人机界面设计.pptx

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1、会计学1人机界面设计人机界面设计主要内容主要内容主要内容主要内容 1.人机界面概述 3.人机界面设计的测试与评价 2.硬件人机界面设计第1页/共50页第一节人机界面概第一节人机界面概述述一、定义 人机界面是人与机器进行交互，即用户与机器互相传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出。第2页/共50页1.广义人机界面第3页/共50页2.狭义人机界面 狭义的人机界面是指计算机系统中的人机界面(HumanComputer Interface，HCI)，称人机接口、用户界面（UserInthce)，它是计算机科学中最年轻的分支之一。人机界面是计算机科学与心理学、图形艺术、认知科学和人机工程学的交叉研究领

2、域，是人与计算机之间传递和交换信息的媒介，是计算机系统向用户提供的综合操作环境。第4页/共50页 3、人机交互（人机界面学的一个分支）用户与计算机系统相互之间的通信。实现人与计算机之间通信的硬、软件系统即为交互系统。这里的“交互”即信息交换，包括计算机通过输出或显示设备给人提供信息，以及人通过输入设备向计算机输入有关信息。信息交换的形式有多种方式，如键盘、鼠标、显示屏幕上的符号或图形，也可以用声音、姿势或身体的动作等。第5页/共50页二、人机界面学的起源1、面向人的科学 人机界面学中面向人的知识和方法主要来自于人机工程学、心理学、哲学、生物学、医学等。第6页/共50页 2、面向计算机的学科 面

3、向计算机系统的知识和方法主要来源于物理、电学和电子工程、控制工程、系统工程、信息论和数理逻辑等。它们分别构成了现代计算机工业的两大基础领域：硬件工程和软件工程。第7页/共50页三、人机界面的发展1、硬件人机界面学的发展 工业革命 电子技术的出现 信息革命。18世纪末 20世纪40年代 网络技术的发展 机器机械 电子技术 信息化浪潮 设计风格出现设计风格出现 结合人机工程学结合人机工程学 非物质化、信息化非物质化、信息化第8页/共50页 2 2、软件人机界面学的发展、软件人机界面学的发展 计算机技术的迅速发展，人机界面学也随之迅速地发展起来。图形技术和图形用户界面技术的出现，启动了微型计算机蓬勃

4、发展的大潮流。人机界面保持“简单、自然、友好、方便、致”由此人文因素成为计算机产品中越来越突出的问题。第9页/共50页一、人机界面设计一、人机界面设计程序程序第二节第二节 硬件人机界面设计硬件人机界面设计第10页/共50页第11页/共50页二、人机界面输入装置二、人机界面输入装置1 1、键盘、键盘 键盘主要研究两个方面的问题：键盘的布局及键盘键盘主要研究两个方面的问题：键盘的布局及键盘的外型尺寸。的外型尺寸。现有键盘存在四个方面的问题。现有键盘存在四个方面的问题。键盘的外型尺寸影响人的操作和人体的生理健康。键盘的外型尺寸影响人的操作和人体的生理健康。2 2、鼠标、鼠标 鼠标的两种基本操作；鼠标

5、的两种基本操作；鼠标的操作方式鼠标的操作方式3 3、触摸屏、触摸屏触摸屏的操作简单、直观、方便，适用于公共场所。触摸屏的操作简单、直观、方便，适用于公共场所。4 4、光笔、光笔第12页/共50页三、人机界面输出装置包括视觉输出设备和听觉输出设备1、视觉显示器、视觉显示器1 1）视觉显示器的类型）视觉显示器的类型 2 2）影影响响显显示示器器的的因因素素显显示示器器特特点点、照照明明条条件件、外外界界环境、字符显示格式、显示屏显示布局等环境、字符显示格式、显示屏显示布局等2 2、语音合成系统、语音合成系统 1 1）语语音音合合成成系系统统的的功功能能将将计计算算机机中中任任意意出出现现的的文文字

6、字转换成自然流畅的语音输出。转换成自然流畅的语音输出。2 2）语音合成系统的局限性）语音合成系统的局限性第13页/共50页常用显示技术的比较、选择第14页/共50页 飞利浦47英寸RGB LED背光高清液晶电视爱普生采用有机EL显示屏的样机 LCD/PDP/EL三派竞争与去年不同，LCD和PDP两强分割江山的局面被打破，有机EL显示技术成为第三股强劲势力投入平板显示竞争中。厚度为0.52mm的有机EL显示屏 第15页/共50页 有机发光显示器（Organic Light-Emitting Diode Display，OLED），根据使用基板的材质不同，OLED器件可以分为硬屏和软屏。与用玻璃作

