第2章-1-感知與認(rèn)知-認(rèn)知心理學(xué)I.ppt

1、感知和認(rèn)知基礎(chǔ),山東大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院,2020/7/17,1,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),2,內(nèi)容摘要,認(rèn)知心理學(xué)概論 人的感知 認(rèn)知過程與交互設(shè)計(jì)原則 概念模型及對(duì)概念模型的認(rèn)知 分布式認(rèn)知,2020/7/17,1.相關(guān)背景,中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)卓越創(chuàng)新中心正式掛牌成立 2014年1月20日下午，中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)卓越創(chuàng)新中心正式成立 依托中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所，參與單位有中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所、昆明動(dòng)物研究所、自動(dòng)化研究所、武漢物理與數(shù)學(xué)研究所、深圳先進(jìn)技術(shù)研究院和中國(guó)科技大學(xué) 蒲慕明院士擔(dān)任中心主任，郭愛克院士擔(dān)任中心首席科學(xué)家 該中心將進(jìn)一步聚焦腦科學(xué)的重

2、要前沿方向，力爭(zhēng)在腦科學(xué)前沿研究和技術(shù)發(fā)展方面取得國(guó)際領(lǐng)先的成果； 凝聚并穩(wěn)定支持腦科學(xué)領(lǐng)域最具創(chuàng)新活力的優(yōu)秀人才，形成創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，成為我國(guó)腦科學(xué)研究領(lǐng)域杰出人才的聚集和培育基地 建成國(guó)際一流的腦科學(xué)研究中心,2020/7/17,3,人機(jī)交互-原理與技術(shù),1.相關(guān)背景,清華大學(xué)-IDG/麥戈文人腦科學(xué)研究院成立 2013年11月24日，清華大學(xué)-IDG/麥戈文人腦科學(xué)研究院正式成立并舉行了揭牌典禮，捐贈(zèng)人美國(guó)國(guó)際數(shù)據(jù)集團(tuán)（IDG）創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)麥戈文（Patrick McGovern）先生及夫人勞拉 麥戈文（Lore Harp McGovern），MIT麥戈文人腦研究院院長(zhǎng)Robert Desi

3、mone， IDG全球常務(wù)副總裁、大中華區(qū)董事長(zhǎng)熊曉鴿先生，出席了研究院成立揭牌典禮。 腦科學(xué)研究院將專注于研究腦功能和相關(guān)神經(jīng)疾病，將最先進(jìn)的技術(shù)手段應(yīng)用到腦科學(xué)的研究中去，按照交叉學(xué)科的思路，聯(lián)合醫(yī)學(xué)院、生命學(xué)院、計(jì)算機(jī)系、和納米中心等的人才與資源，對(duì)如何理解大腦、重造大腦、保護(hù)大腦進(jìn)行前沿探索。,2020/7/17,4,人機(jī)交互-原理與技術(shù),1.相關(guān)背景,清華大學(xué)-IDG/麥戈文人腦科學(xué)研究院成立,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),5,1.相關(guān)背景,2020/7/17,6,人機(jī)交互-原理與技術(shù),北京大學(xué)獲國(guó)際捐贈(zèng)建IDG麥戈文腦科學(xué)研究所 北京大學(xué)獲得國(guó)際捐贈(zèng)一千萬美元建立腦科學(xué)

4、研究機(jī)構(gòu)：北京大學(xué)IDG麥戈文腦科學(xué)研究所。北京大學(xué)校長(zhǎng)周其鳳和美國(guó)國(guó)際數(shù)據(jù)集團(tuán)(IDG)創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)、麻省理工學(xué)院（MIT）麥戈文腦研究院創(chuàng)始人麥戈文先生（Patrick McGovern）于2011年11月8日在北京大學(xué)臨湖軒簽署捐建協(xié)議。 出席簽字儀式的有北京大學(xué)教育基金會(huì)、科研部、人事部、生命聯(lián)合中心、心理系和生命科學(xué)學(xué)院等相關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)，麥戈文先生及其夫人勞拉哈普麥戈文，IDG全球常務(wù)副總裁/大中華區(qū)董事長(zhǎng)熊曉鴿等。,1.相關(guān)背景,2020/7/17,7,人機(jī)交互-原理與技術(shù),北京大學(xué)IDG麥戈文腦科學(xué)研究所網(wǎng)址 ,1.相關(guān)背景,北京師范大學(xué)成立IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院 2011

5、年11月18日，精英集團(tuán)董事長(zhǎng)兼總裁翟志海先生應(yīng)邀參加北京師范大學(xué)-IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院簽約儀式。 美國(guó)IDG創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)、麻省理工學(xué)院麥戈文人腦研究院創(chuàng)始人麥戈文與北京師范大學(xué)黨委書記、教育基金會(huì)理事長(zhǎng)劉川生、北京師范大學(xué)校長(zhǎng)鐘秉林共同簽署捐建協(xié)議。教育部副部長(zhǎng)郝平出席了簽約儀式，并同與會(huì)嘉賓一起為北京師范大學(xué)-IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院揭牌。 目標(biāo)是“成為世界一流的兒童青少年腦科學(xué)研究中心”，把“兒童青少年的心理發(fā)展、腦發(fā)育規(guī)律以及腦功能障礙”作為總體研究目標(biāo)，匯聚心理學(xué)、教育學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、分子遺傳學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、神經(jīng)影像學(xué)、神經(jīng)計(jì)算科學(xué)等多個(gè)學(xué)科。,2020/7/17,人機(jī)交

6、互-原理與技術(shù),8,1.相關(guān)背景,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),9,1.相關(guān)背景,腦科學(xué)研究掀起新熱潮：“新的戰(zhàn)爭(zhēng)”？ 2012年以來，人腦科學(xué)研究在全球掀起新的熱潮 2012年夏天，美國(guó)，6位科學(xué)家提出一項(xiàng)“人腦活動(dòng)圖譜”計(jì)劃，受到政府高度重視，被列為國(guó)家級(jí)別的大科學(xué)計(jì)劃，初步獲得1億美元研究預(yù)算，目前，一個(gè)規(guī)模更大的研究計(jì)劃正在積極謀劃中。 2013年1月，歐洲，人腦工程進(jìn)入歐盟“未來新興旗艦技術(shù)項(xiàng)目”名單，并將在未來10年內(nèi)獲得10億歐元的經(jīng)費(fèi)。 在我國(guó)，幾周前，多位高校專家低調(diào)進(jìn)京咨詢討論，進(jìn)一步完善相關(guān)領(lǐng)域長(zhǎng)遠(yuǎn)布局，正在緊鑼密鼓進(jìn)行中。 搶占腦科學(xué)研究的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，競(jìng)爭(zhēng)火

