第四章-人机的信息界面设计

第5章人机的信息界面设计HCI人机关系在生活中，我们每个人都无时无刻不与身边的物品发生联系，当我们使用这些物品时，物品就与人产生了一种互动的关系，这种互动的关系称为人机关系。人机关系中所指的“机”除了人们通常所说的机器外，还包括各种各样的工具，仪器、设备、设施、家具、交通工具及劳动保护用具等。当人处于某一环境时，这时的人机关系就表现为人与环境的相互关系。例：乘电梯到某一层楼人乘电梯到某一层楼时存在很多方面的人机关系：a.人与电梯门之间构成的人机关系b.人与外楼层显示器之间构成的人机关系c.人与电梯外按键之间构成的人机关系d.人与电梯厢体之间构成的人机关系e.人与内楼层显示器之间构成的人机关系f.人与电梯内按键之间构成的人机关系在人机系统中，存在一个人与机互相作用的“面”，所有的人机信息交流都发生在这个面上，通常称为人机界面。在人机界面上，向人表达机械运转状况的仪表或器件叫做显示器。操作者用以将控制信息传递给机器的装置叫控制器。1.人与机之间存在一个相互作用的“面”，所有的人机信息交流都发生在这个作用面上，通常称为人机界面。人机界面是人与机器进行交互的操作方式，即用户与机器互相传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出。2.人机界面的设计主要是指显示、控制以及它们之间的关系的设计。人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性，好的人机界面美观易懂、操作简单且具有引导功能，使用户感觉愉快、增强兴趣，从而提高使用效率。3.一般将人机界面理解为广义和狭义的人机界面，需要结合设计艺术、计算机技术、人机工程、心理学等学科知识对人机界面设计进行研究。人机界面的定义显示器将机器工作的信息传递给人，人通过各种感觉器官(视觉、听觉、触觉等)接受信息，实现人机信息传递。大脑对信息进行处理、加工、决策，然后做出反应，通过控制器传递给机器，实现人一机信息传递。因此，人机界面的设计主要是指显示、控制以及它们之间的关系的设计。人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性，而研究人机界面则主要针对两个问题：显示与控制。信息接受机器本体控制器显示器控制人的决策人机界面输入输出输出输入环境环境广义的人机系统和界面人机界面设计工业产品界面设计（家用电器，家具….)信息产品界面设计（手机，电脑，mp3….)机械产品界面设计（汽车，机床，机械工具….)虚拟产品界面设计（软件，多媒体，网页，….)人机界面设计师主要的工作方向是公司设计部门（如联想，摩托罗拉，西门子，阿尔卡特，通用….);工业制造企业（如机床电器厂…)；信息服务公司（如手机短信提供商）；多媒体信息服务公司；小型媒体工作室……环境人工业产品人机界面界面设计师广义的人机界面设计系统：人，机械，环境以人为本；创造舒适生活！绿色设计；走可持续发展之路！安全环保耐久节能便宜简便…..美观新颖自然舒适易学好用…..人软件硬件人机界面界面设计师软件界面设计界面设计师硬件界面设计人－计算机系统的组成和人机界面设计狭义的人机界面设计人机界面设计应用硬件信息产品和工业产品界面设计软件信息产品多媒体网页界面设计界面设计师硬件界面设计界面设计师软件界面设计它影响最终用户的使用、计算机的推广、以至人们的工作和生活。人机界面是计算机系统的重要组成部分，它的开发工作量极大（占系统的40-60%），加上不同人群对界面的要求不全相同，因而人机界面是计算机研制中的一个最困难的部分。人机界面设计的重要意义怎样评价一个人机界面设计质量的优劣，目前还没有一个统一的标准。一般地，评价可以从以下几个主要方面进行考虑：(1)用户对人机界面的满意程度；(2)人机界面的标准化程度；(3)人机界面的适应性和协调性；(4)人机界面的应用条件；(5)人机界面的性能价格比。