第六章人機交互界面設(shè)計

第六章人機交互界面設(shè)計1人機界面（Human-ComputerInterface，HCI）是計算機直接與人打交道的途徑，是計算機系統(tǒng)的重要組成部分，它的開發(fā)工作量占系統(tǒng)開發(fā)工作量的40-60%。人機界面（Human-ComputerInterface26.1人機界面設(shè)計的歷史、現(xiàn)狀和未來

6.1.1人機界面設(shè)計的歷史世界上第一臺數(shù)字計算機ENIAC在1946年由美國賓夕法尼亞大學摩爾學院誕生當時人機界面的主要特點是由設(shè)計者本人（或同事）來使用計算機，他們采用手工操作的方法控制計算機。6.1人機界面設(shè)計的歷史、現(xiàn)狀和未來6.1.1人機界面設(shè)計36.1人機界面設(shè)計的歷史、現(xiàn)狀和未來

50年代中期，通用程序設(shè)計語言的出現(xiàn)，為計算機的廣泛應(yīng)用提供了極為重要的工具，也改善了人與計算機的交互。在人機界面上出現(xiàn)了用于多任務(wù)批處理的作業(yè)控制語言。1963年MIT成功開發(fā)了第一個分時系統(tǒng)CTSS，采用了多個終端和編輯程序。在出現(xiàn)交互顯示終端后，廣泛采用了“命令行”作業(yè)語言。典型例子:DOS,UNIX等特點:需記憶命令，易出錯，輸出單調(diào)，信息量少6.1人機界面設(shè)計的歷史、現(xiàn)狀和未來50年代中期，通用程序46.1人機界面設(shè)計的歷史、現(xiàn)狀和未來

80年代蘋果公司首先將圖形用戶界面（GUI-GraphicsUserInterface）引入微機領(lǐng)域，推出的Macintosh以其全鼠標、下拉菜單操作和直觀的圖形界面，引發(fā)了微機人機界面的歷史性的變革。微軟公司推出了Windows系統(tǒng)，從Windows3.0發(fā)展到今天得Windows2003,使得GUI被應(yīng)用于用戶面更廣的個人計算機平臺。圖形界面的特點是人們不需要去記憶和敲打繁瑣的命令，只需要通過鼠標直接操縱界面。6.1人機界面設(shè)計的歷史、現(xiàn)狀和未來80年代蘋果公司首先將56.1人機界面設(shè)計的歷史、現(xiàn)狀和未來

6.1.2人機界面的現(xiàn)狀現(xiàn)階段圖形用戶界面仍然是當前用戶界面的主流，廣泛應(yīng)用于各檔臺式微機和圖形工作站。比較成熟的商品化系統(tǒng)有Apple的Macintosh、IBM的PM（PresentationManager）、Microsoft的Windows和運行于Unix環(huán)境的X-Window、OpenLook和OSF/Motif等。當前各類圖形用戶界面的共同特點是以窗口管理系統(tǒng)為核心，使用鍵盤和鼠標器作為輸入設(shè)備。窗口管理系統(tǒng)除基于可重疊多窗口管理技術(shù)外，廣泛采用的另一核心技術(shù)是事件驅(qū)動（Event-Driven）技術(shù)。6.1人機界面設(shè)計的歷史、現(xiàn)狀和未來6.1.2人機界面的66.1人機界面設(shè)計的歷史、現(xiàn)狀和未來

6.1.3人機界面的未來1.多通道用戶界面國外研究設(shè)計鍵盤、鼠標之外的輸入通道主要是語音和自然語言、手勢、書寫和眼動方面。6.1人機界面設(shè)計的歷史、現(xiàn)狀和未來6.1.3人機界面的未7手寫漢字識別中科院自動化所開發(fā)的“漢王筆”手寫漢字識別系統(tǒng)，經(jīng)過近20年的研究和開發(fā)，已能識別27000漢字，當用非草寫漢字、以每分鐘12個漢字的速度書寫時，識別率可達99.8%。我國現(xiàn)在已約有300萬手寫漢字識別系統(tǒng)的用戶。

