人機界面設計-Read課件

人機界面設計是接口設計的一個重要的組成部分。對于交互式系統(tǒng)來說，人機界面設計和數據設計、體系結構設計及過程設計一樣重要。近年來，人機界面在系統(tǒng)中所占的比例越來越大，在個別系統(tǒng)中人機界面的設計工作量甚至占總設計量的一半以上。人機界面的設計質量，直接影響用戶對軟件產品的評價，從而影響軟件產品的競爭力和壽命，因此，必須對人機界面設計給予足夠重視。

人機界面設計

Human-ComputerInterfaceDesign

人機界面設計是接口設計的一個重要的組成部分。對于交互式系1在設計人機界面的過程中，幾乎總會遇到下述4個問題：

系統(tǒng)響應時間、用戶幫助設施、出錯信息處理和命令交互。許多設計者直到設計過程后期才開始考慮這些問題，這樣做往往導致出現(xiàn)不必要的設計反復、項目延期和用戶產生挫折感。最好在設計初期就把這些問題作為重要的設計問題來考慮，這時修改比較容易，代價也低。下面討論這4個設計問題。一、設計問題(ProblemsinInterfaceDesign)在設計人機界面的過程中，幾乎總會遇到下述4個問題：一、21.系統(tǒng)響應時間(System

responsetime)系統(tǒng)響應時間是許多交互式系統(tǒng)用戶經常抱怨的問題。一般說來，系統(tǒng)響應時間指從用戶完成某個控制動作(例如，按回車鍵或點擊鼠標)，到軟件給出預期的響應(輸出信息或做動作)之間的這段時間。系統(tǒng)響應時間有兩個重要屬性，分別是長度和易變性。如果系統(tǒng)響應時間過長，用戶就會感到緊張和沮喪。但是，當用戶工作速度是由人機界面決定的時候，系統(tǒng)響應時間過短也不好，這會迫使用戶加快操作節(jié)奏，從而可能會犯錯誤。1.系統(tǒng)響應時間(Systemresponsetime3

