人機(jī)交互引導(dǎo)知識點(diǎn)課件

1、 2010-12人機(jī)交互引導(dǎo)11.1 什么是人機(jī)交互 信息技術(shù)的高速發(fā)展對人類生產(chǎn)、生活帶來了廣泛而深刻的影響?！吧暇W(wǎng)沖浪”、“數(shù)碼相機(jī)”、PDA、“優(yōu)盤”、“彩屏手機(jī)”、“藍(lán)牙技術(shù)”等新產(chǎn)品、新概念層出不窮，不斷沖擊著人們的視聽。這些高科技成果為人們帶來便捷、快樂的同時，也促進(jìn)著人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展。作為信息技術(shù)的重要內(nèi)容，人機(jī)交互技術(shù)比計算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展要滯后許多，已成為人類運(yùn)用信息技術(shù)深入探索和認(rèn)識客觀世界的瓶頸。因此，人機(jī)交互技術(shù)已成為21世紀(jì)信息領(lǐng)域亟需解決的重大課題，引起了世界許多國家的高度重視。 2 人機(jī)交互（Human-Computer Interaction，HCI）是

2、關(guān)于設(shè)計、評價和實(shí)現(xiàn)供人們使用的交互式計算機(jī)系統(tǒng)，且圍繞這些方面主要現(xiàn)象進(jìn)行研究的科學(xué)（ACM SIGCHI，1992，第6頁）。 狹義的講，人機(jī)交互技術(shù)主要是研究人與計算機(jī)之間的信息交換，它主要包括人到計算機(jī)和計算機(jī)到人的信息交換兩部分。 對于前者，人們可以借助鍵盤、鼠標(biāo)、操縱桿、數(shù)據(jù)服裝、眼動跟蹤器、位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、壓力筆等設(shè)備，用手、腳、聲音、姿勢或身體的動作、眼睛甚至腦電波等向計算機(jī)傳遞信息；對于后者，計算機(jī)通過打印機(jī)、繪圖儀、顯示器、頭盔式顯示器（HMD）、音箱等輸出或顯示設(shè)備給人提供信息。3 它涉及到計算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)和社會學(xué)以及人類學(xué)等諸多學(xué)科，是信息技術(shù)的一個重

3、要組成部分，并將繼續(xù)對信息技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。 人機(jī)界面（Human-Machine Interface，HMI）作為計算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，主要是指人類與計算機(jī)系統(tǒng)之間的通信方式，它是人機(jī)雙向信息交換的支持軟件和硬件。 交互設(shè)計（Interaction Design）指的是“設(shè)計支持人們?nèi)粘９ぷ髋c生活的交互產(chǎn)品”，具體的講就是關(guān)于創(chuàng)建新的用戶體驗(yàn)的問題，其目的是增強(qiáng)和擴(kuò)充人們工作、通訊及交互的方式。 41.2人機(jī)交互與其他學(xué)科的關(guān)系 人機(jī)交互技術(shù)與認(rèn)知心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)密切相關(guān)。其中，認(rèn)知心理學(xué)與人機(jī)工程學(xué)是人機(jī)交互技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

4、與人機(jī)交互技術(shù)相互交叉和滲透，其關(guān)系如圖1-1所示。 51.3人機(jī)交互的研究內(nèi)容 人機(jī)交互的研究內(nèi)容十分廣泛，涵蓋了建模、設(shè)計、評估等理論和方法以及在Web、移動計算、虛擬現(xiàn)實(shí)等方面的應(yīng)用研究與開發(fā)，主要包括：1. 人機(jī)交互界面表示模型與設(shè)計方法（Model and Methodology） 一個交互界面的好壞，直接影響到軟件開發(fā)的成敗。友好人機(jī)交互界面的開發(fā)離不開好的交互模型與設(shè)計方法。因此，研究人機(jī)交互界面的表示模型與設(shè)計方法，是人機(jī)交互的重要研究內(nèi)容之一。7圖1-2 人機(jī)交互三元素8 4. 認(rèn)知與智能用戶界面（Recognition and Intelligent User Interf

5、ace） 智能用戶界面（Intelligent User Interface，IUI）的最終目標(biāo)是使人機(jī)交互和人人交互一樣自然、方便。上下文感知、眼動跟蹤、手勢識別、三維輸入、語音識別、表情識別、手寫識別、自然語言理解等都是認(rèn)知與智能用戶界面需要解決的重要問題。5.虛擬環(huán)境（Virtual Environment）中的人機(jī)交互“以人為本”的、自然和諧的人機(jī)交互理論和方法是虛擬現(xiàn)實(shí)的主要研究內(nèi)容之一。通過研究視覺、聽覺、觸覺等多通道信息融合的理論和方法、協(xié)同交互技術(shù)以及三維交互技術(shù)等，建立具有高度真實(shí)感的虛擬環(huán)境，使人產(chǎn)生“身臨其境”的感覺。10 6. Web設(shè)計（Web-Interaction

6、） 重點(diǎn)研究Web界面的信息交互模型和結(jié)構(gòu)，Web界面設(shè)計的基本思想和原則，Web界面設(shè)計的工具和技術(shù)，以及Web界面設(shè)計的可用性分析與評估方法等內(nèi)容。7.移動界面設(shè)計（Mobile and Ubicomp） 移動計算（Mobile Computing）、普適計算（Ubiquitous Computing）等對人機(jī)交互技術(shù)提出了更高的要求，面向移動應(yīng)用的界面設(shè)計問題已成為人機(jī)交互技術(shù)研究的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。針對移動設(shè)備的便攜性、位置不固定性和計算能力有限性以及無線網(wǎng)絡(luò)的低帶寬高延遲等諸多的限制，研究移動界面的設(shè)計方法，移動界面可用性與評估原則，移動界面導(dǎo)航技術(shù)，以及移動界面的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和開發(fā)工具

7、，是當(dāng)前的人機(jī)交互技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。11 8. 群件（Groupware） 群件是指幫助群組協(xié)同工作的計算機(jī)支持的協(xié)作環(huán)境，主要涉及個人或群組間的信息傳遞、群組中的信息共享、業(yè)務(wù)過程自動化與協(xié)調(diào)，以及人和過程之間的交互活動等。目前與人機(jī)交互技術(shù)相關(guān)的研究主要包括：群件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、計算機(jī)支持交流與共享信息的方式、交流中的決策支持工具、應(yīng)用程序共享以及同步實(shí)現(xiàn)方法等內(nèi)容。12 早期的人機(jī)交互是通過命令語言進(jìn)行的，人機(jī)之間通過語言中的輸入輸出功能完成交互。最初，人機(jī)交互的方式是采用手工操作輸入機(jī)器語言指令（二進(jìn)制機(jī)器代碼）來控制計算機(jī)。這種形式很不符合人的習(xí)慣，既耗費(fèi)時間，又容易出錯，只有非常

8、專業(yè)的專家才能做到。后來，出現(xiàn)了FORTRAN、PASCAL、COBOL等語言，使人們可以用比較習(xí)慣的符號形式描述計算過程，交互操作由受過一定訓(xùn)練的程序員即可完成。這一時期，程序員可采用批處理作業(yè)語言或交互命令語言的方式和計算機(jī)打交道，雖然要記憶許多命令和熟練地敲鍵盤，但已可用較方便的手段來調(diào)試程序、了解計算機(jī)執(zhí)行情況。14 60年代中期，命令行界面（Command Line Interface，CLI）開始出現(xiàn)，通過這種人機(jī)界面，人們可以通過問答式對話、文本菜單或命令語言等方式來進(jìn)行人機(jī)交互。命令行界面可以看作第一代人機(jī)界面。在這種界面中，人被看成操作員，機(jī)器只做出被動的反應(yīng)，人只能用手操作