手寫漢字識別中科院自動化所開發(fā)的“漢王筆”手寫漢字識別系統(tǒng)，8筆式交互技術(shù)在筆式交互技術(shù)研究中，中國科學院軟件所人機交互技術(shù)與智能信息處理實驗室在筆式交互軟件開發(fā)平臺、面向教學的筆式辦公套件（包括課件制作、筆式授課、筆式數(shù)學公式計算器、筆式簡譜制作等）、面向兒童的神筆馬良系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用方面均有出色的工作，其中不少已經(jīng)實用化、產(chǎn)品化。

筆式交互技術(shù)在筆式交互技術(shù)研究中，中國科學院軟件所人機交互9基于筆的字處理EasyEditor基于筆的字處理EasyEditor10手寫數(shù)學公式手寫數(shù)學公式11中文語音識別IBM/ViaVoice連續(xù)中文語音識別系統(tǒng)經(jīng)過不斷改進，已廣泛應(yīng)用于Office/XP的中文版等辦公軟件和應(yīng)用軟件中，在中文語音識別領(lǐng)域有重要影響。中國科學院自動化所“漢語連續(xù)語音聽寫系統(tǒng)”的特點是建立了基于決策樹的上下文相關(guān)模型；針對連續(xù)語音中聲調(diào)之間的協(xié)同發(fā)音問題，建立了相應(yīng)的變調(diào)模型；建立了與識別系統(tǒng)配套的自適應(yīng)平臺，降低35%左右音節(jié)誤識率；提出了領(lǐng)域自適應(yīng)方法，通過較少的領(lǐng)域語料，可得到較好的領(lǐng)域自適應(yīng)模型和字典中文語音識別IBM/ViaVoice連續(xù)中文語音識別系統(tǒng)12手語識別和合成中國科學院計算所研制成功了基于多功能感知的中國手語識別與合成系統(tǒng)，它采用數(shù)據(jù)手套可識別大詞匯量（5177個）的手語詞。該系統(tǒng)建立了中國手語詞庫。對于給定文本句子(可由正常人話語轉(zhuǎn)換而成)，自動合成相應(yīng)的人體運動數(shù)據(jù)。最后用計算機人體動畫技術(shù)，將運動數(shù)據(jù)應(yīng)用于虛擬人，由虛擬人完成合成的手語運動。它可輸出大詞匯量的手語詞，為中國聾啞人的教育、生活提供了有用的輔助工具，使他們用手語與正常人的交流成為可能。手語識別和合成中國科學院計算所研制成功了基于多功能感知的中13視線跟蹤（眼動）技術(shù)視線跟蹤（眼動）技術(shù)由于其可能代替鍵盤輸入、鼠標移動的功能，可能達到“所視即所得”(WhatYouLookatisWhatYouGet),因而對殘疾人和飛行員等使用有極大的吸引力。視線跟蹤技術(shù)，一是研究高質(zhì)量的眼動跟蹤設(shè)備，二是如何構(gòu)造易于操作的用戶界面。眼動跟蹤設(shè)備有強迫式與非強迫式、穿戴式與非穿戴式、接觸式與非接觸式之分。眼動跟蹤設(shè)備的精度和對用戶的限制和干擾是一對尖銳的矛盾。視線跟蹤（眼動）技術(shù)視線跟蹤（眼動）技術(shù)由于其可能代替鍵盤14視線跟蹤（眼動）技術(shù)目前一類產(chǎn)品是采用頭戴微型攝像頭的設(shè)備，它用來獲取兩眼瞳孔（或角膜）中視點。其采樣率、精度高，可靠。另一類是在PC機前裝了兩個微型攝像頭的設(shè)備，精度不高，適合殘疾人操作計算機使用。視線跟蹤（眼動）技術(shù)目前一類產(chǎn)品是采用頭戴微型攝像頭的設(shè)備，15觸覺通道的力反饋裝置新一代力反饋感應(yīng)技術(shù)主要有TouchSense觸覺感應(yīng)技術(shù)和G-ForceTilte動作感應(yīng)技術(shù)兩種。TouchSense觸覺感應(yīng)技術(shù)主要用在鼠標/軌跡球等產(chǎn)品中，而動作感應(yīng)技術(shù)(G-ForceTilte)則主要用在動感游戲控制器中。用在非游戲的高精度觸覺反饋裝置中，最著名的是由MIT人工智能實驗室MassieandSalisbury開發(fā)、美國SensAbleTechnologies公司生產(chǎn)的Phantom觸覺反饋（6自由度）設(shè)備和Ghost軟件開發(fā)包。由于高精度，它已廣泛用于軍事、醫(yī)學、機器人、教學、虛擬現(xiàn)實等各類應(yīng)用中。觸覺通道的力反饋裝置新一代力反饋感應(yīng)技術(shù)主要有TouchS16

