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1、第8章人机界面设计 2 45 第8章人机界面设计 8 1人的因素 8 2人机界面风格 8 3人机界面分析与建模 8 4界面设计活动 8 6设计评估 8 5实现工具 3 45 教学目的与要求 掌握界面设计过程中应考虑人的哪些因素对设计的影响 掌握人机交互技术的发展及人机界面的类型 掌握人机界面设计过程 活动及常遇到的问题 掌握3条黄金原则 理解界面实现工具的机理及界面设计评估 4 45 教学重点 人的因素对设计的影响与人机界面的类型 人机界面设计过程 活动及常遇到的问题 黄金原则 教学难点 人的因素对设计的影响 人机界面设计过程 活动 界面实现工具的机理及界面设计评估 教学学时2学时 5 45
2、教学方法采用多媒体课件 讲授法 启发式相结合教学 教学参考文献 软件工程导论 第五版 张海藩 清华大学出版社 软件工程 第二版 齐治昌 高等教育出版社 用户界面设计指南 美 布托著 陈大炜译 机械工业出版社 软件界面设计 杨培添 电子工业出版社 6 45 8 1人的因素 人的因素主要包括 人对感知过程的认识用户的技能和行为方式用户所要求完成的整个任务以及用户对人机界面部分的特殊要求 7 45 人对感知过程的认识 设计用户界面时要充分考虑人的视觉 触觉 听觉的作用 人机界面中的字体 大小 位置 颜色 形状等都会直接影响信息提取的难易程度 很好地表示可视信息是设计友好界面的关键 在设计人机界面时不
3、要用户记住复杂的操作顺序 设计人机界面时应便于用户积累有关交互工作的经验 注意启发式策略的一致性 不宜受特殊交互的影响 如undo exit等有统一的含义 位置和表示 8 45 用户的技能和行为方式 用户本身的技能 个性上的差异 行为方式的不同 都可能对人机界面造成影响 不同类型的人对同一界面的评价也不同 终端用户的技能直接影响他们从人机界面上获取信息的能力 影响交互过程中对系统作出反应的能力 以及使用启发式策略与系统和谐地交互的能力应根据用户的特点设计人机界面 用户类型 外行型 初学型 熟练型 专家型 9 45 8 2人机界面风格 第一代 命令和询问方式的界面正文形式的通信 通过用户命令和用
4、户对系统询问的响应来完成 由于使用正文通信 因此用户容易出错 界面不友善 难以学习 第二代 简单的菜单式界面与第一代界面相比不易出错 但使用起来乏味 逐层进行不能一步到位 10 45 第三代 窗口 图标 菜单 指示器四位一体的界面能同时显示不同种类的信息 可在多个窗口中切换 通过下拉式菜单可方便地执行控制型和对话型任务 引入图标 下拉式菜单 按钮和滚动杆技术 可减少键盘输入 提高交互效率 第四代 第三界面与超文本 多任务概念相结合的界面 用户可同时执行多个任务 11 45 语言界面 根据语言的特点命令语言界面可分为 形式语言 这是一种人工语言 特点是简洁 严密 高效 不仅是操纵计算机的语言 而
5、且是处理语言的语言 自然语言 特点是具有多义性 微妙 丰富 类自然语言 这是计算机语言的一种特例 命令语言要求惊人的记忆和大量的训练 并且容易出错 使入门者望而生畏 但比较灵活和高效 适合于专业人员使用 12 45 图形用户界面 图形用户界面 GUI GraphicsUserInterface 是当前用户界面的主流 当前各类图形用户界面的共同特点是以窗口管理系统为核心 使用键盘和鼠标器作为输入设备 窗口管理系统除基于可重叠多窗口管理技术外 广泛采用的另一核心技术是事件驱动技术 图形用户界面和人机交互过程极大地依赖视觉和手动控制的参与 因此具有强烈的直接操作特点 13 45 图形用户界面 图形用
