第七章 人机界面设计

人机工程学 Ergonomics,第七章 人机界面设计,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 人机界面设计,主要内容,1.,人机界面概述,3,.,人机界面设计的测试与评价,2,.硬件人机界面设计,第一节人机界面概述,一、定义,人机界面是人与机器进行交互，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。,1.广义人机界面,2.狭义人机界面,狭义的人机界面是指计算机系统中的人机界面(HumanComputer Interface，HCI)，称人机接口、用户界面UserInthce)，它是计算机科学中最年轻的分支之一。,人机界面是计算机科学与心理学、图形艺术、认知科学和人机工程学的交叉研究领域，是人与计算机之间传递和交换信息的媒介，是计算机系统向用户提供的综合操作环境。,3、人机交互人机界面学的一个分支,用户与计算机系统相互之间的通信。,实现人与计算机之间通信的硬、软件系统即为交互系统。,这里的“交互即信息交换，包括计算机通过输出或显示设备给人提供信息，以及人通过输入设备向计算机输入有关信息。信息交换的形式有多种方式，如键盘、鼠标、显示屏幕上的符号或图形，也可以用声音、姿势或身体的动作等。,二、人机界面学的起源,1、面向人的科学,人机界面学中面向人的知识和方法主要来自于人机工程学、心理学、哲学、生物学、医学等。,2、面向计算机的学科,面向计算机系统的知识和方法主要来源于物理、电学和电子工程、控制工程、系统工程、信息论和数理逻辑等。它们分别构成了现代计算机工业的两大根底领域：硬件工程和软件工程。,三、人机界面的开展,1、硬件人机界面学的开展,工业革命 电子技术的出现 信息革命。,18世纪末 20世纪40年代 网络技术的开展,机器机械 电子技术 信息化浪潮,设计风格出现 结合人机工程学 非物质化、信息化,2、软件人机界面学的开展,计算机技术的迅速开展，人机界面学也随之迅速地开展起来。,图形技术和图形用户界面技术的出现，启动了微型计算机蓬勃开展的大潮流。,人机界面保持“简单、自然、友好、方便、致由此人文因素成为计算机产品中越来越突出的问题。,一、人机界面设计程序,第二节 硬件人机界面设计,二、人机界面输入装置,1、键盘,键盘主要研究两个方面的问题：键盘的布局及键盘的外型尺寸。,现有键盘存在四个方面的问题。,键盘的外型尺寸影响人的操作和人体的生理健康。,2、鼠标,鼠标的两种根本操作；,鼠标的操作方式,3、触摸屏,触摸屏的操作简单、直观、方便，适用于公共场所。,4、光笔,三、人机界面输出装置,包括视觉输出设备和听觉输出设备,1、视觉显示器,1视觉显示器的类型,2影响显示器的因素显示器特点、照明条件、外界环境、字符显示格式、显示屏显示布局等,2、语音合成系统,1语音合成系统的功能将计算机中任意出现的文字转换成自然流畅的语音输出。,2语音合成系统的局限性,常用显示技术的比较、选择,飞利浦47英寸RGB LED背光高清液晶电视,爱普生采用有机EL显示屏的样机,LCD/PDP/EL三派竞争与去年不同，LCD和PDP两强分割江山的局面被打破，有机EL显示技术成为第三股强劲势力投入平板显示竞争中。,厚度为0.52mm的有机EL显示屏,有机发光显示器Organic Light-Emitting Diode Display，OLED，根据使用基板的材质不同，OLED器件可以分为硬屏和软屏。与用玻璃作为基板的普通OLED显示器相比，柔软OLEDFlexible OLED，FOLED显示器有许多优势：可卷曲和折叠、更轻更薄、防撞击等。,OLED:平板显示的明日之光,爱普生8英寸有机EL显示屏,三星14英寸AMOLED显示屏,厚度为0.37mm的AMOLED显示屏,0.29mm,LG.