觸覺通道的力反饋裝置觸覺通道的力反饋裝置17生物特征識別技術(shù)生物特征識別技術(shù)(Biometrics)是受到廣泛關(guān)注的一類新興識別技術(shù)。早期通過對人的指紋識別來確定人的身份，因而指紋識別被廣泛應(yīng)用于安全、公安等部門。隨著反恐斗爭的日顯重要，各國正在對其他人體特征進行廣泛研究，希望盡快找到快速、準確、方便、廉價的身份識別方法。眼睛虹膜、掌紋、筆跡、步態(tài)、語音、人臉、DNA等的人類特征研究和開發(fā)正引起政府、企業(yè)、研究單位的廣泛注意。生物特征識別技術(shù)生物特征識別技術(shù)(Biometrics)是受18唇讀、人臉表情識別唇讀、人臉表情識別是又一個人機交互技術(shù)的熱點。唇讀將人們說話的語音和嘴唇變化的形態(tài)結(jié)合起來，以便更準確地獲取人們表達的意圖、感情和愿望等。人臉表情識別的模型和方法也在不斷改進。

唇讀、人臉表情識別唇讀、人臉表情識別是又一個人機交互技術(shù)的19自然語言理解自然語言理解始終是自然人機交互的最重要目標，雖然目前在語言模型、語料庫、受限領(lǐng)域應(yīng)用等方面均有進展外，由于它的難度（自然語言的不規(guī)范性等），自然語言理解仍是計算機科學家和語言學家的一個長項研究目標。自然語言理解自然語言理解始終是自然人機交互的最重要目標，雖然202.虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實中的“現(xiàn)實”是泛指在物理意義上或功能意義上存在于世界上的任何事物或環(huán)境，是實際上可實現(xiàn)的，也可以是實際上難以實現(xiàn)的或根本無法實現(xiàn)的。而“虛擬”是指用計算機生成的意思。因此，虛擬現(xiàn)實是指用計算機生成的一種特殊環(huán)境，人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環(huán)境中，并在其中操作、控制環(huán)境，實現(xiàn)特殊的目的，即人是這種環(huán)境的主宰。2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實中的“現(xiàn)實”是泛指在物理意義上或功能21虛擬現(xiàn)實是一種先進的人機界面，它通過給用戶提供諸如視覺、聽覺、觸覺等各種直觀而又自然的實時感知交互手段，最大限度地方便用戶的操作。根據(jù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)所應(yīng)用的對象不同，其作用可表現(xiàn)為不同的形式。該技術(shù)的主要特征有以下幾方面：虛擬現(xiàn)實是一種先進的人機界面，它通過給用戶提供諸如視覺、聽覺22多感知性（Multi-Sensory）——所謂多感知是指除了一般計算機技術(shù)所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。浸沒感（Immersion）——又稱臨場感，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度。交互性（Interactivity）——指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度（包括實時性）。構(gòu)想性（Imagination）——強調(diào)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想像空間，可拓寬人類認知范圍，不僅可再現(xiàn)真實存在的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。多感知性（Multi-Sensory）——所謂多感知是指除了23立體眼鏡頭盔式顯示器（HMD）雙目全方位監(jiān)視器（BOOM）墻式顯示屏的自動聲像虛擬環(huán)境（CAVE）三維鼠標三維跟蹤球三維游戲桿頭動位置檢測器數(shù)據(jù)手套數(shù)據(jù)衣服三維顯示設(shè)備三維輸入設(shè)備位置跟蹤設(shè)備立體眼鏡三維顯示設(shè)備三維輸入設(shè)備位置跟蹤設(shè)備24三維掃描設(shè)備：有接觸式和非接觸式、手持和固定、不同精度之分，可按不同應(yīng)用環(huán)境和精度要求來選取。為使用方便，非接觸式三維手持激光掃描儀很受一般用戶青睞。

