軟件人機(jī)界面設(shè)計（第二章 HCI的基本概念與分析）

1、第一篇第一篇 軟件人機(jī)界面設(shè)計原理軟件人機(jī)界面設(shè)計原理第二章 HCI的基本概念與分析本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解人機(jī)界面的基本概念。 掌握人機(jī)界面的基本特征。 了解人機(jī)界面的軟件開發(fā)過程。 影響用戶行為特性的因素有哪些？圖2.1 索尼的Aibo機(jī)器狗，十分惹人喜愛HCI的基本概念與分析 人機(jī)界面的基本概念 人機(jī)界面的基本特性 人機(jī)界面的應(yīng)用領(lǐng)域 人機(jī)界面的分析方法 人機(jī)界面的軟件開發(fā)過程人機(jī)界面的基本概念交互（或稱對話）：交互（對話）是兩個或多個相關(guān)的但又是自主的實體間進(jìn)行的一系列信息交換的交互作用過程。這里強(qiáng)調(diào)實體的自主性是為了在行為上保證對話是獨(dú)立的。人機(jī)交互（或稱人機(jī)對話）：人機(jī)交互是指人與計算機(jī)

2、之間使用某種對話語言，以一定交互方式，為完成確定任務(wù)的人機(jī)之間的信息交換過程。人機(jī)交互系統(tǒng)：人機(jī)交互系統(tǒng)是指實際完成人機(jī)交互的系統(tǒng)，可以認(rèn)為它是由參與交互的各方所組成，如包括人和計算機(jī)雙方的人機(jī)交互系統(tǒng)。人機(jī)交互方式：人機(jī)交互方式是指人機(jī)之間交換信息的組織形式或語言方式，又稱對話方式、交互技術(shù)等。人們通過不同的人機(jī)交互方式實際完成人向計算機(jī)輸入信息及計算機(jī)向人輸出信息。交互介質(zhì)（交互設(shè)備）：交互介質(zhì)是指用戶和計算機(jī)完成人機(jī)交互的媒體。用戶友好性：用戶友好性是指用戶操作使用系統(tǒng)時的主觀操作的復(fù)雜性，如果主觀操作復(fù)雜性越低，即系統(tǒng)越容易被使用，則說明系統(tǒng)的用戶友好性越好。可用性：通常是要保證軟件產(chǎn)

3、品易學(xué)、工作效率高、能給用戶帶來愉快的體驗。事件：事件是人機(jī)交互活動的時序組織者。系統(tǒng)通過處理不可分的基本事件來協(xié)調(diào)一個完整的交互活動， 屏幕：人機(jī)交互活動的空間組織者，交互系統(tǒng)和用戶進(jìn)行對話的基本設(shè)備。 資源：可以看成是人機(jī)交互活動中一種對終端用戶透明的、不可見的數(shù)據(jù)流。 對象：由用戶界面中三大類相對獨(dú)立的基本語法成分：事件、屏幕和資源所構(gòu)成。人機(jī)界面的基本特性交互的啟動者交互系統(tǒng)的復(fù)雜性交互系統(tǒng)的能力交互系統(tǒng)的信息提交量交互系統(tǒng)的透明性交互系統(tǒng)的一致性交互系統(tǒng)的易使用性交互系統(tǒng)的可靠性交互系統(tǒng)的靈活性交互的啟動者 交互啟動者是主動發(fā)起交互的一方，它是交互的一個最基本的特性。一個交互過程總是

