1.2.3 自然人机交互
20世纪80年代末，多媒体技术繁荣发展，声卡、图像卡等硬件设备的发明和实现使得计算机处理声音及视频图像成为可能，多媒体输入/输出设备如扬声器、传声器和摄像头等逐渐为人机交互所用。人机交互的内容更加丰富有趣，用户能以声、像、图、文等多种媒体信息方式与计算机进行信息交流，如图1-9所示。
多媒体技术的发展拉近了人与计算机之间的距离，人机之间的交流变得更加生动和多元化。然而，在自然界中，人与物理世界之间的交互方式远比人与计算机之间的交互方式丰富，人们能够通过听觉、视觉、触觉、手势及动作等多种方式进行交流和沟通。因此，人机交互前进的脚步依然没有停歇。近年来，科学家们通过理论研究和实验探索，一系列突破性的人机交互设备走进人机交互领域。这些设备逐渐走出计算机二维图形界面的限制，开始“理解”人的视、听、触、感等多方面的信息。人机交互朝着自然、和谐的方向迈进，自然人机交互（Natural User Interface）的理念开始萌芽和发展。
图1-9 用户利用多媒体技术与计算机进行生动的交互
1.自然人机交互输入设备的进展
自然人机交互更加注重用户的个人体验，以人为中心。在交互输入方面，从最开始的手工操作开关、鼠标键盘输入，发展到当前的体感交互等自然交互方式。
1972年，Nolan Bushnell发明了第一个交互电子游戏Pong，首次将操控技术运用到了人机交互系统中。
1977年，Tora Defanti和Daniel Sandin开发了一套手套式传感器系统SayreGlove，用户只需要戴上这样特殊的手套就可以向计算机输入特定指令。
1983年，Grimes设计了可以让计算机获取手的位置以及手指伸展状况等信息的数据手套，并最早取得“数据手套”专利。现在，MIT的数据手套、5DT的数据手套及CyberGlove等多种数据手套已进入商业领域，在视频游戏、体育训练和身体康复训练等多种场景中投入使用。
2005年，以色列PrimeSense公司启动项目研发能够让数字设备获得真实世界三维感知能力的技术，并于次年推出了基于Light Coding技术的3D传感器PrimeSense。
2006年，Nintendo公司开发Wii遥控器游戏机，使用简单的手持设备探测控制器在空间旋转与移动，并以此方式让玩家体验体感游戏中的交互方式。
2007年，苹果公司发布第一款触摸与显示同屏交互的iPhone手机，标志着人机交互的第2次变革开始。
2010年6月，微软公司公布其与PrimeSense合作开发的体感交互设备Kinect，让体感交互不需要任何手持或者穿戴设备，传感器可以主动感知用户三维姿态，理解用户交互意图。这款设备刚问世便打破了消费类电子产品销售最快的吉尼斯世界纪录。
2011年，Tobii推出了两款带人眼追踪技术（追踪眼部运动）的产品，这使用户能够仅使用眼睛运动来控制他们的系统。这种人眼追踪技术首先出现在笔记本式计算机上，后来也被应用在可以与PC连接的单独设备上，该项技术已被纳入更多的系统。
2013年2月，Leap公司发布的Leap Motion设备将手势交互提升到新的高度，采用视觉处理识别裸手交互动作，推动了虚拟现实的发展速度。
2.交互显示设备的进展
在交互显示方面，人们追求身临其境的感觉。1838年，Charles Wheatstone研究发现人类大脑是通过处理左右眼看到的不同视角图像来产生三维感觉的，这一发现奠定了现代所有立体显示技术的理论基础，包括裸眼3D、眼镜式3D及沉浸式VR等。
1961年，由Philco公司研发的Headsight问世，这是世界上第一款头戴式显示器，同时该设备首次融合了头部追踪功能，Headsight主要用于隐秘信息的查看。
1985年，美国NASA研发出LCD光学头戴显示器，同时融合了头部和手部追踪功能，可实现更加沉浸的体验，其主要用于太空作业的模拟训练等。
1995年，Illinois大学研发出“CAVE”虚拟现实系统，通过三面墙壁投影空间配合立体液晶快门眼镜，实现了沉浸式体验。
2002年，日本三洋电机研制出一种不需要佩戴眼镜就可以观看立体影像的显示器，被称为裸眼立体显示器。
2013年，Oculus公司推出具有良好体验效果的头戴式显示装置Oculus Rift，迅速在社会上引起轰动。2014年，Facebook以20亿美元收购Oculus公司及其开发团队使得VR再次升温，虚拟现实技术迎来爆发期。
2015年至今，继Oculus Rift问世之后，HTC与Valve合作推出Vive，微软推出HoloLens，谷歌投资Magic Leap，Sony推出Play Station VR，各大行业巨头在虚拟现实行业的布局引发了其全球火热局面，国内也出现了暴风魔镜、Idealense及3Glass等一大批虚拟现实设备制造及内容提供商，这极大地促进了VR技术的发展革新，同时也在无形地推进更好的用户体验产品研发。