人機交互的軟件工程方法實驗指導(dǎo)書-圖文(精)

1、人機交互的軟件工程方法實驗指導(dǎo)書人機交互的軟件工程方法課程是計算機專業(yè)的一門選修課程。人機交互的軟件工程方法的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,對人機交互的軟件工程方法課程的教學(xué)提出了更高的要求。開設(shè)人機交互的軟件工程方法實驗,目的就是為了學(xué)生能夠更好的掌握人機交互的軟件工程方法的應(yīng)用,使課堂教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合。希望學(xué)生能夠充分利用實驗條件,認真完成實驗,從實驗中得到應(yīng)有的鍛煉和培養(yǎng),為今后進一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用人機交互的軟件工程方法打下堅實的基礎(chǔ)。人機交互軟件工程方法課程實驗的目的:是為了使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的同時,通過實驗教學(xué)驗證課堂教學(xué)的理論,理解和掌握人機交互的軟件工程方法中最基本、最廣泛應(yīng)用的概念、原理

2、、理論和算法以及基本技術(shù)和方法,更好地掌握人機交互的軟件工程方法課程教學(xué)大綱要求的內(nèi)容。人機交互軟件工程方法課程實驗的注意事項:在人機交互的軟件工程方法的課程實驗過程中,要求學(xué)生做到:(1預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書有關(guān)部分,認真做好實驗內(nèi)容的準備,就實驗可能出現(xiàn)的情況提前作出思考和分析。(2認真書寫實驗報告。實驗報告包括實驗?zāi)康暮鸵?程序設(shè)計說明,給出源程序清單。(3遵守機房紀律,服從輔導(dǎo)教師指揮,愛護實驗設(shè)備。(4實驗課程不遲到。如有事不能出席,所缺實驗一般不補。人機交互的軟件工程方法課程實驗的驗收:實驗的驗收將分為兩個部分。第一部分是上機操作,包括檢查程序運行和即時提問。第二部分是提交書面的實驗報告

3、。實驗一命令行和文本菜單一、實驗?zāi)康暮鸵笳莆彰钚泻臀谋静藛谓缑娴脑O(shè)計二、實驗內(nèi)容和原理a設(shè)計一個命令行界面的游戲，登入游戲界面后，應(yīng)該有游戲規(guī)則說明，按鍵說明。b進入游戲前應(yīng)該有難度選擇：1表示簡單、2表示中等、3表示困難。c在游戲主界面中有可以循環(huán)輸入數(shù)獨值、可以連續(xù)玩好幾局直到退出、檢查結(jié)果、查看答案、新開一局的功能。d信息提示功能：輸入錯誤時應(yīng)有提示、游戲失敗或獲取勝利時應(yīng)有慶祝界面等。三、實驗演示3.1登入游戲界面你會看到有四個選項:a、b、c、e;圖3. (1對于圖3丄如果你按“b”，則會出現(xiàn)如圖3.2;圖3.2(2對于圖3.1,如果你按,七”,則會出現(xiàn)如圖3.3;圖3. (3對

4、于圖3.1,如果你按“e”,則退出游戲；(4對于圖3.1,如果你按“a”,則出現(xiàn)游戲難度選擇界面，如圖3.4。3.2游戲難度選擇圖3.4(1對于圖，如果你按“0”，則返回上一級目錄，出現(xiàn)圖3.1;(2如果你按13，則進入游戲主界面，如圖3.5。按T”時,數(shù)獨有20個空格，按“2”時,數(shù)獨有40個空格，按“3”時,數(shù)獨有60個空格。3.3進入游戲主界面圖3. (1對于圖3.5，如果按“a”,這開始輸入要填數(shù)字的橫縱坐標和其值,如果輸入錯誤即所輸入的橫縱坐標不在19范圍中，這會有“輸入錯誤，請重新輸入”的提示，如圖3.6;如果輸入的位置原題中就有數(shù)字則會有“對不起，原題中該位置已經(jīng)指定為%,你不能

