人機(jī)交互 第1章-緒論

為什么開(kāi)這門課???視頻1：空間虛擬操作系統(tǒng)G-Speak視頻2：Siri一則應(yīng)聘廣告

交互設(shè)計(jì)師工作職責(zé)：負(fù)責(zé)百度商業(yè)產(chǎn)品的交互設(shè)計(jì)工作根據(jù)需求和用戶研究的結(jié)果，完成界面的信息架構(gòu)、流程設(shè)計(jì)和原型設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品的易用性對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的可用性測(cè)試和評(píng)估，提出改進(jìn)方案，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)編寫界面交互設(shè)計(jì)文檔，維護(hù)和更新界面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

職位要求：對(duì)互聯(lián)網(wǎng)有強(qiáng)烈興趣并具有一定的商業(yè)靈敏度有3年以上的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)交互設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)，人機(jī)交互、心理學(xué)、軟件工程、工業(yè)設(shè)計(jì)或相關(guān)設(shè)計(jì)學(xué)科的學(xué)歷有良好的口頭表達(dá)能力和跨團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力參考書《人機(jī)交互基礎(chǔ)教程》孟祥旭清華大學(xué)出版社《簡(jiǎn)約至上:交互式設(shè)計(jì)四策略》科爾伯恩(GilesColborne)

人民郵電出版社《用戶界面設(shè)計(jì):有效的人機(jī)交互策略(第5版)》施耐德曼(BenShneiderman)

普萊薩特(CatherinePlaisant)

/課時(shí)安排學(xué)時(shí)40學(xué)時(shí)授課24學(xué)時(shí)上機(jī)16學(xué)時(shí)（軟件學(xué)院機(jī)房）成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)成績(jī)20%，考試成績(jī)80%第一章緒論內(nèi)容摘要人機(jī)交互的概念人機(jī)交互的研究?jī)?nèi)容人機(jī)交互的發(fā)展歷史人機(jī)交互的應(yīng)用人機(jī)交互（Human-ComputerInteraction，HCI）是關(guān)于設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和實(shí)現(xiàn)供人們使用的交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，且圍繞這些方面的主要現(xiàn)象進(jìn)行研究的學(xué)科（ACMSIGCHI，1992，第6頁(yè)）狹義的講，人機(jī)交互技術(shù)主要是研究人與計(jì)算機(jī)之間的信息交換，它主要包括人到計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)到人的信息交換兩部分。它涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)和社會(huì)學(xué)以及人類學(xué)等諸多學(xué)科，是信息技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，并將繼續(xù)對(duì)信息技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。人機(jī)界面（Human-MachineInterface，HMI）作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，主要是指人類與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的通信方式，它是人機(jī)雙向信息交換的支持軟件和硬件。ps:win8界面交互設(shè)計(jì)（InteractionDesign）指的是“設(shè)計(jì)支持人們?nèi)粘９ぷ髋c生活的交互產(chǎn)品”，具體的講就是關(guān)于創(chuàng)建新的用戶體驗(yàn)的問(wèn)題，其目的是增強(qiáng)和擴(kuò)充人們工作、通訊及交互的方式。人機(jī)交互與其他學(xué)科的關(guān)系人機(jī)交互技術(shù)與認(rèn)知心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)密切相關(guān)。其中，認(rèn)知心理學(xué)與人機(jī)工程學(xué)是人機(jī)交互技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與人機(jī)交互技術(shù)相互交叉和滲透，其關(guān)系如圖1-1所示。圖1-1人機(jī)交互與其他相關(guān)學(xué)科的關(guān)系人機(jī)交互技術(shù)認(rèn)知心理學(xué)人機(jī)工程學(xué)多媒體技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)知心理學(xué)（CognitivePsychology）是20世紀(jì)50年代中期在西方興起的一種心理學(xué)思潮，在20世紀(jì)70年代成為西方心理學(xué)的一個(gè)主要研究方向。它研究人的高級(jí)心理過(guò)程，主要是認(rèn)識(shí)過(guò)程，如注意、知覺(jué)、表象、記憶、思維和語(yǔ)言等，從心理學(xué)的觀點(diǎn)研究人機(jī)交互的原理。

