【摘 要】
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当前数字化进程不断加快,增强现实技术（Augmented Reality,简称AR）迅猛发展,并在医疗、机械等领域占有了一席之地。在国家政策的指引与教育行业的数字化转型需求影响下,移动AR开始向装配教学领域进军,如何开发出更符合学生心智模型的产品结构学习平台,成为一个新的探索方向。本文以移动AR技术与教育相结合为思路,将学生的学习需求作为研究基础,对平台功能流程、视觉表现、交互方式进行研究,并通过
【基金项目】
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2021年度哈尔滨工业大学研究生教育教学改革研究项目: “数智融合的工程实践环境构建方法与教学模式研究（21MS008）”；
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当前数字化进程不断加快,增强现实技术（Augmented Reality,简称AR）迅猛发展,并在医疗、机械等领域占有了一席之地。在国家政策的指引与教育行业的数字化转型需求影响下,移动AR开始向装配教学领域进军,如何开发出更符合学生心智模型的产品结构学习平台,成为一个新的探索方向。本文以移动AR技术与教育相结合为思路,将学生的学习需求作为研究基础,对平台功能流程、视觉表现、交互方式进行研究,并通过可用性测试验证平台有效性。以功能性要素、交互设计要素、情感设计要素为基础,分析AR产品平台战略定位,并以此确定调研方向;以问卷调研为基础,获得学生学习需求与交互偏好,采用KANO模型确定需求分类;以大脑信息加工模式为原则,将学生需求映射到平台体验过程中,并对重点板块功能进行流程分析,获得AR产品平台功能架构,为后续设计提供了思路。以信息量控制原则为基础,对AR产品平台编组内容进行分析,确定界面编组方式;以视线浏览模式为基础,分析各种浏览模式特点,设计出三套界面布局线框方案,进而获得二维空间下的界面方案;然后以界面视觉方案为基础,采用眼动实验评价法与量表评价法,验证三套方案的界面表达满意度,并获得最佳方案;最后以深度感知层次为基础,设计深度感知实验,获取用户空间深度感知差异,完成控件的沉浸式纵深布局设计。以界面操作过程为基础,设计实验任务,通过启发式实验、大声思维法获得交互手势及评价;以有效静态手势为基础,结合频数分析、手势一致性计算、专家设计,获得手势共识集,进而完成手势识别设计,并进行合理性评价验证;以产品中的碰撞交互为基础,分析OBB包围盒碰撞检测原理,确定其在产品部件中的组合特性,获得最佳碰撞盒组成方法。以Unity3D为载体,搭建平台场景,完成模型导入、画布生成、界面内容修改、碰撞体添加等工作;将MRTK工具包作为实现工具,借助C#脚本,完成平台功能开发、交互开发;最后以Visual Studio 2019为媒介,完成平台从Unity3D到Holo Lens 2的部署工作;以任务所用时间、失误率为评价指标,并结合PSSUQ度量报告,对平台进行可用性测试,并完成平台改进工作。
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