人機界面設(shè)計思想PPT課件

1、1/45第第8 8章章 人機界面設(shè)計人機界面設(shè)計8.1 8.1 人的因素人的因素8.2 8.2 人機界面風(fēng)格人機界面風(fēng)格8.3 8.3 人機界面分析與建模人機界面分析與建模8.4 8.4 界面設(shè)計活動界面設(shè)計活動8.6 8.6 設(shè)計評估設(shè)計評估8.5 8.5 實現(xiàn)工具實現(xiàn)工具第1頁/共45頁2/45教學(xué)目的與要求教學(xué)目的與要求掌握界面設(shè)計過程中應(yīng)考慮人的哪些因素對設(shè)計的影響;掌握人機交互技術(shù)的發(fā)展及人機界面的類型; 掌握人機界面設(shè)計過程、活動及常遇到的問題；掌握3條黃金原則；理解界面實現(xiàn)工具的機理及界面設(shè)計評估。 第2頁/共45頁3/45教學(xué)重點教學(xué)重點人的因素對設(shè)計的影響與人機界面的類型人的

2、因素對設(shè)計的影響與人機界面的類型; ;人機界面設(shè)計過程、活動及常遇到的問題；人機界面設(shè)計過程、活動及常遇到的問題；黃金原則。黃金原則。 教學(xué)難點教學(xué)難點人的因素對設(shè)計的影響人的因素對設(shè)計的影響; ; 人機界面設(shè)計過程、活動。人機界面設(shè)計過程、活動。界面實現(xiàn)工具的機理及界面設(shè)計評估界面實現(xiàn)工具的機理及界面設(shè)計評估 教學(xué)學(xué)時教學(xué)學(xué)時 2 2學(xué)時學(xué)時第3頁/共45頁4/45教學(xué)方法教學(xué)方法采用多媒體課件采用多媒體課件+ +講授法講授法+ +啟發(fā)式相結(jié)合教學(xué)啟發(fā)式相結(jié)合教學(xué)教學(xué)參考文獻教學(xué)參考文獻軟件工程導(dǎo)論軟件工程導(dǎo)論( (第五版第五版) ), ,張海藩，清華大學(xué)出張海藩，清華大學(xué)出版社版社軟件工程

3、軟件工程 ( (第二版第二版) ), ,齊治昌，高等教育出版社齊治昌，高等教育出版社用戶界面設(shè)計指南用戶界面設(shè)計指南, , （美）布托著，陳大煒譯，（美）布托著，陳大煒譯，機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社軟件界面設(shè)計軟件界面設(shè)計, ,楊培添，電子工業(yè)出版社楊培添，電子工業(yè)出版社第4頁/共45頁5/458.1 8.1 人的因素人的因素人的因素主要包括: 人對感知過程的認識 用戶的技能和行為方式 用戶所要求完成的整個任務(wù)以及用戶對人機界面部分的特殊要求第5頁/共45頁6/45人對感知過程的認識人對感知過程的認識 設(shè)計用戶界面時要充分考慮人的視覺、觸覺、聽覺的作用。 人機界面中的字體、大小、位置、顏色、

4、形狀等都會直接影響信息提取的難易程度。很好地表示可視信息是設(shè)計友好界面的關(guān)鍵。 在設(shè)計人機界面時不要用戶記住復(fù)雜的操作順序。 設(shè)計人機界面時應(yīng)便于用戶積累有關(guān)交互工作的經(jīng)驗，注意啟發(fā)式策略的一致性，不宜受特殊交互的影響。如undo、exit等有統(tǒng)一的含義、位置和表示。第6頁/共45頁7/45用戶的技能和行為方式用戶的技能和行為方式 用戶本身的技能、個性上的差異、行為方式的不同，都可能對人機界面造成影響。不同類型的人對同一界面的評價也不同。 終端用戶的技能直接影響他們從人機界面上獲取信息的能力，影響交互過程中對系統(tǒng)作出反應(yīng)的能力，以及使用啟發(fā)式策略與系統(tǒng)和諧地交互的能力 應(yīng)根據(jù)用戶的特點設(shè)計人機