6、户界面中菜单的表现形式比字符用户界面更为丰富 在菜单项中可以显示不同的字体 图标甚至产生三维效果 使用菜单界面 用户只需确认而不需回忆系统命令 从而大大降低记忆负荷 但菜单的缺点是灵活性和效率较差 可能不十分适合于专家用户 基于图形用户界面的优点是具有一定的文化和语言独立性 并可提高视觉目标搜索的效率 其主要缺点是需要占用较多的屏幕空间 并且难以表达和支持非空间性的抽象信息的交互 14 45 直接操纵 Directmanipulation 用户界面 直接操纵用户界面更多地借助物理的 空间的或形象的表示 不是单纯的文字或数字的表示 从用户界面设计者角度看 设计图形比较因难 需大量的测试和实验 复
7、杂语义 抽象语义表示比较困难 不容易使用户界面与应用程序分开独立设计 总之 直接操纵用户界面不具备命令语言界面的某些优点 15 45 多媒体用户界面 多媒体用户界面被认为是在智能用户界面和自然交互技术取得突破之前的一种过渡技术 多媒体技术引入了动画 音频 视频等动态媒体 特别是引入了音频媒体 从而大大丰富了计算机表现信息的形式 拓宽了计算机输出的带宽 提高了用户接受信息的效率 多媒体用户界面丰富了信息的表现形式 但基本上限于信息的存储和传输方面 并没有理解媒体信息的含义 从而也限制了它的应用场合 16 45 多通道用户界面 80年代后期以来 多通道用户界面 MultimodalUserInte
8、rface 成为人机交互技术研究的崭新领域 在国际上受到高度重视 多通道用户界面综合采用视线 语音 手势等新的交互通道 设备和交互技术 使用户利用多个通道以自然 并行 协作的方式进行人机对话 通过整合来自多个通道的精确的和不精确的输入来捕捉用户的交互意图 提高人机交互的自然性和高效性 17 45 8 3 1人机界面设计过程 人机界面的设计过程是迭代的 包括四个不同的框架活动 用户 任务和环境分析及建模界面设计界面构造界面确认 8 3人机界面分析与建模 18 45 设计人员首先分析将与系统交互的用户的特点 记录下技能级别 业务理解以及对新系统的一般感悟 并定义不同的用户类别 对每一个用户类别 进
9、行需求诱导 软件工程师试图去理解每类用户的系统感觉 一旦定义好一般需求 将进行更详细的任务分析 标识 描述和精化那些用户为了达到系统目标而执行的任务 19 45 人机界面设计过程 用户环境分析关注系统物理工作环境 通常问这样一些问题 界面将物理地位于何处 用户是否坐着 站着或完成其他和该界面无关的任务 界面硬件是否适应空间 光线或噪音的约束 是否需要考虑特殊的由环境因素驱动的人的因素 20 45 人机界面设计过程 界面设计的目标是定义一组界面对象和动作 以及它们的屏幕表示 设计完成后 软件工程师根据设计方案 使用实现工具完成界面的构造 界面确认关注 界面正确地实现每个用户任务的程度 适应所有任
10、务变更的能力以及达到所有一般用户需求的能力 界面容易使用和学习的程度 用户接受界面作为它们工作中有用工具的程度 21 45 8 3 2任务分析的途径与方法 进行任务分析有两种途径 剖析原有应用系统 可能是手工的或是半手工方式 的工作步骤 将其映射到人机界面上执行的一组任务 通过对系统需求规格说明的分析 导出与设计模型 用户模型和系统感觉相协调的一组任务 22 45 定义界面对象和动作 8 4界面设计活动 分析用户场景 也就是 写下一个用户场景的描述 将名词 对象 和动词 动作 分离出来 形成对象和动作的列表 屏幕布局 进行图符的图形设计和放置 屏幕文字的定义 窗口的规约和命名以及各种菜单项的定
11、义 制订一份指导工作的文档通常是设计的关键 在设计的初期就应该不断完善这份文档 指导文档必须是动态的 23 45 指导文档 24 45 设计问题 系统响应时间指从用户执行某个控制动作 如按回车键或点鼠标 到软件作出响应 期望的输出或动作 的时间 系统响应时间长会使用户感到不安和沮丧 稳定的响应时间 如1秒 比不定的响应时间 如0 1秒到2 5秒 要好 用户求助设施错误信息处理命令标记 25 45 用户求助设施 userhelpfacilities 关于求助设施 在设计时须考虑如下问题 在系统交互时 是否总能得到各种系统功能的帮助 是提供部分功能的帮助还是提供全部功能的帮助 用户怎样请求帮助 使