7、花四濺。 當(dāng)下，加緊探索這一人類認(rèn)識(shí)的“最后疆域”，究竟意欲何為？,人機(jī)交互-原理與技術(shù),10,2020/7/17,1.相關(guān)背景,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),11,1.相關(guān)背景,美國(guó)正式公布腦科學(xué)研究計(jì)劃 美國(guó)白宮2013年4月2日正式公布一項(xiàng)被認(rèn)為可與人類基因組計(jì)劃相媲美的腦科學(xué)研究計(jì)劃（以下簡(jiǎn)稱“腦計(jì)劃”），以探索人類大腦工作機(jī)制、繪制腦活動(dòng)全圖、針對(duì)目前無法治愈的大腦疾病開發(fā)新療法。這項(xiàng)計(jì)劃有三大特點(diǎn)，即通過公私合作的方式完成，潛在影響力深遠(yuǎn)，同時(shí)面臨艱巨挑戰(zhàn)。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),12,1.相關(guān)背景,“科學(xué)判官”魏坤琳博士深度解密“最強(qiáng)大腦” 國(guó)內(nèi)首

8、檔科學(xué)真人秀節(jié)目最強(qiáng)大腦自2014年1月3日開播。從“超級(jí)找茬王”鄭才千，到“心算神童”葛韻霖，再到“中國(guó)雨人”周瑋，他們超強(qiáng)的腦力讓小伙伴們一次次驚掉了下巴。我們一起來聽聽“科學(xué)判官”魏博士的解秘。 ,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),13,1.相關(guān)背景,韓國(guó)教授研究英語學(xué)習(xí)與腦科學(xué)關(guān)系 欲革新教育方式 中國(guó)網(wǎng)12月2日訊 據(jù)韓國(guó)朝鮮日?qǐng)?bào)網(wǎng)站12月1日?qǐng)?bào)道，英語講得很流利的人的大腦和因?yàn)榕W(xué)習(xí)而英語講得好人的大腦相比是不同的。 韓國(guó)人講英語時(shí)的大腦和外國(guó)人講英語時(shí)的大腦也是不同的。這是因?yàn)榇竽X興奮的區(qū)域不同導(dǎo)致的。 高麗大學(xué)南基春教授（51歲，心理系）說，“學(xué)習(xí)語言的過程中大腦會(huì)發(fā)

9、生變化?！贝竽X中有不同的區(qū)域負(fù)責(zé)聽、說、讀、寫。如果某個(gè)領(lǐng)域接受了強(qiáng)化訓(xùn)練，那么與之相對(duì)應(yīng)的大腦區(qū)域就會(huì)變得活躍。 南教授在5個(gè)月之前就開始了這項(xiàng)有趣的研究。研究的主題是“聽力大腦項(xiàng)目”。此次研究以接受“帕尼克斯為主的教育”(英文拼寫和聲音的規(guī)則性學(xué)習(xí))的韓國(guó)人為研究對(duì)象,研究他們的大腦是如何發(fā)生變化的。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),14,1.相關(guān)背景,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),15,1.相關(guān)背景,大腦解碼器：現(xiàn)實(shí)中的讀心術(shù) Jack Gallant坐在自己位于美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的實(shí)驗(yàn)室里，聚精會(huì)神地盯著電腦屏幕，試圖解碼某個(gè)人的思維。,2020/7/17,人

10、機(jī)交互-原理與技術(shù),16,1.相關(guān)背景,電腦屏幕的左邊是一些電影短片Gallant在對(duì)研究參與者進(jìn)行腦部掃描的同時(shí)，放映這些影片。而屏幕的右側(cè)，計(jì)算機(jī)程序正在分析大腦掃描的數(shù)據(jù)，以推測(cè)參與者所看到的是哪一個(gè)影片。 Anne Hathaway的臉出現(xiàn)在了電影新娘大戰(zhàn)的片段上，畫面中她正與Kate Hudson熱烈地交談。計(jì)算程序明確地將這一場(chǎng)景與“女人”和“交談”聯(lián)系起來。另一個(gè)剪輯，是展現(xiàn)了水下野生生物生活場(chǎng)景的紀(jì)錄片。在畫面從第一個(gè)剪輯跳動(dòng)到第二個(gè)剪輯時(shí)，該程序不斷“掙扎”，最后不確定地提出了“鯨魚”和“游泳”等文字。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),17,1.相關(guān)背景,腦科學(xué)研究

11、在全球興起 人腦工程產(chǎn)業(yè)“錢”途無量,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),18,2.腦科學(xué)認(rèn)知科學(xué),腦科學(xué)定義 自70年代以來腦科學(xué)研究不斷取得突破性的進(jìn)展。先是斯佩里(Dr .Roger Sperry)、波根(Joseph Bogen)、葛薩納嘉(MichaelGazzanaga)三人進(jìn)行的著名的“分腦手術(shù)”，發(fā)現(xiàn)了左、右腦結(jié)構(gòu)與功能的區(qū)別，提出了左、右腦分工說 廣義的講廣義的定義是研究腦的結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)，還包括認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)等，我們今天主要介紹廣義的腦科學(xué) 狹義的講就是神經(jīng)科學(xué)，是為了了解神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)分子水平、細(xì)胞水平、細(xì)胞間的變化過程，以及這些過程在中樞功能控制系統(tǒng)內(nèi)的整合作用而進(jìn)行