5、界面 (用戶類型:外行型、初學(xué)型、熟練型、專家型)第7頁/共45頁8/458.2 人機界面風(fēng)格 第一代：命令和詢問方式的界面 正文形式的通信，通過用戶命令和用戶對系統(tǒng)詢問的響應(yīng)來完成。由于使用正文通信，因此用戶容易出錯，界面不友善，難以學(xué)習(xí)。 第二代：簡單的菜單式界面 與第一代界面相比不易出錯，但使用起來乏味，逐層進行不能一步到位。第8頁/共45頁9/45 第三代：窗口、圖標(biāo)、菜單、指示器四位一體的界面 能同時顯示不同種類的信息，可在多個窗口中切換；通過下拉式菜單可方便地執(zhí)行控制型和對話型任務(wù)；引入圖標(biāo)、下拉式菜單、按鈕和滾動桿技術(shù)，可減少鍵盤輸入，提高交互效率。 第四代：第三界面與超文本、多

6、任務(wù)概念相結(jié)合的界面，用戶可同時執(zhí)行多個任務(wù)。第9頁/共45頁10/45語言界面語言界面 根據(jù)語言的特點命令語言界面可分為： 形式語言：這是一種人工語言，特點是簡潔、嚴(yán)密、高效，不僅是操縱計算機的語言，而且是處理語言的語言； 自然語言：特點是具有多義性、微妙、豐富； 類自然語言：這是計算機語言的一種特例。命令語言要求驚人的記憶和大量的訓(xùn)練，并且容易出錯，使入門者望而生畏，但比較靈活和高效，適合于專業(yè)人員使用。 第10頁/共45頁11/45圖形用戶界面圖形用戶界面 圖形用戶界面(GUI-Graphics User Interface) 是當(dāng)前用戶界面的主流。 當(dāng)前各類圖形用戶界面的共同特點是以窗

7、口管理系統(tǒng)為核心，使用鍵盤和鼠標(biāo)器作為輸入設(shè)備。窗口管理系統(tǒng)除基于可重疊多窗口管理技術(shù)外，廣泛采用的另一核心技術(shù)是事件驅(qū)動技術(shù)。圖形用戶界面和人機交互過程極大地依賴視覺和手動控制的參與，因此具有強烈的直接操作特點。 第11頁/共45頁12/45圖形用戶界面圖形用戶界面 圖形用戶界面中菜單的表現(xiàn)形式比字符用戶界面更為豐富，在菜單項中可以顯示不同的字體、圖標(biāo)甚至產(chǎn)生三維效果。 使用菜單界面，用戶只需確認而不需回憶系統(tǒng)命令，從而大大降低記憶負荷。但菜單的缺點是靈活性和效率較差，可能不十分適合于專家用戶。 基于圖形用戶界面的優(yōu)點是具有一定的文化和語言獨立性，并可提高視覺目標(biāo)搜索的效率。其主要缺點是需要

8、占用較多的屏幕空間，并且難以表達和支持非空間性的抽象信息的交互。 第12頁/共45頁13/45直接操縱直接操縱(Direct manipulation)用戶界面用戶界面 直接操縱用戶界面更多地借助物理的、空間的或形象的表示，不是單純的文字或數(shù)字的表示。 從用戶界面設(shè)計者角度看：從用戶界面設(shè)計者角度看： 設(shè)計圖形比較因難，需大量的測試和實驗；設(shè)計圖形比較因難，需大量的測試和實驗；復(fù)雜語義、抽象語義表示比較困難；復(fù)雜語義、抽象語義表示比較困難；不容易使用戶界面與應(yīng)用程序分開獨立設(shè)計。不容易使用戶界面與應(yīng)用程序分開獨立設(shè)計。 總之，直接操縱用戶界面不具備命令語言界面的總之，直接操縱用戶界面不具備命令