4、由啟動者和響應(yīng)者雙方所組成，如果只有啟動者一方，另一方?jīng)]有響應(yīng)則不會形成交互。作為人機(jī)交互參與者的人（用戶）和計算機(jī)都可以作為交互的啟動者和響應(yīng)者。這里可能有三種情況：計算機(jī)啟動的交互、用戶啟動的交互、混合啟動的交互。交互系統(tǒng)的復(fù)雜性 交互系統(tǒng)的復(fù)雜性是指系統(tǒng)的規(guī)模及組織的復(fù)雜程度。交互系統(tǒng)的能力 交互系統(tǒng)的能力是指交互系統(tǒng)對每一用戶命令所能完成的工作量，如果一條命令能完成許多任務(wù)，則說它的能力是強(qiáng)的。交互系統(tǒng)的信息提交量 交互系統(tǒng)的信息提交量指在人機(jī)交互過程中，用戶要從計算機(jī)一方獲得反饋信息，反饋信息包括提示信息、幫助信息、出錯信息及運(yùn)行結(jié)果信息等。交互系統(tǒng)的透明性 交互系統(tǒng)的透明性是指系統(tǒng)

5、功能和行為對用戶是明確、清楚的。這意味著，不管系統(tǒng)本身是多么復(fù)雜，但是用戶心目中的系統(tǒng)是具有清晰的、一致性的模型，用戶可清楚地了解系統(tǒng)的功能以及隨時預(yù)測系統(tǒng)的行為。交互系統(tǒng)的一致性 交互系統(tǒng)的一致性首先是指系統(tǒng)用一致的方式工作，要求系統(tǒng)工作方式或處理問題的步驟盡可能和人的思維方式一致。其次，系統(tǒng)一致性還指系統(tǒng)不同部分乃至不同系統(tǒng)之間有相似的界面顯示格式及相似的人機(jī)操作方式。交互系統(tǒng)的易使用性 交互系統(tǒng)的易使用性是最重要的人機(jī)交互設(shè)計目標(biāo)之一。它包括：系統(tǒng)可以容易處理各種基本的交互；交互系統(tǒng)具備幫助功能；為容易使用，設(shè)計時要考慮到用戶的特性、能力、知識及其隨時間的可能變化；系統(tǒng)應(yīng)容易學(xué)習(xí)、掌握；

6、系統(tǒng)應(yīng)具有容錯能力。交互系統(tǒng)的可靠性 交互系統(tǒng)的可靠性是指系統(tǒng)正常無故障工作的能力。交互系統(tǒng)應(yīng)讓用戶能可靠、正確地使用系統(tǒng)，保證有關(guān)程序和數(shù)據(jù)的安全性。另外，系統(tǒng)應(yīng)具有一定的容錯能力。交互系統(tǒng)的靈活性 交互系統(tǒng)靈活性是指系統(tǒng)能用不同的交互方式去完成某一特定目標(biāo)，也就是說，交互方式不應(yīng)該是死板的，不可改變的。圖2.2 PartitionExpert軟件界面 .手動模式 圖2.3 PartitionExpert軟件界面。自動模式 人機(jī)界面的應(yīng)用領(lǐng)域 人機(jī)界面的應(yīng)用領(lǐng)域不僅僅局限于計算機(jī)與用戶之間，隨著計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，人機(jī)界面的設(shè)計、人機(jī)系統(tǒng)之間的交互已經(jīng)在越來越多的地方引起人們的重視，各

7、種針對人機(jī)界面之間的開發(fā)正漸漸成為人們研究的熱點。包括：工業(yè)設(shè)計和機(jī)械設(shè)計、人機(jī)交互以及軟件開發(fā)過程、金融領(lǐng)域、管理學(xué)等學(xué)科、醫(yī)學(xué)、工作保健等方面、系統(tǒng)設(shè)計方面、交通人機(jī)工程、軍隊系統(tǒng)、環(huán)境人機(jī)工程、語音識別。圖2.4 硅元素概念燈人機(jī)界面的分析方法 研究人機(jī)界面的工具和方法 人機(jī)界面的用戶分析 用戶的使用需求分析 界面的分析 開發(fā)用戶友好性系統(tǒng)的設(shè)計方法 人機(jī)界面設(shè)計的八個黃金法則研究人機(jī)界面的工具和方法分析與評價技術(shù)設(shè)計方法論開發(fā)工具和方法交互方式與設(shè)備關(guān)鍵用戶界面成分用戶模型特定應(yīng)用的用戶界面設(shè)計計算機(jī)輔助協(xié)同工作（CSCW）法律與標(biāo)準(zhǔn)圖2.5 計算機(jī)和領(lǐng)域經(jīng)驗對界面設(shè)計的影響 人機(jī)界面

