本书系统阐述了基于眼动行为的人机交互原理、关键技术和设计方法，围绕眼控交互界面设计、交互动作设计、多模态融合与增强机制等核心议题，结合双通道交互、视线点击增强、行为参数计算等内容，构建了完整的交互范式设计框架。内容涵盖基础理论、设计规范、实验范式和典型应用实例。在虚拟现实、车载交互、辅助技术等应用背景下，本书展现了眼控交互技术在优化用户体验、增强系统智能性等方面的重要作用。

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2005年－2009年，中国石油大学（华东），机电工程学院工业设计专业，本科/工学学士 2009年－2015年，东南大学，机电工程学院（工业设计）专业硕博连读，研究生/工学博士2025年1月至今，东南大学，工智能学院设计科学系教授、博士生导师，中国人类工效学学会设计工效学分会秘书长 2020年4月至2024年12月，东南大学，人工智能学院设计科学系副教授、博士生导师 2021年10月至2022年8月，借调科技部基础研究司 2017年8月-2018年8月，挂职丹徒科技局副局长 2017年1月-7月，美国普渡大学计算机学院访问学者 2015年4月-2020年4月，东南大学，讲师

目录
“智能人机交互前沿技术丛书”序
前言
第1章 绪论 1
1.1 相关概念及理论 1
1.1.1 眼动的基础知识 1
1.1.2 设计工效学 4
1.1.3 眼控交互范式设计 6
1.1.4 基于设计工效学的眼控交互范式设计 7
1.2 眼部动作识别技术原理 8
1.2.1 眼动追踪的基本原理 8
1.2.2 眼动追踪方法 8
1.2.3 眼动追踪硬件 9
1.2.4 眨眼追踪方法 10
1.3 眼控交互的关键科学问题 11
1.3.1 Midas接触问题 11
1.3.2 低空间精确度问题 12
1.3.3 眼疲劳问题 13
1.4 眼控交互范式设计研究现状 15
1.4.1 眼控交互界面设计 15
1.4.2 眼控交互动作设计 16
1.4.3 视线点击增强设计 24
1.5 眼控实验平台的搭建 25
1.5.1 桌面式眼控实验平台 25
1.5.2 头戴式眼控实验平台 27
1.5.3 手持式眼控实验平台 28
1.5.4 实验室环境 29
1.5.5 开发实例：基于Tobii Eye Tracker 5C的实验平台开发 29
1.6 眼控交互系统的总体设计原则 30
1.7 眼控交互技术的应用 31
1.7.1 眼控交互技术在虚拟现实与增强现实中的应用 31
1.7.2 眼控交互技术在辅助技术中的应用 33
1.7.3 眼控交互技术在手持移动设备中的应用 35
参考文献 36
第2章 眼控交互界面设计 43
2.1 眼控交互界面与常规交互界面的差异性分析 43
2.1.1 界面元素 44
2.1.2 界面布局 45
2.1.3 反馈机制 46
2.2 眼控交互界面控件的位置、尺寸以及间距设计 47
2.2.1 控件的位置设计 47
2.2.2 控件的尺寸、间距设计 49
2.3 眼控交互界面控件的色彩设计 50
2.3.1 控件的色彩分析 50
2.3.2 控件的色相设计 51
2.3.3 控件的色彩明度和饱和度设计 52
2.3.4 控件的颜色反馈设计 54
2.3.5 控件配色策略与视觉优化 55
2.4 眼控交互界面的布局设计 56
2.4.1 眼控交互界面信息布局设计 56
2.4.2 眼控交互界面信息容量设计 57
2.5 眼控交互界面的反馈方式与点击增强技术 58
2.5.1 眼控交互界面的反馈方式 58
2.5.2 交互界面的点击增强技术 59
2.6 眼控交互界面元素的设计建议总结 61
2.7 本章小结 62
参考文献 62
第3章 凝视交互 65
3.1 凝视交互的基本原理 65
3.1.1 凝视的眼动行为特征 65
3.1.2 凝视输入与触发 66
3.1.3 凝视交互的反馈机制 67
3.2 凝视交互的时间参数 69
3.2.1 时间参数设置的基本原则 70
3.2.2 最佳触发时间 71
3.3 凝视交互中的Midas问题及规避策略 72
3.3.1 凝视交互中的Midas问题 73
3.3.2 凝视交互中Midas问题的规避策略 73
3.4 凝视交互的设计案例 76
3.4.1 基于凝视交互的面向残疾人的眼控交互系统软件界面设计 76
3.4.2 基于凝视交互的残疾人眼控阅读器界面设计 78
3.5 凝视交互的设计建议 80
3.6 本章小结 81
参考文献 81
第4章 眼势交互 83
4.1 眼势交互的基本原理 83
4.2 眼势交互的分类与基础特征参数研究 85
