初識人機交互

1、初識人機交互一. 人機交互研究的主要內(nèi)容是什么？“人機交互”的概念人機交互（HIC）是指關于設計、評價和實現(xiàn)人們使用的交互式計算機系統(tǒng)，并圍繞相關的主要現(xiàn)象進行研究的學科。狹義地講：它主要研究人與計算機之間的信息交換包括人到計算機和計算機到人的信息交換兩部分人機交互研究的主要內(nèi)容1 人機交互界面表示模型與設計方法（Model and Methodology）一個交互界面的好壞，直接影響到軟件開發(fā)的成敗。友好人機交互界面的開發(fā)離不開好的交互模型與設計方法。因此，研究人機交互界面的表示模型與設計方法，是人機交互的重要研究內(nèi)容之一。2 可用性分析與評估（Usability and Evaluatio

2、n）?？捎眯允侨藱C交互系統(tǒng)的重要內(nèi)容，它關系到人機交互能否達到用戶期待的目標，以及實現(xiàn)這一目標的效率與便捷性。人機交互系統(tǒng)的可用性分析與評估的研究主要涉及到支持可用性的設計原則和可用性的評估方法等。3 多通道交互技術（Multi-Modal）。在多通道交互中，用戶可以使用語音、手勢、眼神、表情等自然的交互方式與計算機系統(tǒng)進行通信。多通道交互主要研究多通道交互界面的表示模型、多通道交互界面的評估方法以及多通道信息的融合等。其中，多通道信息整合是多通道用戶界面研究的重點和難點。4 認知與智能用戶界面（Intelligent User Interface，IUI）。智能用戶界面的最終目標是使人機交互

3、和人人交互一樣自然、方便。上下文感知、眼動跟蹤、手勢識別、三維輸入、語音識別、表情識別、手寫識別、自然語言理解等都是認知與智 能用戶界面需要解決的重要問題。5 群件（Groupware）。群件是指幫助群組協(xié)同工作的計算機支持的協(xié)作環(huán)境，主要涉及個人或群組間的信息傳遞、群組中的信息共享、業(yè)務過程自動化與協(xié)調(diào)，以及人和過程之間的交互活動等。目前與人機交互技術相關的研究主要包括：群件系統(tǒng)的體系結構、計算機支持交流與共享信息的方式、交流中的決策支持工具、應用程序共享以及同步實現(xiàn)方法等內(nèi)容。6 Web設計（Web-Interaction）。重點研究Web界面的信息交互模型和結構，Web界面設計的基本思想

4、和原則，Web界面設計的工具和技術，以及Web界面設計的可用性分析與評估方法等內(nèi)容。7 移動界面設計（Mobile and Ubicomp）。移動計算（Mobile Computing）、無處不在計算（Ubiquitous Computing）等對人機交互技術提出了更高的要求，面向移動應用的界面設計問題已成為人機交互技術研究的一個重要應用領域。針對移動設備的便攜性、位置不固定性和計算能力有限性以及無線網(wǎng)絡的低帶寬高延遲等諸多的限制，研究移動界面的設計方法，移動界面可用性與評估原則，移動界面導航技術，以及移動界面的實現(xiàn)技術和開發(fā)工具，是當前的人機交互技術的研究熱點之一。二 為什么人機工程學、認知

5、心理學是人機交互研究的基礎？1. 認知心理學是人機交互研究的基礎認知心理學認知心理學是二十世紀50年代中期在西方興起的一種心理學思潮，是作為人類行為基礎的心理機制，其核心是輸入和輸出之間發(fā)生的內(nèi)部心理過程。它與西方傳統(tǒng)哲學也有一定聯(lián)系，其主要特點是強調(diào)知識的作用，認為知識是決定人類行為的主要因素。以信息加工觀點研究認知過程是現(xiàn)代認知心理學的主流，可以說認知心理學相當于信息加工心理學。它將人看作是一個信息加工的系統(tǒng)，認為認知就是信息加工，包括感覺輸入的編碼、貯存和提取的全過程。按照這一觀點，認知可以分解為一系列階段，每個階段是一個對輸入的信息進行某些特定操作的單元，而反應則是這一系列階段和操作的