8、的用戶分析 用戶分類 影響用戶行為特性的因素用戶分類了解各種用戶的習(xí)性、技能、知識和經(jīng)驗，以便預(yù)測不同類別的用戶對人機(jī)界面有什么不同的需要與反應(yīng)，為人機(jī)交互系統(tǒng)的分析設(shè)計提供依據(jù)。按用戶是否為程序員，可分為非程序員用戶和程序員用戶，程序員用戶又可分為應(yīng)用程序員用戶和系統(tǒng)程序員用戶；按用戶是否受過使用計算機(jī)系統(tǒng)知識的培訓(xùn)，可分為未受過訓(xùn)練的用戶和受過訓(xùn)練的用戶；按照使用計算機(jī)系統(tǒng)的頻度，可分為偶然用戶、經(jīng)常用戶（職業(yè)用戶）、以及間歇式使用計算機(jī)的用戶；按照使用計算機(jī)的熟練程度可分為生疏用戶、有經(jīng)驗用戶（或熟練用戶）和專家用戶；按照使用計算機(jī)系統(tǒng)的目的可分為最終用戶、應(yīng)用開發(fā)用戶、系統(tǒng)開發(fā)維護(hù)用戶

9、等。影響用戶行為特性的因素 在人機(jī)界面分析研究中，人（用戶）作為人機(jī)交互系統(tǒng)的一方起著重要的作用。我們必須對人的認(rèn)知和行為特性有基本的認(rèn)識和度量，才能保證讓人和計算機(jī)能很好地協(xié)同工作。 在人機(jī)界面分析設(shè)計中所要考慮的人文因素主要包括以下內(nèi)容：人機(jī)匹配性、人的固有技能、人的固有弱點、用戶的知識經(jīng)驗和受教育程度、用戶對系統(tǒng)的期望和態(tài)度。用戶的使用需求分析 用戶需求是用戶對所購買、使用的計算機(jī)系統(tǒng)提出的各種要求，它集中反映了用戶對軟件產(chǎn)品的期望。 作為用戶的人對計算機(jī)系統(tǒng)的要求 用戶技能方面的使用需求 用戶習(xí)性方面的使用需求 對用戶經(jīng)驗、知識方面的使用需求 用戶對系統(tǒng)的期望方面的要求界面的分析 功能

10、性界面分析 情感性界面分析 環(huán)境性界面分析圖2.6 一個紀(jì)念物標(biāo)志“盡管紀(jì)念物經(jīng)常被指責(zé)為劣質(zhì)品，不值得被看作是藝術(shù)品，但是紀(jì)念物擁有豐富的情感含義，因為它們激起了回憶?！盌onald A. Norman，Emotional Design 功能性界面分析 對功能性界面來說，它實現(xiàn)的是使用性內(nèi)容，任何產(chǎn)品或內(nèi)外環(huán)境或平面視覺傳達(dá)作品，其存在的價值首要的是在于使用性，由使用性牽涉到多種功能因素的分析及實現(xiàn)功能的技術(shù)方法與材料運(yùn)用。情感性界面分析任何一件產(chǎn)品或作品只有與人的情感產(chǎn)生共鳴才能為人所接受?，F(xiàn)代符號學(xué)的發(fā)展也日益這一領(lǐng)域開拓，以努力使這種不確定性得到壓縮，部分加強(qiáng)理性化成分。符號學(xué)逐漸應(yīng)用