5、修改這個值”的提示，如圖3.7;圖3.7(2對于圖3.5，如果按“b”，則檢查結(jié)果，如果獲勝則出現(xiàn)圖3.8,如果結(jié)果不正確，則出現(xiàn)圖3.9;圖3.8圖3.9(3對于圖3.5,如果按,七”,則輸出數(shù)獨答案，如果只有一個解會出現(xiàn)圖3.10,如果有多個解則出現(xiàn)圖33;圖3.10(4對于圖3.5，如果按“d”，則新開一局，返回到圖3.5,循環(huán)游戲；(5對于圖3.5,如果按“e”,則返回上一級菜單，即圖3.4四、實驗演示在這數(shù)獨游戲設(shè)計中，讓我學(xué)會怎樣把所想所思用代碼來實現(xiàn)，它不僅鍛煉了我的思維，增加了我邏輯緊密性,提高了我自學(xué)的能力。使我在鞏固C+基礎(chǔ)上，深刻了解了面向?qū)ο笏枷?，而且也使我知道了光靠?/p>

6、本上的知識是遠遠不夠的。因為“山外有山，人外有人”呀!大學(xué)，大部分就是要靠自學(xué)呀!還有很多知識，等著青春勃發(fā)的我們?nèi)ゼ橙∧?！還有一點就是人機交互的用戶界面應(yīng)該具備可用性、靈活性、復(fù)雜性、可靠性,設(shè)計用戶界面應(yīng)該盡量置用戶于控制之下、減少用戶的記憶負擔、保持界面一致。實驗二圖形用戶界面的設(shè)計一實驗?zāi)康暮鸵笫煜D形用戶界面的設(shè)計原則利用一種設(shè)計工具完成圖形化的用戶界面設(shè)計二預(yù)備知識圖形用戶界面又稱為WIMP界面，由窗口（windows、圖標（icons、菜單（menu、指點設(shè)備（pointingdevice四位一體，形成桌面（desktop，如圖所示。WIMP界面用戶手眼擊鍵/指點窗口、圖標菜單

7、、文本應(yīng)用例程圖形用戶界面是當前用戶界面的主流，廣泛應(yīng)用于各檔臺式微機和圖形工作站。圖形用戶界面的共同特點是以窗口管理系統(tǒng)為核心，使用鍵盤和鼠標器作為輸入設(shè)備。窗口管理系統(tǒng)除了基于可重疊多窗口管理技術(shù)外，廣泛采用的另一核心技術(shù)是事件驅(qū)動（event-driven技術(shù)。WIMP界面可看作是第二代人機界面,是基于圖形方式的人機界面。在WIMP界面中,人被稱為用戶,人機通過對話進行工作。用戶只能使用手這一種交互通道輸入信息，通過視覺通道獲取信息。在WIMP界面中，界面的輸出可以為靜態(tài)或動態(tài)的二維圖形或圖像等信息。這種方式能同時輸出不同種類的信息，用戶也可以在幾個工作環(huán)境中切換而不丟失幾個工作之間的聯(lián)

8、系，通過菜單可以執(zhí)行控制型和對話型任務(wù)。由于引入了圖標、按鈕和滾動條技術(shù)，大大減少鍵盤輸入，提高了交互效率?；谑髽撕蛨D形用戶界面的交互技術(shù)極大地推動了計算機技術(shù)的普及。(1圖形用戶界面的三個重要思想桌面隱喻(desktopmetaphor指在用戶界面中用人們熟悉的桌面上的圖例清楚地表示計算機可以處理的能力。隱喻的表現(xiàn)方法:靜態(tài)圖標、動畫、視頻所見即所得(WhatYouSeeIsWhatYouGet,WYSIWYG顯示的用戶交互行為與應(yīng)用程序最終產(chǎn)生的結(jié)果是一致的。直接操縱(directmanipulation直接操縱是指可以把操作的對象、屬性、關(guān)系顯式地表示出來,用光筆、鼠標、觸摸屏或數(shù)據(jù)手