9、鍵盤的方式輸入數(shù)據(jù)和命令信息，界面輸出只能為靜態(tài)字符。因此，這種人機(jī)界面交互的自然性較差。 圖1-3 命令行界面概念模型15圖1-4 WIMP界面概念模型 17 1964年美國科學(xué)家道格拉斯恩格爾巴特（Douglas Englebart）在加利福尼亞制作了第一只鼠標(biāo)器只有一個按鍵，外殼用木頭精心雕刻而成，底部有金屬滾輪，當(dāng)時并不被重視。直到1979年12月，施樂PRAC研究中心的科學(xué)家拉瑞泰斯勒（L.Tesler）演示了窗口、圖標(biāo)、菜單，還有隨著”鼠標(biāo)器“移動的光標(biāo)，鼠標(biāo)的重大歷史意義在這一刻才真正得到顯示。 70年代施樂公司在Alto計算機(jī)上首次開發(fā)了位映像圖形顯示技術(shù)，為開發(fā)可重疊窗口、彈

10、出式菜單、菜單條等提供了可能。這些工作奠定了目前圖形用戶界面的基礎(chǔ)，形成了以窗口（Windows）、圖標(biāo)（Icon）、菜單（Menu）和指點(diǎn)裝置（Pointing Device）為基礎(chǔ)的第二代人機(jī)界面，即WIMP界面。18 1984年 Apple 公司仿照施樂PRAC研究中心的技術(shù)開發(fā)出了新型Macintosh個人計算機(jī)，將WIMP技術(shù)引入到微機(jī)領(lǐng)域，這種全部基于鼠標(biāo)及下拉式菜單的操作方式和直觀的圖形界面引發(fā)了微機(jī)人機(jī)界面的歷史性變革。 與命令行界面相比，圖形用戶界面的人機(jī)交互自然性和效率都有較大的提高。圖形用戶界面很大程度上依賴于菜單選擇和交互小組件（Widget）。經(jīng)常使用的命令大都通過鼠

11、標(biāo)來實(shí)現(xiàn)。鼠標(biāo)驅(qū)動的人機(jī)界面使得初學(xué)者易于使用，但重復(fù)性的菜單選擇會給有經(jīng)驗(yàn)的用戶造成不方便，他們有時傾向使用命令鍵而不是選擇菜單，且在輸入信息時用戶只能使用手這一種輸入通道。另外，圖形用戶界面需要占用較多的屏幕空間，并且難以表達(dá)和支持非空間性的抽象信息的交互。 19 3 自然和諧的人機(jī)交互階段 當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實(shí)、移動計算、普適計算等技術(shù)的飛速發(fā)展，對人機(jī)交互技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)和更高的要求，同時也提供了許多新的機(jī)遇。在這一階段，自然和諧的人機(jī)交互方式得到了一定的發(fā)展。基于語音、手寫體、姿勢、視線跟蹤、表情等輸入手段的多通道交互是其主要特點(diǎn)，其目的是使人能以聲音、動作、表情等自然方式進(jìn)行交互操作。

12、 在自然和諧的人機(jī)交互的發(fā)展過程中，人們除了致力于研究開發(fā)友好的逼真的三維用戶界面，基于聲音、動作、表情等多種通道的自然交互方式，還發(fā)明了大量的新交互設(shè)備，如計算機(jī)圖形學(xué)的先驅(qū)、美國麻省理工學(xué)院的Sutherland早在1968年開發(fā)了頭盔式立體顯示器，成為現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要基礎(chǔ)。20圖1-5 多通道人機(jī)界面概念模型 21認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)知心理學(xué)研究人們?nèi)绾潍@得外部世界信息，信息在人腦內(nèi)如何表示并轉(zhuǎn)化為知識，知識怎樣存儲又如何用來指導(dǎo)人們的注意和行為 認(rèn)知心理學(xué)涉及心理活動的全部過程從感覺到知覺、識別、注意、學(xué)習(xí)、記憶、概念的形成、思維、表象、回憶、語言、情緒和發(fā)展過程。 22視角和視敏度一般

13、人能夠在2m分辨2mm-20mm的細(xì)節(jié)，為我們設(shè)計界面時字符大小和間距提供了依據(jù)。視敏度：指人眼對細(xì)節(jié)的感知能力，通常用被辨別物體最小間距所對應(yīng)的視角的倒數(shù)表示。24 感知亮度亮度是光線明亮程度的主觀反映 增強(qiáng)亮度可以提高視敏度 隨著亮度的增加，閃爍感也會增強(qiáng)。在高亮度時，光線變化低于50Hz，視覺系統(tǒng)就會感到閃爍在設(shè)計交互界面時，要考慮使用者對亮度和閃爍的感知，盡量避免使人疲勞的因素，創(chuàng)造一個舒適的交互環(huán)境。 25聽覺聽覺感知傳遞的信息僅次于視覺，可人們一般都低估了這些信息。人的聽覺可以感知大量的信息，但被視覺關(guān)注掩蓋了許多。聽覺所涉及的問題和視覺一樣，即接受刺激，把它的特性轉(zhuǎn)化為神經(jīng)興奮，

14、并對信息進(jìn)行加工，然后傳遞到大腦。27聲音的處理 聲波在空氣中的振動傳播的特性音調(diào)與聲波的頻率有關(guān)，低頻能產(chǎn)生低調(diào)的聲音，高頻能產(chǎn)生高調(diào)的聲音。響度指在頻率一定的情況下聲波的振幅。音色與發(fā)聲的材料有關(guān)，不同的樂器可以產(chǎn)生相同頻率和振幅的聲波，但音色不同。28聲音的處理人類能夠聽到頻率在20Hz20kHz之間的聲音，其中在1000Hz4000Hz范圍內(nèi)聽覺的感受性最高。500Hz以下和5000Hz以上的聲音，強(qiáng)度很大時才能被聽到。音頻超過140dB時，所引起的不再是聽覺而是痛覺。人可以辨認(rèn)的語音頻率范圍是2605600Hz。29 聲音的解釋聽覺系統(tǒng)把輸入分為三類：噪聲和可以忽略的不重要的聲音；被

15、賦予意義的非語言聲音，如動物的叫聲；用來組成語言的有意義的聲音。聽覺系統(tǒng)就像視覺系統(tǒng)一樣，利用以前的經(jīng)驗(yàn)來解釋輸入。30 觸覺觸覺在交互中的作用是不可低估的，尤其對有能力缺陷的人，如盲人，是至關(guān)重要的觸覺的感知機(jī)理與視覺和聽覺的最大不同在于它的非局部性溫度感受器-冷熱傷害感受器-疼痛機(jī)械刺激感受器-壓力31觸覺實(shí)驗(yàn)表明，人的手指的觸覺敏感度是前臂的觸覺敏感度的10倍。對人身體各部位觸覺敏感程度的了解有助于基于觸覺的交互設(shè)備的設(shè)計。動覺的概念：對人的軀干和四肢的位置的感覺32 認(rèn)知過程與交互原則 認(rèn)知涉及到多個特定類型的過程，包括：關(guān)注感知和識別記憶學(xué)習(xí)閱讀說話和聆聽解題、規(guī)劃、推理和決策33認(rèn)

16、知過程與交互原則許多認(rèn)知過程是相互依賴的，一個活動可同時涉及多個不同的過程，只涉及一個過程的情況非常罕見，例如人們在選購商品時就涉及關(guān)注、感知、識別、說話、思考、決策等過程。34經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知指的是有效、輕松地觀察、操作和響應(yīng)周圍的事件，它要求具備某些專門知識并達(dá)到一定的熟練程度，如使用Word字處理系統(tǒng)編輯文檔，操作機(jī)床加工零件，閱讀，駕駛汽車等。35思維認(rèn)知思維認(rèn)知則有所不同，它涉及思考、比較和決策，是發(fā)明創(chuàng)造的來源，如設(shè)計、學(xué)習(xí)、寫作等。這兩個模式在日常生活中都是必不可少的，只是二者需要不同類型的技術(shù)支持。36什么是關(guān)注關(guān)注就是在某個時刻，從眾多可能的事物中選擇一個，并把精力集中在這個