4.2.1 眼势交互分类 85
4.2.2 眼势交互的基础特征参数研究 90
4.3 眼势交互的动作设计 96
4.3.1 眼势交互动作优先级顺序 96
4.3.2 眼势交互动作功能语义 97
4.3.3 跨边界眼势交互 102
4.4 眼势交互界面元素的视觉表征研究 103
4.4.1 眼势交互界面元素的静态视觉变量 104
4.4.2 眼势交互界面元素的空间特性与认知特性研究 105
4.5 眼势动作的设计规范与建议 108
4.6 本章小结 109
参考文献 109
第5章 平滑追踪交互 113
5.1 平滑追踪交互的基本原理 113
5.1.1 平滑追踪的定义与特性 113
5.1.2 平滑追踪的眼动行为特征 114
5.1.3 平滑追踪与其他眼动类型的区别 118
5.2 平滑追踪的设计要素与算法基础 118
5.2.1 平滑追踪交互设计的基本要素 119
5.2.2 追踪算法的实现原理 123
5.3 平滑追踪交互的应用 125
5.3.1 平滑追踪在人机交互中的应用 125
5.3.2 平滑追踪在视线校准中的应用 126
5.3.3 平滑追踪交互的优势与局限性 127
5.4 平滑追踪的交互参数设计 127
5.4.1 界面元素的尺寸参数设计 128
5.4.2 界面元素的空间布局设计 130
5.4.3 平滑追踪交互动作参数设计 133
5.5 案例研究：基于平滑追踪的混合数字纸文本标绘系统 144
5.5.1 文本标绘系统应用 144
5.5.2 可行性分析 146
5.6 平滑追踪交互的设计建议 148
5.7 本章小结 148
参考文献 149
第6章 眨眼交互 153
6.1 眨眼交互的特征 153
6.1.1 眨眼交互介绍 153
6.1.2 眨眼交互的设计难点 155
6.2 眨眼交互动作 156
6.2.1 眨眼交互动作类型 156
6.2.2 眨眼交互动作选择 157
6.3 眨眼交互界面 158
6.3.1 眨眼交互界面元素尺寸 160
6.3.2 眨眼交互界面元素间距 160
6.4 时间锁定眨眼交互 161
6.4.1 眨眼交互中时间锁定 161
6.4.2 眨眼交互中时间锁定的特性 163
6.5 空间锁定眨眼交互 163
6.5.1 眨眼交互中的空间锁定 164
6.5.2 眨眼交互中空间锁定的特性 164
6.6 眨眼交互系统设计案例 166
6.6.1 基于眨眼眼控交互动作的多媒体播放器 166
6.6.2 基于眨眼交互的小车控制 169
6.7 眨眼交互的设计建议 172
参考文献 173
第7章 视触觉双通道交互 177
7.1 视触觉交互动作特征 177
7.1.1 视觉通道动作特性 177
7.1.2 触觉通道动作特性 178
7.1.3 视触觉通道动作的互补特性 179
7.1.4 视触觉通道动作协同特征 180
7.2 视触觉双通道交互系统框架 181
7.2.1 系统组成与框架模块 181
7.2.2 系统工作流程 183
7.3 “眼控-手控”交互设计研究 185
7.3.1 “眼控-手控”交互策略框架设计 186
7.3.2 “眼控-手控”交互策略设计 187
7.3.3 “眼控-手控”注视时长研究 193
7.3.4 “眼控-手控”解锁时长与注视时长的交互效应研究 195
7.4 “眼控-脚控”交互设计研究 197
7.4.1 “眼控-脚控”交互策略框架设计 197
7.4.2 “眼控-脚控”交互策略设计 199
7.4.3 坐姿状态下“眼控-脚控”交互控制器研究及触发动作研究 201
7.4.4 站姿状态下“眼控-脚控”交互的控制器及触发动作研究 203
7.5 视触觉双通道交互设计建议 206
参考文献 207
第8章 视线点击增强 210
8.1 视线点击增强概览 210
8.1.1 视线点击增强的背景、定义与原理 210
8.1.2 点击增强技术的分类与特点 211
8.1.3 视线点击增强技术的应用场景 213
8.2 视线点击增强方案 214
8.2.1 区域光标技术 215
8.2.2 吸附增强技术 215
8.2.3 鱼眼视图技术 216
8.3 视线点击增强的优化研究 218
8.3.1 最优静态视线点击增强交互模式 219
8.3.2 区域光标技术与吸附增强技术的参数优化 221
8.3.3 鱼眼视图技术的参数优化 222
8.4 视线点击增强设计案例 225
8.4.1 案例一：基于区域光标和吸附增强技术的眼控看护系统 226
8.4.2 案例二：基于鱼眼视图技术的虚拟现实眼控键盘 229
8.5 视线点击增强的设计建议 231
参考文献 232