01章

第一章绪论•学习目标1.1人机界面的基本概念•1.1.1人机界面定义•1.1.2广义的人机界面•1.1.3狭义的人机界面•1.2面向用户的软件界面设计•1.3软件的可用性•1.4人机界面学的研究内容•1.4.1认知心理学•1.4.2人机工程学•1.4.3计算机语言学•1.4.4软件人机工程学•1.5人机界面设计的发展趋势1.1人机界面的基本概念•1.1.1人机界面定义•1.1.2广义的人机界面•1.1.3狭义的人机界面1.1.1人机界面定义在人与机器的交互（Human－MachineInteraction）过程中，有一个界面充当信息传递的媒介，即我们所说的人机界面（Human－Machineinterface）。计算机发展初期，系统价格昂贵、可靠性差，用户必须调整自己的行为去适应机器的要求，不关心界面设计。随着计算机性能的提高，系统能够用一部分资源来处理人机界面，人机界面的设计开始引起人们的注意。人机界面设计已经被列为计算机发展技术的重要内容之一。设计人机界面，进行人机分工时，要充分发挥人机的各自特点。最大最小原则:人承担的工作量应尽量少或最少，机器承担的工作量应最大，在最大限度利用机器的同时，充分发挥人的积极因素。人机结合并充分注意人的主导地位，将有效地保证系统的可靠性和寿命。人机界面分广义的人机界面和狭义的人机界面。1.1.2广义的人机界面在人机系统模型中，人与机之间存在一个相互作用的“面”，称为人-机界面，人与机器之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。机器的各种显示都“作用”于人，实现机器到人信息传递；人通过视觉和听觉等感官接受来自机器的信息，经过脑的加工、决策，然后做出反应，实现人到机器的信息传递。人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性。研究人机界面主要针对显示和控制两个问题。1.1.3狭义的人机界面狭义的人机界面是指计算机系统中的人机界面。人机界面（Human-ComputerInterface，简称为HCI），又称用户界面（UserInterface）、人机交互（Human-ComputerInteraction），是人与计算机之间传递和交换信息的媒介，是用户使用计算机系统的综合操作环境。人机界面是一类特殊的软件，它帮助实现计算机硬件、软件和人三者之间的恰当联系和协调一致。简单地说，人机界面是专门处理人机交互活动的软件，它是人与硬件、软件的交叉部分，如图1.1所示。1.2面向用户的软件界面设计软件与人的信息交换是通过界面完成的，界面的易用性和美观性就非常重要。优秀的软件界面是一个直观的、对用户透明的、有吸引力的界面，使用户在首次接触了这个软件后，就觉得一目了然，无需多少培训就可以方便地使用，并有使用软件的兴趣。面向用户的软件界面设计就是在进行软件人机界面或用户界面设计时，要更多地考虑用户的要求，最重要的是要求界面保持“简单、自然、友好、方便、一致”。软件界面设计需要考虑问题：1、界面总体布局设计，即如何使界面的布局变得更加合理。例如，将功能相近的按钮放在一起，并在样式上与其他功能的按钮有所区别，使用户使用起来更加方便。2、操作流程设计，即通过设计合理的工作流程，尽可能使用户的工作量达到最小，工作效率最高。例如，如何让用户用最少的步骤去完成一项操作。假设某项任务使用软件1，鼠标需要点击30下，在屏幕上需要移动20000个像素的距离才能完成。而使用软件2只需点击20下鼠标，移动5000个像素的距离就能完成。那么，显然软件2比软件1的工作效率高，用户自然会选用更加优秀一些的软件。1.2面向用户的软件界面设计1.2面向用户的软件界面设计3、工作界面舒适性设计，即使用户更加舒适的工作。例如，界面应采用什么样的主色调，才能够让用户在心情愉快的情况下，长时间的工作而不感觉疲倦？红色：热烈、刺眼，容易产生焦虑心情，常用于警告。蓝色：平静、科技、舒适。明色：干净、明亮，对眼睛有较多刺激，容易引起疲劳。暗色：安静、大气，对眼睛刺激较小。微软公司采用浅灰色作为系统的主色调以及按钮的协调运用，已经成为国际软件产品的规范。1.2面向用户的软件界面设计4、完善的功能设计。人机界面并不是软件的简单外包装，一个软件的成功与其完善的功能是分不开的。任何产品开发前的整体规划，也是软件界面设计的关键因素之一。软件的设计不仅仅注重美观实用的表现，还要考虑产品的底层技术原则，优化体现一个软件产品的灵魂所在。5、需要进行正规的理解和调查，要考虑产品的使用时机和环境。需要对用户进行分析、理解，甚至邀请用户参与设计，人机界面才可以满足用户需求。1.3软件的可用性用户购买软件产品的目的是使用。设计软件时，除了考虑界面因素外，产品的可用性非常重要。对产品可用性的满意程度，许多用户都将其归结为对其界面的满意度。那么，怎样才能使用户满意呢？可以用一个公式来表示影响用户满意度的因素：用户满意度＝功能＋人机界面＋响应时间＋可靠性＋易安装性＋信息＋可维护性＋其他因素“用户满意度”是这个公式中最重要的因素。尽管设计软件时，设计师们都说“让用户满意”，但可用性不好的软件产品随处可见。常见的错误有：•缺少主要的特色功能•用户界面缺少特色，外观和性能较差，对用户知识和交互性操作能力要求较高•响应时间慢，输入/输出量少•系统不能休眠或会引起工作数据丢失1.3软件的可用性ISO9241-11国际标准对可用性作了如下定义：产品在特定使用环境下为特定用户用于特定用途时所具有的有效性、效率和用户主观满意度。