三维交互概述从命令行（CLI）到图形用户（GUI），经过时间的验证，基于鼠标的GUI非常灵活，而且很强大也很通用。随着科技的进步，自然用户界面（NUI）也开始兴起，主要包含：语音交互、表情交互、动作手势交互等。NUI是基于三维空间的交互，由此衍生出3D用户界面设计。 三维交互允许用户与虚拟世界直接交互，他们可用利用自己现有的技能，知道该做什么以及如何去做，比如：把书从A移到B，以前我们需要先去菜单中找“移动”的命令，然后用鼠标点击要移动的书，最后点击目的地并确定保存。而三维交互中，我们则可以直接拿起要移动的书，然后放到B就可以了。对于新用户来说降低了学习和使用成本，但唯一的限制就是程序员的技能和技术还没有达到。 但相对二维界面的鼠标，三维交互也有明显的不足。鼠标可以精确到像素，而且用户可以在不想使用的时候放弃对鼠标的操作，让鼠标停留在界面的固定位置。而三维交互是在空气中进行的，加上人的手本身存在自然的手震颤，使得交互运动变得不可控。如果想通过加大现实动作数据与输入数据的比率来克服这一问题，就会导致精度较差。而且三维交互是不可放弃的，只要设备在追踪，用户就不能停止输入。 三维交互数据输入目前已有基于平面多点触控和通过输入3维数据两种方式来间接与空间物体进行交互，但三维交互需要用户直接在三维空间中完成任务，需要在系统中输入空间(x,y,z)以及方向(偏航，仰俯，滚动)数据才能正常执行任务，数据的输入成为3DUI设计的关键参考因素。 实现6维度数据（空间和方向）追踪目前有多种技术可以实现，如电磁场、光学追踪或混合超声/惯性追踪。电磁场、光学追踪或混合超声都需要借助于外部的一些设备，而且需要在一个准备好的环境中完成。惯性追踪可以不借助外部设备，它们用加速计、陀螺仪、磁力计或摄像机等技术来感知方向和位置变化，利用相对数据测量，但是它们无法得到一个绝对位置，而且随着时间的推移，误差会越来越大。 当前3D输入主要分为两类，一类是直接捕捉人的动作、形体数据，如Kinect可以直接跟踪获取人体骨骼数据；第二类是通过设备进行捕捉人体数据（这些设备可以把获取的数据直接转化为三维空间中的动作），这种形式在虚拟游戏中比较常见。不同的数据输入设备或方式需要不同的3D界面，比如延时较高的输入设备便不适合操作精确对象。 三维数据输入设备Kinect是根据深度相机跟踪用户整个身体大约20个点的骨架，检测每一个点的空间位置（x,y,z），不需要手里拿其它的控制器。但是由于Kinect不能追踪各骨骼点的方向数据，所以基于Kinect数据输入的三维交互与基于6维度的三维交互差距较大。 Sony move系统可以感知6维度数据，它利用加速计和陀螺仪感知3D方向，用单个摄像头追踪设备顶部的发光球的3D空间位置，深度数据相比水平数据的精度较差。而且用户需要在面向相机，并且不阻挡相机的球视图的情况下才可以正常使用，限制较大。 Leap motion是当前比较理想的一款3D数据输入设备，但是它仅适用于小的工作空间。类似于鼠标，支持利用手掌和手指动作来进行输入，但无需手部接触或者触摸。它使用高级的动作感应专利技术进行人机互动。 三维交互界面设计在设计3D界面时，要注意使用恰当的映射方式，输入6维度数据的设备或动作要与虚拟空间中的动作有极大的相似度或相同，如果完成三维空间某任务，只需要2个维度的数据，而设备不加判断地提供6个维度数据，在执行任务时，便会加重任务的复杂度。 其次，在设计的时候，要避免使用大量手势操作，通常情况下，当用户在连续使用2-3个手势后，在记住其它手势与功能的对应关系就会变得困难。 最后要注意在设计的时候考虑我们上文提到的设备问题。在传统2D界面设计中，我们并没有太多的考虑设备的影响，输入无非鼠标键盘和触控，无论哪样，我们设计的UI都是可用的。但是在3D界面设计中，把针对Kinect设计的界面用在基于Sony move系统设计的界面就会出问题。
