初识人机交互

1、初识人机交互一. 人机交互研究的主要内容是什么？“人机交互”的概念人机交互（HIC）是指关于设计、评价和实现人们使用的交互式计算机系统，并围绕相关的主要现象进行研究的学科。狭义地讲：它主要研究人与计算机之间的信息交换包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分人机交互研究的主要内容1 人机交互界面表示模型与设计方法（Model and Methodology）一个交互界面的好坏，直接影响到软件开发的成败。友好人机交互界面的开发离不开好的交互模型与设计方法。因此，研究人机交互界面的表示模型与设计方法，是人机交互的重要研究内容之一。2 可用性分析与评估（Usability and Evaluatio

2、n）。可用性是人机交互系统的重要内容，它关系到人机交互能否达到用户期待的目标，以及实现这一目标的效率与便捷性。人机交互系统的可用性分析与评估的研究主要涉及到支持可用性的设计原则和可用性的评估方法等。3 多通道交互技术（Multi-Modal）。在多通道交互中，用户可以使用语音、手势、眼神、表情等自然的交互方式与计算机系统进行通信。多通道交互主要研究多通道交互界面的表示模型、多通道交互界面的评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户界面研究的重点和难点。4 认知与智能用户界面（Intelligent User Interface，IUI）。智能用户界面的最终目标是使人机交互

3、和人人交互一样自然、方便。上下文感知、眼动跟踪、手势识别、三维输入、语音识别、表情识别、手写识别、自然语言理解等都是认知与智 能用户界面需要解决的重要问题。5 群件（Groupware）。群件是指帮助群组协同工作的计算机支持的协作环境，主要涉及个人或群组间的信息传递、群组中的信息共享、业务过程自动化与协调，以及人和过程之间的交互活动等。目前与人机交互技术相关的研究主要包括：群件系统的体系结构、计算机支持交流与共享信息的方式、交流中的决策支持工具、应用程序共享以及同步实现方法等内容。6 Web设计（Web-Interaction）。重点研究Web界面的信息交互模型和结构，Web界面设计的基本思想

4、和原则，Web界面设计的工具和技术，以及Web界面设计的可用性分析与评估方法等内容。7 移动界面设计（Mobile and Ubicomp）。移动计算（Mobile Computing）、无处不在计算（Ubiquitous Computing）等对人机交互技术提出了更高的要求，面向移动应用的界面设计问题已成为人机交互技术研究的一个重要应用领域。针对移动设备的便携性、位置不固定性和计算能力有限性以及无线网络的低带宽高延迟等诸多的限制，研究移动界面的设计方法，移动界面可用性与评估原则，移动界面导航技术，以及移动界面的实现技术和开发工具，是当前的人机交互技术的研究热点之一。二 为什么人机工程学、认知

5、心理学是人机交互研究的基础？1. 认知心理学是人机交互研究的基础认知心理学认知心理学是二十世纪50年代中期在西方兴起的一种心理学思潮，是作为人类行为基础的心理机制，其核心是输入和输出之间发生的内部心理过程。它与西方传统哲学也有一定联系，其主要特点是强调知识的作用，认为知识是决定人类行为的主要因素。以信息加工观点研究认知过程是现代认知心理学的主流，可以说认知心理学相当于信息加工心理学。它将人看作是一个信息加工的系统，认为认知就是信息加工，包括感觉输入的编码、贮存和提取的全过程。按照这一观点，认知可以分解为一系列阶段，每个阶段是一个对输入的信息进行某些特定操作的单元，而反应则是这一系列阶段和操作的

6、产物。信息加工系统的各个组成部分之间都以某种方式相互联系着。而随着认知心理学的发展，这种序列加工观越来越受到平行加工理论和认知神经心理学的相关理论的挑战。认知心理学研究人们如何获得外部世界信息，信息在人脑内如何表示并转化为知识，知识怎样存储又如何用来指导人们的注意和行为认知心理学涉及心理活动的全部过程从感觉到知觉、识别、注意、学习、记忆、概念的形成、思维、表象、回忆、语言、情绪和发展过程。认知心理学企图把全部认知过程统一起来 ，它认为注意、知觉、记忆、思维等认知现象是交织在一起的 ，对于一组现象的了解有助于说明另一组现象。由于它们之间的相互依赖关系，很可能会发现人类认知过程的统一加工模式。认知

7、心理学不仅要把认识过程统一起来，而且要把普通心理学各个领域统一起来，也就是要用认知观点研究和说明情绪、动机、个性等方面。认知心理学的观点还进一步扩展到了社会心理学、发展心理学、生理心理学、工程心理学等领域。认知心理学与人机交互认知涉及到多个特定类型的过程，包括：n 关注n 感知和识别n 记忆n 学习n 阅读n 说话和聆听n 解题、规划、推理和决策认知过程与交互原则许多认知过程是相互依赖的，一个活动可同时涉及多个不同的过程，只涉及一个过程的情况非常罕见，例如人们在选购商品时就涉及关注、感知、识别、说话、思考、决策等过程。关注特点对界面设计的要求由人的关注特点，在设计人机交互界面时应做到。n信息的

8、显示应醒目，以便执行任务时使用，可使用动画图形、彩色、下划线，对条目及不同的信息进行排序，在条目之间使用间隔符等。n 避免在界面上安排过多的信息。尤其要谨慎使用色彩、声音和图像，人们倾向于使用过多的这类表示，而导致界面混杂，分散用户的注意力，让用户反感。朴实的界面更容易使用。交互设计原则考虑人的记忆特点，进行交互设计时应该注意的问题有： n 应考虑用户的记忆能力，勿使用过于复杂的任务执行步骤。n 由于用户长于“识别”而短于“回忆”，所以在设计界面时，应使用菜单、图标，且它们的位置应保持一致。n 为用户提供多种电子信息（如文件、邮件、图像）的编码方式，并且通过颜色、标志、时间戳、图标等，帮助用户