9、套等指點設(shè)備直接從屏幕上獲取形象化命令與數(shù)據(jù)的過程。直接操縱的對象是命令、數(shù)據(jù)或是對數(shù)據(jù)的某種操作。(2設(shè)計圖形用戶界面的原則1一般性原則:界面要具有一致性、常用操作要有快捷方式、提供簡單的錯誤處理、對操作人員的重要操作要有信息反饋、操作可逆、設(shè)計良好的聯(lián)機幫助、合理劃分并高效地使用顯示屏、保證信息顯示方式與數(shù)據(jù)輸入方式的協(xié)調(diào)一致2顏色的使用:顏色是一種有效的強化手段,同時具有美學(xué)價值。使用顏色時應(yīng)注意如下幾點:限制同時顯示的顏色數(shù);畫面中活動對象的顏色應(yīng)鮮明,而非活動對象應(yīng)暗淡;盡量避免不相容的顏色放在一起,如黃與藍,紅與綠等,除非作對比時用;若用顏色表示某種信息或?qū)ο髮傩?要使用戶理解這種

10、表示,并盡量采用通用的表示規(guī)則。3圖標的設(shè)計:圖標是可視地表示實體信息的簡潔、抽象的符號。圖標設(shè)計是方寸藝術(shù),需要在很小的范圍內(nèi)表現(xiàn)出圖標的內(nèi)涵。設(shè)計圖標時應(yīng)該著重考慮視覺沖擊力,要使用簡單的顏色,利用眼睛對色彩和網(wǎng)點的空間混合效果,做出精彩圖標。按鈕的設(shè)計:設(shè)計按鈕應(yīng)該具有交互性,應(yīng)該有3到6種狀態(tài)效果(點擊時的狀態(tài)、鼠標放在上面但未點擊的狀態(tài)、點擊前鼠標未放在上面時的狀態(tài)、點擊后鼠標未放在上面時的狀態(tài)、不能點擊時的狀態(tài)、獨立自動變化的狀態(tài),按鈕應(yīng)具備簡潔的圖示效果,應(yīng)能夠讓使用者產(chǎn)生功能上的關(guān)聯(lián)反應(yīng)。屬于一個群組的按鈕應(yīng)該風格統(tǒng)一,功能差異大的按鈕應(yīng)該有所區(qū)別。5屏幕布局的設(shè)計:設(shè)計屏幕布

11、局(Layout時應(yīng)該使各功能區(qū)重點突出，應(yīng)遵循如下幾條原則:平衡原則、預(yù)期原則、經(jīng)濟原則、順序原則、規(guī)則化6菜單界面的設(shè)計:菜單在圖形界面的應(yīng)用程序中使用得非常普遍，是軟件界面設(shè)計的一個重要組成方面，描述了一個軟件的大致功能和風格。菜單中的選項在功能上與按鈕相當，一般具有下列一種或幾種類型的選項:命令項、菜單項和窗口項。菜單的結(jié)構(gòu)一般有單一菜單、線狀序列菜單、樹狀結(jié)構(gòu)菜單、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)菜單等，其中樹狀結(jié)構(gòu)菜單是最常見的結(jié)構(gòu)。設(shè)計菜單界面時應(yīng)注意的一般性原則:功能組織菜單，合理分類，并力求簡短，前后一致;合理組織菜單界面的結(jié)構(gòu)與層次;按一定的規(guī)則對菜單項進行排序;菜單選項的標題要力求文字簡短、含義