12、用帮助菜单 特殊功能键还是HELP命令 怎样表示帮助 在另一个窗口中 指出参考某个文档 不是理想的方法 还是在屏幕特定位置的简单提示 用户怎样回到正常的交互方式 可做的选择有 屏幕上显示返回键 功能键或控制序列 怎样构造帮助信息 是平面式 所有信息均通过关键字来访问 分层式 用户可以进一步查询得到更详细的信息 还是超文本式 26 45 错误信息处理 交互系统给出的出错消息和警告应具备以下特征 消息以用户可以理解的术语描述问题 消息应提供如何从错误中恢复的建议性意见 消息应指出错误可能导致哪些不良后果 比如破坏数据 以便用户检查是否出现了这些情况或帮助用户进行改正 消息应伴随着视觉或听觉上的提示
13、 也就是说 显示消息时应该伴随警告声或者消息用闪耀方式 或明显表示错误的颜色显示 消息应是 非批评性的 即不能指责用户 27 45 命令标记 commandlabeling 在提供命令交互方式时 必须考虑以下问题 每一个菜单选项是否都有对应的命令 以何种方式提供命令 控制序列 如Alt P 功能键还是键入命令 学习和记忆命令的难度有多大 命令忘了怎么办 用户是否可以定制和缩写命令 28 45 黄金原则 让用户拥有控制权减少用户的记忆负担保持界面一致 29 45 1 让用户拥有控制权 1 交互模式的定义不能强迫用户进入不必要的或不希望的动作的方式2 提供灵活的交互3 允许用户交互可以被中断和撤销
14、4 当技能级别增长时可以使交互流水化并允许定制交互5 使用户隔离内部技术细节 30 45 2 减少用户的记忆负担 1 减少对短期记忆的要求2 建立有意义的缺省3 定义直觉性的捷径4 界面的视觉布局应该基于真实世界的隐喻5 以不断进展的方式揭示信息 31 45 3 保持界面一致 1 允许用户将当前任务放在有意义的语境中2 在应用系列内保持一致性3 不要改变用户已经熟悉的用户交互模型 32 45 其他软件工程专家提出了一些界面设计的原则 1 一般交互提高可交互性的措施有 一致性 人机界面中的菜单选择 命令输入 数据显示以及其它功能都应使用一致的格式 提供有意义的反馈 向用户提供视觉和听觉的反馈 以
15、保证在用户和界面间建立双向联系 在执行有较大破坏性的动作前要求确认 允许取消大多数已完成的操作 UNDO 减少在动作间必须记忆的信息数量 33 45 提高对话 移动和思考的效率 尽量减少击键次数 缩短鼠标移动的距离 尽量避免用户作 下面怎么办 的思考 系统应保护自己不受致命错误的破坏 按功能对动作分类 并据此安排屏幕布局 提供语境相关的帮助机制 命令用简单的动词或动词短语命名 34 45 2 信息显示信息显示的形式和方式有多种多样 下面是一些带有普遍指导意义的原则 只显示与当前语境相关的信息 使用便于用户迅速吸取信息的方式表现数据 可以用图形取代巨大的表格 采用一致的标记 标准的缩写和预先定义
16、的颜色 允许用户保持可视化的语境 产生有意义的出错信息 使用大小写 缩进和正文分组来辅助理解 使用窗口分隔不同类型的信息 用 类比 的手法 生动形象地表示信息 如用类似温度计的方式表示储油罐的压力 用红色表示危险区 合理划分并高效使用显示屏空间 35 45 3 数据输入用户与系统交互的大部分时间用于键入命令 数据以及提供其它的系统输入 输入手段主要有键盘 鼠标 数字化仪甚至语音识别系统等 处理数据输入的问题时应该注意 尽量减少用户输入动作的数量 允许用户定制输入 如专家用户可以决定创建客户命令或省去警告信息和动作确认 交互应该是灵活的并可调整到用户喜欢的输入方式 如书记员喜欢键盘输入 经理喜欢鼠标点击 36 45 保持信息显示和数据输入的一致性 隐藏当前动作语境中不可选用的命令 让用户控制交互流 用户应能跳过不必要的动作 改变所需动作的顺序 如允许的话 以及在不退出系统的情况下从错误状态恢复 为所有的输入动作提供帮助 消除冗余输入 如 不要求用户指定计量单位 不要求在整数后加 00 提供缺省值 绝不要让用户提供程序中能自动获取或计算的信息 37 45 8 5实现工具 创建设计模型后 通