12、的研究,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),19,2.腦科學(xué)認(rèn)知科學(xué),腦的結(jié)構(gòu) 腦是動(dòng)物最重要的器官，在進(jìn)化過程中，自然界也給了腦最嚴(yán)密的保護(hù) 這種慎密的結(jié)構(gòu)既保護(hù)腦、又能營(yíng)養(yǎng)腦以及排出腦代謝的產(chǎn)物。 人的大腦位于顱腔內(nèi)，大腦分為左右兩半球。 大腦半球被覆灰質(zhì)，稱大腦皮質(zhì)，其深部為白質(zhì)，或稱為髓質(zhì)。大腦兩半球間由巨束纖維（胼胝體，corpus callosum）相連。 腦主要包括大腦、間腦、小腦、中腦、腦橋及延髓等六個(gè)部分。 腦實(shí)質(zhì)外的顱骨、腦膜、血管和血-腦屏障等構(gòu)成了腦的物理、化學(xué)環(huán)境，正是這些理化環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定才保證了腦的正常生理功能,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),20

13、,2.腦科學(xué)認(rèn)知科學(xué),腦的表面結(jié)構(gòu),2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),21,2.腦科學(xué)認(rèn)知科學(xué),大腦皮層功能分區(qū),2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),22,2.腦科學(xué)認(rèn)知科學(xué),2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),23,2.腦科學(xué)認(rèn)知科學(xué),大腦深部結(jié)構(gòu),2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),24,2.腦科學(xué)認(rèn)知科學(xué),2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),25,TED視頻演講（三）：即時(shí)掃描大腦的技術(shù),2.腦科學(xué)認(rèn)知科學(xué),2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),26,認(rèn)知心理學(xué)概述,認(rèn)知心理學(xué)簡(jiǎn)介 認(rèn)知心理學(xué)是最新的心理學(xué)分支之一，從1950至1960年代間才發(fā)展出來

14、的，到70年代成為西方心理學(xué)的主要流派。 是作為人類行為基礎(chǔ)的心理機(jī)制，其核心是輸入和輸出之間發(fā)生的內(nèi)部心理過程。 它與西方傳統(tǒng)哲學(xué)也有一定聯(lián)系，其主要特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)知識(shí)的作用，認(rèn)為知識(shí)是決定人類行為的主要因素。,2020/7/17,27,人機(jī)交互-原理與技術(shù),認(rèn)知心理學(xué)簡(jiǎn)介,1956年被認(rèn)為是認(rèn)知心理學(xué)史上的重要年份 這一年幾項(xiàng)心理學(xué)研究都體現(xiàn)了心理學(xué)的信息加工觀點(diǎn)。如Chomsky的語言理論和紐厄爾（Alan Newell）和西蒙（Herbert Alexander simon）的“通用問題解決者”模型。認(rèn)知心理取向的重點(diǎn)是認(rèn)知的信息處理模式 一種以心智處理來思考與推理的模式。 因此，思考與推

15、理在人類大腦中的運(yùn)作便像電腦軟件在電腦里運(yùn)作相似。 認(rèn)知心理學(xué)理論時(shí)常談到輸入、表征、計(jì)算或處理，以及輸出等概念。,認(rèn)知心理學(xué)奠基人喬治米勒,2020/7/17,28,人機(jī)交互-原理與技術(shù),認(rèn)知心理學(xué)簡(jiǎn)介,認(rèn)知心理學(xué)研究對(duì)象 研究人的高級(jí)心理過程，主要是認(rèn)知過程 如注意、知覺、表象、記憶、思維和語言等。 那些不能觀察的內(nèi)部機(jī)制和過程，如記憶的加工、存儲(chǔ)、提取和記憶力的改變。 信息加工心理學(xué) 以信息加工觀點(diǎn)研究認(rèn)知過程是現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的主流 將人看作是一個(gè)信息加工的系統(tǒng)，認(rèn)為認(rèn)知就是信息加工，包括感覺輸入的編碼、貯存和提取的全過程。 認(rèn)知可以分解為一系列階段，每個(gè)階段是一個(gè)對(duì)輸入的信息進(jìn)行某些特

16、定操作的單元，而反應(yīng)則是這一系列階段和操作的產(chǎn)物,2020/7/17,29,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人腦的結(jié)構(gòu)神經(jīng)元構(gòu)成,人腦是由大量的神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成的，估計(jì)約有150億個(gè)。 神經(jīng)細(xì)胞是腦的結(jié)構(gòu)單位，也是功能單位。因此，神經(jīng)細(xì)胞又稱為神經(jīng)元。,2020/7/17,30,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,31,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人腦的結(jié)構(gòu)功能區(qū),2020/7/17,32,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人腦的主要機(jī)能,大腦的主要機(jī)能，是一個(gè)接受、分析、綜合、儲(chǔ)藏、發(fā)布各種信息的裝置。 大腦是左右對(duì)稱的，一般地說，右腦負(fù)責(zé)較多的創(chuàng)造性和藝術(shù)性機(jī)能，而左腦有較多的邏輯推理機(jī)能。,2020/7/17,3

17、3,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人類認(rèn)知科學(xué)研究, “行為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”和“認(rèn)知與實(shí)驗(yàn)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”由ERP（多導(dǎo)聯(lián)神經(jīng)電生理分析定位系統(tǒng)（腦電儀） ）實(shí)驗(yàn)室、常規(guī)實(shí)驗(yàn)室、可用性實(shí)驗(yàn)室、人類行為觀察室、眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)室、空間認(rèn)知與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)體系組成 以行為和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)為平臺(tái)，研究人類基礎(chǔ)和高級(jí)心理過程的行為和神經(jīng)機(jī)制，以及認(rèn)知的發(fā)展、成熟、和衰退過程。 研究基本認(rèn)知過程及其發(fā)生：主要研究包括視知覺、嗅知覺、視運(yùn)動(dòng)認(rèn)知的神經(jīng)基礎(chǔ)、意識(shí)與無意識(shí)狀態(tài)下的面部識(shí)別、注意和注意控制的腦機(jī)制、獎(jiǎng)賞回報(bào)的腦機(jī)制、以及這些認(rèn)知機(jī)理的應(yīng)用等。,2020/7/17,34,人機(jī)交互-原理與技術(shù),Neuroscan E