7、为基板的普通OLED显示器相比，柔软OLED（Flexible OLED，FOLED）显示器有许多优势：可卷曲和折叠、更轻更薄、防撞击等。OLED:平板显示的明日之光爱普生8英寸有机EL显示屏第16页/共50页三星14英寸AMOLED显示屏厚度为0.37mm的AMOLED显示屏 0.29mm第17页/共50页LG.飞利浦19.8mm厚的42英寸Full HD高清液晶电视第18页/共50页第19页/共50页第20页/共50页第21页/共50页第三节第三节第三节第三节 人机界面设计的测试与评价人机界面设计的测试与评价人机界面设计的测试与评价人机界面设计的测试与评价 人机界面评价就是把构成人机人机界

8、面评价就是把构成人机界面的软、硬件系统按其界面的软、硬件系统按其性能性能、功能功能、界面形式界面形式、可使用性可使用性等方面与某种预等方面与某种预定的标准进行比较，对其作出评价。定的标准进行比较，对其作出评价。第22页/共50页一、人机界面设计测试和评价的意义一、人机界面设计测试和评价的意义 对用户界面的测试和评价可以起到以下作用对用户界面的测试和评价可以起到以下作用:(1)(1)降低降低产品或者系统技术支持的产品或者系统技术支持的费用费用，缩短最终用户，缩短最终用户训练时间；训练时间；(2)(2)减少减少由于用户界面问题而引起的由于用户界面问题而引起的软件修改和改版问软件修改和改版问题题：(

9、3)(3)使产品的使产品的可用性增强可用性增强，用户易于使用；，用户易于使用；(4)(4)更更有效有效地地利用利用计算机系统计算机系统资源资源；(5)(5)帮助系统设计者更深刻地领会以帮助系统设计者更深刻地领会以“用户为核心用户为核心”的的设计原则；设计原则；(6)(6)在界面测试与评价过程中在界面测试与评价过程中形成形成的一些评价标准和设的一些评价标准和设计原则对界面设计计原则对界面设计有宜导作用有宜导作用。第23页/共50页二、设计准则二、设计准则 设计准则应考虑以下几方面的问题：(1)系统前后的一致性；(2)菜单选择方式及可选项内容、填表、(3)提示、反馈、出错信息的内容；(4)各种术语

10、、缩写、图符的内容、式样、对齐方式等的定义(5)色彩、亮度、闪烁、负象图等技术的使用；(6)各种输入输出设备的类型和使用；第24页/共50页(7)7)响应时间和显示速率：响应时间和显示速率：(8)(8)命令语言的语义、语法、命令语言的语义、语法、(9)(9)系统控制的灵活性；系统控制的灵活性；(10)(10)系统满足适当的功能：系统满足适当的功能：(11)(11)可编程的功能键的使用可编程的功能键的使用(12)(12)出错显示和恢复；出错显示和恢复；(13)(13)联机帮助和指导；联机帮助和指导；(14)(14)培训和参考资料。培训和参考资料。第25页/共50页 三、人机界面的测试 在把系统推

11、向市场之前，必须对系统各组成部分进行多次大小规模的先期测试。测试的一种形式是让领域专家使用该系统。常用的形式是选择预期的用户团体，试验对象必须具有代表性。针对不同的用户群体(如开发人员还是最终用户等)，制定精细的验收准则。在测试过程中尽早发现问题，即使是很小的缺陷，诸如拼写错误或前后不一致的布局也要尽快修改，使之最大限度地满足用户的需求。第26页/共50页四、界面设计评价四、界面设计评价1 1、界面设计评价指标、界面设计评价指标 对于任何人机界面的评价均可以使用不同的三类评价指标，它们是：对于任何人机界面的评价均可以使用不同的三类评价指标，它们是：1 1）设计）设计功能功能的评价的评价 着着重

12、重评评价价系系统统实实现现的的功功能能、待待性性、硬硬件件环环境境等等是是否否满满足足用用户户的的需需求求。它它通通常常由由两两条条途途径径来来实实现现，一一种种是是面面向向用用户户的的(任任务务方方法法)另另一种是面向系统的一种是面向系统的(特性方法特性方法)。2 2）设计）设计效果效果的评价的评价 着着重重鉴鉴别别界界面面设设计计时时用用户户以以及及用用户户与与系系统统交交互互的的影影响响，尤尤其其注注重重用户需要多大的努力才能方便地运用系统的功能。用户需要多大的努力才能方便地运用系统的功能。3)3)设计设计问题问题的诊断的诊断 专专门门诊诊断断在在系系统统的的使使用用过过程程中中出出现现