易變性指系統(tǒng)響應時間相對于平均響應時間的偏差，在許多情況下，這是系統(tǒng)響應時間的更重要的屬性。即使系統(tǒng)響應時間較長，響應時間易變性低也有助于用戶建立起穩(wěn)定的工作節(jié)奏。例如，穩(wěn)定在1秒的響應時間比從0.1秒到2.5秒變化的響應時間要好。用戶往往比較敏感，他們總是擔心響應時間變化暗示系統(tǒng)工作出現(xiàn)了異常。2.用戶幫助設施(UserHelp)幾乎交互式系統(tǒng)的每個用戶都需要幫助，當遇到復雜問題時甚至需要查看用戶手冊以尋找答案。大多數現(xiàn)代軟件都提供聯(lián)機幫助設施，這使得用戶無須離開用戶界面就能解決自己的問題。易變性指系統(tǒng)響應時間相對于平均響應時間的偏差，在許多情況4常見的幫助設施可分為集成的和附加的兩類。集成的幫助設施從一開始就設計在軟件里面，通常，它對用戶工作內容是敏感的，因此用戶可以從與剛剛完成的操作有關的主題中選擇一個請求幫助。顯然，這可以縮短用戶獲得幫助的時間，增加界面的友好性。附加的幫助設施是在系統(tǒng)建成后再添加到軟件中的，在多數情況下它實際上是一種查詢能力有限的聯(lián)機用戶手冊。人們普遍認為，集成的幫助設施優(yōu)于附加的幫助設施。具體設計幫助設施時，必須解決下述的一系列問題。常見的幫助設施可分為集成的和附加的兩類。5(1)在用戶與系統(tǒng)交互期間，是否在任何時候都能獲得關于系統(tǒng)任何功能的幫助信息?有兩種選擇：提供部分功能的幫助信息和提供全部功能的幫助信息。(2)用戶怎樣請求幫助?有3種選擇：幫助菜單，特殊功能鍵和HELP命令。(3)怎樣顯示幫助信息?有3種選擇：在獨立的窗口中，指出參考某個文檔(不理想)和在屏幕固定位置顯示簡短提示。(4)用戶怎樣返回到正常的交互方式中?有兩種選擇：屏幕上的返回按鈕和功能鍵。(5)怎樣組織幫助信息?有3種選擇：平面結構，信息的層次結構和超文本結構。(1)在用戶與系統(tǒng)交互期間，是否在任何時候都能獲得關于系統(tǒng)63.出錯信息處理(ErrorMessageProcess)出錯信息和警告信息，是出現(xiàn)問題時交互式系統(tǒng)給出的“壞消息”。出錯信息設計得不好，將向用戶提供無用的甚至誤導的信息，反而會加重用戶的挫折感。一般說來，交互式系統(tǒng)給出的出錯信息或警告信息，應該具有下述屬性：(1)信息應該用用戶可以理解的術語描述問題。(2)信息應該提供有助于從錯誤中恢復的建設性意見。3.出錯信息處理(ErrorMessageProce7(3)信息應該指出錯誤可能導致哪些負面后果(例如，破壞數據文件)，以便用戶檢查是否出現(xiàn)了這些問題，并在確實出現(xiàn)問題時及時解決。(4)信息應該伴隨著聽覺上或視覺上的提示，例如，在顯示信息時同時發(fā)出警告鈴聲，或者信息用閃爍方式顯示，或者信息用明顯表示出錯的顏色顯示。(5)信息不能帶有指責色彩，也就是說，不能責怪用戶。當確實出現(xiàn)了問題的時候，有效的出錯信息能提高交互式系統(tǒng)的質量，減輕用戶的挫折感。(3)信息應該指出錯誤可能導致哪些負面后果(例如，破壞數據84.命令行交互(commandlinesinteraction)命令行曾經是用戶和系統(tǒng)軟件交互的最常用的方式，并且也曾經廣泛地用于各種應用軟件中。現(xiàn)在，面向窗口的、點擊和拾取方式的界面已經減少了用戶對命令行的依賴，但是，許多高級用戶仍然偏愛面向命令行的交互方式。在多數情況下，用戶既可以從菜單中選擇軟件功能，也可以通過鍵盤命令序列調用軟件功能。在提供命令交互方式時，必須考慮下列設計問題。(1)是否每個菜單選項都有對應的命令?(2)采用何種命令形式?有3種選擇：控制序列(例如，Ctrl+P)，功能鍵和鍵入命令。4.命令行交互(commandlinesintera9(3)學習和記憶命令的難度有多大?忘記了命令怎么辦?(4)用戶是否可以定制或縮寫命令?在越來越多的應用軟件中，人機界面設計者都提供了“命令宏機制”，利用這種機制用戶可以用自己定義的名字代表一個常用的命令序列。需要使用這個命令序列時，用戶無須依次鍵入每個命令，只需輸入命令宏的名字就可以順序執(zhí)行它所代表的全部命令。(3)學習和記憶命令的難度有多大?忘記了命令怎么辦?10在理想的情況下，所有應用軟件都有一致的命令使用方法。如果在一個應用軟件中命令Ctrl+D表示復制一個圖形對象，而在另一個應用軟件中Ctrl+D命令的含義是刪除一個圖形對象，顯然會使用戶感到困惑，并且往往會導致用錯命令。在理想的情況下，所有應用軟件都有一致的命令使用方法。如果11