18、EG/ERP多導(dǎo)聯(lián)神經(jīng)電生理分析定位系統(tǒng)（腦電儀）,2020/7/17,35,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人類認(rèn)知科學(xué)研究,可提供個(gè)體和群體行為觀察、腦電記錄與分析、眼動(dòng)加工、心理測(cè)試等實(shí)驗(yàn)所需的場(chǎng)景和硬件，為人類行為與高級(jí)認(rèn)知和情感活動(dòng)研究提供支撐。 從認(rèn)知神經(jīng)生理基礎(chǔ)、感知覺基本過程、認(rèn)知行為腦機(jī)制到認(rèn)知心理應(yīng)用多個(gè)層面探索心智奧秘。 基于這4個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，科學(xué)家可以從基因-神經(jīng)-心理-行為層面出發(fā)，開展個(gè)體-群體-組織-社會(huì)等多個(gè)水平的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。,2020/7/17,36,人機(jī)交互-原理與技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),儀器簡(jiǎn)介： 1慣性/超聲波 6-自由度追蹤 2 可調(diào)精度

19、 味覺: 人可嘗出9 升水中放一茶匙糖的甜味 觸覺: 人可感到蜂蜜翅膀距臉頰1 厘米處落下,2020/7/17,41,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),42,視覺感知,視覺是人與周圍世界發(fā)生聯(lián)系的最重要的感覺通道 外界80%左右的信息都是通過視覺得到的 視覺感知的兩個(gè)階段 受到外部刺激接收信息 解釋信息 視覺感知特點(diǎn)： 一方面，眼睛和視覺系統(tǒng)的物理特性決定了人類無法看到某些事物； 另一方面，視覺系統(tǒng)進(jìn)行解釋處理信息時(shí)可對(duì)不完全信息發(fā)揮一定的想象力。 因此視覺顯示是人機(jī)交互系統(tǒng)中用的最多的人機(jī)界面 進(jìn)行人機(jī)交互設(shè)計(jì)需要清楚這兩個(gè)階段及其影響，了解人類真正能夠看到的信息。,2020/7/

20、17,眼睛的構(gòu)造,2020/7/17,43,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),44,視覺過程和視覺系統(tǒng),視覺活動(dòng)始于光，眼睛接收光線，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。光能夠被物體反射，并在眼睛的后部成像。眼睛的神經(jīng)末梢將它轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳遞給大腦。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),45,視干細(xì)胞和視錐細(xì)胞的功能區(qū)別,視網(wǎng)膜由視細(xì)胞組成，視細(xì)胞分為視干細(xì)胞和視錐細(xì)胞兩種。它們是接收信息的主要細(xì)胞。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),46,視角,視角,2020/7/17,視敏度,視敏度：指人眼對(duì)細(xì)節(jié)的感知能力，通常用被辨別物體最小間距所對(duì)應(yīng)的視角的倒數(shù)表示。通常將能分辨出視角1的視敏度定

21、為1.0。 視敏度受幾個(gè)因素的影響，即光的強(qiáng)度、圖象的顏色以及圖象本身的復(fù)雜程度。 一般人能夠在2m的距離分辨2mm-20mm的間距，為我們?cè)O(shè)計(jì)界面時(shí)字符大小和間距提供了依據(jù)。,2020/7/17,47,人機(jī)交互-原理與技術(shù),顏色視覺,另外，人們能感覺到不同的顏色，這是眼睛接受不同的波長(zhǎng)的結(jié)果。各種波長(zhǎng)的光是從帶色的物體表面或有色光源反射出來的。正常的眼睛可感受到的光譜波長(zhǎng)為400700um。 亮適應(yīng)和暗適應(yīng),2020/7/17,48,人機(jī)交互-原理與技術(shù),圖象識(shí)別,模板匹配（Template Matching） 識(shí)別某個(gè)圖象，必須在過去的經(jīng)驗(yàn)中有這個(gè)圖形或東西的“記憶痕跡”或基本模型，這個(gè)模

22、型又叫做“模板”。當(dāng)前刺激如果與大腦中的模板符合，就能識(shí)別這個(gè)刺激。 原型匹配理論（PrototyPe Matching）-格式塔心理學(xué)派 這種理論認(rèn)為眼前的一個(gè)字母A，不管它是什么形狀，也不管把它放在什么地方，它都和過去知覺過的A有相似之處。,2020/7/17,49,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),50,感知物體大小、相對(duì)距離和深度,利用視覺影像中的線索： 覆蓋關(guān)系：被覆蓋的物體相對(duì)較遠(yuǎn)； 大小比例：一般來講，較大的物體距離較近； 對(duì)物體的熟悉度：對(duì)非常熟悉物體，人們對(duì)物體的大小在頭腦中事先有一個(gè)期望和預(yù)測(cè)，因此在判斷物體距離時(shí)很容易和他看到的物體的大小聯(lián)系起來,2020/7/

23、17,51,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(huì)增強(qiáng)。在高亮度時(shí)，光線變化低于50Hz，視覺系統(tǒng)就會(huì)感到閃爍 在設(shè)計(jì)交互界面時(shí)，要考慮使用者對(duì)亮度和閃爍的感知，盡量避免使人疲勞的因素，創(chuàng)造一個(gè)舒適的交互環(huán)境。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),52,感知色彩,人能感覺到不同的顏色，這是眼睛接受不同波長(zhǎng)的光的結(jié)果。 顏色通常用三種屬性表示：色度、強(qiáng)度和飽和度。色度是由光的波長(zhǎng)決定的，正常的眼睛可感受到的光譜波長(zhǎng)為400m-700m。,2020/7/17,視覺行為的整體性,格式塔心理學(xué),格式塔（Gestalt）心理

24、學(xué)是西方現(xiàn)代心理學(xué)的主要流派之一，根據(jù)其原意也稱為完形心理學(xué)，完形即整體的意思。 具有兩種涵義。一種涵義是指形狀或形式，亦即物體的性質(zhì)，在這個(gè)意義上說，格式塔意即“形式”。另一種涵義是指一個(gè)具體的實(shí)體和它具有一種特殊形狀或形式的特征，它涉及物體本身，而不是物體的特殊形式，形式只是物體的屬性之一。,2020/7/17,53,人機(jī)交互-原理與技術(shù),格式塔心理學(xué),在這個(gè)意義上說，格式塔即任何分離的整體。 格式塔這個(gè)術(shù)語起始于視覺領(lǐng)域的研究，但它又不限于視覺領(lǐng)域，甚至不限于整個(gè)感覺領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過感覺經(jīng)驗(yàn)的限度。 格式塔心理學(xué)家們用格式塔這個(gè)術(shù)語研究心理學(xué)的整個(gè)領(lǐng)域。,2020/7/17,54