17、事物上。關(guān)注涉及到聽覺和視覺。例如，彩民對彩票中獎號碼的關(guān)注，如果通過收聽廣播來獲得號碼，這就是一個“聽覺關(guān)注”；如果通過查找報刊來獲得號碼，這就是一個“視覺關(guān)注”。從這里也可以看出，關(guān)注這一過程主要與兩個方面有關(guān)：目標(biāo)和信息表示。 37 關(guān)注 關(guān)注的不同類型視覺關(guān)注：查找報刊來獲得號碼 聽覺關(guān)注：收聽廣播來獲得號碼 關(guān)注相關(guān)的因素目標(biāo)：確切知道需要找什么，人們就可以把獲得的信息與目標(biāo)相比較。信息的表示形式：信息的顯示方式對于人們能否快速捕捉到所需的信息片斷有很大的影響。分類顯示的信息就比較便于人們查找 38關(guān)注特點(diǎn)對界面設(shè)計的要求由人的關(guān)注特點(diǎn)，在設(shè)計人機(jī)交互界面時應(yīng)做到。信息的顯示應(yīng)醒目，

18、以便執(zhí)行任務(wù)時使用，可使用動畫圖形、彩色、下劃線，對條目及不同的信息進(jìn)行排序，在條目之間使用間隔符等。避免在界面上安排過多的信息。尤其要謹(jǐn)慎使用色彩、聲音和圖像，人們傾向于使用過多的這類表示，而導(dǎo)致界面混雜，分散用戶的注意力，讓用戶反感。樸實(shí)的界面更容易使用。 39 感知和識別在結(jié)合不同的媒體時，應(yīng)確保用戶能夠理解它們表示的復(fù)合信息。在結(jié)合使用聲音和動畫時，需要仔細(xì)協(xié)調(diào)，合理安排它們的調(diào)用次序。在設(shè)計虛擬人物時，就應(yīng)該使其唇形與所說的話同步，兩者之間的微小延遲都會使人難以忍受，這類似于給外文電影配音。用戶應(yīng)能不費(fèi)力地區(qū)別圖標(biāo)或其他圖形表示的不同含義。40感知和識別聲音應(yīng)足夠響亮而且可辨識，以便

19、用戶理解它們的含義。用戶應(yīng)能夠理解輸出的語音及其含義。文字應(yīng)清晰易讀，且不受背景干擾如可以在黑色或藍(lán)色背景上使用黃色文字，但不能在白色或綠色背景上使用黃色文字。在虛擬環(huán)境中使用觸覺反饋時，用戶應(yīng)能識別各種觸覺表示的含義。例如“緊握”的觸感與“按下”的觸感不同。 41記憶 記憶就是回憶各種知識以便采取適當(dāng)?shù)男袆印Ｓ洃涍^程中有三個環(huán)節(jié)：識記：相當(dāng)于信息的輸入和編碼過程，也就是使不同感官輸入的信息，經(jīng)過編碼而成為頭腦可接受的形式；保持：相當(dāng)于信息的貯存，即信息在頭腦中被再加工整理，使其成為有序地組織結(jié)構(gòu)，以便貯存；再認(rèn)和回憶：再認(rèn)和回憶相當(dāng)于信息的提取，編碼越完善、組織越有序，提取也就越容易，反之，

20、提取越困難。42減輕記憶負(fù)擔(dān)人的識別能力大于回憶能力圖文界面替代命令界面安裝過程的wizard回憶提示密碼的提示語句信息檢索的兩大過程：定向回憶：記憶的信息盡可能貼切地描述所需檢索的信息,并在界面顯示檢索空間 ;掃描識別：即瀏覽各個文件目錄 ;43交互設(shè)計原則綜上所述，考慮人的記憶特點(diǎn)，進(jìn)行交互設(shè)計時應(yīng)該注意的問題有：應(yīng)考慮用戶的記憶能力，勿使用過于復(fù)雜的任務(wù)執(zhí)行步驟。由于用戶長于“識別”而短于“回憶”，所以在設(shè)計界面時，應(yīng)使用菜單、圖標(biāo)，且它們的位置應(yīng)保持一致。為用戶提供多種電子信息（如文件、郵件、圖像）的編碼方式，并且通過顏色、標(biāo)志、時間戳、圖標(biāo)等，幫助用戶記住它們的存放位置。 44學(xué)習(xí)學(xué)

21、習(xí)包括兩個方面：學(xué)習(xí)使用某個計算機(jī)應(yīng)用程序借助于計算機(jī)應(yīng)用程序，學(xué)習(xí)特定內(nèi)容。人們不喜歡采用的按部就班式的學(xué)習(xí)方式，而更喜歡“邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐”的方式。GUI和直接操作界面就能很好地支持這種方式，它們不但能提供交互式講解，還允許用戶“撤銷”自己的操作45學(xué)習(xí)Carroll提出了另一種幫助學(xué)習(xí)者的方法：在開始時，只允許初學(xué)者執(zhí)行基本功能，隨著他們經(jīng)驗(yàn)的積累，在逐步增加可執(zhí)行的功能。這個方法的基本思想是：使最初的學(xué)習(xí)過程盡可能簡單，讓學(xué)習(xí)者先專注于簡單操作，再接觸更復(fù)雜的操作。 46學(xué)習(xí)在交互式設(shè)計中，人們利用動態(tài)鏈接來學(xué)習(xí)難學(xué)的事物，動態(tài)鏈接能夠明確地表示內(nèi)容之間的關(guān)系，對問題加以解釋。為了有利于學(xué)

22、習(xí)，應(yīng)有以下設(shè)計原則： 界面設(shè)計應(yīng)能激發(fā)對用戶界面使用的探索。 設(shè)計界面應(yīng)限制可選項(xiàng)，并引導(dǎo)用戶選擇合適的動作。使用動態(tài)鏈接把具體表示與待學(xué)習(xí)的抽象表示相聯(lián)系。47閱讀、說話和聆聽 許多人認(rèn)為聆聽要比閱讀容易得多，但學(xué)習(xí)外語時，閱讀要比聆聽容易。以下是三種形式的不同之處：書面語言是永久性的，而聆聽是暫時性的。若第一次閱讀不理解，可以再讀一遍，但對于廣播消息，人們則無法做到這一點(diǎn)。閱讀比聽、說更快。人們可以快速掃描書面文字，但只能逐一聽取其他人所說的詞語。從認(rèn)知的角度來看，聽要比讀和說更容易。兒童尤其喜歡觀看基于多媒體或Web的敘述性學(xué)習(xí)材料，而不喜歡閱讀在線文字材料。書面語言往往是合乎語法的，

23、而口頭語言常常不符合語法。48閱讀、說話和聆聽為了彌補(bǔ)人在某些方面的不足，開發(fā)了易于使用的系統(tǒng)。語音輸出系統(tǒng)，如適合盲人使用的文語轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可輸出人工合成的語音。認(rèn)知輔助系統(tǒng)，用于幫助有閱讀、書寫和語言障礙的人。研究人員已開發(fā)了許多特殊的界面以幫助這些人員。接受用戶語音指令的語音識別系統(tǒng)，如聽寫式字處理系統(tǒng)、聲控家電產(chǎn)品等；幫助人們學(xué)習(xí)外語的交互式課本和基于Web的材料；各種輸入、輸出設(shè)備，用于協(xié)助殘疾人士瀏覽互聯(lián)網(wǎng)、使用文字處理器和其他軟件包。49閱讀、說話和聆聽從方便用戶閱讀、說話和聆聽的角度，在人機(jī)界面設(shè)計時應(yīng)注意：盡量減少語音菜單、命令的數(shù)目。研究表明：人們很難掌握超過三四個語音選項(xiàng)的