13、的的设设计计错错误误和和问问题题问问题题范范围围的的一一种种系系统统化化方方法法。它它和和效效果果评评价价的的不不同同点点在在于于作作用用。一一般般地地，它它们们通通过过人人机机之之间间的的交交互互对对话话来来观观察察界界面面没没有有预预料料的的转转折折时时，确确认认并并调调查交互时产生的错误。查交互时产生的错误。第27页/共50页2、界面设计评价形式 1）从设计评价的主体区分 消费者、生产经营者、设计师、主管部门评价的侧重点不同，在实际评价中应尽量综合考虑这四个方面的因素。2）从评价的性质区分 根据性质可分为定性评价和定量评价。3）从评价的过程区分 根据评价过程可以分为理性评价和直觉评价。评

14、价过程都是理性和感性相互结合的。第28页/共50页第29页/共50页第30页/共50页第31页/共50页第32页/共50页2 2、界面设计评价形式、界面设计评价形式1 1）从设计评价的主体区分）从设计评价的主体区分 消消费费者者的的评评价价多多考考虑虑价价格格、使使用用性性、安安全全性性、可可靠靠性性、审审美美性性等等问问题题。生生产产经经营营者者的的评评价价多多从从成成本本、利利润润、可可行行性性、加加工工性性、生生产产周周期期、销销售售前前景景等等方方面面着着眼眼。而而设设计计师师多多从从社社会会效效果果、环环境境，与与人人们们生生活活方方式式提提升升的的关关系系、宜宜人人性性、使使用用性

15、性、审审美美价价值值、时时代代性性等等综综合合性性能能上上加加以以评评价价。至至于于主主管管部部门门的的评评价价，在在标标准准和和范范围围上上一一般般较较接接近近于于设设计计师师的的评评价价，但但更更偏偏重重于于方方案案的的先先进进性性和和社社会会性性，其其评评价价的的对对象象多多为为产产品品形形式。式。在实际评价中，应尽量综合考虑这四个方面的因素。在实际评价中，应尽量综合考虑这四个方面的因素。2 2）从评价的性质区分）从评价的性质区分 根根据据性性质质可可分分为为定定性性评评价价和和定定量量评评价价。定定性性评评价价是是指指对对一一些些非非计计量量性性的的评评价价项项目目，如如审审美美性性、

16、舒舒适适性性、创创造造性性等等进进行行评评价价：定定量量评评价价则则是是指指对对那那些些可可以以计计量量的的评评价价项项目目，如如成成本本、技技术术性性能能(可可以以用用参参数数和和参参数值表示数值表示)等所进行的评价。等所进行的评价。3 3）从评价的过程区分）从评价的过程区分 根根据据评评价价过过程程可可以以分分为为理理性性评评价价和和直直觉觉评评价价。例例如如，在在价价格格或或者者成成本本上上，方方案案便便宜宜，这这种种判判断断是是理理性性的的；对对于于色色彩彩问问题题，认认为为红红色色较较蓝蓝色色好，则是宜来说，评价过程都是理性和感性相互结合的。好，则是宜来说，评价过程都是理性和感性相互

17、结合的。第33页/共50页第三节第三节 软件人机界面设软件人机界面设计计一、人机界面的用户分析1 1、用户分类、用户分类根据用户是否培训可分为：受训用户未受训用户根据用户使用目的可分为：最终用户应用开发用户系统开发维护用户根据用户个性可分为：外向型和内向型感知型和直觉型理解型和智慧型根据用户是否为程序员可分为：应用程序员用户系统程序员用户非程序员用户根据用户对计算机系统的熟悉程度、与应用领域的专业水平、使用计算机的频率可分为：偶然型用户生疏型用户熟练型用户专家型用户第34页/共50页2、用户模型 1）用户概念模型用户心理模型 2）用户任务模型用户未完成各种任务采取的有目的的行动过程 3)用户知

18、识模型描述用户意识到的概念和学习到的技巧，由每个用户的知识形成的。4)用户特性模型 5)设计者模型设计者所理解的用户对系统的认识和期望 6)系统模型实际系统结构中所包含的用户模型。第35页/共50页二、软件人机界面的类型 程序控制界面 数据输入界面 交互输出界面第36页/共50页1、程序控制界面设计 其作用是接收用户命令，完成对计算机系统运行的控制。它包括命令语言、菜单、功能键、直接操纵、图符、窗口、自然语言等类型的界面。n n1）命令语言界面设计专家型用户n n2）菜单界面设计n n3)直接操纵和WIMP设计n n4）功能键界面设计第37页/共50页2、数据输入界面设计n n1）数据输入的原