12、明確，并且最好以關(guān)鍵詞開始;常用選項要設(shè)置快捷鍵;充分利用菜單選項的使能與禁止、可見與隱藏屬性;使用彈出式菜單。7填表輸入界面的設(shè)計:在處理大量相關(guān)數(shù)據(jù)的場合下,需要輸入一系列的數(shù)據(jù),這時填表輸入界面是最理想的數(shù)據(jù)輸入界面。在設(shè)計填表輸入界面時應(yīng)遵循的原則:一致性;有含義的表格標題;使用易于理解的指導(dǎo)性說明文字;欄目按邏輯分組排序;表格的組織結(jié)構(gòu)和用戶任務(wù)相一致;光標移動方便;出錯提示;提供幫助;表格顯示應(yīng)美觀、清楚,避免過分擁擠。三實驗內(nèi)容與步驟（一實驗內(nèi)容:利用常用的設(shè)計工具（VC/VB/Delphi/PB等完成一個通用圖形用戶界面設(shè)計，要遵循界面設(shè)計的一般原則（一致性、快捷方式、提供錯誤

13、處理,注意顏色的使用,學(xué)會使用圖標、按鈕、屏幕布局、菜單和對話框的設(shè)計（二實驗步驟設(shè)計多個對話框，完成填表輸入界面的設(shè)計，合理使用圖標、按鈕、顏色;設(shè)計不同形式的菜單，完成對不同對話框的調(diào)用;提供簡單的錯誤處理、聯(lián)機幫助實驗三Web界面設(shè)計實驗?zāi)康暮鸵?熟悉Web站點的信息交互模型和結(jié)構(gòu)2熟悉Web界面設(shè)計的基本思想和原則掌握Web界面設(shè)計的工具和技術(shù)二預(yù)備知識Web界面設(shè)計是人機交互界面設(shè)計的一個延伸,是人與計算機交互的演變。Web界面設(shè)計與站點外觀直接相關(guān)，站點的界面外觀是否友好直接關(guān)系到是否能吸引人的關(guān)注。人性化的設(shè)計是Web界面設(shè)計的核心，如何根據(jù)人的心理、生理特征,運用技術(shù)手段，創(chuàng)

14、造簡單、友好的界面，是Web界面設(shè)計的重點。(1Web信息交互模型用來解釋W(xué)eb的人機界面性質(zhì)的一個模型，它提出網(wǎng)頁是用戶和知識之間的界面。對于信息提供者來說包括信息的表達，對于使用者來說則是信息的獲取。信息的表達與獲取分別受到兩者認知結(jié)構(gòu)的制約。模型涉及到信息的三種類型數(shù)據(jù):當一條信息被反復(fù)、簡單的提供時稱為數(shù)據(jù)，比如機票價格。復(fù)雜信息:而用來敘述事件時稱為復(fù)雜信息，如多媒體信息。3過程性信息:在信息有明確目標，并相互作用時稱為過程性信息，如在線練習(xí)、在線測試等。模型涉及到信息的兩種特性:1動態(tài)性:信息在不斷的變化，具有動態(tài)性;2一致性:信息元素的組織方式具有一致性(2Web信息設(shè)計模型是解

15、釋W(xué)eb人機界面性質(zhì)的另一個模型，是一種研究網(wǎng)頁的信息設(shè)計模型。設(shè)計模型中要考慮到信息的兩個方面:1第一是應(yīng)該呈現(xiàn)或略去什么信息。2第二個方面指的是信息該如何被表現(xiàn)(3Web界面設(shè)計基本原則1了解瀏覽者的心理狀態(tài)2內(nèi)容與形式的統(tǒng)一3減少瀏覽層次特點明確統(tǒng)一整體的形象6Web界面設(shè)計的3C原則(4Web界面概要設(shè)計1Web界面框架設(shè)計:Web網(wǎng)站規(guī)劃、建立原型系統(tǒng)、詳細設(shè)計、正式實施2Web界面的內(nèi)容與風格的設(shè)計:網(wǎng)站內(nèi)容設(shè)計的原則、Web界面的風格3Web界面設(shè)計的語言與文化:網(wǎng)站應(yīng)設(shè)置多語言選擇，在網(wǎng)站設(shè)計和建設(shè)中進行跨文化研究(5Web界面設(shè)計要素Web界面布局Web界面的色彩Web界面的