飞利浦19.8mm厚的42英寸Full HD高清液晶电视,第三节 人机界面设计的测试与评价,人机界面评价就是把构成人机界面的软、硬件系统按其性能、功能、界面形式、可使用性等方面与某种预定的标准进行比较，对其作出评价。,一、人机界面设计测试和评价的意义,对用户界面的测试和评价可以起到以下作用:,(1)降低产品或者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)帮助系统设计者更深刻地领会以“用户为核心的设计原那么；,(6)在界面测试与评价过程中形成的一些评价标准和设计原那么对界面设计有宜导作用。,二、设计准那么,设计准那么应考虑以下几方面的问题：,(1)系统前后的一致性；,(2)菜单项选择择方式及可选项内容、填表、,(3)提示、反响、出错信息的内容；,(4)各种术语、缩写、图符的内容、式样、对齐方式等的定义,(5)色彩、亮度、闪烁、负象图等技术的使用；,(6)各种输入输出设备的类型和使用；,(,7)响应时间和显示速率：,(8)命令语言的语义、语法、,(9)系统控制的灵活性；,(10)系统满足适当的功能：,(11)可编程的功能键的使用,(12)出错显示和恢复；,(13)联机帮助和指导；,(14)培训和参考资料。,三、人机界面的测试,在把系统推向市场之前，必须对系统各组成局部进行屡次大小规模的先期测试。,测试的一种形式是让领域专家使用该系统。,常用的形式是选择预期的用户团体，试验对象必须具有代表性。,针对不同的用户群体(如开发人员还是最终用户等)，制定精细的验收准那么。,在测试过程中尽早发现问题，即使是很小的缺陷，诸如拼写错误或前后不一致的布局也要尽快修改，使之最大限度地满足用户的需求。,四、界面设计评价,1、界面设计评价指标,对于任何人机界面的评价均可以使用不同的三类评价指标，它们是：,1设计功能的评价,着重评价系统实现的功能、待性、硬件环境等是否满足用户的需求。它通常由两条途径来实现，一种是面向用户的(任务方法)另一种是面向系统的(特性方法)。,2设计效果的评价,着重鉴别界面设计时用户以及用户与系统交互的影响，尤其注重用户需要多大的努力才能方便地运用系统的功能。,3)设计问题的诊断,专门诊断在系统的使用过程中出现的设计错误和问题问题范围的一种系统化方法。它和效果评价的不同点在于作用。一般地，它们通过人机之间的交互对话来观察界面没有预料的转折时，确认并调查交互时产生的错误。,2、界面设计评价形式,1从设计评价的主体区分,消费者、生产经营者、设计师、主管部门评价的侧重点不同，在实际评价中应尽量综合考虑这四个方面的因素。,2从评价的性质区分,根据性质可分为定性评价和定量评价。,3从评价的过程区分,根据评价过程可以分为理性评价和直觉评价。评价过程都是理性和感性相互结合的。,2、界面设计评价形式,1从设计评价的主体区分,消费者的评价多考虑价格、使用性、平安性、可靠性、审美性等问题。生产经营者的评价多从本钱、利润、可行性、加工性、生产周期、销售前景等方面着眼。而设计师多从社会效果、环境，与人们生活方式提升的关系、宜人性、使用性、审美价值、时代性等综合性能上加以评价。至于主管部门的评价，在标准和范围上一般较接近于设计师的评价，但更偏重于方案的先进性和社会性，其评价的对象多为产品形式。,在实际评价中，应尽量综合考虑这四个方面的因素。,2从评价的性质区分,根据性质可分为定性评价和定量评价。定性评价是指对一些非计量性的评价工程，如审美性、舒适性、创造性等进行评价：定量评价那么是指对那些可以计量的评价工程，如本钱、技术性能(可以用参数和参数值表示)等所进行的评价。,3从评价的过程区分,根据评价过程可以分为理性评价和直觉评价。例如，在价格或者本钱上，方案廉价，这种判断是理性的；对于色彩问题，认为红色较蓝色好，那么是宜来说，评价过程都是理性和感性相互结合的。