24、菜單的使用方法，人們也很難記住含有多個部分的語音指令。應(yīng)重視人工合成語音的語調(diào)，因?yàn)楹铣烧Z音要比自然語音難以理解。應(yīng)允許使用和自由放大文字，同時不影響格式，以方便難以閱讀小字體的用戶。50解題、規(guī)劃、推理和決策 這些認(rèn)知過程是要考慮做什么、有那些選擇、執(zhí)行某個活動會有什么結(jié)果等。它們都屬于“思維認(rèn)知”過程，通常涉及有意識的處理（知道自己在思考什么），與他人（或自己）討論以及使用各種制品（如地圖、書本、筆和紙）。在實(shí)際決策中，往往包含多種可能的行動方案，需要分析比較，擇優(yōu)選用。例如，人們在互聯(lián)網(wǎng)上查找信息時，往往會比較不同的信息來源。正如人們買東西時會多方詢問價格，也可以使用不同的搜索引擎，找出

25、最價格最合適或提供了最佳信息的網(wǎng)站。51解題、規(guī)劃、推理和決策人的思維認(rèn)知能力取決于在相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)以及對應(yīng)用和技能的掌握程度。新手往往只具備有限的知識，在一開始他們可能會頻頻犯錯、操作效率低，也可能因?yàn)橹庇X錯誤，或者由于缺乏預(yù)見能力而采取一些不合理的方法。相比之下，專家們則具備更豐富的知識和經(jīng)驗(yàn)，且能夠選擇最優(yōu)的策略來完成任務(wù)。他們也具備預(yù)見能力，能夠預(yù)見某個舉動或解決方案會有什么樣的結(jié)果。設(shè)計時應(yīng)考慮在界面中隱藏著一些附加信息，專門供那些希望學(xué)習(xí)如何更有效地執(zhí)行任務(wù)的用戶訪問。52情感的影響情感因素會影響人的感知和認(rèn)知能力積極的情感會使人的思考更有創(chuàng)造性、解決復(fù)雜問題的能力更強(qiáng);而消極的情

26、感使人的思考更加片面，還會影響其他方面的感知和認(rèn)知能力；當(dāng)一個人處于積極的情感狀態(tài)時，對系統(tǒng)中的交互設(shè)計缺陷可能不會太在意，但這決不能成為可以設(shè)計一個較差的交互系統(tǒng)的理由。53情感的影響情感因素會影響人的感知和認(rèn)知能力一個好的交互系統(tǒng)，應(yīng)該能夠充分考慮人在各種情感狀態(tài)下的認(rèn)知特點(diǎn)，有針對性地進(jìn)行交互的設(shè)計。 一個差的交互系統(tǒng)，會反過來影響一個人的情緒，從而影響他解決問題的能力。54情感計算計算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)當(dāng)像人類一樣能夠識別和表達(dá)感情，這被稱為“情感計算”。情感計算主要研究通過各種傳感器獲取由人的情感所引起的生理及行為特征信號，建立“情感模型”，從而訓(xùn)練感知、識別和理解人類情感的能力，并能針

27、對用戶的情感做出智能、靈敏、友好反應(yīng)的個人計算系統(tǒng)，縮短人機(jī)之間的距離，營造真正和諧的人機(jī)環(huán)境。 55個體的差異進(jìn)行交互系統(tǒng)設(shè)計時還是不應(yīng)該忘記人是存在個性差異的，如：長期的，如性別、體力和智力水平。短期的，如壓力和情感因素對人的影響。隨時間變化的，如人的年齡等。人機(jī)交互設(shè)計應(yīng)充分考慮個體的差異當(dāng)進(jìn)行任何一種交互形式設(shè)計時，應(yīng)該考慮我們的決定是否會對目標(biāo)用戶中的一部分帶來不方便?，F(xiàn)有的強(qiáng)調(diào)圖形界面的交互設(shè)計實(shí)際上排除了那些有視力缺陷的人，因此系統(tǒng)應(yīng)考慮提供其他的感知通道。 56 2.2人機(jī)工程學(xué) 與認(rèn)知心理學(xué)相比，人機(jī)工程學(xué)（Ergonomics）更多地從人本身和系統(tǒng)的角度出發(fā)，研究人機(jī)關(guān)系。

28、它是人機(jī)界面學(xué)初期發(fā)展階段的主要研究內(nèi)容，并對人機(jī)界面學(xué)以后的發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響。57人機(jī)工程學(xué)概念人機(jī)工程學(xué)，在美國有人稱之為人類工程學(xué)（Human Engineering）、人因工程學(xué)(Human Factors Engineering)，在歐洲有人稱之為人類工效學(xué)（Ergonomics），日本稱之為人間工學(xué)，其他國家大都引用西歐的名稱。人機(jī)工程不同的命名充分體現(xiàn)了該學(xué)科是“人體科學(xué)”與“工程技術(shù)”的結(jié)合。它是一門綜合性很強(qiáng)的邊緣學(xué)科，其研究領(lǐng)域是多方面的，可以說與國民經(jīng)濟(jì)的各個部門都有密切的關(guān)系 58人機(jī)工程學(xué)定義和研究內(nèi)容定義人機(jī)工程學(xué)是研究“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)中人、機(jī)、環(huán)境三大要素

29、之間的關(guān)系，為解決系統(tǒng)中的人的效能、健康問題提供理論與方法的科學(xué)。研究內(nèi)容：研究人與機(jī)器之間的分工與配合；研究機(jī)具如何能更適合人的操作和使用，以提高人的工作效率，減輕人的疲勞和勞動強(qiáng)度；研究人機(jī)系統(tǒng)的工作環(huán)境對操作者的影響，用以改善工作環(huán)境；研究人機(jī)之間的界面，信息傳遞以及控制器和顯示器的設(shè)計等等。59人機(jī)系統(tǒng)組成人子系統(tǒng)包括感覺器官、中樞神經(jīng)系統(tǒng)及運(yùn)動器官三大部分;機(jī)子系統(tǒng)包括操作器（又名控制器）、機(jī)具本體及顯示器三大部分;人機(jī)界面負(fù)責(zé)人機(jī)子系統(tǒng)之間的信息傳遞;環(huán)境是人機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的外界條件。在進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計時，不應(yīng)單純設(shè)計顯示與控制，還必須站在系統(tǒng)的高度上，整體考慮人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)，進(jìn)行系

30、統(tǒng)設(shè)計。 60 完整人機(jī)系統(tǒng)的六種功能這些功能是連續(xù)進(jìn)行的，是人機(jī)共同作用而實(shí)現(xiàn)的。l 信息接收l 信息加工l 信息貯存l 執(zhí)行功能l 信號反饋l 輸入與輸出61人機(jī)比較與分工10s內(nèi)能輸出1.5kW,以0.15kW的輸出能連續(xù)工作一天，并能作精細(xì)的調(diào)整具有與認(rèn)知直接聯(lián)系的高級檢測能力，缺少標(biāo)準(zhǔn)，會出偏差，具有味覺、嗅覺、觸覺空間自由度高，協(xié)調(diào)性好，可在三維空間進(jìn)行多種運(yùn)動具有特征抽取、綜合、歸納、模式識別、聯(lián)想、發(fā)明創(chuàng)造等高級思維能力及豐富的經(jīng)驗(yàn)比較項(xiàng)目機(jī)的特性人的特性物理方面的功率能輸出極大和極小的功率，但不能像人手那樣精細(xì)地調(diào)整檢測物理量檢測范圍廣，可正確檢測像電磁波這樣人不易檢測的物理

