第11章用戶界面設(shè)計

第11章

用戶界面設(shè)計人機交互活動的大量存在于計算機運行的整個過程當(dāng)中。目前的應(yīng)用軟件都采用圖形界面用以交互，圖形界面的研究也成為了許多軟件開發(fā)機構(gòu)的課題。本章內(nèi)容主要包括：界面軟件設(shè)計，設(shè)計人機交互子系統(tǒng)，圖形用戶界面設(shè)計，多媒體用戶界面設(shè)計。11．1基礎(chǔ)知識11．1．1軟件面設(shè)計1．可使用行可使用行是用界面設(shè)計最重要的目標(biāo)。它強調(diào)簡單，術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)化和一致化，擁有完善的幫助功能，系統(tǒng)響應(yīng)快可系統(tǒng)成本低，具有良好的容錯能力。2．靈活行靈活行包括：算法可隱可現(xiàn)，界面方式可由用戶動態(tài)制定和修改，提供不同詳細(xì)程度的系統(tǒng)響應(yīng)信息，界面的標(biāo)準(zhǔn)化。3．復(fù)雜行復(fù)雜行是用戶界面的規(guī)模和組織的復(fù)雜程度。在完成預(yù)定功能的前提下，用戶界面越簡單越好。4．可靠性無故障使用的時間越長，改用戶界面的可靠性就越高。用戶界面應(yīng)能保證用戶正確，可靠的使用系統(tǒng)，保證有關(guān)程序和數(shù)據(jù)的安全行。5．用戶界面設(shè)計存在的問題用戶界面的開發(fā)有別于其他軟件，無固定結(jié)構(gòu)，其目的和用戶的真正需求相適應(yīng)。但是用戶的意圖有時候并不容易表達出來，唯有通過進一步的探索和咨詢的方法來完成。而目前的一部分軟件設(shè)計者的心目中，存在一些心里障礙，容易妨礙友好界面的設(shè)計：（1）部分軟件人員沒有從用戶的角度去考慮界面設(shè)計，沒有重視界面的美觀和方便。（2）設(shè)計人員習(xí)慣單一的抽象思維，希望能自主控制軟件的運行，忽略了人機交互，有些開發(fā)人員則是懶于設(shè)計界面的健壯行，害怕用戶的干預(yù)導(dǎo)致程序運行的癱瘓。（3）軟件人員和用戶在知識結(jié)構(gòu)上存在差異，程序員不樂于學(xué)習(xí)用戶工作領(lǐng)域的專業(yè)知識，忽視了軟件的專業(yè)行，導(dǎo)致生成的軟件不適合用戶的習(xí)慣。11．1．2設(shè)計人機交互子系統(tǒng)1．準(zhǔn)則設(shè)計出讓用戶滿意的人機交互界面應(yīng)遵循如下原則：一致性，操作簡單，及時提供反映信息，提供撤銷命令，無需記憶，易學(xué)，富有吸引力。2．策略用戶界面是適應(yīng)人的需要而建立的，因此需要清楚用戶的類型，用戶的特性度量以及對用戶的工作進行分析。

3．用戶界面的設(shè)計形式用戶的界面設(shè)計形式包括問答式，菜單，圖符，表格，命令語言和自然語言。11．1．3圖形用戶界面的設(shè)計圖形用戶界面設(shè)計具備直觀生動的優(yōu)點，且對用戶極其方便。其主要特征為：（1）使用窗口，圖符，菜單，鼠標(biāo)與屏幕等設(shè)計方式和工具與用戶進行交互。（2）采用desktop模式，用戶共享直觀的界面框架，對圖符容易理解。（3）直接對對象進行操作，設(shè)計直觀，可視化界面。無需記憶。11．1．4多媒體用戶界面設(shè)計多媒體用戶界面結(jié)合了圖形，窗口，圖表，聲音，色彩和文字，能夠與用戶形象的交互。具備一下特點：（1）結(jié)合超文本技術(shù)，支持Intertnet瀏覽。超文本技術(shù)以其非線性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，便于用戶聯(lián)想搜素有關(guān)內(nèi)容，增強交互行。（2）進行三維及多媒體技術(shù)，通過引入語音，動畫使界面更加生動活潑。（3）出現(xiàn)了大量對額多媒體用戶界面開發(fā)工具，大大降低了開發(fā)圖形界面的難度。（4）對象可是化。目前許多系統(tǒng)以二維和三維的形式來顯示數(shù)據(jù)。11．2單元練習(xí)11．2．1填空題1．用戶界面的設(shè)計發(fā)展可分為——，——，——三個階段。2．用戶界面設(shè)計最重要的目標(biāo)是———。3．設(shè)計人機交互子系統(tǒng)時，需要把———作為主角。4．通常用戶可以分為——，——，——，——四種類型。5．用戶特性度量與——，——兩方面有關(guān)。6．可以用——和——來描述功能分解。7．菜單系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為——，——，——，——，——五種。8．對話框有——，——，——三種形式。9．虛擬實現(xiàn)技術(shù)有——，——，——，——等四個重要特性。10．多媒體處理的對象主要是——。11．在人機界面的設(shè)計過程中先后涉及四個模型，它們是由軟件工程師創(chuàng)建的——，由人機工程師創(chuàng)建的——，終端用戶對未來系統(tǒng)的——和系統(tǒng)實現(xiàn)后得到的——。11．1．2選擇題1．最早出現(xiàn)的用戶界面模型是（）A.Multi-agent模型