6、產(chǎn)物。信息加工系統(tǒng)的各個組成部分之間都以某種方式相互聯(lián)系著。而隨著認知心理學的發(fā)展，這種序列加工觀越來越受到平行加工理論和認知神經(jīng)心理學的相關理論的挑戰(zhàn)。認知心理學研究人們?nèi)绾潍@得外部世界信息，信息在人腦內(nèi)如何表示并轉(zhuǎn)化為知識，知識怎樣存儲又如何用來指導人們的注意和行為認知心理學涉及心理活動的全部過程從感覺到知覺、識別、注意、學習、記憶、概念的形成、思維、表象、回憶、語言、情緒和發(fā)展過程。認知心理學企圖把全部認知過程統(tǒng)一起來 ，它認為注意、知覺、記憶、思維等認知現(xiàn)象是交織在一起的 ，對于一組現(xiàn)象的了解有助于說明另一組現(xiàn)象。由于它們之間的相互依賴關系，很可能會發(fā)現(xiàn)人類認知過程的統(tǒng)一加工模式。認知

7、心理學不僅要把認識過程統(tǒng)一起來，而且要把普通心理學各個領域統(tǒng)一起來，也就是要用認知觀點研究和說明情緒、動機、個性等方面。認知心理學的觀點還進一步擴展到了社會心理學、發(fā)展心理學、生理心理學、工程心理學等領域。認知心理學與人機交互認知涉及到多個特定類型的過程，包括：n 關注n 感知和識別n 記憶n 學習n 閱讀n 說話和聆聽n 解題、規(guī)劃、推理和決策認知過程與交互原則許多認知過程是相互依賴的，一個活動可同時涉及多個不同的過程，只涉及一個過程的情況非常罕見，例如人們在選購商品時就涉及關注、感知、識別、說話、思考、決策等過程。關注特點對界面設計的要求由人的關注特點，在設計人機交互界面時應做到。n信息的

8、顯示應醒目，以便執(zhí)行任務時使用，可使用動畫圖形、彩色、下劃線，對條目及不同的信息進行排序，在條目之間使用間隔符等。n 避免在界面上安排過多的信息。尤其要謹慎使用色彩、聲音和圖像，人們傾向于使用過多的這類表示，而導致界面混雜，分散用戶的注意力，讓用戶反感。樸實的界面更容易使用。交互設計原則考慮人的記憶特點，進行交互設計時應該注意的問題有： n 應考慮用戶的記憶能力，勿使用過于復雜的任務執(zhí)行步驟。n 由于用戶長于“識別”而短于“回憶”，所以在設計界面時，應使用菜單、圖標，且它們的位置應保持一致。n 為用戶提供多種電子信息（如文件、郵件、圖像）的編碼方式，并且通過顏色、標志、時間戳、圖標等，幫助用戶

9、記住它們的存放位置。思維模型用以指導交互的重要性n 若用戶已經(jīng)有了一個關于交互式系統(tǒng)的完整的思維模型，他們在使用交互式產(chǎn)品時，就會使用這個思維模型進行推理，找出如何執(zhí)行任務的方法。錯誤的思維模型帶來錯誤的思維模式：n 使用空調(diào)調(diào)溫器（受水龍頭、音量控制的影響）n 互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁瀏覽時的錯誤思維模式正確的思維模型的建立在理想情況下，用戶開發(fā)的思維模型應與設計人員開發(fā)的概念模型相符，如何幫助用戶達到這個目標是一個非常關鍵的問題。n 一個交互式系統(tǒng)在設計時，應該開發(fā)一個易于用戶理解的系統(tǒng)映像，應該做到及時響應用戶的輸入并給出有用的反饋；提供易于理解的、直觀的反饋信息。此外，一個好的交互系統(tǒng)還需要提供正確

10、的信息類型以及正確的信息層次，以針對不同層次的用戶，提供不同層次的系統(tǒng)透明度。這方面包括：w 有條理的、易于理解的說明 w 合適的在線幫助和自學教程 w 上下文相關的用戶指南，即，針對不同層次的用戶，解釋在不同的任務階段應如何處理各種情況基于外部認知特點的交互式界面設計原則使用基于外部認知的方法進行交互設計時，總體原則是要在界面上提供外部表示，以減輕用戶的記憶和計算負擔。設計人員需要開發(fā)不同類型的可視化信息，以便用戶解決某個問題，擴充和增強認知能力。n 信息和可視化技術，可用于表示大量的數(shù)據(jù)，同時允許用戶從不同的角度進行交叉較。n 設計良好的 GUI 也能大大減輕用戶的記憶負擔，用戶能夠依賴外

11、部表示提供的線索，與系統(tǒng)進行交互。人機工程學是人機交互研究的基礎人機工程學所謂人機工程學，亦即是應用人體測量學、人體力學、勞動生理學、勞動心理學等學科的研究方法，對人體結構特征和機能特征進行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時的相互關系和可及范圍等人體結構特征參數(shù);還提供人體各部分的出力范圍、以及動作時的習慣等人體機能特征參數(shù)，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性;分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適應能力;探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對工作效率的影響等。人機工程學因素往往是企業(yè)提高其競