31、量操作在速度、精度、力度、操作范圍、耐久性等方面比人優(yōu)越，能處理液體、氣體、粉狀體等物信息處理能力在事先編程的情況下可進(jìn)行高級、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理，記憶準(zhǔn)確、持久，調(diào)出速度快62比較項(xiàng)目機(jī)的特性人的特性易疲勞，需要適當(dāng)休息、保健、娛樂，很難長時間保持緊張狀態(tài)，不適應(yīng)從事刺激小、單調(diào)乏味的作業(yè)容易出差錯；如果有時間和精力，可以處理意外事件，自我維護(hù)力強(qiáng)單通道耗費(fèi)能源小，但要吃飯，需要教育和訓(xùn)練，必須采取絕對的安全措施圖形識別圖形識別能力強(qiáng)耐久性、持續(xù)性、可維護(hù)性由成本決定；需維護(hù)保養(yǎng)，可進(jìn)行單調(diào)的反復(fù)作業(yè)，不會疲勞可靠性由成本決定；對事先設(shè)計的作業(yè)有高可靠性，對預(yù)料之外的事件無能為力。一個零件的損壞

32、，可導(dǎo)致整機(jī)失靈；特性能保持不變通道能夠進(jìn)行多通道的復(fù)雜動作效率需外加功率；簡單作業(yè)速度快、準(zhǔn)確，新機(jī)械從設(shè)計、制造到運(yùn)轉(zhuǎn)需要時間；即使壞了也不要緊圖形識別能力差成本需要購置費(fèi)，運(yùn)轉(zhuǎn)、保養(yǎng)費(fèi)；機(jī)械不使用僅失去機(jī)械本身的價值需要人工費(fèi)用、工資等；如果發(fā)生意外，會危及生命63主要內(nèi)容 輸入設(shè)備：文本輸入設(shè)備；圖像輸入設(shè)備；指點(diǎn)輸入設(shè)備等； 輸出設(shè)備：顯示器 ；聲音的輸出 ；數(shù)字紙 等虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的交互設(shè)備 644.1人機(jī)交互技術(shù)概述人機(jī)交互技術(shù)發(fā)生的歷史及發(fā)展趨勢根據(jù)計算機(jī)輸出信息的形式以符號為主的字符界面以視覺感知為主的圖形用戶界面兼顧聽覺感知的多媒體用戶界面綜合運(yùn)用多種感觀(包括觸覺等)的虛

33、擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)654.1人機(jī)交互技術(shù)概述人機(jī)交互技術(shù)發(fā)生的歷史及發(fā)展趨勢根據(jù)人機(jī)界面中的信息維度，人機(jī)交互技術(shù)可以分為：一維信息(主要指文本流，如早期電傳式終端)二維信息(主要是二維圖形技術(shù)，利用了色彩、形狀、紋理等信息)三維信息(主要是三維圖形技術(shù)，但顯示技術(shù)仍利用二維平面為主)和多維信息(多通道的多維信息)空間664.1人機(jī)交互技術(shù)概述人機(jī)交互技術(shù)發(fā)生的歷史及發(fā)展趨勢根據(jù)人機(jī)交互中采用的語言形式語言:形式語言是一種人工語言，特點(diǎn)是簡潔、嚴(yán)密、高效。類自然語言:類自然語言則是介于計算機(jī)語言和自然語言之間。自然語言:自然語言的語法成分有更多的規(guī)則，具有多義性、微妙、豐富、靈活的特點(diǎn)。674.2命令

34、行和文本菜單技術(shù) 4.2.1命令行 真正意義上的人機(jī)交互開始于聯(lián)機(jī)終端的出現(xiàn) 。用戶輸入文本命令，系統(tǒng)也以文本的形式表示對命令的響應(yīng)。這種人機(jī)界面稱為命令行界面。 68 圖4-1 命令行界面概念模型69命令行交互界面操作系統(tǒng)MS-DOS是文本命令行交互界面。 例如，需要將所有擴(kuò)展名為“.AAA”的文件替換為擴(kuò)展名為“.BBB”，如果在“我的電腦”或“WINDOWS資源管理器”中，需要一個一個地去查找、改名，操作的局限性是顯而易見的。利用命令rename drive:path filename1 filename2或ren drive:path filename1 filename2，使用通配符

35、“*”或“？”，就可以方便地更改一組文件名或擴(kuò)展名。 70命令行交互界面不同的操作系統(tǒng)要用不同的命令進(jìn)入命令行界面。在Win9x/Me的開始菜單中的運(yùn)行程序中鍵入“command”命令，可進(jìn)入命令行界面。在Win2000/NT的開始菜單中的運(yùn)行程序中鍵入“cmd”命令，可進(jìn)入命令行界面。 批處理文件（也稱為批處理程序或腳本）。批處理文件是無格式的文本文件，包含一條或多條命令，文件擴(kuò)展名為 bat或cmd。 714.2.2文本菜單 字符界面下的菜單方式：在菜單方式下用戶必須在有限的一組選項(xiàng)中進(jìn)行識別和選擇，更多的是響應(yīng)而不是發(fā)出命令。用戶不必記憶功能命令，縮短了用戶的培訓(xùn)時間，減少用戶的擊鍵次數(shù)

36、，錯誤處理能力也有了顯著提高。 在這種界面中，人還是被看成操作員，機(jī)器做出被動的反應(yīng)，人只能使用手這一交互通道用鍵盤輸入選擇信息，通過視覺通道獲取信息，界面輸出只能為靜態(tài)的文本字符。 724.3圖形用戶界面 圖形用戶界面又稱為WIMP界面，由窗口(windows)、圖標(biāo)(icons)、菜單m)、指點(diǎn)設(shè)備(pointing device)四位一體，形成桌面(desktop) ，如圖4-2所示。圖形用戶界面是當(dāng)前用戶界面的主流，廣泛應(yīng)用于各檔臺式微機(jī)和圖形工作站。比較成熟的商品化系統(tǒng)有Apple的Macintosh、IBM的PM(Presentation Manager)、Microsoft的Wi

37、ndows和運(yùn)行于Unix環(huán)境的X-Window、OpenLook和OSF/Motif等。73圖4-2 WIMP界面概念模型 744.3圖形用戶界面圖形用戶界面的共同特點(diǎn)是以窗口管理系統(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)除了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(event-driven)技術(shù)。 754.3圖形用戶界面WIMP界面可看作是第二代人機(jī)界面，是基于圖形方式的人機(jī)界面。在WIMP界面中，人被稱為用戶，人機(jī)通過對話進(jìn)行工作。用戶只能使用手這一種交互通道輸入信息，通過視覺通道獲取信息。在WIMP界面中，界面的輸出可以為靜態(tài)或動態(tài)的二維圖形或圖像等信息

38、。764.3圖形用戶界面這種方式能同時輸出不同種類的信息，用戶也可以在幾個工作環(huán)境中切換而不丟失幾個工作之間的聯(lián)系，通過菜單可以執(zhí)行控制型和對話型任務(wù)。由于引入了圖標(biāo)、按鈕和滾動條技術(shù)，大大減少鍵盤輸入，提高了交互效率。基于鼠標(biāo)和圖形用戶界面的交互技術(shù)極大地推動了計算機(jī)技術(shù)的普及。 774.3.1圖形用戶界面的主要思想圖形用戶界面的三個重要思想 1 桌面隱喻(desktop metaphor)2 所見即所得（What You See Is What You Get，WYSIWYG） 3 直接操縱(direct manipulation) 781.桌面隱喻(desktop metaphor) 桌