11、于民俗學(xué)、神話學(xué)、宗教學(xué)、廣告學(xué)等領(lǐng)域。符號學(xué)還用于分析利用人體感官進(jìn)行的交際，并將音樂、舞蹈、服裝、裝飾等都作為符號系統(tǒng)加以分析研究，這都為設(shè)計藝術(shù)提供了寶貴與有借鑒價值的情感界面設(shè)計方法與技術(shù)手段。環(huán)境性界面分析任何設(shè)計都要與環(huán)境因素相聯(lián)系，它包括社會、政治和文化等綜合領(lǐng)域。法國文藝?yán)碚摷业ぜ{認(rèn)為“物質(zhì)文明與精神文明的性質(zhì)面貌都取決于種族、環(huán)境、時代三大因素”。無論是工藝美術(shù)運(yùn)動、包豪斯現(xiàn)代主義或20世紀(jì)80年代的反設(shè)計，現(xiàn)代的多元化，“游牧主義”都反映著環(huán)境因素的影響。環(huán)境性界面設(shè)計所涵蓋的因素是極為廣泛的，它包括有政治、歷史、經(jīng)濟(jì)、文化、科技、民族等，這方面的界面設(shè)計正體現(xiàn)了設(shè)計藝術(shù)的

12、社會性。開發(fā)用戶友好性系統(tǒng)的設(shè)計方法 設(shè)計界面所包含的因素是極廣泛的，但在運(yùn)用中卻只能有側(cè)重、有強(qiáng)調(diào)的把握。設(shè)計因素雖多，但仍是一個不可分割的整體。它的結(jié)果是物化的形，但這個形卻是代表了時代、民族等方面的意識，并最終反映出人的“美”的心理活動。 設(shè)計界面的運(yùn)用，核心是設(shè)計分析。 要運(yùn)用好設(shè)計的界面，理性的認(rèn)識是首要的，其次就是創(chuàng)造性的，而且是有實效性的分析、處理信息。設(shè)計不是一成不變的，分析方法也不是一成不變的，設(shè)計的界面同樣是在人一物的信息交流中變化發(fā)展的。人機(jī)界面設(shè)計的八個黃金法則努力做到一致性讓經(jīng)常性用戶能夠使用捷徑提供信息反饋設(shè)計產(chǎn)生閉合的對話動作序列提供簡單的錯誤處理允許方便的動作，

13、可逆性越方便越好支持內(nèi)部控制減少短期記憶負(fù)擔(dān)人機(jī)界面的軟件開發(fā)過程 按照軟件工程原理我們將軟件開發(fā)生命周期歸并分為軟件定義、軟件開發(fā)、軟件維護(hù)三大階段，按其作業(yè)內(nèi)容和需要編制的文檔又可將它們細(xì)分為八個階段。典型的軟件開發(fā)生命周期調(diào)查用戶的界面要求和環(huán)境用戶特性分析任務(wù)分析建立界面模型任務(wù)設(shè)計環(huán)境設(shè)計界面類型設(shè)計交互設(shè)計屏幕顯示和布局設(shè)計幫助和出錯信息設(shè)計原型設(shè)計界面測試和評估本章小結(jié) 本章介紹了與人機(jī)界面有關(guān)的基本概念和特性、人機(jī)界面的分析方法及其開發(fā)過程。通過對上述特性的研究和分析，能夠引導(dǎo)人們正確合理地制定交互系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)。但要注意，與人機(jī)交互系統(tǒng)的各種特性相關(guān)的設(shè)計目標(biāo)并不是同等重要的，另外在實現(xiàn)這些目標(biāo)的過程中，可能發(fā)現(xiàn)它們之間往往是相互矛盾的。例如，交互的高靈活性、高可靠性、易使用性、透明性等之間都存在著相互矛盾的因素。設(shè)計者要對這些目標(biāo)進(jìn)行權(quán)衡，確定一定的優(yōu)先次序，當(dāng)然這一優(yōu)先次序是與具體應(yīng)用和用戶要求相關(guān)的。此外，本章也介紹了軟件工程和人機(jī)界面設(shè)計的一些生命周期模型。