人機交互設(shè)計 課件 第1章 初識人機交互

人機交互設(shè)計第一講初識人機交互延遲符人機交互的概念感受人機交互目錄CONTENTS123人機交互研究內(nèi)容交互（Human-ComputerInteraction，HCI）是關(guān)于設(shè)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)象進行研究的科學(xué)（ACMSIGCHI，1992，第3頁）人機交互是一門研究系統(tǒng)與用戶之間的交互關(guān)系的學(xué)問。系統(tǒng)可以是各種各樣的機器，也可以是計算機化的系統(tǒng)和軟件。人機交互是指人與計算機之間使用某種對話語言，以一定的交互方式，為完成確定任務(wù)的人與計算機之間的信息交換過程。301人機交互的概念4/en/index.asp02感受HCI502感受HCI02感受HCI02感受HCI02感受HCI用戶界面表示模型與設(shè)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(shè)計方法。因此，研究人機交互界面的表示模型與設(shè)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(guān)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(shè)計原則和可用性的評估方法等。033.1人機交互研究內(nèi)容多通道交互技術(shù)（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。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。033.1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(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現(xiàn)方法等內(nèi)容。Web設(shè)計（Web-Interaction）重點研究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。033.1人機交互研究內(nèi)容移動界面設(shè)計（MobileandUbicomp）移動計算（MobileComputing）、無處不在計算（UbiquitousComputing）等對人機交互技術(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)，以及移動界面的實現(xiàn)技術(shù)和開發(fā)工具，是當(dāng)前的人機交互技術(shù)的研究熱點之一。033.1人機交互研究內(nèi)容人機交互的發(fā)展過程，也是人適應(yīng)計算機到計算機不斷地適應(yīng)人的發(fā)展過程。它經(jīng)歷了幾個階段：033.2人機交互發(fā)展歷史基本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。033.2人機交互發(fā)展歷史圖形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(shù)、直接操縱和“所見即所得”。033.2人機交互發(fā)展歷史語音交互階段與體感交互階段（1）第一階段：多通道交互階段。（2）第二階段：虛擬現(xiàn)實交互和增強現(xiàn)實交互階段。（3）第三階段：智能交互階段。（4）第四階段：情感計算階段。033.2人機交互發(fā)展歷史生活：指紋識別和人臉表情識別技術(shù)廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ畹耐ㄐ胚^程或者安全保護。033.3人機交互應(yīng)用生活蘋果iPhone采用多種交互技術(shù)，提供智能商務(wù)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技術(shù)，將在手寫設(shè)備上書寫時產(chǎn)生的有序軌跡信息轉(zhuǎn)化為漢字內(nèi)碼；通過捷通華聲嵌入式語音合成技術(shù)，將任意組合的文本文件轉(zhuǎn)化為聲音文件，并通過聲卡、電話語音卡等多媒體設(shè)備將聲音輸出，提供短信語音播報等功能。033.3人機交互應(yīng)用工業(yè)位于法國Velizy城的汽車協(xié)同設(shè)計中心的標志雪鐵龍（PSA）公司利用3DVIAVirtools技術(shù)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)與BarcoCADWall被動式單通道立體投影系統(tǒng)；德國的A.R.T.光學(xué)跟蹤系統(tǒng)以及Haption6D35-45和INCA力反饋系統(tǒng)，用于汽車設(shè)計的檢視、虛擬裝配與協(xié)同項目的檢測等等。033.3人機交互應(yīng)用教育科研大連海事大學(xué)的“船舶航行監(jiān)控虛擬仿真實驗項目”構(gòu)建的三維場景，讓使用人員可以真實地參與和實現(xiàn)船舶操縱控制、航行監(jiān)控等。本項目既可供航海類學(xué)生與相關(guān)技術(shù)人員進行技能訓(xùn)練，也為其他各界人士提供了一個了解航海的良好平臺。（2018年度國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目）033.3人機交互應(yīng)用教育教育領(lǐng)域是最有機會從人機交互中受益的，特別是基于人手的交互應(yīng)用，如虛擬白板、虛擬實驗，以及方便課堂教學(xué)的其他應(yīng)用。033.3人機交互應(yīng)用軍事軍事戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)演練和培訓(xùn)領(lǐng)域是刺激交互技術(shù)發(fā)展的源動力，從早期的飛機駕駛員培訓(xùn)到今天的軍事戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)演習(xí)仿真等。使用計算機仿真技術(shù)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)。美國的SIMNET軍事訓(xùn)練系統(tǒng)，大大減少軍費開支。033.3人機交互應(yīng)用文化娛樂伴隨著觸控和體感這兩種比較流行的交互技術(shù)逐漸成熟，交互設(shè)備為用戶提供了更好的交互體驗。市面上出現(xiàn)不少基于視頻、聲音、陀螺傳感器、觸覺傳感器的產(chǎn)品，如日本老牌游戲公司任天堂生產(chǎn)的Wii手柄、微軟公司生產(chǎn)的體感游戲設(shè)備XboxKinect、索尼公司生產(chǎn)的PS4等。033.3人機交互應(yīng)用體育人機交互在體育競賽、運動訓(xùn)練、體育教學(xué)等方面有著廣泛的應(yīng)用。精確的測量手段是研究體育運動的重要基礎(chǔ)。借助動作捕捉技術(shù)，我們可以獲取研究對象（包括人、動物和器械）的高精度、行分析，實時同步監(jiān)測，再針對不同的實驗?zāi)康倪M行精確的量化評估和分析，進而輔助體育運動的教學(xué)和科研工作。033.3人機交互應(yīng)用醫(yī)療