39、面隱喻是指在用戶界面中用人們熟悉的桌面上的圖例清楚地表示計算機(jī)可以處理的能力。圖形具有一定的文化和語言獨(dú)立性，可以提高搜索目標(biāo)的效率。圖形用戶界面中的圖例可以代表對象、動作、屬性或其他概念。 隱喻的表現(xiàn)方法:靜態(tài)圖標(biāo)動畫視頻 79隱喻的分類：直接隱喻：隱喻本身就帶有操縱的對象如Word繪圖工具中的圖標(biāo)，每種圖標(biāo)分別代表不同的圖形繪制操作。工具隱喻：代表所使用的工具如用磁盤圖標(biāo)隱喻存盤操作、用打印機(jī)圖標(biāo)隱喻打印操作等，這種隱喻設(shè)計簡單、形象直觀，應(yīng)用也最為普遍。過程隱喻：其通過描述操作的過程來暗示該操作如Word中的撤銷和恢復(fù)圖標(biāo)。80晦澀的隱喻不僅不能增加可用性，反而會弄巧成拙。隱喻的主要缺點(diǎn)

40、：需要占用屏幕空間難以表達(dá)和支持比較抽象的信息。 812.所見即所得（WYSIWYG）在WYSIWYG交互界面中顯示的用戶交互行為與應(yīng)用程序最終產(chǎn)生的結(jié)果是一致的。 非WYSIWYG的編輯器，用戶只能看到文本的控制代碼，對于最后的輸出結(jié)果缺乏直觀的認(rèn)識。 WYSIWYG的一些弊端：如果屏幕的空間或顏色的配置方案與硬件設(shè)備所提供的配置不一樣，在兩者之間就很難產(chǎn)生正確的匹配。文本處理器都提供了定義章、節(jié)、小節(jié)等的標(biāo)記，這些標(biāo)記顯式地標(biāo)明了對象的屬性，但并不是用戶最終輸出結(jié)果的一部分。 823.直接操縱(direct anipulation) 直接操縱是指可以把操作的對象、屬性、關(guān)系顯式地表示出來，

41、用光筆、鼠標(biāo)、觸摸屏或數(shù)據(jù)手套等指點(diǎn)設(shè)備直接從屏幕上獲取形象化命令與數(shù)據(jù)的過程。直接操縱的對象是命令、數(shù)據(jù)或是對數(shù)據(jù)的某種操作。 83直接操縱的特性 1. 直接操縱的對象是動作或數(shù)據(jù)的形象隱喻形象隱喻應(yīng)該與其實(shí)際內(nèi)容相近，使用戶能通過屏幕上的隱喻直接想象或感知其內(nèi)容。2. 用指點(diǎn)和選擇代替鍵盤輸入用指點(diǎn)和選擇代替鍵盤輸入有兩個優(yōu)點(diǎn)，一是操作簡便，速度快捷。3. 操作結(jié)果立即可見操作結(jié)果立即可見，用戶可以及時修正操作，逐步往正確的方向前進(jìn)。4. 支持逆向操作用戶在使用系統(tǒng)的過程中，不可避免地會出現(xiàn)一些操作錯誤，通過逆向操作，用戶可以很方便地恢復(fù)到出現(xiàn)錯誤之前的狀態(tài)。84直接操縱的特性5. 借助物

42、理的、空間的或形象的表示，而不是單純的文字或數(shù)字的表示。6.不具備命令語言界面的某些優(yōu)點(diǎn).例如從用戶界面設(shè)計者角度看，設(shè)計圖形比較繁瑣，需進(jìn)行大量的測試和實(shí)驗(yàn).7.表示復(fù)雜語義、抽象語義比較困難。 854.3.2設(shè)計圖形用戶界面的原則 1. 一般性原則 (1)界面要具有一致性在同一用戶界面中，所有的菜單選擇、命令輸入、數(shù)據(jù)顯示和其他功能應(yīng)保持風(fēng)格的一致性。 (2) 常用操作要有快捷方式為常用操作設(shè)計快捷方式，不僅會提高用戶的工作效率，還使界面在功能實(shí)現(xiàn)上簡潔而高效。(3)提供簡單的錯誤處理 在出現(xiàn)錯誤時，系統(tǒng)應(yīng)該能檢測出錯誤，并且提供簡單和容易理解的錯誤處理功能 (4) 對操作人員的重要操作要

43、有信息反饋提供信息反饋。對操作人員的重要操作要有信息反饋。864.3.2設(shè)計圖形用戶界面的原則1. 一般性原則 (5)操作可逆對大多數(shù)動作應(yīng)允許恢復(fù)(UNDO)，對用戶出錯采取比較寬容的態(tài)度(6)設(shè)計良好的聯(lián)機(jī)幫助人機(jī)界面應(yīng)該提供上下文敏感的求助系統(tǒng)，讓用戶及時獲得幫助，盡量用簡短的動詞和動詞短語提示命令。 (7)合理劃分并高效地使用顯示屏只顯示與上下文有關(guān)的信息，允許用戶對可視環(huán)境進(jìn)行維護(hù)，如放大、縮小窗口；用窗口分隔不同種類的信息，只顯示有意義的出錯信息 (8)保證信息顯示方式與數(shù)據(jù)輸入方式的協(xié)調(diào)一致盡量減少用戶輸入的動作，隱藏當(dāng)前狀態(tài)下不可用的命令，允許用戶自選輸入方式，能夠刪除錯誤的輸

44、入，允許用戶控制交互過程。 874.3.2設(shè)計圖形用戶界面的原則2.顏色的使用 顏色是一種有效的強(qiáng)化手段，同時具有美學(xué)價值。使用顏色時應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：(1) 限制同時顯示的顏色數(shù).(2) 畫面中活動對象的顏色應(yīng)鮮明，而非活動對象應(yīng)暗淡。(3) 盡量避免不相容的顏色放在一起，如黃與藍(lán)，紅與綠等，除非作對比時用。(4) 若用顏色表示某種信息或?qū)ο髮傩?，要使用戶理解這種表示，并盡量采用通用的表示規(guī)則。884.3.2設(shè)計圖形用戶界面的原則3.圖標(biāo)的設(shè)計 圖標(biāo)是可視地表示實(shí)體信息的簡潔、抽象的符號。圖標(biāo)設(shè)計是方寸藝術(shù)，需要在很小的范圍內(nèi)表現(xiàn)出圖標(biāo)的內(nèi)涵。設(shè)計圖標(biāo)時應(yīng)該著重考慮視覺沖擊力，要使用簡單的顏色

45、，利用眼睛對色彩和網(wǎng)點(diǎn)的空間混合效果，做出精彩圖標(biāo) 。894.3.2設(shè)計圖形用戶界面的原則設(shè)計圖標(biāo)時須遵守的原則和方法：（1）圖標(biāo)的圖形應(yīng)該和目標(biāo)的外形相似。盡量避免過于抽象。（2）可在圖標(biāo)中附加上簡要的文本標(biāo)注，使用戶明確圖標(biāo)的含義。（3）設(shè)計圖標(biāo)應(yīng)盡可能簡單，符合常規(guī)的表達(dá)習(xí)慣，保持圖標(biāo)含義的前后連貫。904.3.2設(shè)計圖形用戶界面的原則4.按鈕的設(shè)計設(shè)計按鈕應(yīng)該具有交互性，應(yīng)該有3到6種狀態(tài)效果：點(diǎn)擊時的狀態(tài)鼠標(biāo)放在上面但未點(diǎn)擊的狀態(tài)點(diǎn)擊前鼠標(biāo)未放在上面時的狀態(tài)點(diǎn)擊后鼠標(biāo)未放在上面時的狀態(tài)不能點(diǎn)擊時的狀態(tài)獨(dú)立自動變化的狀態(tài)按鈕應(yīng)具備簡潔的圖示效果，應(yīng)能夠讓使用者產(chǎn)生功能上的關(guān)聯(lián)反應(yīng)。屬于