用戶界面設計是一個迭代的過程，也就是說，通常先創(chuàng)建設計模型，再用原型實現(xiàn)這個設計模型，并由用戶試用和評估，然后根據用戶意見進行修改。為了支持上述迭代過程，各種用于界面設計和原型開發(fā)的軟件工具應運而生。這些工具被稱為用戶界面工具箱或用戶界面開發(fā)系統(tǒng)，它們?yōu)楹喕翱?、菜單、設備交互、出錯信息、命令及交互環(huán)境的許多其他元素的創(chuàng)建，提供了各種例程或對象。這些工具所提供的功能，既可以用基于語言的方式也可以用基于圖形的方式來實現(xiàn)。二、設計過程(InterfaceDesignprocess)用戶界面設計是一個迭代的過程，也就是說，通常先創(chuàng)建設計模12用戶界面的評估周期如下所述：完成初步設計之后就創(chuàng)建第一級原型；用戶試用并評估該原型，直接向設計者表述對界面的評價；設計者根據用戶意見修改設計并實現(xiàn)下一級原型。上述評估過程持續(xù)進行下去，直到用戶感到滿意，不需要再修改界面設計時為止。用戶界面的評估周期如下所述：完成初步設計之后就創(chuàng)建第一級13在創(chuàng)建了用戶界面的設計模型之后，可以運用下述評估標準對設計進行早期復審。(1)系統(tǒng)及其界面的規(guī)格說明書的長度和復雜程度，預示了用戶學習使用該系統(tǒng)所需要的工作量。(2)命令或動作的數量、命令的平均參數個數或動作中單個操作的個數，預示了系統(tǒng)的交互時間和總體效率。在創(chuàng)建了用戶界面的設計模型之后，可以運用下述評估標準對設14(3)設計模型中包含的動作、命令和系統(tǒng)狀態(tài)的數量，預示了用戶學習使用該系統(tǒng)時需要記憶的內容的多少。(4)界面風格、幫助設施和出錯處理協(xié)議，預示了界面的復雜程度及用戶接受該界面的程度。(3)設計模型中包含的動作、命令和系統(tǒng)狀態(tài)的數量，預示了用15用戶界面設計主要依靠設計者的經驗?？偨Y眾多設計者的經驗得出的設計指南，有助于設計者設計出友好、高效的人機界面。下面介紹3類人機界面設計指南。1.一般交互指南(CommonInteractionGuide)一般交互指南涉及信息顯示、數據輸入和系統(tǒng)整體控制，因此，這類指南是全局性的，忽略它們將承擔較大風險。下面講述一般交互指南。三、