其中：•有效性是用户完成特定任务时所具有的正确和完整程度；•效率是用户完成任务的正确完整程度和所用资源（如时间）之间的比率；•满意度是用户在使用产品过程中具有的主观满意和接受程度。美国人类工程学会（HumanFactorsandErgonomicsSociety）曾定义可用性的五大属性为：•效率(Efficiency)•可学习性(Learnability)•可记忆性(Memorability)•容错性(Errors)•满意程度(Satisfaction)可用性其实就是多快好省、易学难忘、不犯错、很舒服。1.“多快好省”指的是效率与成本。2.“易学难忘”指产品或系统的设计应该贴近用户的需要，很容易学习，一旦学会了便不易忘记。功能再强大的产品或系统还是需要人来操作，功能强大但很难学，将可能导致使用的人对其产生抗拒或是放弃。用户不都是高学历、熟悉电脑的，所以对一般人而言，易学难忘相当重要。3.“不犯错”指产品或系统的设计要尽量避免使用者犯错误，要符合人们的普遍使用习惯。我们都希望不犯错，但人非圣贤，不可能不犯错，系统应具有一定的容错能力，并能对用户的错误操作给与提示。4.“很舒服”指使用者的感觉。人不是机器，人有感情，软件产品的使用过程和结果应该让用户感到受重视、工作效率提升。只有技术是不够的，还要人的配合，而人的态度与感觉是必需要考虑的。1.3软件的可用性1.4人机界面学的研究内容人机界面学是计算机科学、人类工程学和认知心理学等学科相结合的产物。它的研究内容很广，包括心理学领域的认知科学、软件工程领域的系统构架技术、信息处理领域的语音处理技术和图像处理技术、人工智能领域的智能控制技术等。1.4.1认知心理学认知心理学，就是关于认识的心理学，研究人的认识心里过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维和语言等，从心理学的观点研究人机交互的原理。该领域研究包括如何通过视觉、听觉等接受和理解来自周围环境的信息的感知过程，以及通过人脑进行记忆、思维、推理、学习和解决问题等人的心理活动的认识过程。其中人脑的认知模型——神经元网络及其模拟，已经成为新一代计算机、人工智能等领域中最热门的研究课题之一。用实验心理学的技术和认知心理学的概念来改进软件生产，即将心理学和计算机系统相结合产生了一个新的学科，叫做软件心理学（SoftwarePsychology），成为人机界面学的一个领域。1.4.2人机工程学人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关知识，研究人、机器、环境相互间的合理关系，以保证人们安全、健康、舒适地工作。人在系统中是主体，任何先进的机器都是由人设计和操纵的，所以系统工作效率的优劣以及安全性，很大程度上决定于人的工作状况。人机工程学中要研究人对外界信息的感知特性，人对信息的加工、处理及思维能力，人的学习、记忆特性，人的自身节率等。设计人机交互界面，进行人机分工时，要充分发挥人机的各自特点。可采用最大最小原则，即人承担的工作量应尽量少或最少，机器承担的工作量应最大，在最大限度利用机器的同时，充分发挥人的积极因素。人机结合并充分注意人的主导地位，将有效地保证系统的可靠性和寿命。1.4.3计算机语言学人机界面的形式定义中使用了多种类型的语言，包括自然语言、命令语言、菜单语言、填表语言、图形语言等。计算机语言学就是专门研究这些语言，包括计算机语言学和形式语言理论的研究。1.4.4软件人机工程学运用和扩充软件工程的理论和原理，对软件人机界面进行分析、描述、设计和评估等。1-5人机界面的发展趋势随着信息社会的发展，人们生活水平的提高以及审美情趣的变化，各种新机器、新技术的日益涌现，对人机界面设计也提出了越来越高的要求。从目前来看，人机界面会朝着高科技化、自然化、人性化、和谐的人机环境等方向发展。建立自然化、人性化的人机界面已经成为当今信息社会研究的主要课题之一。采用图形用户界面有其内在的不足，用户只能用一个通道进行交互，从计算机到用户的通信带宽要比用户到计算机的大的多，这是一种不平衡的人机交互。目前，人机交互正朝着从精确到模糊、从单渠道向多通道以及从二维交互到三维交互的方向转变，发展用户与计算机之间快捷、低耗的多通道界面。今后的计算机应能听、能看、能说，而且善解人意。未来的计算机发展是以人为中心，即面向用户的，必须使计算机易用好用，使人们能以语言、文字、图像、手势、表情等自然方式与计算机交互。小结1.介绍了人机界面的基本概念2.介绍了面向用户的软件界面设计涉及的内容3.介绍了软件的可用性等相关概念。4.在人机界面学的研究内容里，简单介绍了认知心理学人机工程学计算机语言学以及软件人机工程学对界面设计的作用。5.介绍了人机界面设计的发展趋势。结论界面是软件与用户交互的最直接的层，界面的好坏决定用户对软件的第一印象，而且设计良好的界面能够引导用户自己完成相应的操作，起到向导的作用。同时界面如同人的面孔，具有吸引用户的直接优势。设计合理的界面能给用户带来轻松愉悦的感受和成功的感觉。相反，由于界面设计的失败，让用户有挫败感，再实用强大的功能都可能在用户的畏惧与放弃中付诸东流。今后的软件只有进行精心的界面设计，才能使软件产品具有广阔的市场。