9、語言界面的某些優(yōu)點。某些優(yōu)點。 第13頁/共45頁14/45多媒體用戶界面多媒體用戶界面 多媒體用戶界面被認為是在智能用戶界面和自然交互技術(shù)取得突破之前的一種過渡技術(shù)。 多媒體技術(shù)引入了動畫、音頻、視頻等動態(tài)媒體，特別是引入了音頻媒體，從而大大豐富了計算機表現(xiàn)信息的形式，拓寬了計算機輸出的帶寬，提高了用戶接受信息的效率。 多媒體用戶界面豐富了信息的表現(xiàn)形式，但基本上限于信息的存儲和傳輸方面，并沒有理解媒體信息的含義，從而也限制了它的應(yīng)用場合。 第14頁/共45頁15/45多通道用戶界面多通道用戶界面 80年代后期以來，多通道用戶界面(Multimodal User Interface)成為人機

10、交互技術(shù)研究的嶄新領(lǐng)域，在國際上受到高度重視。 多通道用戶界面綜合采用視線、語音、手勢等新的交互通道、設(shè)備和交互技術(shù)，使用戶利用多個通道以自然、并行、協(xié)作的方式進行人機對話，通過整合來自多個通道的精確的和不精確的輸入來捕捉用戶的交互意圖，提高人機交互的自然性和高效性。 第15頁/共45頁16/458.3.1 8.3.1 人機界面設(shè)計過程人機界面設(shè)計過程 人機界面的設(shè)計過程是迭代的，包括四個不同的框架活動： 用戶、任務(wù)和環(huán)境分析及建模界面設(shè)計界面構(gòu)造界面確認用戶、任務(wù)和環(huán)境分析界面設(shè)計實現(xiàn)界 面 確認8.3 8.3 人機界面分析與建模人機界面分析與建模第16頁/共45頁17/45設(shè)計人員首先分析

11、將與系統(tǒng)交互的用戶的特點。記錄下技能級別、業(yè)務(wù)理解以及對新系統(tǒng)的一般感悟，并定義不同的用戶類別。對每一個用戶類別，進行需求誘導(dǎo)。軟件工程師試圖去理解每類用戶的系統(tǒng)感覺。一旦定義好一般需求，將進行更詳細的任務(wù)分析。標(biāo)識、描述和精化那些用戶為了達到系統(tǒng)目標(biāo)而執(zhí)行的任務(wù)。 第17頁/共45頁18/45人機界面設(shè)計過程人機界面設(shè)計過程 用戶環(huán)境分析關(guān)注系統(tǒng)物理工作環(huán)境。通常問這樣一些問題： 界面將物理地位于何處？ 用戶是否坐著、站著或完成其他和該界面無關(guān)的任務(wù)？ 界面硬件是否適應(yīng)空間、光線或噪音的約束？ 是否需要考慮特殊的由環(huán)境因素驅(qū)動的人的因素？ 第18頁/共45頁19/45人機界面設(shè)計過程人機界面

12、設(shè)計過程 界面設(shè)計的目標(biāo)是定義一組界面對象和動作（以及它們的屏幕表示）。設(shè)計完成后，軟件工程師根據(jù)設(shè)計方案，使用實現(xiàn)工具完成界面的構(gòu)造。 界面確認關(guān)注： 界面正確地實現(xiàn)每個用戶任務(wù)的程度、適應(yīng)所有任務(wù)變更的能力以及達到所有一般用戶需求的能力； 界面容易使用和學(xué)習(xí)的程度； 用戶接受界面作為它們工作中有用工具的程度。第19頁/共45頁20/458.3.2 8.3.2 任務(wù)分析的途徑與方法任務(wù)分析的途徑與方法 進行任務(wù)分析有兩種途徑剖析原有應(yīng)用系統(tǒng)（可能是手工的或是半手工方式）的工作步驟，將其映射到人機界面上執(zhí)行的一組任務(wù)；通過對系統(tǒng)需求規(guī)格說明的分析，導(dǎo)出與設(shè)計模型、用戶模型和系統(tǒng)感覺相協(xié)調(diào)的一組