觸覺和力反饋裝置：觸覺和力反饋裝置已經(jīng)有大批不同價位的產(chǎn)品出現(xiàn)在市場，成為軍事、醫(yī)學、游戲等應(yīng)用領(lǐng)域的新型交互設(shè)備。

三維掃描設(shè)備：有接觸式和非接觸式、手持和固定、不同精度之分，25虛擬現(xiàn)實和三維交互設(shè)備三維顯示界面：多倫多大學和AliasWavefront公司合作研究的新三維顯示界面，采用了新型的“真”三維Volumetric顯示器。它不需要戴立體眼鏡或戴上裝有顯示器的頭盔，而是直接用肉眼看到真三維效果。虛擬現(xiàn)實和三維交互設(shè)備三維顯示界面：多倫多大學和Alias266.2人類因素所謂“人的因素”有三層含義：人對感知過程的認識，包括視覺、閱讀時的認知心理、記憶、歸納與演澤推理等；用戶已有的技能和行為方式；用戶所要求完成的整個任務(wù)以及用戶對人機交互部分的特殊要求。6.2人類因素所謂“人的因素”有三層含義：276.2.1人類感知基礎(chǔ)人通過感官認識客觀世界，因此，設(shè)計人機界面要充分考慮視覺、觸覺和聽覺的作用，這樣才能使用戶有效地從系統(tǒng)獲取信息，并存入人的記憶中，然后用歸納和演繹的方法進行推理。大多數(shù)人機界面都在可視介質(zhì)上實現(xiàn)。用戶從界面提取到的信息存入人腦中。人腦由一個短期記憶系統(tǒng)和一個長期記憶系統(tǒng)組成。大多數(shù)人遇到問題時并不進行形式的演繹和歸納推理，而是使用一組啟發(fā)式策略。因此，設(shè)計人機界面時還應(yīng)便于用戶積累有關(guān)交互工作的經(jīng)驗，同時要注意這些啟發(fā)式策略的一致性。6.2.1人類感知基礎(chǔ)人通過感官認識客觀世界，因此，設(shè)計人機286.2.2用戶技巧設(shè)計人機界面時應(yīng)該就用戶技能對用戶進行分類：1.新手用戶2.平均用戶（普通用戶）3.專家用戶4.偶然用戶用戶的類型并不是一成不變的。因此，要做用戶特性測量，以幫助設(shè)計者選擇適合于大多數(shù)用戶使用的界面類型和支持級別。6.2.2用戶技巧設(shè)計人機界面時應(yīng)該就用戶技能對用戶進行分類29用戶特性度量用戶特性的度量與用戶使用模式及觀測到的用戶群體能力有關(guān)。

