传统的家居设计软件在交互上基于WIMP的方式，对用户使用水平有较高的要求，并且操作步骤繁琐，使得设计者的思路常常被频繁的菜单选择、按钮操作和键盘输入所打断，影响了设计意图的自然流露，不能很好地支持概念设计。 本文基于笔式交互，将手势作为交互资源，将草图作为信息载体，论述了家居概念设计展示系统中基于手势和草图的交互技术及其实现。利用草图以图会意的方式，结合基于自由勾画的手势使用可以较好地表达设计构思，同时避免了WIMP方式下繁琐的菜单和图表按钮操作，提供了一种自然和谐的用户界面。论文的主要工作如下： 1．总结了家居概念设计展示系统的应用现状以及相关技术的研究现状，提出了基于手势和草图的概念设计方法来实现家居系统交互功能的解决方案。 2．研究了单机版的草图实现技术。结合交互过程中用户心理模型分析，设计了手势集合，研究了手势的表达方法和手势识别算法，通过对用户交互语义的分析，总结了二维草图交互中的约束求解技术并研究了基于约束优先级的交互语义分析算法，有效处理欠约束、过约束的情况，建立房间的拓扑结构。构造了虚拟工作平面与垂直工作平面，解决了二维手势向三维手势的映射问题。 3．研究了协同设计环境下的草图交互问题。定义了交互日志的表达方法来减少网络中的信息传输量；给出了批注面的定义和计算方法来支持一人操作多人观看的协同设计；研究了冲突消解策略来解决多人协同设计中的操作冲突问题。 4．论文最后通过建立原型系统的方法验证了文中理论研究的正确性。