13、任務(wù)。 第20頁/共45頁21/45定義界面對象和動作定義界面對象和動作 8.4 8.4 界面設(shè)計活動界面設(shè)計活動分析用戶場景，也就是，寫下一個用戶場景的描述，將名詞（對象）和動詞（動作）分離出來，形成對象和動作的列表。 屏幕布局，進行圖符的圖形設(shè)計和放置、屏幕文字的定義、窗口的規(guī)約和命名以及各種菜單項的定義。制訂一份指導(dǎo)工作的文檔通常是設(shè)計的關(guān)鍵。在設(shè)計的初期就應(yīng)該不斷完善這份文檔。指導(dǎo)文檔必須是動態(tài)的。 第21頁/共45頁22/45指導(dǎo)文檔指導(dǎo)文檔 文字和圖標(biāo)文字和圖標(biāo)術(shù)語、縮略語和大寫術(shù)語、縮略語和大寫字符集，字體，字體大小和樣式字符集，字體，字體大小和樣式圖標(biāo)、圖形和線的粗細度圖標(biāo)、圖

14、形和線的粗細度色彩、背景、突出顯示和閃爍的使用色彩、背景、突出顯示和閃爍的使用屏幕布局問題屏幕布局問題菜單選擇、表格填充和對話框格式菜單選擇、表格填充和對話框格式提示用語、反饋和出錯消息提示用語、反饋和出錯消息對齊方式、空白區(qū)和邊緣空白對齊方式、空白區(qū)和邊緣空白數(shù)據(jù)項的輸入顯示方式，表格的輸入顯示方式數(shù)據(jù)項的輸入顯示方式，表格的輸入顯示方式頁眉和頁腳的使用和內(nèi)容頁眉和頁腳的使用和內(nèi)容輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備鍵盤、顯示器、鼠標(biāo)和其他指點設(shè)備鍵盤、顯示器、鼠標(biāo)和其他指點設(shè)備聲音探測、聲音反饋、觸摸式輸入和其他特殊設(shè)備聲音探測、聲音反饋、觸摸式輸入和其他特殊設(shè)備各種人物的響應(yīng)時間各種人物的響應(yīng)時間行

15、為順序行為順序圖形界面的點擊、拖動等輸入行為圖形界面的點擊、拖動等輸入行為命令的語法、語義、優(yōu)先級命令的語法、語義、優(yōu)先級程序功能鍵；錯誤處理和恢復(fù)程序功能鍵；錯誤處理和恢復(fù)培訓(xùn)培訓(xùn)在線幫助、培訓(xùn)和參考資料在線幫助、培訓(xùn)和參考資料第22頁/共45頁23/45設(shè)計問題設(shè)計問題 系統(tǒng)響應(yīng)時間 指從用戶執(zhí)行某個控制動作（如按回車鍵或點鼠標(biāo)）到軟件作出響應(yīng)（期望的輸出或動作）的時間。系統(tǒng)響應(yīng)時間長會使用戶感到不安和沮喪。穩(wěn)定的響應(yīng)時間（如1秒）比不定的響應(yīng)時間（如0.1秒到2.5秒）要好。 用戶求助設(shè)施 錯誤信息處理 命令標(biāo)記 第23頁/共45頁24/45用戶求助設(shè)施用戶求助設(shè)施（userhelpfa

16、cilities） 關(guān)于求助設(shè)施，在設(shè)計時須考慮如下問題：在系統(tǒng)交互時，是否總能得到各種系統(tǒng)功能的幫助？是提供部分功能的幫助還是提供全部功能的幫助。用戶怎樣請求幫助？使用幫助菜單、特殊功能鍵還是HELPHELP命令。怎樣表示幫助？在另一個窗口中、指出參考某個文檔（不是理想的方法）還是在屏幕特定位置的簡單提示。用戶怎樣回到正常的交互方式？可做的選擇有：屏幕上顯示返回鍵、功能鍵或控制序列。怎樣構(gòu)造幫助信息？是平面式（所有信息均通過關(guān)鍵字來訪問）、分層式（用戶可以進一步查詢得到更詳細的信息）還是超文本式。第24頁/共45頁25/45錯誤信息處理錯誤信息處理 交互系統(tǒng)給出的出錯消息和警告應(yīng)具備以下特征