25、,人機(jī)交互-原理與技術(shù),視覺信息-蒙娜麗莎的微笑,西班牙Alicante 神經(jīng)學(xué)院的專家Luis Martinez Otero 視網(wǎng)膜中的不同細(xì)胞會(huì)傳遞給大腦不同的信息，他們包括物體的大小、遠(yuǎn)近、清晰度等，當(dāng)某一些細(xì)胞的信息率先傳遞到大腦時(shí)，你可能就覺得蒙娜麗莎是在笑，而當(dāng)另一些信息再次傳遞過來后，你可能就又覺得她沒笑。 ,2020/7/17,55,人機(jī)交互-原理與技術(shù),格式塔心理學(xué),2020/7/17,56,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,57,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,58,人機(jī)交互-原理與技術(shù),視網(wǎng)膜內(nèi)負(fù)責(zé)中心視野(centre vision)的細(xì)胞便將其判斷為

26、微笑,2020/7/17,59,人機(jī)交互-原理與技術(shù),負(fù)責(zé)on-centre亮度的視網(wǎng)膜細(xì)胞來幫助判斷，并將其判定為微笑。,2020/7/17,60,人機(jī)交互-原理與技術(shù),focus,2020/7/17,61,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),62,視錯(cuò)覺,萊亞錯(cuò)覺,2020/7/17,視錯(cuò)覺,2020/7/17,63,人機(jī)交互-原理與技術(shù),視錯(cuò)覺,厄任斯錯(cuò)覺 正多邊形有內(nèi)凹感 龐佐錯(cuò)覺 矩形變?yōu)樘菪?奧比生錯(cuò)覺 圓形有不圓感. 面積大小視錯(cuò)覺,2020/7/17,64,人機(jī)交互-原理與技術(shù),視錯(cuò)覺,背景錯(cuò)覺,2020/7/17,65,人機(jī)交互-原理與技術(shù),視錯(cuò)覺,2020/7/17

27、,66,人機(jī)交互-原理與技術(shù),視錯(cuò)覺,2020/7/17,67,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),68,視錯(cuò)覺,物體的組合方式將影響觀察者的感知方式） 人們總會(huì)夸大水平線而縮短垂直線。 視錯(cuò)覺同樣會(huì)影響到顯示頁面的對(duì)稱性。人們經(jīng)常把對(duì)稱頁面的中心看得稍微偏上些，如果頁面以實(shí)際中心為基準(zhǔn)排版設(shè)計(jì)，人們就會(huì)感到頁面上部比下部分要短，影響視覺效果。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者就會(huì)以視覺中心為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖形界面。,2020/7/17,視覺受心理的影響,2020/7/17,69,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),70,閱讀,進(jìn)行交互界面設(shè)計(jì)時(shí)，文字符號(hào)的處理，特別是文字的排版和顯示，也要根

28、據(jù)人們的視覺感知特點(diǎn)，找出其中一些規(guī)律。 閱讀分為幾個(gè)階段： 頁面上文字的形狀被人眼感知， 文字被編碼成相關(guān)的內(nèi)部語言表示， 語言在人腦中被解釋成有語法和語義的單詞或句子 成年人閱讀是通過字的特征（如字的形狀）加以識(shí)別。改變字的顯示方式（如用大寫字母，改變字體等），會(huì)影響到閱讀的速度和準(zhǔn)確性。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),71,閱讀,912號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)字體（英文）更易于識(shí)別，頁面的寬度在58132mm之間閱讀效果最佳。在明亮的背景下顯示灰暗的文字比在灰暗的背景下顯示明亮的文字更能提高人的視敏度，增強(qiáng)文字的可讀性。,2020/7/17,2020/7/17,72,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2

29、020/7/17,73,人機(jī)交互-原理與技術(shù),顏色模型,RGB顏色模型（加性原色系統(tǒng)）,2020/7/17,74,人機(jī)交互-原理與技術(shù),CMYK顏色模型（減性原色系統(tǒng)）,2020/7/17,75,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,76,人機(jī)交互-原理與技術(shù),HSV顏色模型 HSV是指Hue(色調(diào))、Saturation(飽和度)和Value(值或明度) 設(shè)想從RGB沿立方體對(duì)角線的白色頂點(diǎn)向黑色頂點(diǎn)觀察，就可以看到立方體的六邊形外形。 六邊形邊界表示色彩，水平軸表示純度，明度沿垂直軸測(cè)量 H參數(shù)表示色彩信息，即所處的光譜顏色的位置。該參數(shù)用一角度量來表示，紅、綠、藍(lán)分別相隔120度?；?/p>

30、補(bǔ)色分別相差180度。飽和度S為一比例值，范圍從0到1，它表示成所選顏色的純度和該顏色最大的飽和度之間的比率。S=0時(shí)，只有灰度。V表示色彩的明亮程度，范圍從0到1。有一點(diǎn)要注意：它和光強(qiáng)度之間并沒有直接的聯(lián)系。,2020/7/17,77,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,78,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),79,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，并對(duì)信息進(jìn)行加工，然后傳遞到大腦。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),

31、80,聲音的處理,聲波在空氣中的振動(dòng)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。 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(shí)才能被聽到。 響度超過140dB（分貝）時(shí)，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。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),81,聲音的解釋,聽覺系統(tǒng)把輸入分為三類： 噪聲和可以

32、忽略的不重要的聲音； 被賦予意義的非語言聲音，如動(dòng)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。 Lindsay PH和Norman DA 的“材料-驅(qū)動(dòng)”（Data-Driven）和“概念-驅(qū)動(dòng)”（Conceptually-Driven）過程。 材料-驅(qū)動(dòng)指的是對(duì)言語材料在感知水平上進(jìn)行的加工過程，它是由下而上的分析過程。 概念-驅(qū)動(dòng)則是在理解水平上進(jìn)行的加工過程，它是由上而下（從最高的結(jié)構(gòu)概念開始）的分析過程。 人類聽覺系統(tǒng)對(duì)聲音的解釋可幫助設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面中的語音界面,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),82,觸覺,Touch 或者

