在Leap Motion设备的垂直操作区域,通过手的不同高度来操作映射在屏幕上的多层离散的目标选择任务,得出适合用户操作的层数,以及相应的人因分析与讨论。本文首先通过实验得出用户常用的垂直操作范围,再在常用范围的基础上进行分层实验,并且通过任务所花费的时间和任务困难度(Index of difficulty,ID)进行线性分析,最后对Fitts’law模型进行验证。最终得出结论:任务困难度对任务时间在全视觉反馈和半视觉反馈下的线性拟合度分别为0.766和0.771,由于线性拟合度比较低,所以Fitts’law模型对于分层交互界面下的多层离散的目标选择任务并不适用;并且通过时间和错误率的相关数据的分析得出了在全视觉反馈和半视觉反馈下的用户可操作的最大可分层数分别为20层和18层,本研究结论可对基于多层的三维界面的应用场景的技术设计提供必要的设计准则。本文研究目的:探索研究非接触式交互空间中分层输入模态的技术:包括交互操作的空间可以划分多少层适合用户进行交互操作;符合用户进行人机交互的常用的交互空间范围;对操作精度、速度等要求较高的操作范围;是否符合Fitts’law定理的一系列问题的研究。本文主要的工作内容如下:1、实验1是为了得出用户的常用操作范围。在Leap Motion上方的可检测的范围中,实验者操作实验界面中随机出现的目标任务,完成目标选择任务,并且记录相关的手势高度和时间。整合数据分析,最终得出比较适合用户操作的常用范围。2、实验2是为了得出对识别精度和效率要求较高的范围。实验者将操作任务的层次颜色变化作为视觉反馈,根据颜色反馈将右手放入或者移出检测区域,以完成相应的手势交互任务,并记录手的高度和时间信息,这个结果可以应用在一个特殊应用场景,给用户提供一个准确,快速的操作范围区域,为之后的非接触交互界面中,对空间分层输入精度需求非常高的界面设计提供一个使用空间范围的设计指导。3、实验3是为了得出在常用范围中可以划分的用户可操作的层数以及该任务是否符合Fitts’law模型。在实验1得出的范围84—320(单位:毫米)中,首先对Fitts’law模型进行了验证:在实验设计中已经计算得出实验所要完成的点击目标的宽度、距离等信息;然后,在实验中完成不同的点击任务并且获得相应的时间;最终通过数据分析软件SPSS分析实验结果。最后根据每层任务的完成时间和错误率数据的分析结果得出相应的界限层次。4、最终得到:在Leap Motion硬件上方能够操作的用户常用范围中可以划分的层数,该结论对于其他的三维位置识别设备如Kinect也是适应的。因此,在非接触交互界面中三维空间操作区域的分层技术对于增加输入信息的方式是可行的。