9、记住它们的存放位置。思维模型用以指导交互的重要性n 若用户已经有了一个关于交互式系统的完整的思维模型，他们在使用交互式产品时，就会使用这个思维模型进行推理，找出如何执行任务的方法。错误的思维模型带来错误的思维模式：n 使用空调调温器（受水龙头、音量控制的影响）n 互联网网页浏览时的错误思维模式正确的思维模型的建立在理想情况下，用户开发的思维模型应与设计人员开发的概念模型相符，如何帮助用户达到这个目标是一个非常关键的问题。n 一个交互式系统在设计时，应该开发一个易于用户理解的系统映像，应该做到及时响应用户的输入并给出有用的反馈；提供易于理解的、直观的反馈信息。此外，一个好的交互系统还需要提供正确

10、的信息类型以及正确的信息层次，以针对不同层次的用户，提供不同层次的系统透明度。这方面包括：w 有条理的、易于理解的说明 w 合适的在线帮助和自学教程 w 上下文相关的用户指南，即，针对不同层次的用户，解释在不同的任务阶段应如何处理各种情况基于外部认知特点的交互式界面设计原则使用基于外部认知的方法进行交互设计时，总体原则是要在界面上提供外部表示，以减轻用户的记忆和计算负担。设计人员需要开发不同类型的可视化信息，以便用户解决某个问题，扩充和增强认知能力。n 信息和可视化技术，可用于表示大量的数据，同时允许用户从不同的角度进行交叉较。n 设计良好的 GUI 也能大大减轻用户的记忆负担，用户能够依赖外

11、部表示提供的线索，与系统进行交互。人机工程学是人机交互研究的基础人机工程学所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数;还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性;分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力;探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。人机工程学因素往往是企业提高其竞

12、争力的手法之一。若说"人性化产品"是与"人"合为一体的产品设计，"人机工程因素"则是设计工业产品时的人机界面所必须考虑的因素。在我国即将加入WTO所面临的冲击下，中国的制造业无不是严阵以待，企图在竞争中保持优势。管理大师麦克·波特(MICHAEL PORTER)曾说过，企业具备竞争优势的两个方式，一是扩大生产规模，走向规模经济，才能占有成本上的优势;另一个便是创造企业或产品的附加值，制造消费者趋之若鹜的心理。在现今产品和质量逐步提高，且消费者对商品品质要求越来越高的情况下，各产品制造商们无不力求突破，希望能出奇制胜，打动消费

13、者的心。拿当今世界上提出的"健康"人机工程学的新要求为例，即是用某些考虑人机因素的辅助性产品，如:电动腰靠、紫外线阻隔(UV、CUT)等来提高产品人性化的层次，籍此创造其他品牌无法模仿的优势，而赢得消费者青睐的。工业设计师指出，就电脑的相关部件和设备而言，如键盘、鼠标等输入装置，因使用者可能长时间利用其从事工作或娱乐，接触的时间较长，在使用时也可能十分投入。因此，人机工程学就成了设计上最主要的条件之一。人机工程学的显著特点是，在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用"物"的人和所设计的"物&qu

14、ot;以及人与"物"所共处的环境作为一个系统来研究。在人机工程学中将这个系统称为"人-机-环境"系统。这个系统中，人、机、环境三个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。本学科的人机系统设计理论，就是科学地利用三个要素间的有机联系来寻求系统的最佳参数。研究内容：研究人与机器之间的分工与配合； n 研究机具如何能更适合人的操作使用，以提高人的工作效率，减轻人的疲劳和劳动强度； 研究人机系统的工作环境对操作者的影响，用以改善工作环境；研究人机之间的界面，信息传递以及控制器和显示器的设计等等。人机工程学与人机交互 传统的人机工程学所研究

15、的领域主要集中在 “人与机器的交互”方面，通过研究组成人机系统的机器和人的相互关系，以提高整个系统的工作效率。通过对人体尺寸的研究建立人体模型，通过对机器功能和运转性状的研究建立机器模型，通过对人、机所处环境和场景的研究建立环境模型，然后以系统研究的方法把三者看做相互关联、相互作用的整体，这个具有特定目标的系统就是人机工程学科的研究对象。 “人与计算机的交互”成为这一时期的研究热点。其中，关键词“计算机”是一个广义的概念，因为科学家和设计师早已经把那些处理器缩小到可以放到任何电子通信类产品的体内，电子汽车、通信电子、医疗设备计算机技术已经融入到了人类生活的各个角落。 人机交互是研究系统与用户之间的互动关系的学科。这个系统可以是机器，也可使软件界面，甚至可以是一个操作环境，其中，人机界面是指用户与系统进行交流的可视化媒介。人机交互是一门结合了计算机科学、认知心理学、人机工程学等各个领域的交叉学科。人机交互主要体现在两个重要的方面，即物理界面设计和软件界面设计。其中物理界面设计为大家所熟知，其设计的原则和方法更接近于传统的人机交互设计，和工业设计的关系更加密切，更有人将其归为工业设计的一部分。而软件界面的设计是随着科学技术的飞速发展风靡起来的一种新的交互方式，它的出现拓展了人机交互的研究领域，也把传统人机交互中 “以及其适应人