16、字體Web界面的動畫與多媒體Web界面的導(dǎo)航(6Web界面設(shè)計技術(shù)與工具要設(shè)計好的Web界面，需要有良好的設(shè)計工具，隨著Internet網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,國際組織和許多互聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)商制訂了若干標準,開發(fā)了不同的Web界面設(shè)計工具。主要的技術(shù)包括超文本標記語言HTML、客戶端腳本語言JavaScript、JavaApplet、服務(wù)器端腳本語言。頁面編輯器主要包括:lMicroSoft公司的Frontpage;2Macromedia公司的Dreamweaver,Dreamweaver對于動態(tài)網(wǎng)頁的支持特別好，可以輕而易舉地做出很多眩目的互動頁面特效Dreamweaver與Flash、Firework并

17、稱為Macromedia的網(wǎng)頁制作三劍客。輔助工具主要包括:1AceHTMLPro6.0全功能的HTML&JavaScript編輯器;2AntennaWebDesignStudio一強大的可視化網(wǎng)頁設(shè)計軟件;3EasyHTML一簡單的所見即所得的HTML編輯器，有固定、類似瀏覽器的界面;4EasyWebEditor是個Web發(fā)布工具，允許不了解HTML而在所見即所得環(huán)境中編輯Web網(wǎng)頁。三實驗內(nèi)容與步驟（實驗內(nèi)容:要求根據(jù)Web界面設(shè)計的原則（簡潔、一致性、對比度，進行Web界面規(guī)劃、概要設(shè)計和設(shè)計要素的選擇，利用一種界面設(shè)計工具（Dreamweaver/Frontpage完成網(wǎng)頁設(shè)計。（二實

18、驗步驟:1選擇一種界面設(shè)計工具，并熟悉它;2針對一個具體的網(wǎng)站（學(xué)校、個人、公司設(shè)計應(yīng)用，進行Web界面規(guī)劃和概要設(shè)計;3選擇WEB界面設(shè)計要素，設(shè)計出網(wǎng)頁四實驗結(jié)果1數(shù)據(jù)庫中信息news_user表news表2打開瀏覽器，在瀏覽器中輸入出現(xiàn)3單擊滾動區(qū)域內(nèi)的信息，跳出過了4秒出現(xiàn)單擊“登錄”f出現(xiàn)5單擊“注冊”f輸入信息，但是不輸入用戶名f輸入用戶名，但是不輸入密碼f輸入用戶名，但是兩次密碼輸入不一樣f輸入已經(jīng)注冊過的用戶名，并且兩次輸入的密碼一樣纟吉果:輸入合理的用戶名,并且兩次輸入的密碼都一樣纟吉果:過了3秒鐘出現(xiàn)6用同樣的方法注冊一個普通用戶，數(shù)據(jù)庫中添加的用戶記錄如下7.登錄頁面f輸

19、入不存在的用戶名結(jié)果過了4秒后，有出現(xiàn)登錄界面f輸入存在的用戶名和錯誤的密碼結(jié)果過了4秒出現(xiàn)登錄界面f輸入正確的用戶名和密碼結(jié)果8系統(tǒng)主界面-使用普通用戶登錄f使用管理員身份登錄9以管理員身份登錄，新聞添加頁面此時數(shù)據(jù)庫中新聞表中內(nèi)容，如下f單擊“添加新聞出現(xiàn):f若沒有輸入摘要f若沒有輸入具體內(nèi)容f若沒有輸入標題f輸入已經(jīng)存在的新聞標題，進行插入單擊“提交”出現(xiàn)重新輸入標題出現(xiàn)5秒過后，出現(xiàn)此時查看,新聞表10單擊“新聞查詢”f在標題上輸入“地”，新聞?wù)惠斎雰?nèi)容,單擊“查詢”纟吉果:f在新聞?wù)陷斎肴毡荆瑯祟}上不輸入內(nèi)容結(jié)果f在標題上輸入“地”，并且在新聞?wù)陷斎搿叭毡尽辨?f什么