17、： 消息以用戶可以理解的術(shù)語描述問題。 消息應(yīng)提供如何從錯誤中恢復(fù)的建議性意見。 消息應(yīng)指出錯誤可能導(dǎo)致哪些不良后果（比如破壞數(shù)據(jù)），以便用戶檢查是否出現(xiàn)了這些情況或幫助用戶進行改正。 消息應(yīng)伴隨著視覺或聽覺上的提示，也就是說，顯示消息時應(yīng)該伴隨警告聲或者消息用閃耀方式，或明顯表示錯誤的顏色顯示。 消息應(yīng)是“非批評性的”，即不能指責(zé)用戶。第25頁/共45頁26/45命令標(biāo)記命令標(biāo)記（commandlabeling） 在提供命令交互方式時，必須考慮以下問題：每一個菜單選項是否都有對應(yīng)的命令？以何種方式提供命令？控制序列（如Alt+PAlt+P）、功能鍵還是鍵入命令。學(xué)習(xí)和記憶命令的難度有多大？命

18、令忘了怎么辦？用戶是否可以定制和縮寫命令？第26頁/共45頁27/45黃金原則黃金原則 讓用戶擁有控制權(quán) 減少用戶的記憶負擔(dān) 保持界面一致 第27頁/共45頁28/451. 1. 讓用戶擁有控制權(quán)讓用戶擁有控制權(quán) 1)交互模式的定義不能強迫用戶進入不必要的或不希望的動作的方式2)提供靈活的交互3)允許用戶交互可以被中斷和撤銷4)當(dāng)技能級別增長時可以使交互流水化并允許定制交互5)使用戶隔離內(nèi)部技術(shù)細節(jié)第28頁/共45頁29/452.2.減少用戶的記憶負擔(dān)減少用戶的記憶負擔(dān)1)減少對短期記憶的要求2)建立有意義的缺省3)定義直覺性的捷徑4)界面的視覺布局應(yīng)該基于真實世界的隱喻5)以不斷進展的方式揭

19、示信息第29頁/共45頁30/453.3.保持界面一致保持界面一致 1)允許用戶將當(dāng)前任務(wù)放在有意義的語境中2)在應(yīng)用系列內(nèi)保持一致性3)不要改變用戶已經(jīng)熟悉的用戶交互模型第30頁/共45頁31/45其他軟件工程專家提出了一些界面設(shè)計的原則： 1.一般交互提高可交互性的措施有： 一致性：人機界面中的菜單選擇、命令輸入、數(shù)據(jù)顯示以及其它功能都應(yīng)使用一致的格式。 提供有意義的反饋：向用戶提供視覺和聽覺的反饋，以保證在用戶和界面間建立雙向聯(lián)系。 在執(zhí)行有較大破壞性的動作前要求確認。 允許取消大多數(shù)已完成的操作（UNDO）。 減少在動作間必須記憶的信息數(shù)量第31頁/共45頁32/45提高對話、移動和思

20、考的效率：盡量減少擊鍵次數(shù)，縮短鼠標(biāo)移動的距離，盡量避免用戶作“下面怎么辦？”的思考。系統(tǒng)應(yīng)保護自己不受致命錯誤的破壞。按功能對動作分類，并據(jù)此安排屏幕布局。提供語境相關(guān)的幫助機制。命令用簡單的動詞或動詞短語命名。第32頁/共45頁33/452.信息顯示信息顯示的形式和方式有多種多樣，下面是一些帶有普遍指導(dǎo)意義的原則：只顯示與當(dāng)前語境相關(guān)的信息。使用便于用戶迅速吸取信息的方式表現(xiàn)數(shù)據(jù)。可以用圖形取代巨大的表格。采用一致的標(biāo)記、標(biāo)準(zhǔn)的縮寫和預(yù)先定義的顏色。允許用戶保持可視化的語境。產(chǎn)生有意義的出錯信息。使用大小寫、縮進和正文分組來輔助理解。使用窗口分隔不同類型的信息。用“類比”的手法，生動形象地