人機界面設計指南

Human-ComputerInterfaceDesignGuide用戶界面設計主要依靠設計者的經驗?？偨Y眾多設計者的經驗得16(1)保持一致性。應該為人機界面中的菜單選擇、命令輸入、數據顯示以及眾多的其他功能，使用一致的格式。(2)提供有意義的反饋。應向用戶提供視覺的和聽覺的反饋，以保證在用戶和系統(tǒng)之間建立雙向通信。(3)在執(zhí)行有較大破壞性的動作之前要求用戶確認。如果用戶要刪除一個文件，或覆蓋一些重要信息，或終止一個程序的運行，應該給出“您是否確實要……”的信息，以請求用戶確認他的命令。(1)保持一致性。應該為人機界面中的菜單選擇、命令輸入、數17(4)允許取消絕大多數操作。UNDO或REVERSE功能曾經使眾多終端用戶避免了大量時間浪費。每個交互式系統(tǒng)都應該能方便地取消已完成的操作。(5)減少在兩次操作之間必須記憶的信息量。不應該期望用戶能記住在下一步操作中需使用的一大串數字或標識符。應該盡量減少記憶量。(6)提高對話、移動和思考的效率。應該盡量減少用戶擊鍵的次數，設計屏幕布局時應該考慮盡量減少鼠標移動的距離，應該盡量避免出現(xiàn)用戶問“這是什么意思?”的情況。(7)允許犯錯誤。系統(tǒng)應該能保護自己不受嚴重錯誤的破壞。(4)允許取消絕大多數操作。UNDO或REVERSE功能曾18(8)按功能對動作分類，并據此設計屏幕布局。下拉菜單的一個主要優(yōu)點就是能按動作類型組織命令。實際上，設計者應該盡力提高命令和動作組織的“內聚性”。(9)提供對用戶工作內容敏感的幫助設施。(10)用簡單動詞或動詞短語作為命令名。過長的命令名難于識別和記憶，也會占用過多的菜單空間。(8)按功能對動作分類，并據此設計屏幕布局。下拉菜單的一個192.信息顯示指南(MessageDisplayGuide)人機界面顯示的信息可以用多種不同方式“顯示”信息：用文字、圖形和聲音；按位置、移動和大??；使用顏色、分辨率和省略。下面是關于信息顯示的設計指南。(1)只顯示與當前工作內容有關的信息。用戶在獲得有關系統(tǒng)的特定功能的信息時，不必看到與之無關的數據、菜單和圖形。(2)不要用數據淹沒用戶，應該用便于用戶迅速吸取信息的方式來表示數據。例如，可以用圖形或圖表來取代龐大的表格。2.信息顯示指南(MessageDisplayGuid20(3)使用一致的標記、標準的縮寫和可預知的顏色。顯示的含義應該非常明確，用戶無須參照其他信息源就能理解。(4)允許用戶保持可視化的語境。如果對所顯示的圖形進行縮放，原始的圖像應該一直顯示著(以縮小的形式放在顯示屏的一角)，以使用戶知道當前看到的圖像部分在原圖中所處的相對位置。(5)產生有意義的出錯信息。(6)使用大小寫、縮進和文本分組以幫助理解。人機界面顯示的信息大部分是文字，文字的布局和形式對用戶從中提取信息的難易程度有很大影響。(3)使用一致的標記、標準的縮寫和可預知的顏色。顯示的含義21(7)使用窗口分隔不同類型的信息。利用窗口用戶能夠方便地“保存”多種不同類型的信息。(8)使用“模擬”顯示方式表示信息，以使信息更容易被用戶提取。例如，顯示煉油廠儲油罐的壓力時，如果簡單地用數字表示壓力，則不易引起用戶注意。但是，如果用類似溫度計的形式來表示壓力，用垂直移動和顏色變化來指示危險的壓力狀況，就容易引起用戶的警覺，因為這樣做為用戶提供了絕對和相對兩方面的信息。(9)高效率地使用顯示屏。當使用多窗口時，應該有足夠的空間使得每個窗口至少都能顯示出一部分。此外，屏幕大小應該選得和應用系統(tǒng)的類型相配套(這實際上是一個系統(tǒng)工程問題)。(7)使用窗口分隔不同類型的信息。利用窗口用戶能夠方便地“223.數據輸入指南(DataInputGuide)用戶的大部分時間用在選擇命令、鍵入數據和向系統(tǒng)提供輸入。在許多應用系統(tǒng)中，鍵盤仍然是主要的輸入介質，但是，鼠標、數字化儀和語音識別系統(tǒng)正迅速地成為重要的輸入手段。下面是關于數據輸入的設計指南。(1)盡量減少用戶的輸入動作。最重要的是減少擊鍵次數，這可以用下列方法實現(xiàn)：用鼠標從預定義的一組輸入中選一個；用“滑動標尺”在給定的值域中指定輸入值；利用宏把一次擊鍵轉變成更復雜的輸入數據集合。3.數據輸入指南(DataInputGuide)23(2)保持信息顯示和數據輸入之間的一致性。顯示的視覺特征應該與輸入域一致。(3)允許用戶自定義輸入。專家級的用戶可能希望定義自己專用的命令或略去某些類型的警告信息和動作確認，人機界面應該為用戶提供這樣做的機制。(4)交互應該是靈活的，并且可調整成用戶最喜歡的輸入方式。用戶類型與喜好的輸入方式有關，例如，秘書可能非常喜歡鍵盤輸入，而經理可能更喜