目前人们习惯于用“界面友好性”这一抽象概念来评价一个人机界面的好坏，但“但面友好”与“界面不友好”恐怕无人能定一个确切的界线，一般认为一个友好的人机界应该至少具备以下特征：(1)操作简单，易学，易掌握；(2)界面美观，操作舒适；(3)快速反应，响应合理；(4)用语通俗，语义一致。需指出，一个用户界面设计质量的优劣，最终还得由用户来判定，因为软件是供用户使用的，软件的使用者才是最有发言权的人。人机界面设计的评价随着生活水平的提高和社会信息化程度的加深，人们对产品设计有了更高的要求，界面设计不仅仅是提高工作效率和生产力；人们也越来越关心系统能够具备一些其它品质，如：•令人愉快•令人满意•有趣•引人入胜•有用•富有启发性•富有美感•可激发创造性•让人有成就感•让人得到情感上的满足可用性目标是交互设计的核心外侧代表用户体验目标(1)用户对人机界面的满意程度；(2)人机界面的标准化程度；(3)人机界面的适应性和协调性；(4)人机界面的应用条件；(5)人机界面的性能价格比。一般认为一个友好的人机界应该至少具备以下特征：1.容易理解，使用方便，简单，易学，易掌握，易改进，符合生理特征，模块化；2.界面美观，操作舒适；审美（情绪需要）3.快速反应，响应合理；4.界面操作一致，设计灵活，用语通俗，语义一致。界面设计基本概念：1.不是用户的错！2.观察、思考和改进设计。3.设计原则：概念模型；预设用途；反馈；限制因素；人机界面设计的基本原则人机界面的设计原则•分析用户类型•应用程序和界面分离•一致性•尽量减少用户工作•提供反馈•出错处理和帮助功能•增加可视化图形表示机器体系设计的基本原则在设计机器或装置时，要尽可能考虑人体的机能和人的心理特征，力求在人操纵机器时所接触的部位尽量符合人体的各种因素。须使：人体骨架结构能够适应它肌肉组织能够操纵它精神系统能够控制它。同时，还须在使用这些机器或装置时，保证人体安全。显示器设计一、显示器与信息传递二、视觉显示器三、听觉显示器四、触觉显示器按照信息传递的通道的不同，提供信息的显示器可分为：1.视觉显示器2.听觉显示器3.触觉显示器其中以视觉显示应用最为广泛。由于人对突然发生的声音具有特殊的反应能力，所以听觉显示器作为紧急情况下的报警装置，比视觉显示器具有更大的优势。触觉显示器是利用人的皮肤受到触压刺激后产生感觉，而向人传递信息的一种方式。（一）显示器的分类及信息传递（二）显示器传递信息的特征三种显示方式所传递的信息特征显示方式所传递的信息特征显示方式所传递的信息特征视觉显示1．比较复杂、抽象的信息或含有科学技术术语的信息2．传递的信息很长或需要延迟者3．需用方位、距离等空间状态说明的信息4．以后有被引用的可能的信息5．所处环境不适合听觉传递的信息6．适合听觉传递,但听觉负荷已很重的场合7．不需要急迫传递的信息8．传递的信息常需同时显示、监督和操作听觉显示1．较短或无需延迟的信息2．简单且要求快速传递的信息3．视觉通道负荷过重的场合4．所处环境不适合视觉通道传递的信息触觉显示5．视、听觉通道负荷过重的场合6．使用视、听觉通道传递信息有困难的场合7．简单并要求快速传递的信息一．仪表显示装置1.数字式显示器2.模拟式显示器二．信号显示装置视觉显示器的类型及其特点一．数字式显示器数字显示装置是直接用数字和字符等显示参数或状态的装置。其基本形式有两种，一种是以显示数字为主并有少量的字符的显示器，多数为开窗式，比如液晶显示器、数码管显示器等；一种是以显示参数、表格、模拟曲线或图形，以及数量较多的各种字符为主的显示器，多数为屏幕式，比如各种监示器、计算机显示器等。（一）仪表显示装置的类型及其特点数字式显示器的特点（1）适应环境照度值范围宽，在环境照明条件差时尤其突出；（2）彩色视觉效果好，可以根据人的彩色视觉敏感特性，把显示的信息设计成黄绿光或绿光等，并能获得良好的彩色对比，减轻了操作人员的视觉疲劳和紧张程度；（一）仪表显示装置的类型及其特点数字式显示器的特点（3）数字显示的识读过程简单直观，只对单一的数字串和少量的字符进行辨认，其识读速度和识读准确性均比指针显示方式快而高。