人機交互 第1章-緒論

為什么開這門課???視頻1：空間虛擬操作系統(tǒng)G-Speak視頻2：Siri一則應聘廣告

交互設計師工作職責：負責百度商業(yè)產(chǎn)品的交互設計工作根據(jù)需求和用戶研究的結果，完成界面的信息架構、流程設計和原型設計，提高產(chǎn)品的易用性對現(xiàn)有產(chǎn)品的可用性測試和評估，提出改進方案，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品的用戶體驗編寫界面交互設計文檔，維護和更新界面設計標準和規(guī)范

職位要求：對互聯(lián)網(wǎng)有強烈興趣并具有一定的商業(yè)靈敏度有3年以上的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)交互設計工作經(jīng)驗，人機交互、心理學、軟件工程、工業(yè)設計或相關設計學科的學歷有良好的口頭表達能力和跨團隊協(xié)作能力參考書《人機交互基礎教程》孟祥旭清華大學出版社《簡約至上:交互式設計四策略》科爾伯恩(GilesColborne)

人民郵電出版社《用戶界面設計:有效的人機交互策略(第5版)》施耐德曼(BenShneiderman)

普萊薩特(CatherinePlaisant)

/課時安排學時40學時授課24學時上機16學時（軟件學院機房）成績評定平時成績20%，考試成績80%第一章緒論內(nèi)容摘要人機交互的概念人機交互的研究內(nèi)容人機交互的發(fā)展歷史人機交互的應用人機交互（Human-ComputerInteraction，HCI）是關于設計、評價和實現(xiàn)供人們使用的交互式計算機系統(tǒng)，且圍繞這些方面的主要現(xiàn)象進行研究的學科（ACMSIGCHI，1992，第6頁）狹義的講，人機交互技術主要是研究人與計算機之間的信息交換，它主要包括人到計算機和計算機到人的信息交換兩部分。它涉及到計算機科學、心理學、認知科學和社會學以及人類學等諸多學科，是信息技術的一個重要組成部分，并將繼續(xù)對信息技術的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。人機界面（Human-MachineInterface，HMI）作為計算機系統(tǒng)的重要組成部分，主要是指人類與計算機系統(tǒng)之間的通信方式，它是人機雙向信息交換的支持軟件和硬件。ps:win8界面交互設計（InteractionDesign）指的是“設計支持人們?nèi)粘９ぷ髋c生活的交互產(chǎn)品”，具體的講就是關于創(chuàng)建新的用戶體驗的問題，其目的是增強和擴充人們工作、通訊及交互的方式。人機交互與其他學科的關系人機交互技術與認知心理學、人機工程學、多媒體技術和虛擬現(xiàn)實技術密切相關。其中，認知心理學與人機工程學是人機交互技術的理論基礎，而多媒體技術和虛擬現(xiàn)實技術與人機交互技術相互交叉和滲透，其關系如圖1-1所示。圖1-1人機交互與其他相關學科的關系人機交互技術認知心理學人機工程學多媒體技術虛擬現(xiàn)實技術認知心理學認知心理學（CognitivePsychology）是20世紀50年代中期在西方興起的一種心理學思潮，在20世紀70年代成為西方心理學的一個主要研究方向。它研究人的高級心理過程，主要是認識過程，如注意、知覺、表象、記憶、思維和語言等，從心理學的觀點研究人機交互的原理。

人機工程學人機工程學是運用生理學、心理學和醫(yī)學等有關知識，研究人、機器、環(huán)境相互間的合理關系，以保證人們安全、健康、舒適地工作，從而提高整個系統(tǒng)工效的新興邊緣科學。