21、表示信息。如用類似溫度計的方式表示儲油罐的壓力，用紅色表示危險區(qū)。合理劃分并高效使用顯示屏空間。第33頁/共45頁34/453.數(shù)據(jù)輸入 用戶與系統(tǒng)交互的大部分時間用于鍵入命令、數(shù)據(jù)以及提供其它的系統(tǒng)輸入。輸入手段主要有鍵盤、鼠標(biāo)、數(shù)字化儀甚至語音識別系統(tǒng)等。處理數(shù)據(jù)輸入的問題時應(yīng)該注意： 盡量減少用戶輸入動作的數(shù)量。 允許用戶定制輸入。如專家用戶可以決定創(chuàng)建客戶命令或省去警告信息和動作確認。 交互應(yīng)該是靈活的并可調(diào)整到用戶喜歡的輸入方式。如書記員喜歡鍵盤輸入，經(jīng)理喜歡鼠標(biāo)點擊。第34頁/共45頁35/45 保持信息顯示和數(shù)據(jù)輸入的一致性。 隱藏當(dāng)前動作語境中不可選用的命令。 讓用戶控制交互流

22、。用戶應(yīng)能跳過不必要的動作、改變所需動作的順序（如允許的話）以及在不退出系統(tǒng)的情況下從錯誤狀態(tài)恢復(fù)。 為所有的輸入動作提供幫助。 消除冗余輸入。如，不要求用戶指定計量單位；不要求在整數(shù)后加.00；提供缺省值；絕不要讓用戶提供程序中能自動獲取或計算的信息。第35頁/共45頁36/458.5 8.5 實現(xiàn)工具實現(xiàn)工具 創(chuàng)建設(shè)計模型后，通?？墒褂孟嚓P(guān)的工具開發(fā)界面原型，由用戶檢查，然后根據(jù)用戶的意見進行修改，這些工具被稱為用戶界面工具箱或用戶界面開發(fā)系統(tǒng)（UIDS） 它們把一般應(yīng)用程序定義界面時所必需的界面元素，如窗口、菜單、窗口中的控件（如按鈕、對話框等）預(yù)定義為對象，并預(yù)測每個對象可能需要作出的

23、響應(yīng)事件（例如單擊鼠標(biāo)或按鍵等），將這些預(yù)定義的對象組織成構(gòu)件庫，每個對象有自己的屬性、方法和事件過程。 第36頁/共45頁37/45同時UIDS提供以下的內(nèi)建機制： 管理輸入設(shè)備（如鼠標(biāo)和鍵盤） 確認用戶輸入 處理錯誤和顯示出錯消息 提供反饋（如自動的輸入響應(yīng)） 提供幫助和提示 處理窗口、fieldfield和窗口內(nèi)的滾動 建立應(yīng)用軟件和界面間的連接 將應(yīng)用程序與界面管理功能分離 允許用戶定制界面 第37頁/共45頁38/45使用UIDS軟件工程師可以不必一點一滴瑣碎地編寫界面，而把主要精力集中在要解決的問題上同時，在同一平臺上開發(fā)的應(yīng)用程序能有一致的界面風(fēng)格，相似的任務(wù)總在相似的外貌的界面上運行，使用戶在操作應(yīng)用程序時感到得心應(yīng)手，并對其結(jié)果有信心。 第38頁/共45頁39/458.6 8.6 設(shè)計評估設(shè)計評估 一旦建立好操作性用戶界面原型，必須對其進行評估，以確定是否滿足用戶的需求。 對任何一個應(yīng)用系統(tǒng)，評估計劃必須包含長期持續(xù)測試的方法，以便對界面在整個生命周期里出現(xiàn)的各種問題進行不斷的評估和修正。 對于關(guān)鍵系統(tǒng)的界面設(shè)計，需要開發(fā)出特別的評估計劃，例如核反應(yīng)堆等系統(tǒng)的人機界面。 有效的設(shè)計評估包括專家評審和可用性測試。 第39頁/共45頁40