人機(jī)工程學(xué)人機(jī)工程學(xué)是運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)和醫(yī)學(xué)等有關(guān)知識(shí)，研究人、機(jī)器、環(huán)境相互間的合理關(guān)系，以保證人們安全、健康、舒適地工作，從而提高整個(gè)系統(tǒng)工效的新興邊緣科學(xué)。

經(jīng)典的人機(jī)工程學(xué)稱為硬件人機(jī)工程學(xué)，主要集中在對(duì)人體能力、人體限制及其他與設(shè)計(jì)相關(guān)的人體特性信息的應(yīng)用，以滿足設(shè)計(jì)、分析、測(cè)試與評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)化，以及系統(tǒng)控制的要求。軟件人機(jī)工程學(xué)（SoftwareErgonomics）研究軟件和軟件界面，側(cè)重于運(yùn)用和擴(kuò)充軟件工程的理論和原理，對(duì)軟件人機(jī)界面進(jìn)行分析、描述、設(shè)計(jì)和評(píng)估等。微軟人體工學(xué)鍵盤NaturalKeyboard多媒體技術(shù)一般的，多媒體技術(shù)是指將正文、聲音、圖形、靜止圖像、動(dòng)態(tài)圖像等與計(jì)算集成在一起的技術(shù)。多媒體技術(shù)通過(guò)引入動(dòng)畫、音頻、視頻等動(dòng)態(tài)媒體。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）就是借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)及硬件設(shè)備，建立高度真實(shí)感的虛擬環(huán)境，使人們通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)、嗅覺(jué)等感官在其中看、聽(tīng)、觸、聞起來(lái)像真實(shí)的，以產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)的一種技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有別于其他計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的三個(gè)鮮明特征：真實(shí)感、沉浸感和交互性。其中，自然和諧的交互方式是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容，其目的是使人能以聲音、動(dòng)作、表情等自然方式與虛擬世界中的對(duì)象進(jìn)行交互。目前，人們除了致力于研究開(kāi)發(fā)友好的用戶界面，還發(fā)明了大量的三維交互設(shè)備，如立體眼鏡、WorkBench、頭盔式顯示器、洞穴式立體顯示器（CAVE）、墻式大屏幕立體顯示器、數(shù)據(jù)服裝、位置跟蹤器、眼動(dòng)跟蹤器、觸覺(jué)和力反饋裝置、三維掃描設(shè)備、三維鼠標(biāo)、三維跟蹤球、三維游戲桿、數(shù)據(jù)手套等。

