人機(jī)交互設(shè)計(jì) 課件 第1章 初識(shí)人機(jī)交互

人機(jī)交互設(shè)計(jì)第一講初識(shí)人機(jī)交互延遲符人機(jī)交互的概念感受人機(jī)交互目錄CONTENTS123人機(jī)交互研究?jī)?nèi)容交互（Human-ComputerInteraction，HCI）是關(guān)于設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和實(shí)現(xiàn)供人們使用的交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，且圍繞這些方面的主要現(xiàn)象進(jìn)行研究的科學(xué)（ACMSIGCHI，1992，第3頁(yè)）人機(jī)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(jī)器，也可以是計(jì)算機(jī)化的系統(tǒng)和軟件。人機(jī)交互是指人與計(jì)算機(jī)之間使用某種對(duì)話語(yǔ)言，以一定的交互方式，為完成確定任務(wù)的人與計(jì)算機(jī)之間的信息交換過程。301人機(jī)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(jì)方法（ModelandMethodology）一個(gè)交互界面的好壞，直接影響到軟件開發(fā)的成敗。友好人機(jī)交互界面的開發(fā)離不開好的交互模型與設(shè)計(jì)方法。因此，研究人機(jī)交互界面的表示模型與設(shè)計(jì)方法，是人機(jī)交互的重要研究?jī)?nèi)容之一。可用性分析與評(píng)估（UsabilityandEvaluation）可用性是人機(jī)交互系統(tǒng)的重要內(nèi)容，它關(guān)系到人機(jī)交互能否達(dá)到用戶期待的目標(biāo)，以及實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的效率與便捷性。人機(jī)交互系統(tǒng)的可用性分析與評(píng)估的研究主要涉及到支持可用性的設(shè)計(jì)原則和可用性的評(píng)估方法等。033.1人機(jī)交互研究?jī)?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(yǔ)音、手勢(shì)、眼神、表情等自然的交互方式與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)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(píng)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(diǎn)和難點(diǎn)。智能用戶界面（IntelligentUserInterface，IUI）智能用戶界面的最終目標(biāo)是使人機(jī)交互和人－人交互一樣自然、方便。上下文感知、眼動(dòng)跟蹤、手勢(shì)識(shí)別、三維輸入、語(yǔ)音識(shí)別、表情識(shí)別、手寫識(shí)別、自然語(yǔ)言理解等都是認(rèn)知與智能用戶界面需要解決的重要問題。033.1人機(jī)交互研究?jī)?nèi)容群件（Groupware）群件是指幫助群組協(xié)同工作的計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作環(huán)境，主要涉及個(gè)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(dòng)化與協(xié)調(diào)，以及人和過程之間的交互活動(dòng)等。目前與人機(jī)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(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)方法等內(nèi)容。Web設(shè)計(jì)（Web-Interaction）重點(diǎn)研究Web界面的信息交互模型和結(jié)構(gòu)，Web界面設(shè)計(jì)的基本思想和原則，Web界面設(shè)計(jì)的工具和技術(shù)，以及Web界面設(shè)計(jì)的可用性分析與評(píng)估方法等內(nèi)容。033.1人機(jī)交互研究?jī)?nèi)容移動(dòng)界面設(shè)計(jì)（MobileandUbicomp）移動(dòng)計(jì)算（MobileComputing）、無處不在計(jì)算（UbiquitousComputing）等對(duì)人機(jī)交互技術(shù)提出了更高的要求，面向移動(dòng)應(yīng)用的界面設(shè)計(jì)問題已成為人機(jī)交互技術(shù)研究的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。針對(duì)移動(dòng)設(shè)備的便攜性、位置不固定性和計(jì)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(dòng)界面的設(shè)計(jì)方法，移動(dòng)界面可用性與評(píng)估原則，移動(dòng)界面導(dǎo)航技術(shù)，以及移動(dòng)界面的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和開發(fā)工具，是當(dāng)前的人機(jī)交互技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。033.1人機(jī)交互研究?jī)?nèi)容人機(jī)交互的發(fā)展過程，也是人適應(yīng)計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)不斷地適應(yīng)人的發(fā)展過程。它經(jīng)歷了幾個(gè)階段：033.2人機(jī)交互發(fā)展歷史基本交互階段計(jì)算機(jī)語(yǔ)言經(jīng)歷了由最初的機(jī)器語(yǔ)言，而后是匯編語(yǔ)言，直至高級(jí)語(yǔ)言的發(fā)展過程。這個(gè)過程也可以看作早期的人機(jī)交互的一個(gè)發(fā)展過程。033.2人機(jī)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(jī)交互方式發(fā)生了巨大變化。GUI的主要特點(diǎn)是桌面隱喻、WIMP技術(shù)、直接操縱和“所見即所得”。033.2人機(jī)交互發(fā)展歷史語(yǔ)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(shí)交互和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互階段。（3）第三階段：智能交互階段。（4）第四階段：情感計(jì)算階段。033.2人機(jī)交互發(fā)展歷史生活：指紋識(shí)別和人臉表情識(shí)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(hù)。033.3人機(jī)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(jī)、PDA、智能固話終端等。通過捷通嵌入式手寫識(shí)別技術(shù)，將在手寫設(shè)備上書寫時(shí)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(yǔ)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(yǔ)音卡等多媒體設(shè)備將聲音輸出，提供短信語(yǔ)音播報(bào)等功能。033.3人機(jī)交互應(yīng)用工業(yè)位于法國(guó)Velizy城的汽車協(xié)同設(shè)計(jì)中心的標(biāo)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(tái)，采用主動(dòng)式立體Barco’sI-Space5的CAVE洞穴式顯示系統(tǒng)與BarcoCADWall被動(dòng)式單通道立體投影系統(tǒng)；德國(guó)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(jì)的檢視、虛擬裝配與協(xié)同項(xiàng)目的檢測(cè)等等。033.3人機(jī)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”構(gòu)建的三維場(chǎng)景，讓使用人員可以真實(shí)地參與和實(shí)現(xiàn)船舶操縱控制、航行監(jiān)控等。本項(xiàng)目既可供航海類學(xué)生與相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行技能訓(xùn)練，也為其他各界人士提供了一個(gè)了解航海的良好平臺(tái)。（2018年度國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目）033.3人機(jī)交互應(yīng)用教育教育領(lǐng)域是最有機(jī)會(huì)從人機(jī)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(shí)驗(yàn)，以及方便課堂教學(xué)的其他應(yīng)用。033.3人機(jī)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(dòng)力，從早期的飛機(jī)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(jì)算機(jī)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(xiǎn)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(jī)，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(guó)的SIMNET軍事訓(xùn)練系統(tǒng)，大大減少軍費(fèi)開支。033.3人機(jī)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(yàn)。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(jī)交互應(yīng)用體育人機(jī)交互在體育競(jìng)賽、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、體育教學(xué)等方面有著廣泛的應(yīng)用。精確的測(cè)量手段是研究體育運(yùn)動(dòng)的重要基礎(chǔ)。借助動(dòng)作捕捉技術(shù)，我們可以獲取研究對(duì)象（包括人、動(dòng)物和器械）的高精度、行分析，實(shí)時(shí)同步監(jiān)測(cè)，再針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行精確的量化評(píng)估和分析，進(jìn)而輔助體育運(yùn)動(dòng)的教學(xué)和科研工作。033.3人機(jī)交互應(yīng)用醫(yī)療