当前具有触摸显示功能的智能设备已经在日常生活中被广泛使用。触摸屏具有数据处理和检测手指位置的功能,在触摸屏上进行力触觉再现逐渐成为人机交互领域的研究热点。尤其对于视障人士而言,在触摸屏上实现力触觉再现为他们感知文字、图像和虚拟物体等多种数字化信息提供了一种便捷的途径。这也将很大程度上拓宽触摸屏的应用范围,具有很高的实用价值和应用前景。本文主要研究了用于触摸屏交互的指套式盲文再现系统、用于触摸屏交互的手指可穿戴式力触觉再现装置以及相关算法。主要包含三个部分内容:第一部分开发了一款指套式盲文再现装置,设计了新型盲文点执行器,利用有限元分析对执行器结构和磁场进行了优化,采用了基于压电陶瓷执行器的运动方向引导方法,并在Android平台上构建了盲文交互系统;第二部分设计了一款指套式力触觉再现装置,采用微型Stewart结构、压电陶瓷致动器、盲文模块和帕尔贴模块分别为手指提供了六自由度的力和动觉反馈、振动触觉反馈、探针敲击、温度等刺激,可完成对盲文及虚拟物体的形状、硬度、粗糙度和温度等特征的再现;第三部分主要对图像特征提取及力触觉渲染算法进行研究,采用明暗恢复算法（Shape From Shading,SFS）和局部梯度提取算法重建了图像的空间特征信息用于形状再现,提出了基于变换的灰度共生矩阵（Transpose Gray-level Co-occurrence Matrix,T-GLCM）和Tamura融合的纹理特征提取算法并利用压电陶瓷致动器建立触觉模型,以及采用滑膜控制算法对温度进行再现。心理物理学实验的结果表明,本文设计的装置和采用的算法能够通过力触觉反馈有效地再现盲文和虚拟物体的多种特征。本文的研究重点和主要创新点为:（1）设计了新型盲文点执行器和指套式盲文再现装置,通过与触摸屏结合开发了指套式盲文再现系统,为盲文阅读提供了一种新的途径;（2）设计了一款应用于触摸屏的具有多种再现模式的手指可穿戴式力触觉再现装置,可为交互提供多种类型力触觉刺激;（3）提出了图像纹理特征提取的新算法,并通过实验检验了其在粗糙度再现方面的良好性能。