，真是形似神更似。展览中的一幅珍贵国宝，即《马球图》，据说是最早有关马球运动的图像资料，珍贵到禁止出国展览，必须花300大洋才能在陕西历史博物院的壁画馆才能见到它。

专业人士介绍道，“画中确实有一位古装人士在打高尔夫球，此人乃大名鼎鼎的宣德皇帝朱瞻基，即明宣宗。图版上说他玩的是‘捶丸’，类似于现在的门球。可是看看地上的小洞，这分明就是高尔夫嘛。宣德皇帝有过宏图大业，也爱好娱乐消遣，特命人将自己享乐时的身姿绘制成图，成就了如今仅存的这幅明代早中期宫廷绘画长卷《明宣宗行乐图》，现藏北京故宫。”

唐代人吃“冰棍” 南宋市集卖“冰激凌”

春秋末期的达官贵人们就已经喜欢在宴席上喝冰镇米酒助兴了。

到了唐代人们已经学会制作并公开出售“冰棍”。大木桶里放上冰，撒上盐以降低冰的融点，再将盛有蔗糖水的小铁盒排列在桶中，插入小木棍，过一会儿，就冻成了冰棍。

北宋还能吃上各式各样的冷饮，并且已有了刨冰。南宋市集上的冷饮更加琳琅满目，夜市的冷饮铺甚至要卖到三更时分才打烊。

元代13世纪，蒙古王公贵族享用的“奶冰”是今天我们所见到的冰激凌的雏形。

明清冰镇饮食充斥寻常巷陌，盛夏时节有很多小贩挑着担子沿街售卖“凉水”。

春秋时已有冰窖 宋朝出现“冰箱”

1976年，秦雍城遗址考古曾发现春秋时一座冰窖，其藏冰量达190多立方米。朝廷中有专门的官吏负责每年寒冬时凿取冰块进行储存。

山西省宁武万年冰洞据说当年就是隋炀帝避暑时的取冰处。

宋代与冷饮的繁荣相伴，一种比较原始的“冰箱”也在宋朝出现，叫做“冰鉴”。是一种双层的木桶，下面有基座，上面有盖，中间有夹层，把冰块放到夹层里，盖上盖子，好长时间都不会融化。

唐代妇女纳凉穿半臂装、袒胸装

魏晋以前男人也和现代人一样爱打赤膊，女人们则喜欢穿“开裆裤”。

唐代薄、透、露的“半臂装”和“袒胸装”深受女性青睐。半臂装可以看做是古代的短袖衫。而比半臂装更大胆的，则是袒胸装。

吃货篇

4000多年前就有高脚杯

据《现代快报》消息，去年南京博物院举办的《它从哪里来》展览里，展出了4000多年前的高脚杯，“柄”和杯都呈喇叭状。解说员说，这是在山东发现的，名叫蛋壳黑陶高柄杯。“‘蛋壳’，说明杯子很薄，从已经出土的这种高柄杯来看，平均厚度只有0.5毫米，最薄的只有0.3毫米。整个杯子重量只有40克左右。它的平均吸水率只有万分之四十三，说明当时的烧陶技术非常高。”

解说员说，蛋壳黑陶高柄杯是当时最高级的一种酒杯。从考古发现来看，这种杯子多出土于一些大中型墓葬，这说明，使用它的人身份不一般，很可能只有氏族首领才用得上。

古代公道杯用于喝酒“作弊”

现在餐桌上，也有公道杯，不过，是用来分酒的。

在南博的特展馆内，也有一个公道杯，当年是皇家用的。“古代有人结婚时，大家往往起哄让新郎官多喝点，把他灌醉，这时公道杯就发挥神奇的作用了：公道杯一旦倒满，杯里的酒就一滴不剩漏光了。”

这是怎么回事？专家说，这是古人巧妙地运用了虹吸和压力的原理。杯子里面藏着一根弯管，管子两头分别连着杯子里面的孔和杯子外面底部的孔，倒酒的时候，酒通过底部的孔往上升，只要杯子里的酒不超过这个最高点，酒就不会漏；一旦杯子里的酒超过了这个最高点，压力失去平衡，管子里的酒越过最高点就从底部的孔漏掉了。

战国时烤炉跟现在很像

说到烧烤，很多人会想到烤肉、烤鱼……其实，烤炉并不是现代才有，在2400多年前就有了。南博的特展就展出了一个战国时的烤炉，炉子呈长方形，中间凹进去一块，支一些烧烤工具，就可以架起来烤东西吃了。目前，国内出土了多件战国烤炉。比如，1933年，在安徽寿春战国楚王墓中出土的一青铜云纹方炉，外形和现代烤炉比较接近，烤炉的两边还有两条青铜提链，方便移动，烤肉、取暖两便。

据解说员介绍，战国烤炉大多呈方形或者长方形，底面凹陷，可以放置炭火。四边有回廊形遮沿，上面可以摆放肉串。四角上翘，目的是防止烤串滑落。烤炉的四壁还安装有兽首衔环铜铺首，方便用链子提起来自由搬运，而且不烫手。

当时的烤炉谁在用？解说员说，一般是皇家、贵族使用，烧烤已成他们的日常食品。像皇家御厨，分工明确，有的人便专门负责做烧烤。“当时贵族们吃的有烤肉，还有烤鱼。”

汉代五格火锅鼎很先进