人機(jī)界面概念及定義分析與基本原則

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯人機(jī)界面概念及定義分析與基本原則 人機(jī)介面或稱為人機(jī)互動(Human-Machine Interface；hmi)是一個(gè)涵蓋多重科技的領(lǐng)域，包括人因工程、人體工學(xué)、電腦科學(xué)、人工才智、認(rèn)知心理學(xué)、哲學(xué)、社會學(xué)、人類學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)與工程學(xué)等學(xué)門，因此不能完全以IT科技的角度觀看與討論，甚至其中認(rèn)知心理學(xué)的重要性可能比電腦科學(xué)重要，但是目前討論人機(jī)介面的模式常反其道而行，造成很多有用的程式或是科技在不好用的呼聲中被埋沒，殊為惋惜。 人機(jī)介面最簡潔的定義是，在人員與機(jī)器之間，透過某種介面，人能夠?qū)C(jī)器下達(dá)指令，機(jī)器則能夠透過此介面，將執(zhí)行狀況與系統(tǒng)狀況回報(bào)給使用者，換

2、言之，正確的在人機(jī)之間傳達(dá)訊息以及指令，就是人機(jī)介面的主要定義。 圖示:人機(jī)介面要考量人性需求，例如將複雜的各種門禁與管理訊號，濃縮到一個(gè)10吋螢?zāi)怀蓽\顯易懂的資訊即是一例 人機(jī)介面設(shè)計(jì)出來，所需要達(dá)成的目標(biāo)，卻不僅僅是單一的命令與回饋，反而相當(dāng)複雜，主要分為四個(gè)面對：1、發(fā)揮機(jī)器本身應(yīng)有的功能。2、提高機(jī)器的使用效率與發(fā)揮效能。3、確保使用中之機(jī)器或系統(tǒng)在對使用者友善的狀況下，能更經(jīng)濟(jì)與平安，延長使用週期。4、符合使用者的生理、心理需求，提高使用滿足度。 認(rèn)真審查前述的定義與目標(biāo)，可以發(fā)覺兩者之間布滿著模糊地帶，假如是一般的IT科技，輸入與輸出即具有肯定性，但是人機(jī)介面在使用者與機(jī)器之間，卻

3、沒有標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)模式。以最重要的視覺而論，介面上機(jī)器呈現(xiàn)的訊號，讓人正確的看到那個(gè)訊號，但是這個(gè)訊號的意義，觀看者卻需要靠他個(gè)人的閱歷、學(xué)問和四周的環(huán)境，來解釋所觀察的影像。 換言之，設(shè)計(jì)再精良的機(jī)器，假如沒有考慮到使用者對象的需求，往往也被歸類為失敗的人機(jī)介面，例如將一臺顯示很多數(shù)學(xué)符號的工程計(jì)算機(jī)給剛學(xué)會基本運(yùn)算的幼童使用，原本設(shè)計(jì)精良的功能反而成為干擾幼童找到正確數(shù)字的障礙，結(jié)果其計(jì)算速度還不如交給幼童一臺陽春計(jì)算機(jī)。 此一淺顯的道理放在前述的例子相當(dāng)明顯，但是當(dāng)使用者背景與機(jī)器本身功能開頭複雜化后，很多可笑的例子即消失，故人機(jī)介面的設(shè)計(jì)，很明顯不能只從機(jī)器的功能面發(fā)想構(gòu)思。 解構(gòu)人機(jī)介面第

4、一步 了解使用者：人 了解人是設(shè)計(jì)人機(jī)介面的第一個(gè)步驟，看似簡潔以懂，卻知易行難，由于這個(gè)概念卻違反許多正在設(shè)計(jì)人機(jī)介面的科技人的直覺，由于科技人從小到大接受的訓(xùn)練，都是人可以被且必需被訓(xùn)練來協(xié)作工作以及任務(wù)。實(shí)際上訓(xùn)練有素的概念在二次大戰(zhàn)就證明漏洞百出，即使是經(jīng)過特別訓(xùn)練的人，還是無法操作一些複雜的機(jī)器或勝任一些看似已嫻熟的工作，由于這些機(jī)器或工作本身已經(jīng)超出人類的力量極限。 二戰(zhàn)聞名例子之一，即1940年納粹德軍入侵法國，法國戰(zhàn)車無論裝甲與火力都遠(yuǎn)勝德軍，但是交戰(zhàn)卻以慘敗收場。經(jīng)過檢討才發(fā)覺法國戰(zhàn)車(如SOMUA S35)幾乎把全部功能都設(shè)計(jì)給車長，以致于車長必需觀看戰(zhàn)場，研判戰(zhàn)況，下命令

