人机交互北大chpt

1、北京大学计算机科学系图形研究室人机交互第七章 用户界面的评价和可用性测试董士海北京大学计算机科学系图形研究室人机交互第七章 用户界面的评价和可用性测试7.1 评估方法7.2 可用性测试北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法交互系统开发的一个重要问题就是能对交互系统的人机交互效率作出评价。从界面开发过程角度来讲，人机交互评价可大致分为两类：一类是在界面完成之后作出的最终评价，称为总结评价（summative evaluation）；另一类是在设计过程中的评价，称为阶段评价（formative evaluation）。这两类评价在系统的开发过程中都起着重要的作用，其中阶段评价强调在评价中采

2、用开放式的手段，如访谈、问卷、态度调查以及量表技术；而总结性评价则大多采用较严格的定量评价，如反应时和错误率。北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法用户模型和心理模型为了使用户界面的设计真正符合用户的需要，设计者必须有一个正确的有关用户如何使用系统的用户模型；用户模型是指系统开发者对用户特征的理解和表达。它应包括用户的物理特征以及认知特点。为使系统正常工作，用户也必须建立起正确的系统如何工作的心理模型。心理模型实质上是指用户对系统及其成分的心理表达。用户根据心理模型来预测在进行交互时系统会表现出的特性。北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法可用性、可学性和有效性用户界面的评价和

3、测试实际上包含有多种意义和多个方面。可用性（usability）是指最终用户没有困难地使用计算机应用系统完成所要求任务的程度。有效性(effectiveness)是指用户能成功地完成所规定的任务而对他完成时所用的工具注意最少。可学性(learnability)是指用户掌握系统的功能和规则的难易程度。北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法用户界面的评价方法：1.启发式评价(heuristic evaluation)（主要是通过界面专家的主观评价）；2.必要的可用性测试(usability test);3.设计原则评价(guidelines)，让设计者在设计过程中自己进行评价；4.认知尝试

4、(cognitive walkthrough)北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法评估用户界面是一项复杂的任务，首先要明确两个问题：1.评估的对象是开发工具还是目标系统，不同的对象有不同的评估指标；2.评估的主体是开发人员还是终端用户，不同的主体导致不同的评估方法。北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法用户界面的开发是一个反复的过程，包含三个步骤：设计、实现和评估。其中界面评估是用户界面质量的保证。评估的方法有很多，大体上分为三类：用户评估、理论评估和专家评估。区分它们的标准在于数据来源，取决于评估数据是来自用户交互，理论预测还是专家经验。北京大学计算机科学系图形研究室7.1

5、 评估方法用户评估通常是由一个或多个用户在恰当的环境里完成一个或多个任务来进行评估。通过记录交互过程中的客观用户数据，询问用户的主观反映，可以了解到用户对界面的满意程度及界面设计的有效性。北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法理论评估一般是由设计者或评估者根据某种形式化方法计算任务或用户模型与系统描述（Specification）的匹配情况。这种方法可以给出定量的结果。北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法专家评估是由评估者（人素专家）以一种可以称为结构化的方式使用系统，测试是否符合预先定义的准则。评估结果反映了评估者的主观看法。这种评估方法主要是系统一致性的评价，即将系统和已

6、建立的人素标准，规则或原则进行比较。北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法评估方法优缺点：用户评估全面、准确，极其近似真正的使用环境，可以用于设计周期的各个阶段，但花费的时间和代价较大。理论评估可以给出定量的结果，但它的假设条件太多，离真正应用还有一段距离。专家评估快速并且便宜，但其缺点是，虽然专家是根据情况（用户水平，群体习惯等）作出判断，但专家关于任务的知识很少，难以以用户的立场看问题，且个人倾向会影响判断。北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法用户界面评估是指人们对在用户和计算机系统之间起桥梁作用的界面表现方式及人机交互效率进行评价，以确定用户界面是否满足用户使用的要求。

7、有以下作用：1.降低系统技术支持的费用，缩短最终用户训练时间；2.减少由于用户界面问题而引起的软件修改和改版问题；3.使软件产品的可用性增强，用户易于使用；4.更有效地利用计算机系统资源；5.帮助系统设计者领会以“用户为中心的设计原则；6.在评估过程中形成的一些标准和设计原则对界面设计有直接的指导作用。北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法1。多通道界面评估机制2。界面表现评估3。多通道界面人机交互评估4。CAD评估实例北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法界面表现评估界面表现是界面状态的集合界面对象的状态S(O)是其界面布局L和颜色搭配C的二元组即S(O)=。界面对象状态的评