B.Seehei模型C.MVC模型

D.DPl模型2．用戶界面設(shè)計最重要的目標(biāo)是（）A．靈活性

B.復(fù)雜性C.可使用性

D.可靠性3．界面方式可由用戶動態(tài)制定和修改，這樣便可以有較高的（

）A．靈活性

B.復(fù)雜性C．交互性

D.維護性4．在傳統(tǒng)的人機系統(tǒng)中，（

）被認(rèn)為是操作者。A．人

B.機器C．人和機器

D.操作系統(tǒng)11．2．3簡答題

1．要設(shè)計出讓用戶滿意的人機交互界面，應(yīng)遵循哪幾條準(zhǔn)則？2．菜單系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為哪幾種？畫出每種的機構(gòu)圖。3．多媒體用戶界面具有哪些特點？4．試描述多媒體用戶界面細(xì)節(jié)設(shè)計的步驟。5．非精確的交互方式有哪些？6．新一代界面有哪些主要特征？7．簡單描述Sddheim模型8．如何理解用戶界面設(shè)計中“人的因素”？11．3參考答案一．填空題1．字符用戶界面設(shè)計，圖形用戶界面設(shè)計，多媒體人機界面設(shè)計2．可使用性3．用戶4．外行型，初學(xué)型，熟練型，專家型5．用戶使用模式，用戶群體的能力6．?dāng)?shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)詞典7．單一菜單，線裝菜單，樹狀結(jié)構(gòu)，非循環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，循環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)8．模式對話框，非模式對話框，警告式對話框9．多感知性，存在性，交互性，自主性10．二維的11．設(shè)計模型，用戶模型，假想，系統(tǒng)映像二．選擇題1．B

2。C

3.D

4.A三．簡答題1，應(yīng)遵循如下原則：（1）一致性：使用一致的術(shù)語，一致的步驟，一致的動作。(2)操作簡便.(3)及時提供反饋信息,讓用戶可以對系統(tǒng)的運行狀況一目了然.反饋信息是用戶操作的依據(jù),應(yīng)簡短,直接,及時從用戶角度來做出提示.(4)提供撤銷命令.幫助用戶能夠及時撤銷錯誤動作,以免對系統(tǒng)造成更大的危害.(5)無需記憶.每一步驟給出足夠的提示,不許用戶記憶窗口中顯示的信息,另外,以觀察和提示代替記憶和擊鍵.體貼用戶需求,方便用戶使用.(6)易學(xué),富有吸引力.充分利用圖形通訊,設(shè)計由圖形,文本和簡單動畫組成的圖形用戶界面,以圖形方式顯示命令,參數(shù),數(shù)據(jù)等.有助于用戶對界面的正確理解,且對用戶有吸引力.2.菜單系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以分為五種:單一菜單,線狀菜單,非循環(huán)網(wǎng)絡(luò)菜單和循環(huán)網(wǎng)絡(luò)菜單.結(jié)構(gòu)圖如圖11-1所示(a)第一菜單

(b)線狀菜單（c）樹狀結(jié)構(gòu)(d)非循環(huán)網(wǎng)絡(luò)菜單

(e)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)菜單圖11-13.多媒體用戶界面結(jié)合了圖形,窗口,圖表,聲音,色彩和文字,能夠形象生動地與用戶進行交互.具備下列特點:(1)結(jié)合超文本技術(shù),支持Internet瀏覽.超文本技術(shù)以其非線性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),便于用戶聯(lián)想搜索有關(guān)內(nèi)容,增強交互性.(2)運行三維及多媒體技術(shù),通過引入語音,動畫使界面更加生動活潑.(3)出現(xiàn)了大量的多媒體用戶界面開發(fā)工具,如VisualBasic,VisualC++,PowerBuilder,Visual