12、爭力的手法之一。若說"人性化產(chǎn)品"是與"人"合為一體的產(chǎn)品設計，"人機工程因素"則是設計工業(yè)產(chǎn)品時的人機界面所必須考慮的因素。在我國即將加入WTO所面臨的沖擊下，中國的制造業(yè)無不是嚴陣以待，企圖在競爭中保持優(yōu)勢。管理大師麥克·波特(MICHAEL PORTER)曾說過，企業(yè)具備競爭優(yōu)勢的兩個方式，一是擴大生產(chǎn)規(guī)模，走向規(guī)模經(jīng)濟，才能占有成本上的優(yōu)勢;另一個便是創(chuàng)造企業(yè)或產(chǎn)品的附加值，制造消費者趨之若鶩的心理。在現(xiàn)今產(chǎn)品和質(zhì)量逐步提高，且消費者對商品品質(zhì)要求越來越高的情況下，各產(chǎn)品制造商們無不力求突破，希望能出奇制勝，打動消費

13、者的心。拿當今世界上提出的"健康"人機工程學的新要求為例，即是用某些考慮人機因素的輔助性產(chǎn)品，如:電動腰靠、紫外線阻隔(UV、CUT)等來提高產(chǎn)品人性化的層次，籍此創(chuàng)造其他品牌無法模仿的優(yōu)勢，而贏得消費者青睞的。工業(yè)設計師指出，就電腦的相關部件和設備而言，如鍵盤、鼠標等輸入裝置，因使用者可能長時間利用其從事工作或娛樂，接觸的時間較長，在使用時也可能十分投入。因此，人機工程學就成了設計上最主要的條件之一。人機工程學的顯著特點是，在認真研究人、機、環(huán)境三個要素本身特性的基礎上，不單純著眼于個別要素的優(yōu)良與否，而是將使用"物"的人和所設計的"物&qu

14、ot;以及人與"物"所共處的環(huán)境作為一個系統(tǒng)來研究。在人機工程學中將這個系統(tǒng)稱為"人-機-環(huán)境"系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中，人、機、環(huán)境三個要素之間相互作用、相互依存的關系決定著系統(tǒng)總體的性能。本學科的人機系統(tǒng)設計理論，就是科學地利用三個要素間的有機聯(lián)系來尋求系統(tǒng)的最佳參數(shù)。研究內(nèi)容：研究人與機器之間的分工與配合； n 研究機具如何能更適合人的操作使用，以提高人的工作效率，減輕人的疲勞和勞動強度； 研究人機系統(tǒng)的工作環(huán)境對操作者的影響，用以改善工作環(huán)境；研究人機之間的界面，信息傳遞以及控制器和顯示器的設計等等。人機工程學與人機交互 傳統(tǒng)的人機工程學所研究

15、的領域主要集中在 “人與機器的交互”方面，通過研究組成人機系統(tǒng)的機器和人的相互關系，以提高整個系統(tǒng)的工作效率。通過對人體尺寸的研究建立人體模型，通過對機器功能和運轉(zhuǎn)性狀的研究建立機器模型，通過對人、機所處環(huán)境和場景的研究建立環(huán)境模型，然后以系統(tǒng)研究的方法把三者看做相互關聯(lián)、相互作用的整體，這個具有特定目標的系統(tǒng)就是人機工程學科的研究對象。 “人與計算機的交互”成為這一時期的研究熱點。其中，關鍵詞“計算機”是一個廣義的概念，因為科學家和設計師早已經(jīng)把那些處理器縮小到可以放到任何電子通信類產(chǎn)品的體內(nèi)，電子汽車、通信電子、醫(yī)療設備計算機技術已經(jīng)融入到了人類生活的各個角落。 人機交互是研究系統(tǒng)與用戶之間的互動關系的學科。這個系統(tǒng)可以是機器，也可使軟件界面，甚至可以是一個操作環(huán)境，其中，人機界面是指用戶與系統(tǒng)進行交流的可視化媒介。人機交互是一門結合了計算機科學、認知心理學、人機工程學等各個領域的交叉學科。人機交互主要體現(xiàn)在兩個重要的方面，即物理界面設計和軟件界面設計。其中物理界面設計為大家所熟知，其設計的原則和方法更接近于傳統(tǒng)的人機交互設計，和工業(yè)設計的關系更加密切，更有人將其歸為工業(yè)設計的一部分。而軟件界面的設計是隨著科學技術的飛速發(fā)展風靡起來的一種新的交互方式，它的出現(xiàn)拓展了人機交互的研究領域，也把傳統(tǒng)人機交互中 “以及其適應人