用戶使用的頻度：即系統(tǒng)是否經(jīng)常使用。

用戶是否能夠自由選用界面：所有的界面都應(yīng)當是良好的。

用戶對計算機的熟悉程度：對計算機的熟悉程度決定了要使用戶達到熟練程度需要多少訓練。用戶特性度量用戶特性的度量與用戶使用模式及觀測到的用戶群體能30用戶知識：有些用戶已有相當多的計算機編程和操作的知識。他們需要一種靈活的可編程的或命令語言的界面。

用戶思維能力：這是對用戶的綜合知識和智力的衡量。

用戶的生理能力和技能：主要指人的視覺、聽覺、認知及記憶等方面的特點。因此，應(yīng)該在這一方面去收集信息。用戶知識：有些用戶已有相當多的計算機編程和操作的知識。他們需31用戶群體的度量可以用打分的辦法來簡單地度量。

平均值反映了用戶群體的平均特性。

標準偏差反映了用戶群體的差異大小，主要用于判斷用戶界面對不同類型的用戶的適應(yīng)范圍。用戶群體的度量可以用打分的辦法來簡單地度量。32圖書館的計算機借閱系統(tǒng)由于圖書館的館員將每天使用這個系統(tǒng)，因此他們使用系統(tǒng)的頻度很高。他們以前幾乎沒有人使用過計算機，也沒有人有自動化圖書館借閱系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)的知識。他們的絕大多數(shù)的智力水平在中等以上。圖書館的計算機借閱系統(tǒng)由于圖書館的館員將每天使用這個系統(tǒng)，因33用戶特性表用戶特性表346.2.3任務(wù)與用戶的特殊要求用戶要求人機界面能提供一個他早已熟悉，并感到親切自然的環(huán)境。

盡管每個應(yīng)用所要求的具體任務(wù)千差萬別，但大致可分為下面幾類：通信型任務(wù)：使信息從生產(chǎn)者傳遞到使用者的活動；對話型任務(wù)：使用戶能指揮和控制與系統(tǒng)交互的活動；認知型任務(wù)：獲得信息即可執(zhí)行的活動，或與系統(tǒng)功能關(guān)聯(lián)的活動；控制型任務(wù)：允許用戶對信息及其他任務(wù)處理的順序進行控制的活動。6.2.3任務(wù)與用戶的特殊要求用戶要求人機界面能提供一個他早356.3人機界面風格（1）就用戶界面的具體形式而言，過去經(jīng)歷了批處理、聯(lián)機終端（命令接口）、菜單等多通道——多媒體用戶界面和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。（2）就用戶界面中信息載體類型而言，經(jīng)歷了以文本為主的字符用戶界面（CUI）、以二維圖形為主的圖形用戶界面（GUI）和多媒體用戶界面，計算機與用戶之間的通信帶寬不斷提高。（3）就計算機輸出信息的形式而言，經(jīng)歷了以符號為主的字符命令語言、以視覺感知為主的圖形用戶界面、兼顧聽覺感知的多媒體用戶界面和綜合運用多種感觀（包括觸覺等）的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。6.3人機界面風格（1）就用戶界面的具體形式而言，過去經(jīng)歷366.4人機界面設(shè)計過程

人機界面的設(shè)計過程可分為下面幾個步驟：創(chuàng)建系統(tǒng)功能的外部模型；確定為完成此系統(tǒng)功能，人和計算機應(yīng)分別完成的任務(wù)；考慮界面設(shè)計中的典型問題；借助CASE工具構(gòu)造界面原型和最終實現(xiàn)設(shè)計模型；從質(zhì)量的角度對界面進行評估。6.4人機界面設(shè)計過程人機界面的設(shè)計過程可分為下376.4.1界面設(shè)計的模型在人機界面的設(shè)計過程中先后涉及四個模型由軟件工程師創(chuàng)建的設(shè)計模型；由人機工程師（或軟件工程師）創(chuàng)建的用戶模型；終端用戶對未來系統(tǒng)的假想；系統(tǒng)實現(xiàn)后得到的系統(tǒng)映象。一般來說，這四個模型之間差別很大，界面設(shè)計時要充分平衡四者之間的差異，導出一個協(xié)調(diào)一致的界面。