（4）数字显示器不仅可以显示数字量，还可以根据需要显示生产过程的参数变化趋势曲线和图形，使信息更加形象化，而且所显示的信息与人的语言信息比较接近（如拉丁字母、数字及汉字等），所以，更适合于人的生理和心理特征，从而也加快了识读速度，提高了识读的准确性。（一）仪表显示装置的类型及其特点数字式显示器的特点应用：计算器、电子表及列车运行的时间显示屏幕。（一）仪表显示装置的类型及其特点二．模拟式显示器模拟式显示器是用标定在刻度上的指针来显示信息的，用模拟量（刻度和指针）来显示机器的有关参数和状态。依指针与刻度盘的相对运动形式，可分为指针运动刻度盘固定、指针固定刻度盘运动或两者均运动等三种形式。（一）仪表显示装置的类型及其特点模拟显示器的刻度盘分类2．模拟式显示器的特点（1）显示醒目使人对指示值在全量程范围内所处的位置一目了然；（2）对于测量的偏差值，指针显示不但指示出了偏差量，而且也指示出了偏差处于给定值的哪一例（正或负，加或减等）。（3）监控作业效果很好。可应用于：汽车上的油量表、氧气瓶上的压力表。（一）仪表显示装置的类型及其特点1．视觉显示器的主要功能仪表是显示装置中应用极为广泛的一种视觉显示装置，按其功能可分为五种，即读数用仪表、检查用仪表、警戒用仪表、追踪用仪表和调节用仪表。（二）仪表显示装置的选择2．视觉显示器选择的一般原则（1）用尽量简单明了的方式显示所传达的信息，使传达信息的形式尽量能直接表达信息的内容，以减少译码的错误。（2）使用与信息精度要求相一致的显示精度，保证最少的认读时间，避免认读时因临时插补而降低效率，增加差错的可能。（二）仪表显示装置的选择2．视觉显示器选择的一般原则（3）注重人因工程因素，采用与操作人员的操作能力及习惯相适应的信息显示形式，以减少训练的时间和受习惯的干扰而造成的解释不一致的差错。操作者应能根据任何显示仪表显示的信息迅速准确地得出结论。（4）按观察条件（如照明、速度、振动、操作位置、运动约束等）运用最有效的显示技术和显示方法使显示变化速度与操作者的反应能力相适应，不要让显示速度超过人的反应速度。（二）仪表显示装置的选择（1）刻度盘的设计（三）仪表显示装置的设计仪表形式①刻度盘的形状设计②刻度盘的大小设计表盘尺寸，以圆形仪表为例，其最佳直径D、目视距离L、刻度显示最大数I之间的关系参见阅5-3.（2）刻度与标数，表盘上的刻度线、刻度线间距、文字和数字尺寸是依据视距确定的.（三）仪表显示装置的设计不合理的刻度设计（三）仪表显示装置的设计刻度标数优劣比较(3)仪表指针指针的形状和长度指针的零位(4)仪表的色彩仪表色彩是否合适，将影响认读速度和误读率（三）仪表显示装置的设计（四）仪表面板形式及其布置仪表面板形式（四）仪表面板形式及其布置仪表面板布置原则按仪表的重要程度排列。按使用顺序排列。按功能进行组合排列。按最佳零点方向排列。最佳零点方向（四）仪表面板形式及其布置按视觉特性排列。按显示与操纵相合性排列1．信号灯设计2．荧屏显示设计3．符号标志设计（五）信号显示装置的设计信号灯设计信号灯的视距设计，参阅表5-6，表5-7信号灯形状、标记设计，参阅表5-8信号灯的颜色选择，参阅表5-9信号灯的布置重要信号灯设计荧光屏设计（1）荧光屏的显示特征在荧光屏上显示视觉信息。特点：既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既能追踪显示，又能显示多媒体的图文动态画面。应用：图文电视屏幕、计算机高分辨率显示器、示波器、彩超及雷达。（2）目标的亮度、呈现时间（3）目标的运动速度，参阅表5-10（4）目标的形状、大小和颜色，参阅表5-11（5）目标与背景的关系（6）屏面图形符号设计图形符号的辨认速度和准确性，与图形符号的特征数量有关，参阅表5-12标志是一种形象语言，为便于识别，其颜色有特定意义。参阅表5-13听觉信息传示系统利用示警信号（声音）来传达信息。特点：可快速有效的传递简单和短促的信息，反应快、方向不受限制。应用：蜂鸣器、铃、角笛和汽笛、警报器，其设计要点参阅表5-14言语传示装置用语言在人与机器之间传递信息，使其具有一定的表达能力。特点：可以更为细致、明确地指导操作者的各种操作行为。