33、Haptic perception 觸覺在交互中的作用是不可低估的，尤其對(duì)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 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(duì)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(jì)。 動(dòng)覺的概念：對(duì)人的軀干和四肢的位置的感覺，主要由于人的關(guān)節(jié)處的感受器。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),83,認(rèn)知過程與交互設(shè)計(jì)原則,認(rèn)知涉及到多個(gè)特定類型的過程，包括： 感知和識(shí)別 注意 記憶 學(xué)習(xí) 閱讀 說話和聆聽 解題、規(guī)劃、推理和決策

34、 許多認(rèn)知過程是相互依賴的，一個(gè)活動(dòng)可同時(shí)涉及多個(gè)不同的過程，只涉及一個(gè)過程的情況非常罕見，例如人們?cè)谶x購商品時(shí)就涉及關(guān)注、感知、識(shí)別、說話、思考、決策等過程。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),84,注意,注意就是在某個(gè)時(shí)刻，從眾多可能的事物中選擇一個(gè)，并把精力集中在這個(gè)事物上。 注意的不同類型 視覺關(guān)注 聽覺關(guān)注 注意相關(guān)的因素 目標(biāo) 信息的表示形式,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),85,信息表示方法,信息的顯示方式對(duì)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。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),86,注意特點(diǎn)對(duì)界面設(shè)計(jì)的要求

35、,由人的關(guān)注特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面時(shí)應(yīng)做到。 信息的顯示應(yīng)醒目，以便執(zhí)行任務(wù)時(shí)使用，可使用動(dòng)畫圖形、彩色、下劃線，對(duì)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。,2020/7/17,2020/7/17,87,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),88,感知和識(shí)別,在結(jié)合不同的媒體時(shí)，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(dòng)畫時(shí)，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(jì)虛擬人物時(shí)，就應(yīng)該使其唇形與所說

36、的話同步，兩者之間的微小延遲都會(huì)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。 聲音應(yīng)足夠響亮而且可辨識(shí)，以便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(shí)，用戶應(yīng)能識(shí)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。,2020/7/17,例子：人臉識(shí)別心理實(shí)驗(yàn),人類的面像識(shí)別機(jī)制是否是完全不同于其他一般物體的識(shí)別？ 觀點(diǎn)一：有區(qū)別 （ a ）當(dāng)人臉是垂直方向時(shí)，它比其他物體更容易被人們所記得

37、； （ b ）人臉識(shí)別能力缺失癥患者的存在。患有此癥的人可以正常的識(shí)別其他物體，甚至可以正確的識(shí)別鼻子眼睛和嘴巴等面部器官，但是就是不能認(rèn)出熟悉的人臉，因此有理由懷疑其人臉識(shí)別功能區(qū)遭到了破壞。 結(jié)論：建議機(jī)器人臉識(shí)別的研究人員要更多的利用人臉對(duì)象的特定領(lǐng)域知識(shí)以便達(dá)到更加可靠、魯棒的識(shí)別。,2020/7/17,89,人機(jī)交互-原理與技術(shù),觀點(diǎn)二：無區(qū)別 人類大腦皮層中也不存在專門的人臉識(shí)別功能區(qū)，因此建議機(jī)器人臉識(shí)別的研究人員應(yīng)該更強(qiáng)調(diào)一般的識(shí)別框架的研究，而不應(yīng)該過多依賴于人臉自身的特定知識(shí)。,目前的多數(shù)機(jī)器人臉識(shí)別算法都較多的利用了人臉模式的 特定領(lǐng)域先驗(yàn)知識(shí)，形成特定的識(shí)別機(jī)制。,20

38、20/7/17,90,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人臉的感知是全局還是局部特征分析的結(jié)果,一般認(rèn)為全局和局部特征對(duì)人臉的感知和識(shí)別都是非常重要的，全局特征一般用來進(jìn)行粗略的匹配，而局部特征則可以提供更為精細(xì)的確認(rèn)。 如果存在某種奇特的局部特征，則全局的特征描述可能就用不到了，此局部特征會(huì)首先被用來確定身份。,2020/7/17,91,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人臉識(shí)別比其他物體識(shí)別需要更多的全局特征,撒切爾夫人,人臉倒轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),2020/7/17,92,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,93,人機(jī)交互-原理與技術(shù),不同面部特征對(duì)識(shí)別的重要性分析,一般認(rèn)為頭發(fā)，面部輪廓，眼睛和嘴巴對(duì)人臉的感知和記憶

39、是比較重要的。 而鼻子在側(cè)面人臉識(shí)別中的重要性比眼睛和嘴巴等特征高，因?yàn)樵趥?cè)面人臉中鼻子區(qū)域包含了若干個(gè)關(guān)鍵的特征點(diǎn)。,2020/7/17,94,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,95,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,96,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,97,人機(jī)交互-原理與技術(shù),不同面部特征對(duì)識(shí)別的重要性分析,在識(shí)別已經(jīng)見過但不熟悉的人臉時(shí)，外在和內(nèi)在特征都是必要的，但內(nèi)在特征占主導(dǎo)地位。,2020/7/17,98,人機(jī)交互-原理與技術(shù),不同面部特征對(duì)識(shí)別的重要性分析,2020/7/17,99,人機(jī)交互-原理與技術(shù),不同面部特征對(duì)識(shí)別的重要性分析,2020/7/

40、17,100,人機(jī)交互-原理與技術(shù),不同面部特征對(duì)識(shí)別的重要性分析,人臉的上半?yún)^(qū)域?qū)ψR(shí)別的重要性明顯比下半?yún)^(qū)域高。 對(duì)機(jī)器人臉識(shí)別的啟示是：在設(shè)計(jì)人臉識(shí)別分類器時(shí)，不同的面部區(qū)域?qū)ψ罱K的識(shí)別結(jié)果有不同的貢獻(xiàn)。,2020/7/17,101,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人物面部漫畫的啟示,一般來說，人物面部漫畫都是刻意夸大面部中最為突出的個(gè)性化特征，這些特征能進(jìn)一步加深我們對(duì)人物面部特征的認(rèn)識(shí)，從而使得我們更容易記住這些人臉。 畫家的做法,2020/7/17,102,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,103,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人物面部漫畫的啟示,給機(jī)器人臉識(shí)別的啟示是：我們?cè)谠O(shè)計(jì)識(shí)別算法時(shí)應(yīng)