人機(jī)交互界面表示模型與設(shè)計(jì)方法（ModelandMethodology）一個(gè)交互界面的好壞，直接影響到軟件開(kāi)發(fā)的成敗。友好人機(jī)交互界面的開(kāi)發(fā)離不開(kāi)好的交互模型與設(shè)計(jì)方法。因此，研究人機(jī)交互界面的表示模型與設(shè)計(jì)方法，是人機(jī)交互的重要研究?jī)?nèi)容之一?？捎眯苑治雠c評(píng)估（UsabilityandEvaluation）可用性是人機(jī)交互系統(tǒng)的重要內(nèi)容，它關(guān)系到人機(jī)交互能否達(dá)到用戶期待的目標(biāo)，以及實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的效率與便捷性。人機(jī)交互系統(tǒng)的可用性分析與評(píng)估的研究主要涉及到支持可用性的設(shè)計(jì)原則和可用性的評(píng)估方法等。1.2人機(jī)交互研究?jī)?nèi)容多通道交互技術(shù)（Multi-Modal）在多通道交互中，用戶可以使用語(yǔ)音、手勢(shì)、眼神、表情等自然的交互方式與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)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(píng)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(diǎn)和難點(diǎn)。認(rèn)知與智能用戶界面（IntelligentUserInterface，IUI）智能用戶界面的最終目標(biāo)是使人機(jī)交互和人－人交互一樣自然、方便。上下文感知、眼動(dòng)跟蹤、手勢(shì)識(shí)別、三維輸入、語(yǔ)音識(shí)別、表情識(shí)別、手寫識(shí)別、自然語(yǔ)言理解等都是認(rèn)知與智能用戶界面需要解決的重要問(wèn)題。1.2人機(jī)交互研究?jī)?nèi)容群件（Groupware）群件是指幫助群組協(xié)同工作的計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作環(huán)境，主要涉及個(gè)人或群組間的信息傳遞、群組中的信息共享、業(yè)務(wù)過(guò)程自動(dòng)化與協(xié)調(diào)，以及人和過(guò)程之間的交互活動(dòng)等。目前與人機(jī)交互技術(shù)相關(guān)的研究主要包括：群件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)支持交流與共享信息的方式、交流中的決策支持工具、應(yīng)用程序共享以及同步實(shí)現(xiàn)方法等內(nèi)容。Web設(shè)計(jì)（Web-Interaction）重點(diǎn)研究Web界面的信息交互模型和結(jié)構(gòu)，Web界面設(shè)計(jì)的基本思想和原則，Web界面設(shè)計(jì)的工具和技術(shù)，以及Web界面設(shè)計(jì)的可用性分析與評(píng)估方法等內(nèi)容。1.2人機(jī)交互研究?jī)?nèi)容移動(dòng)界面設(shè)計(jì)（MobileandUbicomp）移動(dòng)計(jì)算（MobileComputing）、普識(shí)計(jì)算（UbiquitousComputing）等對(duì)人機(jī)交互技術(shù)提出了更高的要求，面向移動(dòng)應(yīng)用的界面設(shè)計(jì)問(wèn)題已成為人機(jī)交互技術(shù)研究的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。針對(duì)移動(dòng)設(shè)備的便攜性、位置不固定性和計(jì)算能力有限性以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的低帶寬高延遲等諸多的限制，研究移動(dòng)界面的設(shè)計(jì)方法，移動(dòng)界面可用性與評(píng)估原則，移動(dòng)界面導(dǎo)航技術(shù)，以及移動(dòng)界面的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和開(kāi)發(fā)工具，是當(dāng)前的人機(jī)交互技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。1.2人機(jī)交互研究?jī)?nèi)容Example交互在這個(gè)階段確立文摘：交互設(shè)計(jì)需要考慮的一些事

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分析產(chǎn)品需求產(chǎn)品用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)瞄準(zhǔn)具體的用戶群體人機(jī)交互的發(fā)展過(guò)程，也是人適應(yīng)計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)不斷地適應(yīng)人的發(fā)展過(guò)程。它經(jīng)歷了幾個(gè)階段：圖形用戶界面自然和諧的交互命令行語(yǔ)言命令交互階段計(jì)算機(jī)語(yǔ)言經(jīng)歷了由最初的機(jī)器語(yǔ)言，而后是匯編語(yǔ)言，直至高級(jí)語(yǔ)言的發(fā)展過(guò)程。這個(gè)過(guò)程也可以看作早期的人機(jī)交互的一個(gè)發(fā)展過(guò)程。圖形用戶界面（GUI）交互階段圖形用戶界面（GraphicalUserInterface，GUI）的出現(xiàn)，使人機(jī)交互方式發(fā)生了巨大變化。GUI的主要特點(diǎn)是桌面隱喻WIMP技術(shù)直接操縱“所見(jiàn)即所得”。與命令行界面相比，圖形用戶界面的人機(jī)交互自然性和效率都有較大的提高。圖形用戶界面很大程度上依賴于菜單選擇和交互小組件（Widget）。自然和諧的人機(jī)交互階段隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、移動(dòng)計(jì)算、普適計(jì)算等技術(shù)的飛速發(fā)展，自然和諧的人機(jī)交互方式得到了一定的發(fā)展。基于語(yǔ)音、手寫體、姿勢(shì)、視線跟蹤、表情等輸入手段的多通道交互是其主要特點(diǎn)，其目的是使人能以聲音、動(dòng)作、表情等自然方式進(jìn)行交互操作。筆式交互設(shè)備語(yǔ)音交互設(shè)備視覺(jué)交互設(shè)備虛擬環(huán)境中的交互設(shè)備觸覺(jué)交互設(shè)備制造業(yè)位于法國(guó)Velizy城的汽車協(xié)同設(shè)計(jì)中心的標(biāo)志雪鐵龍（PSA）公司利用3DVIAVirtools技術(shù)作為工業(yè)仿真系統(tǒng)的整合平臺(tái)，采用主動(dòng)式立體Barco‘sI-Space5的CAVE洞穴式顯示系統(tǒng)BarcoCADWall被動(dòng)式單通道立體投影系統(tǒng)德國(guó)的A.R.T.光學(xué)跟蹤系統(tǒng)Haption6D35-45INCA力反饋系統(tǒng)，用于汽車設(shè)計(jì)的檢視、虛擬裝配與協(xié)同項(xiàng)目的檢測(cè)等等。1.4HCI的應(yīng)用教育科研由伊利諾州大學(xué)芝加哥分校電子可視化實(shí)驗(yàn)室EVL和交互計(jì)算環(huán)境實(shí)驗(yàn)室CEL合作的敘事式沉浸的建設(shè)者及協(xié)同環(huán)境