6.4.1界面設(shè)計的模型在人機界面的設(shè)計過程中先后涉及四個模38系統(tǒng)感覺是終端用戶在腦海里對系統(tǒng)產(chǎn)生的印象。系統(tǒng)映象包括基于計算機系統(tǒng)的外在表示（界面的觀感）和所有支撐信息（書、手冊、錄像帶、幫助文件），一般來說，若系統(tǒng)映象能與系統(tǒng)感覺吻合，用戶就會對系統(tǒng)感到滿意并能有效地使用它。系統(tǒng)感覺是終端用戶在腦海里對系統(tǒng)產(chǎn)生的印象。396.4.2任務(wù)分析與建模界面設(shè)計的任務(wù)分析也使用逐步求精或面向?qū)ο蟮姆椒ǎ贿^是將該方法應(yīng)用到了人的活動中。

任務(wù)可以以兩種方式應(yīng)用：一種是從實際出發(fā)，通過對原有的處于手工或半手工狀態(tài)下的應(yīng)用系統(tǒng)剖析，將其映射為在人機界面上執(zhí)行的一組類似的任務(wù)。另一種是通過研究系統(tǒng)的需求規(guī)格說明，導出一組與設(shè)計模型、用戶模型和系統(tǒng)假想相協(xié)調(diào)的用戶任務(wù)。6.4.2任務(wù)分析與建模界面設(shè)計的任務(wù)分析也使用逐步求精或面40任務(wù)分配在每個任務(wù)中，動作要分配給計算機、用戶或者二者。一般地，用戶承擔需要創(chuàng)造、判斷和探索的任務(wù)，而計算機承擔重復檢查、計算和數(shù)據(jù)處理的任務(wù)。數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)恢復和決策支持是混合任務(wù)。這些混合的任務(wù)需要通過人和計算機交互來共同完成。任務(wù)分配在每個任務(wù)中，動作要分配給計算機、用戶或者二者。41任務(wù)分配產(chǎn)生兩個網(wǎng)絡(luò)。一個是人的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)，一個是計算機的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)。人的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)說明如何安裝、操作和使用系統(tǒng)，它最后將形成操作過程和用戶手冊的基礎(chǔ)計算機的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)則描述計算機應(yīng)擔負的工作。這兩種網(wǎng)絡(luò)都可以用數(shù)據(jù)流圖來設(shè)計。任務(wù)分配產(chǎn)生兩個網(wǎng)絡(luò)。一個是人的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)，一個是計算機的任務(wù)42進行任務(wù)分析，工程師必須首先定義任務(wù)并對任務(wù)分類，我們可以用逐步求精的方法實現(xiàn)。例如，一個小軟件公司想要為室內(nèi)設(shè)計人員建立一個計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)，通過對設(shè)計人員工作的觀察，工程師注意到，室內(nèi)設(shè)計主要包括以下一些活動：家具布局、材料選擇、墻面和窗面的選擇、對用戶的展示、商定價格和購買，其中每項任務(wù)又可分成子任務(wù)。進行任務(wù)分析，工程師必須首先定義任務(wù)并對任務(wù)分類，我們可以用43例如，家具布局可以分為：（1）基于房間格局畫出樓層平面圖；（2）將門窗放在適當?shù)奈恢?；?）用家具模板在平面圖上畫出家具輪廓；（4）將家具輪廓放到最合適的位置；（5）標出所有家具輪廓；（6）畫出尺寸以確定位置；（7）畫出客戶的視圖。對于其他每個主要任務(wù)也可以進行類似劃分。這七個子任務(wù)還可以進一步細分，前六個子任務(wù)的完成可以通過用戶界面來操縱信息和執(zhí)行動作而進行，而第七個子任務(wù)則由軟件自動完成，這一任務(wù)基本不需要用戶干預。例如，家具布局可以分為：（1）基于房間格局畫出樓層平面圖；（44另一種分析方法采用了面向?qū)ο蟮挠^點。工程師觀察室內(nèi)設(shè)計人員使用的物理對象以及施加在每個對象上的動作，室內(nèi)設(shè)計人員可以“選擇”適當家具模板，將其“移動”到合適的位置，“畫出”家具模板的輪廓等等。界面的設(shè)計模型不必描述每個動作的實現(xiàn)細節(jié)，但必須定義出完成最后結(jié)果的用戶任務(wù)（在這里就是“在平面圖上畫出家具輪廓”）。另一種分析方法采用了面向?qū)ο蟮挠^點。工程師觀察室內(nèi)設(shè)計人員使45一旦任務(wù)分析已經(jīng)完成，終端用戶所需的所有任務(wù)（或?qū)ο蠛蛣幼鳎┮呀?jīng)被詳細標識，界面設(shè)計活動就開始了。界面設(shè)計過程的步驟可以按照以下方式進行：（１）確定任務(wù)的目標和含義；（２）將每個目標/含義映射為一系列特定動作；（３）說明這些動作將來在界面上執(zhí)行的順序；（４）指明各個系統(tǒng)狀態(tài)，即上述各動作序列中每個動作在界面上執(zhí)行時，界面呈現(xiàn)的形式；（５）定義控制機制，即便于用戶修改系統(tǒng)狀態(tài)的一些設(shè)置和操作；（６）說明控制機制怎樣作用于系統(tǒng)狀態(tài)；（７）指明用戶應(yīng)怎樣根據(jù)界面上反映出的信息解釋系統(tǒng)的狀態(tài)。一旦任務(wù)分析已經(jīng)完成，終端用戶所需的所有任務(wù)（或?qū)ο蠛蛣幼鳎?66.4.3界面設(shè)計的一般問題