46、一個群組的按鈕應(yīng)該風(fēng)格統(tǒng)一，功能差異大的按鈕應(yīng)該有所區(qū)別。 914.3.2設(shè)計圖形用戶界面的原則5.屏幕布局的設(shè)計設(shè)計屏幕布局(Layout)時應(yīng)該使各功能區(qū)重點(diǎn)突出 ,應(yīng)遵循如下幾條原則： (1)平衡原則注意屏幕上下左右平衡。(2) 預(yù)期原則對屏幕上所有對象，如窗口、按鈕、菜單等處理應(yīng)一致化，使對象的操作結(jié)果可以預(yù)期。(3) 經(jīng)濟(jì)原則在提供足夠信息量的同時要注意簡明、清晰。 (4) 順序原則對象顯示的順序應(yīng)按需要排列。 (5) 規(guī)則化畫面應(yīng)對稱，顯示命令、對話及提示行在一個應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計中盡量統(tǒng)一規(guī)范。924.3.2設(shè)計圖形用戶界面的原則6.菜單界面的設(shè)計 菜單在圖形界面的應(yīng)用程序中使用得非

47、常普遍，是軟件界面設(shè)計的一個重要組成方面，描述了一個軟件的大致功能和風(fēng)格。 菜單中的選項(xiàng)在功能上與按鈕相當(dāng)，一般具有下列一種或幾種類型的選項(xiàng)：命令項(xiàng)、菜單項(xiàng)和窗口項(xiàng)。 菜單的結(jié)構(gòu)一般有單一菜單、線狀序列菜單、樹狀結(jié)構(gòu)菜單、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)菜單等，其中樹狀結(jié)構(gòu)菜單是最常見的結(jié)構(gòu)。 93菜單的結(jié)構(gòu)單一菜單單一菜單是在幾個選項(xiàng)中做出選擇，可以有兩個或多個選項(xiàng)，用戶可以選中其中一個或確定多個選擇 。線狀序列菜單把一組相關(guān)聯(lián)的菜單組合在一起，用戶清楚地知道如何向前選擇和目前在菜單中所處的位置，并且可以重返以前所作的選擇。 樹狀結(jié)構(gòu)菜單樹狀菜單是把選項(xiàng)劃分為若干類，類似的選項(xiàng)組成一組，最后形成一個樹狀結(jié)構(gòu) 。網(wǎng)狀

48、結(jié)構(gòu)菜單網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)菜單允許用戶在父輩菜單與子菜單之間切換，而不必重新回到父輩菜單然后再轉(zhuǎn)到子菜單。 94圖4-4 Word中設(shè)置字體的界面 954.3.2設(shè)計圖形用戶界面的原則設(shè)計菜單界面時應(yīng)注意的一般性原則：功能組織菜單，合理分類，并力求簡短，前后一致合理組織菜單界面的結(jié)構(gòu)與層次。按一定的規(guī)則對菜單項(xiàng)進(jìn)行排序。 菜單選項(xiàng)的標(biāo)題要力求文字簡短、含義明確，并且最好以關(guān)鍵詞開始 。常用選項(xiàng)要設(shè)置快捷鍵 。充分利用菜單選項(xiàng)的使能與禁止、可見與隱藏屬性。 使用彈出式菜單 。 964.3.2設(shè)計圖形用戶界面的原則7.填表輸入界面的設(shè)計 在處理大量相關(guān)數(shù)據(jù)的場合下，需要輸入一系列的數(shù)據(jù)，這時填表輸入界面是最

49、理想的數(shù)據(jù)輸入界面。填表輸入界面有以下的特點(diǎn)： 有明確的提示，使用戶可以不需要學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，也不必記憶有關(guān)的語義、語法規(guī)則。填表輸入界面充分地利用了屏幕空間。 在填表輸入方式中，可以充分利用上下文信息，幫助用戶完成輸入 。 974.3.2設(shè)計圖形用戶界面的原則在設(shè)計填表輸入界面時應(yīng)遵循的原則 一致性保證前后用詞、語法一致。 有含義的表格標(biāo)題采用有含義的表格標(biāo)題，欄目標(biāo)題要為用戶所熟悉。 使用易于理解的指導(dǎo)性說明文字采用易于理解的說明性文字，并力求簡短。如果確實(shí)需要較多的信息，應(yīng)為初學(xué)者提供一組求助信息。欄目按邏輯分組排序表格布局要直觀，欄目按操作邏輯分組排序。 984.4多通道用戶界面 為適應(yīng)目

50、前和未來的計算機(jī)系統(tǒng)要求，人機(jī)界面應(yīng)能支持時變媒體（time-varing media），實(shí)現(xiàn)三維、非精確及隱含的人機(jī)交互，而多通道人機(jī)界面是達(dá)到這一目的的重要途徑。80年代后期以來，多通道用戶界面(Multimodal User Interface)成為人機(jī)交互技術(shù)研究的嶄新領(lǐng)域，在國內(nèi)外受到高度重視。994.4多通道用戶界面多通道用戶界面的研究正是為了消除當(dāng)前WIMP/GUI用戶界面通信帶寬不平衡的瓶頸，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(jìn)行人機(jī)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(jī)交

51、互的自然性和高效性，圖4-10所示。100 圖4-10 多通道人機(jī)界面概念模型 101多通道人機(jī)界面主要解決科學(xué)計算可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)對計算機(jī)系統(tǒng)提出的高效、三維和非精確的人機(jī)交互要求。在多通道人機(jī)界面中，用戶可以使用自然的交互方式，如語音、手勢、眼神、表情等與計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同工作。交互通道之間有串行/并行、互補(bǔ)/獨(dú)立等多種關(guān)系，因此人機(jī)交互方式向人與人的交互方式靠攏，交互的自然性和高效性得到極大的提高。4.4多通道用戶界面1024.4多通道用戶界面多通道用戶界面主要關(guān)注人機(jī)界面中用戶向計算機(jī)輸入信息以及計算機(jī)對用戶意圖的理解，所要達(dá)到的目標(biāo)可歸納為如下方面：（1）交互的自然性使用戶盡可能多地

52、利用已有的日常技能與計算機(jī)交互，降低認(rèn)識負(fù)荷。（2）交互的高效性使人機(jī)通訊信息交換吞吐量更大、形式更豐富，發(fā)揮人機(jī)彼此不同的認(rèn)知潛力。（3）與傳統(tǒng)的用戶界面特別是廣泛流行的WIMP/GUI兼容。1034.4.1多通道用戶界面的基本特點(diǎn) 使用多個感覺和效應(yīng)通道 允許非精確的交互 三維和直接操縱 交互的雙向性 交互的隱含性 1044.4.1多通道用戶界面的基本特點(diǎn)1.使用多個感覺和效應(yīng)通道感覺通道側(cè)重于多媒體信息的接受，效應(yīng)通道側(cè)重于交互過程中控制與信息的輸入，兩者密不可分、相互配合。一種通道(如語音)不能充分表達(dá)用戶的意圖時，需輔以其它通道(如手勢指點(diǎn))的信息；有時使用輔助通道以增強(qiáng)表達(dá)力。交替