經(jīng)典的人機工程學稱為硬件人機工程學，主要集中在對人體能力、人體限制及其他與設計相關的人體特性信息的應用，以滿足設計、分析、測試與評價、標準化，以及系統(tǒng)控制的要求。軟件人機工程學（SoftwareErgonomics）研究軟件和軟件界面，側重于運用和擴充軟件工程的理論和原理，對軟件人機界面進行分析、描述、設計和評估等。微軟人體工學鍵盤NaturalKeyboard多媒體技術一般的，多媒體技術是指將正文、聲音、圖形、靜止圖像、動態(tài)圖像等與計算集成在一起的技術。多媒體技術通過引入動畫、音頻、視頻等動態(tài)媒體。虛擬現(xiàn)實技術虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，VR）就是借助于計算機技術及硬件設備，建立高度真實感的虛擬環(huán)境，使人們通過視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺等感官在其中看、聽、觸、聞起來像真實的，以產(chǎn)生身臨其境的感覺的一種技術。虛擬現(xiàn)實技術有別于其他計算機應用技術的三個鮮明特征：真實感、沉浸感和交互性。其中，自然和諧的交互方式是虛擬現(xiàn)實技術的一個重要研究內(nèi)容，其目的是使人能以聲音、動作、表情等自然方式與虛擬世界中的對象進行交互。目前，人們除了致力于研究開發(fā)友好的用戶界面，還發(fā)明了大量的三維交互設備，如立體眼鏡、WorkBench、頭盔式顯示器、洞穴式立體顯示器（CAVE）、墻式大屏幕立體顯示器、數(shù)據(jù)服裝、位置跟蹤器、眼動跟蹤器、觸覺和力反饋裝置、三維掃描設備、三維鼠標、三維跟蹤球、三維游戲桿、數(shù)據(jù)手套等。

人機交互界面表示模型與設計方法（ModelandMethodology）一個交互界面的好壞，直接影響到軟件開發(fā)的成敗。友好人機交互界面的開發(fā)離不開好的交互模型與設計方法。因此，研究人機交互界面的表示模型與設計方法，是人機交互的重要研究內(nèi)容之一?？捎眯苑治雠c評估（UsabilityandEvaluation）可用性是人機交互系統(tǒng)的重要內(nèi)容，它關系到人機交互能否達到用戶期待的目標，以及實現(xiàn)這一目標的效率與便捷性。人機交互系統(tǒng)的可用性分析與評估的研究主要涉及到支持可用性的設計原則和可用性的評估方法等。1.2人機交互研究內(nèi)容多通道交互技術（Multi-Modal）在多通道交互中，用戶可以使用語音、手勢、眼神、表情等自然的交互方式與計算機系統(tǒng)進行通信。多通道交互主要研究多通道交互界面的表示模型、多通道交互界面的評估方法以及多通道信息的融合等。其中，多通道信息整合是多通道用戶界面研究的重點和難點。認知與智能用戶界面（IntelligentUserInterface，IUI）智能用戶界面的最終目標是使人機交互和人－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知與智能用戶界面需要解決的重要問題。1.2人機交互研究內(nèi)容群件（Groupware）群件是指幫助群組協(xié)同工作的計算機支持的協(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)務過程自動化與協(xié)調，以及人和過程之間的交互活動等。目前與人機交互技術相關的研究主要包括：群件系統(tǒng)的體系結構、計算機支持交流與共享信息的方式、交流中的決策支持工具、應用程序共享以及同步實現(xiàn)方法等內(nèi)容。Web設計（Web-Interaction）重點研究Web界面的信息交互模型和結構，Web界面設計的基本思想和原則，Web界面設計的工具和技術，以及Web界面設計的可用性分析與評估方法等內(nèi)容。1.2人機交互研究內(nèi)容移動界面設計（MobileandUbicomp）移動計算（MobileComputing）、普識計算（UbiquitousComputing）等對人機交互技術提出了更高的要求，面向移動應用的界面設計問題已成為人機交互技術研究的一個重要應用領域。針對移動設備的便攜性、位置不固定性和計算能力有限性以及無線網(wǎng)絡的低帶寬高延遲等諸多的限制，研究移動界面的設計方法，移動界面可用性與評估原則，移動界面導航技術，以及移動界面的實現(xiàn)技術和開發(fā)工具，是當前的人機交互技術的研究熱點之一。1.2人機交互研究內(nèi)容Example交互在這個階段確立文摘：交互設計需要考慮的一些事