,第三节 软件人机界面设计,一、人机界面的用户分析,1、用户分类,根据用户是否培训可分为：,受训用户,未受训用户,根据用户使用目的可分为：,最终用户,应用开发用户,系统开发维护用户,根据用户个性可分为：,外向型和内向型,感知型和直觉型,理解型和智慧型,根据用户是否为程序员可分为：,应用程序员用户,系统程序员用户,非程序员用户,根据用户对计算机系统的熟悉程度、与应用领域的专业水平、使用计算机的频率可分为：,偶然型用户,生疏型用户,熟练型用户,专家型用户,2、用户模型,1用户概念模型用户心理模型,2用户任务模型用户未完成各种任务采取的有目的的行动过程,3)用户知识模型描述用户意识到的概念和学习到的技巧，由每个用户的知识形成的。,4)用户特性模型,5)设计者模型设计者所理解的用户对系统的认识和期望,6)系统模型实际系统结构中所包含的用户模型。,二、软件人机界面的类型,程序控制界面,数据输入界面,交互输出界面,1、程序控制界面设计,其作用是接收用户命令，完成对计算机系统运行的控制。它包括命令语言、菜单、功能键、直接操纵、图符、窗口、自然语言等类型的界面。,1命令语言界面设计专家型用户,2菜单界面设计,3)直接操纵和WIMP设计,4功能键界面设计,2、数据输入界面设计,1数据输入的原那么,数据输入一致性、使用户输入减至最小、为用户提供信息反响、用户输入灵活性、提供错误检测和修改机构,2数据输入方式,3填表输入界面设计,3、交互输出界面设计,1相应时间,2显示速率,3帮助界面设计,4出错处理的设计,三、软件人机界面的开发,1、开发过程,1定义阶段,2构造阶段,3维护阶段,2、开发所考虑问题,众所周知，软件是一种工具，而软件与人的信息交换是通过界面来进行的，所以界面的易用性和美观性就变得非常重要了，这就需要好好利用人机界面设计的原那么及设计的方法。一般来说，完成软件人机界面设计需考虑以下问题：,1界面总体布局设计,2操作流程设计,3工作界面舒适性设计,4整体规划,5正规的分析规划,3设计评价方法,1经验性评价方法 当方案不多，问题不太复杂,2数学分析类评价方法运用数学工具进行分析、推导和计算，得到定量的评价参数的评价方法。如名次记分法、评分法、技术经济法及模糊评价法等。,3试验评价方法较重要的方案环节，参数准确，但代价较高。,4虚拟仿真评价方法,1.3人与机的不同特点,3人与机的不同特点在人机系统设计中，首先要按照科学的观点分析人和机器各自所具有的不同特点，以便研究人与机器的功能分配，从而扬长避短，各尽所长，充分发挥人与机器的各自优点；从设计开始就尽量防止产生人的不平安行动和机器的不平安状态，做到平安生产。人与机器的不同特点见表91。,表91人与机的不同特点(a),机器,人,检测,物理量的检测范围广泛而准确；,能够检测到人所不能检测的电磁波。,感觉器官：,具有同认识直接联系的高度检测能力。,没有固定的标准值，易产生飘移。,具有味觉、嗅觉和触觉。,操作,速度、精度、力与功率的大小、操作范围和耐久性比人远为优越；,对液体的、气体的、粉状体的处理技巧比人优越，但是对于柔软物体的处理不及人。,操作器官：,特别是手具有非常多的自由度，并且各自由度能够极其巧妙地协调控制，可做多种运动。,来自视觉、听觉、变位和重量的感觉等高级信息，被完美地反射到操作器官的控制，从而进行高级的运动。,表91人与机的不同特点(b),信息处理,按照预先安排的程序，对于精度、正确的操作数据处理而言，人不如机器；,记忆准确，经久不忘；,记忆不太多的时候，取出速度快。,认识、思维和判断；,具有发现、归纳特征的本领，特性的认识、联想和发明创造等高级思维活动；,丰富的记忆、高度的经验。,耐久性、维修性、持续性,有必要适当地维修；,对于连续的、单调的操作作业也能持久。,必须适当地休息、休养、保健和娱乐，难以长时间地维持一定的紧张程度，不宜于做缺乏刺激及无用的单调作业。,表91人与机的不同特点(c),可,靠,性,与成本有关。按照适当的设计而制造的机器 完成预先规定作业的可靠性高，但对于预想之外的情况则完全无能为力；,特性一定、完全没有变化。,在突然紧急状态下 完全不能应付的可能性大。,作业因意欲、责任心、