5、給其他成員，留意敵軍和友軍的動靜，還必需親自裝填抱彈、瞄準(zhǔn)、放射。相對的，德軍戰(zhàn)車(如III號戰(zhàn)車)把這些任務(wù)分別分散在車長，炮手、裝填手、無線電手的身上，各司其職，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)壓過車長一人忙不過來的法國戰(zhàn)車。 換成IT術(shù)語，就是能多工的德軍戰(zhàn)車擊敗了只能單工的法國戰(zhàn)車，當(dāng)然緣由即是法國戰(zhàn)車人機(jī)介面設(shè)計(jì)不良，研發(fā)者忘了考量車長這個(gè)人，就算訓(xùn)練有素，也有其生理上與心理上的極限。從今，了解人類極限而不是考驗(yàn)人類極限的觀念誕生，成為了二戰(zhàn)后人機(jī)介面設(shè)計(jì)的基本守則。 了解作為使用者的人，基本上由生理結(jié)構(gòu)與人體計(jì)測方法開頭，首先為了解人體骨骼生理結(jié)構(gòu)、活動方式與測量標(biāo)準(zhǔn)、測量方法等，接著為熟悉神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼

6、與肌肉、運(yùn)動掌握、反應(yīng)時(shí)間的測量與模型等，了解運(yùn)動與體力活動在不憐憫境下的極限。 再者為人類感官力量，即視、聽、觸、嗅、味、本體覺、運(yùn)動覺、平衡覺的生理運(yùn)作特徵，其中視覺最為重要，主要就是指視覺的認(rèn)知力量，包括視距長短、視野大小、變色力量、明暗適應(yīng)力、視覺暫留、閱讀與感知速度等的了解。次要的為聽覺，亦需了解聽覺系統(tǒng)的生理運(yùn)作特徵，包括音響度、音高、音色的知覺現(xiàn)象等與語音介面的關(guān)系。 接著探究人類認(rèn)知力量，了解認(rèn)知心理學(xué)的討論理論與成果。包括記憶、留意力、思索、問題解決、學(xué)問表徵的議題與訊息處理論，這個(gè)部分看似艱澀，實(shí)際上認(rèn)知心理學(xué)可說是大腦思索的逆向工程(reverse engineering

7、)：用以試驗(yàn)為主方法，嘗試大腦之算法(algorithms）與資料結(jié)構(gòu)(data structures)。認(rèn)知心理學(xué)習(xí)慣用歷程(processes)與表徵(representations)指涉演算法與資料結(jié)構(gòu)。以IT工程師學(xué)術(shù)訓(xùn)練而言，把名詞代換即可看出兩者的關(guān)聯(lián)性。 除了一般人外，現(xiàn)在的人機(jī)介面越來越講求針對特別使用者，例如孕婦、兒童、老人、殘障者的問題與設(shè)計(jì)考量。此外，有些法令規(guī)范會進(jìn)一步限制人體所能承受的物理化學(xué)限制，例如車輛的撞擊規(guī)范，都需要一併了解。 導(dǎo)入人性的人機(jī)介面設(shè)計(jì) 5方法破閉門造車逆境 在實(shí)務(wù)上，有很多方法可以突破人機(jī)介面設(shè)計(jì)閉門造車的窘境，讓設(shè)計(jì)出來的介面符合前述的以人為

8、本之概念。不過單一方法因各有優(yōu)缺點(diǎn)，故通常必需以3個(gè)以上的方式交叉評估。 1、啟發(fā)式評估(Heuristic Evaluation)： 啟發(fā)式評估可以讓研發(fā)團(tuán)隊(duì)簡潔快速地在產(chǎn)品的人機(jī)介面中找出訪用性問題。在啟發(fā)式評估的過程中，評估人員對比討論人員供應(yīng)的使用性準(zhǔn)則清單，以檢視產(chǎn)品的人機(jī)介面形式與操作流程，并找出其中違反使用性準(zhǔn)則的項(xiàng)目。優(yōu)點(diǎn)為可發(fā)覺個(gè)別的使用性問題，可以列出專家使用者的需求，缺點(diǎn)是由于并未包括真正的使用者來思索，所以無法發(fā)覺令專家意想不到的需求。 2、觀看法(Observation)： 適用于操作分析及追根究底的討論階段，通常需要3 位或更多的使用者，優(yōu)點(diǎn)是具有生態(tài)學(xué)之效力且可明

9、確的指示使用者的工作，缺點(diǎn)是假如沒有試驗(yàn)者在掌控，則結(jié)果將難以掌握。 3、訪談(Interviews)與問卷調(diào)查(Questionnaires)法： 訪談適用于操作分析階段，一般需要5 位受測者，優(yōu)點(diǎn)為這是一種柔性的、深化的看法與閱歷調(diào)查，缺點(diǎn)是需花費(fèi)相當(dāng)長的時(shí)間且結(jié)果特別難分析比較。問卷適用于操作分析及事后檢討的討論，最少要有30 位受測者，優(yōu)點(diǎn)為可發(fā)覺受測者的主觀偏好，且簡單反覆進(jìn)行，缺點(diǎn)是為了避開誤會，需要從前測試工作。 4、記錄實(shí)際使用法(Logging actual use)： 需20位以上受測者，記錄完整使用結(jié)果，以鏈結(jié)分析(Link analysis)、佈局分析 (Layout analysis)、工作層級分析(Hierarchical task analysis)等方式，優(yōu)點(diǎn)為可發(fā)覺高的慣用性或