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分析產(chǎn)品需求產(chǎn)品用戶體驗設計瞄準具體的用戶群體人機交互的發(fā)展過程，也是人適應計算機到計算機不斷地適應人的發(fā)展過程。它經(jīng)歷了幾個階段：圖形用戶界面自然和諧的交互命令行語言命令交互階段計算機語言經(jīng)歷了由最初的機器語言，而后是匯編語言，直至高級語言的發(fā)展過程。這個過程也可以看作早期的人機交互的一個發(fā)展過程。圖形用戶界面（GUI）交互階段圖形用戶界面（GraphicalUserInterface，GUI）的出現(xiàn)，使人機交互方式發(fā)生了巨大變化。GUI的主要特點是桌面隱喻WIMP技術直接操縱“所見即所得”。與命令行界面相比，圖形用戶界面的人機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）。自然和諧的人機交互階段隨著虛擬現(xiàn)實、移動計算、普適計算等技術的飛速發(fā)展，自然和諧的人機交互方式得到了一定的發(fā)展?；谡Z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，其目的是使人能以聲音、動作、表情等自然方式進行交互操作。筆式交互設備語音交互設備視覺交互設備虛擬環(huán)境中的交互設備觸覺交互設備制造業(yè)位于法國Velizy城的汽車協(xié)同設計中心的標志雪鐵龍（PSA）公司利用3DVIAVirtools技術作為工業(yè)仿真系統(tǒng)的整合平臺，采用主動式立體Barco‘sI-Space5的CAVE洞穴式顯示系統(tǒng)BarcoCADWall被動式單通道立體投影系統(tǒng)德國的A.R.T.光學跟蹤系統(tǒng)Haption6D35-45INCA力反饋系統(tǒng)，用于汽車設計的檢視、虛擬裝配與協(xié)同項目的檢測等等。1.4HCI的應用教育科研由伊利諾州大學芝加哥分校電子可視化實驗室EVL和交互計算環(huán)境實驗室CEL合作的敘事式沉浸的建設者及協(xié)同環(huán)境

(NarrativeImmersiveConstructionist/CollaborativeEnvironments)，簡稱NICE項目1.4HCI的應用教育科研科視設計并安裝的全沉浸式ChristieTotalVIEW?CAVE（圖1-7），用于在威斯康星州Pier的密爾沃基舉辦的著名的DiscoveryWorld展覽。這套被DiscoveryWorld稱為“人機交互式虛擬教育”（HIVE）系統(tǒng)運用了3D投影顯示技術——Mirage系列投影機，實現(xiàn)了的沉浸式3D環(huán)境，使參觀者能夠獲得關于生活環(huán)境的“近似真實”體驗。1.4HCI的應用軍事軍事戰(zhàn)略戰(zhàn)術演練和培訓領域是刺激交互技術發(fā)展的源動力，從早期的飛機駕駛員培訓到今天的軍事戰(zhàn)略和戰(zhàn)術演習仿真等。使用計算機仿真技術不僅降低成本而且可方便地改變環(huán)境和條件，適用于特殊，危險等環(huán)境。F-35是第一種在座艙里取消了平視顯示器(HUD)的量產(chǎn)戰(zhàn)斗機，F(xiàn)-35的飛行員將在其頭盔綜合顯示器(HMD)面罩上的虛擬平顯上讀取所有數(shù)據(jù)。1.4HCI的應用生活指紋識別和人臉表情識別技術廣泛應用于人們?nèi)粘Ｉ畹耐ㄐ胚^程或者安全保護。1.4HCI的應用生活蘋果iPhone采用多種交互技術，提供智能商務終端，如掌上電腦、智能手機、PDA、智能固話終端等。通過捷通嵌入式手寫識別eJHWR技術，將在手寫設備上書寫時產(chǎn)生的有序軌跡信息轉化為漢字內(nèi)碼；通過捷通華聲嵌入式語音合成eJTTS技術，利用計算機將任意組合的文本文件轉化為聲音文件，并通過聲卡、電話語音卡等多媒體設備將聲音輸出，提供短信語音播報等功能。1.4HCI的應用文化娛樂在北京08奧運會開幕式采用的高亮度數(shù)字投影設備和十一全運會開幕式投影系統(tǒng)采用的“大碗幕”展示了現(xiàn)代投影技術的巨大創(chuàng)造力。1.4HCI的應用文化娛樂在影視制作領域，動作捕捉設備已經(jīng)得到了廣泛應用。如圖展示了“加勒比海盜3”制作過程中，運動捕捉實驗室場景和最終合成的影片效果。1.4HCI的應用體育英國推出三維立體電視節(jié)目，播放了英式橄欖球和足球比賽畫面，通過兩臺攝像機拍攝，模擬人左右眼的成像，觀眾通過特制的三維立體眼鏡，使大腦對圖像進行處理，讓畫