8、估值是界面对象布局评估值和界面对象颜色搭配评估值的加权平均。北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法多通道界面人机交互评估从通道使用的时序角度，通道之间存在通道并行、通道串行两种关系。令RT表示通道之间的时序关系，则有RT=|从通道之间的作用方式而言，通道间存在通道互补、通道独立、通道冗余及通道互斥四种关系。令RF表示通道之间的作用关系，则有RF=|北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法CAD评估实例1。 基于鼠标的操作方式2。 基于光笔的操作方式3。 基于光笔+语音的操作方式4。 基于“光笔+语音+鼠标”的操作方式北京大学计算机科学系图形研究室7.1 评估方法评估的结果 我们对

9、上述四种通道结合方式进行了的实验，并对它们的作图时间、改图时间、作图精确度和用户的满意程度作了精确的记录。在这些实验数据的基础上，采用数理统计中的重复测试变量分析方法作了比较。比较的结果发现：统计分析的结果表明光笔+语音+鼠标这种通道结合方式比较适合CAD系统。北京大学计算机科学系图形研究室7.2 可用性测试多通道用户界面的可用性测试 目前,多通道人机交互技术尚处于研究的探索阶段，对多通道用户界面进行可用性测试,看一看它是否真正优于单通道用户界面很有重要意义。本研究的两个主要目的如下：1)、验证多通道用户界面模型和多通道整合方法的可行性和有效性。2)、通过对“拼图作业”的操作评价,验证多通道人

10、机交互的优越性，并分析其内在机制.北京大学计算机科学系图形研究室7.2 可用性测试(1)、实验装置。Pentium 133M，操作系统为Microsoft Windows 95，IBM viaVoice语音识别软件。(2)、参加本实验的人员共有16名,随机分成两组，每组8人，男女各半。(3)、实验方法。 实验有鼠标组和语音鼠标组。每个实验组中的每个试验者需完成五组拼图作业。正式实验分成以下三个步骤：实验准备 、练习阶段、拼图作业操作。计算机自动记录:目标大小、总反应时间、执行哪种操作、执行该操作的反应时间（反应时间在本节中简称“反应时”）北京大学计算机科学系图形研究室7.2 可用性测试(4)、

11、操作任务。进行拼图作业：将作业区中随机分布的25个目标拼接到拼图板中。目标大小为1x1、3x3、5x5、7x7及大于9x9等五个级别。目标的颜色为粉红，拼图板的颜色有红、绿、蓝、黑、灰、白、黄、青8种，每20秒种在这8种颜色中随机变化。 该任务要完成以下三种操作：选择操作，即选择目标；颜色操作，即将目标颜色改变为右侧拼图板的颜色；命令操作，即执行拼接命令。 该任务操作模式分成鼠标器和语音鼠标两种模式，语音鼠标模式可任意使用语音、鼠标或两者的组合。北京大学计算机科学系图形研究室7.2 可用性测试（作业绩效比较）实验结果和分析北京大学计算机科学系图形研究室7.2 可用性测试（学习效率比较）北京大学

12、计算机科学系图形研究室7.2 可用性测试（不同操作模式比较）北京大学计算机科学系图形研究室7.2 可用性测试（不同目标大小的影响）北京大学计算机科学系图形研究室7.2 可用性测试（测试者对操作模式的偏好）选择次数北京大学计算机科学系图形研究室7.2 可用性测试本实验证明，多通道交互方式明显优于单通道交互方式，其内在机制与通道互补性和通道负荷水平有关。通道互补性 所谓通道互补性是指，由于多通道用户界面中的不同交互通道之间存在特异性，所以在人机交互过程中，各通道操作之间可以相互补充。通道的负荷水平 用户在精确交互时负荷水平较高，而非精确交互时负荷水平较低。例如，鼠标选择操作相对于语音选择操作是精确操作，负荷水平较高，作业绩效相对较低，这种情形在小目标选择操作时尤为明显，鼠标操作为18秒，语音操作为 4秒。北京大学计算机科学系图形研究室7.2 可用性测试界面评估清单: 一种有效的可用性测试方法 意义；(1)可用性和用户界面设计