ForPro,大大降低了開發(fā)圖形界面的難度.(4)對象可視化.由于數(shù)據(jù)的可視化具有直觀形象,一目了然的優(yōu)點,于是科學(xué)可視化和網(wǎng)上數(shù)據(jù)可視化已引起廣泛重視,目前許多系統(tǒng)以二維和三維的形式來顯示數(shù)據(jù).4,多媒體用戶界面細(xì)節(jié)設(shè)計階段的一般過程為:(1)按建立的模型.設(shè)制一個或多個窗口.(2)用工具框向每個窗口添加控件.(3用菜單設(shè)計窗口,為窗口定義菜單欄.(4)用屬性欄設(shè)置窗口和控件的屬性.(5)用代碼窗口編寫事件和通用過程.(6)增加語音和色彩.(7)調(diào)試和測試.5.非精確交互有如下主要方式:(1)語音.主要以語音識別為基礎(chǔ),但不強調(diào)很高的識別率,而是借助其他通道的約束進行交互.(2)姿勢.主要利用數(shù)據(jù)手套,數(shù)據(jù)服裝等裝置,對手和身體的運動進行跟蹤,完成自然的人機交互.(3)頭部跟蹤.主要利用電磁,超聲波等方法,通過對頭部的運動進行定位交互.(4)視覺跟蹤.對眼睛運動過程進行定位的交互方式.6,新一代用戶界面的主要特征為:(1)以用戶為中心.以用戶對界面的需求變化為出發(fā)點,使用戶界面的外在形式和內(nèi)部機制能符合不同用戶的需要,這就是以用戶為中心的設(shè)計思想.(2)多通道(Multimodality).充分利用一個以上的感覺和運動通道的互補特性來捕捉用戶的感覺,從而達到人機交互中的自然性.通過多種傳感設(shè)備,如立體頭盔,數(shù)據(jù)手套,數(shù)據(jù)衣等,使用戶投入到模擬環(huán)境中,實現(xiàn)用戶與該環(huán)境的直接交互.(3)非精確.而人們的動作或思想往往并不很精確,計算機應(yīng)該理解人的要求,甚至于糾正人的錯誤,智能化的界面是一個重要方向.(4)高帶寬.新一代的用戶界面應(yīng)該支持高的輸入帶寬,快速大批量地輸入信息.語音,圖像及姿勢等的輸入和理解是今后的發(fā)展方向.(5)不限制地點.目前,人們面對著計算機屏幕進行操作的操作方式限制了計算機的應(yīng)用.采用語音輸入輸出或其他計算機視覺(攝像輸入)技術(shù),則可不受地點的限制.(6)可視化編程.運用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù),將計算過程中的數(shù)據(jù)及計算結(jié)果轉(zhuǎn)換為圖形或圖像在屏幕中顯示出來。(7)三維交互技術(shù)的研究7.Green的Seeheim模型是最早出現(xiàn)的用戶界面模型,如圖11-2所示.該模型由表示部分,對話控制和應(yīng)用界面模型組成.其中表示部分包括界面的外部表示,交互技術(shù)和界面布局,界面的其他成分禁止與外部直接通信;對話控制部分決定用戶和系統(tǒng)之間的對話結(jié)構(gòu);應(yīng)用界面模型負(fù)責(zé)建立與應(yīng)用語義之間的通信聯(lián)系,對界面可訪問的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和例程進行描述和調(diào)用.這三個部分分別對應(yīng)于詞法,語法和語義三個層次.用戶

表示部分

對話控制

應(yīng)用界面模型

應(yīng)用計算部分例程

圖11-2其中對話框控制部分是Seeheim模型強調(diào)的重點.在直接交互中,用戶是與個別應(yīng)用語義對象的圖形表示相交互,而不是與整個應(yīng)用系統(tǒng)對話.這要求語法應(yīng)極小化,將個別對象相關(guān)的語法包含在各個圖形表示對象之中,而不是作為一個統(tǒng)一的獨立部分.另外,語義反饋對增加用戶的參與感甚為重要,甚至詞法層次的操作也需要語義反饋,如拖動一個對象的表示是一個詞法操作,若反饋其語義效果會極大地增加用戶的參與感,這就要求語義更加