(NarrativeImmersiveConstructionist/CollaborativeEnvironments)，簡(jiǎn)稱NICE項(xiàng)目1.4HCI的應(yīng)用教育科研科視設(shè)計(jì)并安裝的全沉浸式ChristieTotalVIEW?CAVE（圖1-7），用于在威斯康星州Pier的密爾沃基舉辦的著名的DiscoveryWorld展覽。這套被DiscoveryWorld稱為“人機(jī)交互式虛擬教育”（HIVE）系統(tǒng)運(yùn)用了3D投影顯示技術(shù)——Mirage系列投影機(jī)，實(shí)現(xiàn)了的沉浸式3D環(huán)境，使參觀者能夠獲得關(guān)于生活環(huán)境的“近似真實(shí)”體驗(yàn)。1.4HCI的應(yīng)用軍事軍事戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)演練和培訓(xùn)領(lǐng)域是刺激交互技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力，從早期的飛機(jī)駕駛員培訓(xùn)到今天的軍事戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)演習(xí)仿真等。使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)不僅降低成本而且可方便地改變環(huán)境和條件，適用于特殊，危險(xiǎn)等環(huán)境。F-35是第一種在座艙里取消了平視顯示器(HUD)的量產(chǎn)戰(zhàn)斗機(jī)，F(xiàn)-35的飛行員將在其頭盔綜合顯示器(HMD)面罩上的虛擬平顯上讀取所有數(shù)據(jù)。1.4HCI的應(yīng)用生活指紋識(shí)別和人臉表情識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ畹耐ㄐ胚^(guò)程或者安全保護(hù)。1.4HCI的應(yīng)用生活蘋果iPhone采用多種交互技術(shù)，提供智能商務(wù)終端，如掌上電腦、智能手機(jī)、PDA、智能固話終端等。通過(guò)捷通嵌入式手寫識(shí)別eJHWR技術(shù)，將在手寫設(shè)備上書寫時(shí)產(chǎn)生的有序軌跡信息轉(zhuǎn)化為漢字內(nèi)碼；通過(guò)捷通華聲嵌入式語(yǔ)音合成eJTTS技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)將任意組合的文本文件轉(zhuǎn)化為聲音文件，并通過(guò)聲卡、電話語(yǔ)音卡等多媒體設(shè)備將聲音輸出，提供短信語(yǔ)音播報(bào)等功能。1.4HCI的應(yīng)用文化娛樂(lè)在北京08奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式采用的高亮度數(shù)字投影設(shè)備和十一全運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式投影系統(tǒng)采用的“大碗幕”展示了現(xiàn)代投影技術(shù)的巨大創(chuàng)造力。1.4HCI的應(yīng)用文化娛樂(lè)在影視制作領(lǐng)域，動(dòng)作捕捉設(shè)備已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。如圖展示了“加勒比海盜3”制作過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)捕捉實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景和最終合成的影片效果。1.4HCI的應(yīng)用體育英國(guó)推出三維立體電視節(jié)目，播放了英式橄欖球和足球比賽畫面，通過(guò)兩臺(tái)攝像機(jī)拍攝，模擬人左右眼的成像，觀眾通過(guò)特制的三維立體眼鏡，使大腦對(duì)圖像進(jìn)行處理，讓畫