20、都不輸入，直接單擊“查詢”結(jié)果:顯示了所有新聞結(jié)果:單擊“返回”結(jié)果:刪除前，數(shù)據(jù)表中信息刪除后13.選一條新聞，單擊“更新新聞”出現(xiàn)f如果新聞?wù)獮榭說如果具體內(nèi)容更為空輸入合理的摘要和內(nèi)容出現(xiàn)5秒后出現(xiàn)單擊“查看具體詳情”五總結(jié)實驗四多通道用戶界面實驗?zāi)康暮鸵?了解常見的多通道用戶界面2查找資料，熟悉一種多通道用戶界面并寫出綜述二預(yù)備知識為適應(yīng)目前和未來的計算機系統(tǒng)要求，人機界面應(yīng)能支持時變媒體，實現(xiàn)三維、非精確及隱含的人機交互，而多通道人機界面是達到這一目的的重要途徑。80年代后期以來，多通道用戶界面成為人機交互的軟件工程方法研究的嶄新領(lǐng)域，在國內(nèi)外受到高度重視。綜合采用視線、語音、手

21、勢等新的交互通道、設(shè)備和交互技術(shù)，使用戶利用多個通道以自然、并行、協(xié)作的方式進行人機對話，通過整合來自多個通道的、精確的和不精確的輸入來捕捉用戶的交互意圖，提高人機交互的自然性和高效性。MMI擊鍵/指點手用嘴語音眼神通道整應(yīng)用例程合戶眼手2D/3D多媒體信息多通道用戶界面主要關(guān)注人機界面中用戶向計算機輸入信息以及計算機對用戶意圖的理解，所要達到的目標可歸納為如下方面：1交互的自然性使用戶盡可能多地利用已有的日常技能與計算機交互，降低認識負荷。2交互的高效性使人機通訊信息交換吞吐量更大、形式更豐富，發(fā)揮人機彼此不同的認知潛力。3與傳統(tǒng)的用戶界面特別是廣泛流行的WIMP/GUI兼容。(1多通道用戶

22、界面的基本特點1使用多個感覺和效應(yīng)通道2允許非精確的交互3三維和直接操縱4交互的雙向性5交互的隱含性(2涉及的主要技術(shù)1多媒體使用多種表示媒體，如文本、圖形、圖像和聲音，使人機交互的軟件工程方法最終要向著更接近于人的自然方式發(fā)展，使計算機具有聽覺和視覺，以更自然的方式與人交互。多媒體技術(shù)引入了動畫、音頻、視頻等動態(tài)媒體，大大豐富了計算機表現(xiàn)信息的形式，拓寬了計算機輸出的帶寬，提高了用戶接受信息的效率，使人們可以得到更直觀的信息，從而簡化了用戶的操作，擴展了應(yīng)用范圍。2虛擬現(xiàn)實又稱虛擬環(huán)境，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)向用戶提供沉浸和多感覺通道體驗。在虛擬現(xiàn)實中，人是主動參與者，復(fù)雜系統(tǒng)中可能有許多參與者共同在以計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的虛擬環(huán)境中協(xié)同工作。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)具有三個重要特點：沉浸感、交互性、構(gòu)想性。3眼動跟蹤與視覺有關(guān)的人機交互自始至終都離不開視線的控制。如果能通過用戶的視線盯著感興趣的目標，計算機便“自動”將光標置于其上，人機交互將更為直接，也省去了上述交互過程中的大部分步驟。4手勢識別一個簡單的手勢蘊涵著豐富的信息，人與人可以通過手勢傳達大量的信息，實現(xiàn)高速的通信。將手勢運用于計算機能夠很好地改善人機交互的效率。在多數(shù)情況下我們籠統(tǒng)地認為手勢是人的上肢(包括手臂、手和手指的運動狀態(tài)。5三維輸入許多應(yīng)用(如虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)需要三維空間定位技術(shù)，三維空間控制器的共同特點是具有