19、则 数据输入一致性、使用户输入减至最小、为用户提供信息反馈、用户输入灵活性、提供错误检测和修改机构n n2）数据输入方式n n3）填表输入界面设计 第38页/共50页3、交互输出界面设计n n1）相应时间n n2）显示速率n n3）帮助界面设计n n4）出错处理的设计第39页/共50页三、软件人机界面的开发1、开发过程n n1）定义阶段n n2）构造阶段n n3）维护阶段第40页/共50页n n2、开发所考虑问题 众所周知，软件是一种工具，而软件与人的信息交换是通过界面来进行的，所以界面的易用性和美观性就变得非常重要了，这就需要好好利用人机界面设计的原则及设计的方法。一般来说，完成软件人机界面

20、设计需考虑以下问题：n n1）界面总体布局设计 n n2）操作流程设计n n3）工作界面舒适性设计n n4）整体规划 n n5）正规的分析规划第41页/共50页3设计评价方法1）经验性评价方法 当方案不多，问题不太复杂2）数学分析类评价方法运用数学工具进行分析、推导和计算，得到定量的评价参数的评价方法。如名次记分法、评分法、技术经济法及模糊评价法等。3）试验评价方法较重要的方案环节，参数准确，但代价较高。4）虚拟仿真评价方法 第42页/共50页1.3人与机的不同特人与机的不同特点点3人与机的不同特点在人机系统设计中，首先要按照科学的观点分析人和机器各自所具有的不同特点，以便研究人与机器的功能分

21、配，从而扬长避短，各尽所长，充分发挥人与机器的各自优点；从设计开始就尽量防止产生人的不安全行动和机器的不安全状态，做到安全生产。人与机器的不同特点见表91。第43页/共50页表表91人与机的不人与机的不同特点同特点(a)机器人检测物理量的检测范围广泛而准确；能够检测到人所不能检测的电磁波。感觉器官：具有同认识直接联系的高度检测能力。没有固定的标准值，易产生飘移。具有味觉、嗅觉和触觉。操作速度、精度、力与功率的大小、操作范围和耐久性比人远为优越；对液体的、气体的、粉状体的处理技巧比人优越，但是对于柔软物体的处理不及人。操作器官：特别是手具有非常多的自由度，并且各自由度能够极其巧妙地协调控制，可做

22、多种运动。来自视觉、听觉、变位和重量的感觉等高级信息，被完美地反射到操作器官的控制，从而进行高级的运动。第44页/共50页表表91人与机的不人与机的不同特点同特点(b)信息处理按照预先安排的程序，对于精度、正确的操作数据处理而言，人不如机器；记忆准确，经久不忘；记忆不太多的时候，取出速度快。认识、思维和判断；具有发现、归纳特征的本领，特性的认识、联想和发明创造等高级思维活动；丰富的记忆、高度的经验。耐久性、维修性、持续性有必要适当地维修；对于连续的、单调的操作作业也能持久。必须适当地休息、休养、保健和娱乐，难以长时间地维持一定的紧张程度，不宜于做缺乏刺激及无用的单调作业。第45页/共50页表表

23、91人与机的不人与机的不同特点同特点(c)可靠性与成本有关。按照适当的设计而制造的机器完成预先规定作业的可靠性高，但对于预想之外的情况则完全无能为力；特性一定、完全没有变化。在突然紧急状态下完全不能应付的可能性大。作业因意欲、责任心、体质或精神上的健康情况等心理或生理条件而变化；易于出现意外的差错；不仅在个性上有差别，而且在经验上也不相同，并且能影响他人；若时间富裕、精力充沛，则处理预想之外的事情也就多。联络和人之间的联络及其方法极其有限。和人之间的联络容易；人与人之间关系的管理很重要。第46页/共50页表表91人与机的不人与机的不同特点同特点(d)效率若具备复杂功能，则重量增加并要有大的功率

24、；应按照适用的目的设计必要机能，避免浪费；即使万一发生损坏也没有关系，因此可在危险环境下使用。相当于一台轻小型的机器，功率在100W以下；必须饮食；必须进行教育和训练；对于安全必须采取万无一失的处置。柔软性、适应能力对于专用机器而言，不可能改变用途；容易做合理化的处理。由于教育、训练能够适应处理多方面困难。第47页/共50页表表91人与机的不人与机的不同特点同特点(e)成本购置费和运行维修费；机器一旦不能使用时，失去的仅仅是这台机器的价值。除了工资之外，必须考虑福利卫生和家属等；意外时可能失去生命。其他人具有独特的欲望，希望被人重视；必须生活在社会之中，不然，由于孤独感、疏远感就会影响工作能力；个人之间差别大；人的尊严、人道主义。第48页/共50页3.3人机界面设计人机界面设计3人机界面设计 在人机系统中，人机界面是连接人与机器的重要通道。因此，人机界面设计，首要的是人与机器的信息交流过程中的准确性、可靠性及有效度。操纵装置与显示装置是人机界面的典型部件。现以这一控制显示系统的设计为例，阐明人机界面设计的程序，见图9-5。第49页/共50页