水电站仿真工程是基于虚拟现实技术的三维场景实时信息数据监控管理平台,由三个大模块组成:数据采集模块、中央处理模块、人机交互系统模块。其中的人机交互系统模块主要功能是为用户提供三维场景的人机交互界面和交互操作方式,并将用户的交互操作命令转换为中央处理模块的数据信息,实现水电站仿真工程与用户之间的信息数据互动。本文应用“以用户为中心”的设计思想,从水电站仿真工程使用者的需求出发,通过对用户认知和行动特性的研究,并结合三维场景建模方法的研究,得出了水电站仿真工程的三维场景人机交互设计方法。水电站仿真工程的三维场景的人机交互设计方法主要包括:三维场景人机交互设计的因素分析、三维场景的建模方法、三维场景人机交互任务的分析研究、用户认知特性和行动特性的研究、三维场景人机交互系统的实现方法以及系统可用性评估等内容。三维场景人机交互设计的因素分析是以人机交互系统的环境为研究对象,通过分析得出了系统的三个设计因素,即三维场景交互原理、用户研究、交互设备与方式。其中三维场景的交互原理的研究依赖于三维场景的建模方法,而用户研究的方法则是通过问卷、访谈、对比测试等实验方法对用户的认知和行动两个方面的特性进行研究,从而将三维场景与用户模型相结合,完成交互设备和交互方式的创新设计。通过理论的研究结合实际工程需求,可以得出三维场景人机交互设计的实现方法,并通过可用性评估对系统进行可用性测试,最终得到通过测试标准的能够应用于工程实际的人机交互系统解决方案。本文的创新之处在于用户认知与三维场景维度的匹配设计及用户操作行动的分级化设计,两者都旨在解决人机交互过程中的效率问题,即降低学习成本和出错率,提高交互操作效率,进而提升整个水电站仿真工程的使用效率。