41、該強(qiáng)調(diào)提取那些”與眾不同”的個(gè)性化特征。例如，基于線性判別分析的人臉識(shí)別方法就是試圖盡可能提取不同人臉之間的差別特征用于最終的識(shí)別。,2020/7/17,104,人機(jī)交互-原理與技術(shù),特殊性對(duì)人臉識(shí)別的影響,2020/7/17,105,人機(jī)交互-原理與技術(shù),特殊性對(duì)人臉識(shí)別的影響,2020/7/17,106,人機(jī)交互-原理與技術(shù),特殊性對(duì)人臉識(shí)別的影響,研究表明，那些獨(dú)特的臉比一般的大眾化臉更容易和更快地被記住和識(shí)別。當(dāng)需要判斷一個(gè)物體是否是人臉時(shí)，辨別一張獨(dú)特的臉?biāo)璧臅r(shí)間比辨別一張大眾化臉?biāo)枰臅r(shí)間較少一些。,2020/7/17,107,人機(jī)交互-原理與技術(shù),光照對(duì)人臉識(shí)別的影響,光照的

42、變化會(huì)大大影響人臉的外觀，從而影響識(shí)別的性能。 現(xiàn)代人臉識(shí)別技術(shù)的多項(xiàng)測(cè)試都表明光照變化仍是實(shí)用人臉識(shí)別系統(tǒng)的瓶頸之一。人們很早就注意到底片的人臉難以識(shí)別。而最近的研究則進(jìn)一步表明：對(duì)于下方光源照明的人臉也存在識(shí)別困難。這很可能與人類很難見到這類人臉模式因而對(duì)他們的學(xué)習(xí)不足有關(guān)。,2020/7/17,108,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,109,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,110,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,111,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,112,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人臉識(shí)別是視角不變的識(shí)別過程嗎？,視覺物體識(shí)別的許多工作都可以歸到一

43、個(gè)理論框架中，即物體的不同視角的表觀都是以一種視角不變的描述符進(jìn)行分析的。 但是，最近出現(xiàn)了一些爭(zhēng)論，即物體識(shí)別是否真的是視角不變的？ 一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，人臉的記憶是高度依賴視角的。 從一個(gè)側(cè)面視角到另外一個(gè)側(cè)面視角的推廣效果很差，但是從一個(gè) 3/4 視角到另外一個(gè) 3/4 視角側(cè)的推廣效果卻很好。在實(shí)際設(shè)計(jì)自動(dòng)人臉識(shí)別算法時(shí)，人臉姿勢(shì)的變化是一個(gè)很大的影響因素。 這是目前人臉識(shí)別研究面臨的另一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的問題。,2020/7/17,113,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,114,人機(jī)交互-原理與技術(shù),2020/7/17,115,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人臉識(shí)別心理實(shí)驗(yàn),2020/7

44、/17,116,人機(jī)交互-原理與技術(shù),感知和識(shí)別,感知通道的可靠性 多通道感知的重要性,2020/7/17,117,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),118,記憶,記憶就是回憶各種知識(shí)以便采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。記憶過程中有三個(gè)環(huán)節(jié)： 識(shí)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，提取越困難。,2020/7/17,識(shí)記,廣告詞設(shè)計(jì) 味道好極了雀巢咖啡 讓我們做得更好菲力普

45、 我們一直在努力愛多 牛肉哪去了某快餐店的漢堡食品 維維豆奶, 歡樂開懷維維集團(tuán) 我的眼里只有你娃哈哈純凈水 送禮就送腦白金腦白金,2020/7/17,119,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),120,減輕記憶負(fù)擔(dān),人的識(shí)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,2020/7/17,Window xp 搜索界面,信息檢索的兩大過程： 定向回憶 掃描識(shí)別,人機(jī)交互-原理與技術(shù),121,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),122,交互設(shè)計(jì)原則,綜上所述，考慮人的記憶特點(diǎn)，進(jìn)行交互設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的問題有： 應(yīng)考慮用戶的記憶能力，勿使用

46、過于復(fù)雜的任務(wù)執(zhí)行步驟。 由于用戶長(zhǎng)于“識(shí)別”而短于“回憶”，所以在設(shè)計(jì)界面時(shí)，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(shí)間戳、圖標(biāo)等，幫助用戶記住它們的存放位置。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),123,問題解決,問題解決的過程一般包括理解問題、制訂計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、檢驗(yàn)結(jié)果四個(gè)步驟。 要考慮做什么、有那些選擇、執(zhí)行某個(gè)活動(dòng)會(huì)有什么結(jié)果？ Eg:淘寶 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(duì)應(yīng)用和技能的掌握程度。 設(shè)計(jì)時(shí)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

47、。,2020/7/17,場(chǎng)依存性vs.場(chǎng)獨(dú)立性,美國(guó)心理學(xué)家威特金（HAWitkin）-知覺研究： 將人劃分為場(chǎng)依存性和場(chǎng)獨(dú)立性兩種類型 場(chǎng)依存性的人 獨(dú)立性差，并且容易受暗示；比較容易受當(dāng)時(shí)環(huán)境中的其它事物（包括知覺者本身的狀況）的影響，很難離析出知覺單元 傾向于以外在參照（客觀事物）作為信息加工的依據(jù)； 場(chǎng)獨(dú)立性的人 有較大的獨(dú)立性，并且不易受暗示；比較少受知覺當(dāng)時(shí)的情境影響，比較易于離析出知覺單元 傾向于更多地利用內(nèi)在參照（主體感覺）,2020/7/17,124,人機(jī)交互-原理與技術(shù),場(chǎng)依存性vs.場(chǎng)獨(dú)立性,大多數(shù)人處于場(chǎng)依存性和場(chǎng)獨(dú)立性之間，或多或少地處于中間狀態(tài) 垂直知覺問題 鑲嵌圖