53、而獨(dú)立地使用不同的通道不是真正意義上的多通道技術(shù)，必須允許充分地并行、協(xié)作的通道配合關(guān)系。 1054.4.1多通道用戶界面的基本特點(diǎn)2.允許非精確的交互人類語言本身就具有高度模糊性,人類在日常生活中習(xí)慣于并大量使用非精確的信息交流。允許使用模糊的表達(dá)手段可以避免不必要的認(rèn)識負(fù)荷，有利于提高交互活動的自然性和高效性。多通道人機(jī)交互技術(shù)主張以充分性代替精確性。1064.4.1多通道用戶界面的基本特點(diǎn)3.三維和直接操縱人類的大多數(shù)活動領(lǐng)域具有三維和直接操縱特點(diǎn)（數(shù)學(xué)的和邏輯的活動例外）。人生活在三維空間，習(xí)慣于看、聽和操縱三維的客觀對象，并希望及時看到這種控制的結(jié)果。多通道人機(jī)交互的自然性反應(yīng)了這種

54、本質(zhì)特點(diǎn)。 1074.4.1多通道用戶界面的基本特點(diǎn)4.交互的雙向性人的感覺和效應(yīng)通道通常具有雙向性的特點(diǎn)，如視覺可看可注視，手可控制、可觸及等。多通道用戶界面使用戶避免生硬的、不自然的、頻繁的、耗時的通道切換，從而提高自然性和效率。視線跟蹤系統(tǒng)可促成視覺交互雙向性，聽覺通道利用三維聽覺定位器實(shí)現(xiàn)交互雙向性。 1084.4.1多通道用戶界面的基本特點(diǎn)5.交互的隱含性追求交互自然性的多通道用戶界面并不需要用戶顯式地說明每個交互成分，反之是在自然的交互過程中隱含地說明。 例如，用戶的視線自然地落在所感興趣的對象之上；又如，用戶的手自然地握住被操縱的目標(biāo)。 1094.4.2多媒體技術(shù) 定義多媒體（m

55、ultimedia）的含義是使用計算機(jī)交互式綜合技術(shù)和數(shù)字通信網(wǎng)技術(shù)處理多種表示媒體，如文本、圖形、圖像和聲音，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個交互系統(tǒng)。 1104.4.2多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)的組成部分包括：存儲與訪問技術(shù)表現(xiàn)與表達(dá)技術(shù)實(shí)時處理技術(shù)接口技術(shù)人機(jī)交互界面技術(shù)等1114.4.2多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)與人機(jī)交互技術(shù)多媒體技術(shù)使人機(jī)交互技術(shù)最終要向著更接近于人的自然方式發(fā)展，使計算機(jī)具有聽覺和視覺，以更自然的方式與人交互。多媒體技術(shù)引入了動畫、音頻、視頻等動態(tài)媒體，大大豐富了計算機(jī)表現(xiàn)信息的形式，拓寬了計算機(jī)輸出的帶寬，提高了用戶接受信息的效率，使人們可以得到更直觀的信息，從而簡化了用

56、戶的操作，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍。1124.4.2多媒體技術(shù)它能提高人對信息表現(xiàn)形式的選擇和控制能力。能提高信息表現(xiàn)形式與人的邏輯和創(chuàng)造能力的結(jié)合程度，在順序、符號信息以及并行、聯(lián)想信息方面擴(kuò)展人的信息處理能力。多媒體信息比單一媒體信息對人具有更大的吸引力，有利于人對信息的主動探索而不是被動接受。另外，由于多媒體所帶來的信息冗余性，重復(fù)使用別的媒體或并行使用多種媒體可消除人機(jī)通信過程中的多義性及噪聲。1134.4.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）又稱虛擬環(huán)境（Virtual Environment）。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)向用戶提供沉浸（immerse）和多感覺通道（multi-sen

57、sory）體驗(yàn)。在虛擬現(xiàn)實(shí)中，人是主動參與者，復(fù)雜系統(tǒng)中可能有許多參與者共同在以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的虛擬環(huán)境中協(xié)同工作。 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有三個重要特點(diǎn)：沉浸感（immersion）交互性（interaction）構(gòu)想性（imagination）1144.4.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)中的基本要素：（1）計算機(jī)生成的虛擬世界（環(huán)境）必須是一個能給人提供視覺、聽覺、觸覺、嗅覺以及味覺等多種感官刺激的世界。目前虛擬現(xiàn)實(shí)通常由視覺、聽覺和觸覺三種刺激構(gòu)成。（2）虛擬現(xiàn)實(shí)統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種高級的人機(jī)交互系統(tǒng)。這里的交互操作是對多通道信息進(jìn)行的，并且對沉浸式系統(tǒng)要求采用自然方式的交互操作，對于非沉浸式系統(tǒng)也可使

58、用常規(guī)交互設(shè)備進(jìn)行交互操作。 115虛擬世界的概念模型虛擬世界的概念模型虛擬現(xiàn)實(shí)是人們可以通過視、聽、觸等信息通道感受到設(shè)計者思想的用戶界面,由兩部分組成：一部分是創(chuàng)建的虛擬世界（環(huán)境），另一部分是為介入者（人）。虛擬世界的核心是強(qiáng)調(diào)兩者之間的交互操作，即反映出人在虛擬世界（環(huán)境）中的體驗(yàn)。人機(jī)交互是虛擬現(xiàn)實(shí)的核心。116虛擬現(xiàn)實(shí)的概念模型介入者感知系統(tǒng)反應(yīng)系統(tǒng)虛擬世界（環(huán)境）感官刺激信號反應(yīng)動作 圖4-11 虛擬現(xiàn)實(shí)的概念模型 117虛擬現(xiàn)實(shí)的概念模型理解虛擬現(xiàn)實(shí)的概念模型從虛擬環(huán)境對人的作用來看，虛擬現(xiàn)實(shí)的概念模型可以看作為“顯示/檢測”模型。從人對虛擬環(huán)境的作用來看，也就是從用戶的角度看

59、，上述概念模型可以看作“輸入/輸出”模型。輸入是指用戶感知系統(tǒng)接受虛擬環(huán)境提供的各種感官刺激信號。輸出是指用戶對虛擬環(huán)境系統(tǒng)做出的反映動作。 118虛擬現(xiàn)實(shí)與多媒體及多通道虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正是一種以集成為主的技術(shù)，其人機(jī)界面可以分解為多媒體、多通道界面。從本質(zhì)上說，多媒體用戶界面技術(shù)側(cè)重解決計算機(jī)信息表現(xiàn)及輸出的自然性和多樣性問題，而多通道技術(shù)側(cè)重解決計算機(jī)信息輸入及理解的自然性和多樣性問題。 119虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言VRMLVRML是一種描述交互式三維世界和對象的文件格式。VRML允許描述對象并把對象組合到虛擬場景中，可以實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)，可模擬動畫、具有動力學(xué)特性的物體。VRML能構(gòu)造一個交互的虛擬

60、世界，其中的對象能對外部事件做出響應(yīng)，并可在其中任意穿行?？梢灾С痔摂M場景的網(wǎng)上發(fā)布，并可實(shí)現(xiàn)多用戶的實(shí)時參與。VRML比高級語言容易掌握，并且無須再去了解OpenGL3D或者 Directx3D之類的三維圖形開發(fā)庫。VRML文件的解釋、執(zhí)行和顯示一般由瀏覽器來完成。 120VRML瀏覽器的概念模型 VRML瀏覽器概念模型的組成解釋器讀取VRML文件并產(chǎn)生場景圖。場景圖場景圖包括節(jié)點(diǎn)的變換層次和路徑圖及執(zhí)行引擎。執(zhí)行引擎處理事件、讀取和編輯路徑圖、改變節(jié)點(diǎn)的變換層次。聽視覺展示瀏覽器的聽視覺展示部分完成變換層次的圖形和聲音的產(chǎn)生，給用戶以反饋。1214.4.4眼動跟蹤（Eye-Gaze Tra