48、形測(cè)驗(yàn),2020/7/17,125,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),126,語言處理閱讀、說話、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(shí)，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(shí)性的。若第一次閱讀不理解，可以再讀一遍，但對(duì)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，而口頭語言常常不符合語法。,2020/7/17,人機(jī)交互-原

49、理與技術(shù),127,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(shí)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。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),128,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(jì)時(shí)應(yīng)注意： 盡量減少語音菜單、命

50、令的數(shù)目。研究表明：人們很難掌握超過三四個(gè)語音選項(xiàng)的菜單的使用方法，人們也很難記住含有多個(gè)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(shí)不影響格式，以方便難以閱讀小字體的用戶。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),129,影響認(rèn)知的因素1-情感的影響,人的行為非常復(fù)雜，情感因素會(huì)影響人的感知和認(rèn)知能力 如積極的情感會(huì)使人的思考更有創(chuàng)造性、解決復(fù)雜問題的能力更強(qiáng)； 而消極的情感使人的思考更加片面，還會(huì)影響其他方面的感知和認(rèn)知能力； 當(dāng)一個(gè)人處于放松狀態(tài)時(shí)，推理、判斷能力會(huì)比較強(qiáng)； 而當(dāng)他緊張、受到挫折或感到害怕時(shí)，正常的推理、

51、判斷能力就會(huì)受到影響。 當(dāng)一個(gè)人處于積極的情感狀態(tài)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)中的交互設(shè)計(jì)缺陷可能不會(huì)太在意，但這決不能成為可以設(shè)計(jì)一個(gè)較差的交互系統(tǒng)的理由； 一個(gè)差的交互系統(tǒng)，會(huì)反過來影響一個(gè)人的情緒，從而影響他解決問題的能力； 一個(gè)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(duì)性地進(jìn)行交互的設(shè)計(jì)。,2020/7/17,影響認(rèn)知的因素1-情感的影響,人的行為非常復(fù)雜，情感因素會(huì)影響人的感知和認(rèn)知能力 避免使人產(chǎn)生疲勞的界面：視覺畫面帶來的眼睛的疲勞，反復(fù)的動(dòng)作產(chǎn)生的身體和腦力的疲勞等； 異常行為的判斷：如用戶快速敲擊鼠標(biāo)； 關(guān)鍵動(dòng)作時(shí)的有意識(shí)的提醒：真的要這樣做嗎？ 情感計(jì)算和交流,202

52、0/7/17,130,人機(jī)交互-原理與技術(shù),人機(jī)交互-原理與技術(shù),131,影響認(rèn)知的因素2-個(gè)體的差異,進(jìn)行交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還不應(yīng)該忘記人是存在個(gè)性差異的。 長(zhǎng)期的，如性別、體力和智力水平； 短期的，如壓力和情感因素對(duì)人的影響； 隨時(shí)間變化的，如人的年齡等。 人的個(gè)性的差異應(yīng)該在進(jìn)行人機(jī)交互設(shè)計(jì)時(shí)被充分考慮。明確地排除某類人作為系統(tǒng)的用戶是極端的，如現(xiàn)有的強(qiáng)調(diào)圖形界面的交互設(shè)計(jì)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。 兒童界面的程序（金山畫王） 考慮針對(duì)女性的界面，老年人的界面，智障人士的用戶界面特點(diǎn),2020/7/17,2020/7/17,132,人機(jī)交互-原理與技術(shù)

53、,人機(jī)交互-原理與技術(shù),133,概念模型及對(duì)概念模型的認(rèn)知,概念模型 指的是一種用戶能夠理解的系統(tǒng)描述，它使用一組集成的構(gòu)思和概念，描述系統(tǒng)做什么、如何運(yùn)作、外觀如何等。 設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)概念模型的關(guān)鍵過程有兩個(gè)階段 首先是了解用戶任務(wù)需求； 然后選擇交互方式，并決定采用何種交互形式 是使用菜單系統(tǒng) 是使用語音輸入 命令式的系統(tǒng),2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),134,概念模型的迭代開發(fā)過程,一個(gè)完整的概念模型也是一步步充實(shí)起來的，可以使用各種方法，通過不斷的與用戶交流，逐步完善交互系統(tǒng)的概念模型 ，主要包括如下幾個(gè)步驟 草擬構(gòu)思； 情節(jié)串聯(lián)法； 描述可能的場(chǎng)景； 設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)。,202

54、0/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),135,對(duì)概念模型的認(rèn)知,Norman提出了一個(gè)用于說明“設(shè)計(jì)概念模型”與“用戶理解模型”之間關(guān)系的框架,設(shè)計(jì)模型設(shè)計(jì)師設(shè)想的模型，說明系統(tǒng)如何運(yùn)作 系統(tǒng)映像系統(tǒng)實(shí)際上如何運(yùn)作 用戶模型用戶如何理解系統(tǒng)的運(yùn)作,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),136,幾種認(rèn)知概念框架,從人們不同的認(rèn)知特點(diǎn)，討論用戶如何理解系統(tǒng)概念模型，它們是 思維模型 信息處理模型 外部認(rèn)知模型 分布式認(rèn)知模型,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),137,思維模型,思維模型 人們?cè)趯W(xué)習(xí)和使用系統(tǒng)的過程中，積累了有關(guān)如何使用系統(tǒng)的知識(shí) 在一定程度上，也積累了有關(guān)系統(tǒng)如何工作的知識(shí) 在認(rèn)知心理學(xué)中，思維模型被認(rèn)為是外部世界的某些因素在人腦中的反映 掌握和運(yùn)用思維模型使人們能夠進(jìn)行推測(cè)和推理 思維模型牽涉到兩個(gè)過程“構(gòu)建”和“運(yùn)用” 人們既可能進(jìn)行有意識(shí)的思維處理，也可能進(jìn)行無意識(shí)的思維處理。,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),138,思維模型用以指導(dǎo)交互的重要性,錯(cuò)誤的思維模型帶來錯(cuò)誤的思維模式 互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁瀏覽時(shí)的錯(cuò)誤思維模式 不停地按鼠標(biāo) 不停的刷新頁面,2020/7/17,人機(jī)交互-原理與技術(shù),139,正確的思維模型的建立,用戶開發(fā)的思維模型應(yīng)與設(shè)計(jì)人員開發(fā)的概念模型