1.系統(tǒng)響應(yīng)時間系統(tǒng)響應(yīng)時間指從用戶完成某個控制動作（例如，按回車鍵或點擊鼠標），到軟件給出預期的響應(yīng)（輸出信息或做動作）之間的這段時間。系統(tǒng)響應(yīng)時間有兩個重要屬性，分別是長度和易變性。變性指系統(tǒng)響應(yīng)時間相對于平均響應(yīng)時間的偏差。6.4.3界面設(shè)計的一般問題1.系統(tǒng)響應(yīng)時間472.用戶幫助設(shè)施

常見的幫助設(shè)施可分為集成的和附加的兩類。集成的幫助設(shè)施從一開始就設(shè)計在軟件里面，通常，它對用戶工作內(nèi)容是敏感的，因此用戶可以從與剛剛完成的操作有關(guān)的主題中選擇一個請求幫助。附加的幫助設(shè)施是在系統(tǒng)建成后再添加到軟件中的，在多數(shù)情況下，它實際上是一種查詢能力有限的聯(lián)機用戶手冊。人們普遍認為，集成的幫助設(shè)施優(yōu)于附加的幫助設(shè)施。

2.用戶幫助設(shè)施常見的幫助設(shè)施可分為集成的和附加的兩類。48具體設(shè)計幫助設(shè)施時，必須解決下述的一系列問題：（1）在用戶與系統(tǒng)交互期間，是否在任何時候都能獲得關(guān)于系統(tǒng)任何功能的幫助信息？有兩種選擇：提供部分功能的幫助信息和提供全部功能的幫助信息。（2）用戶怎樣請求幫助？有3種選擇：幫助菜單，特殊功能鍵和HELP命令。（3）怎樣顯示幫助信息？有3種選擇：在獨立的窗口中，指出參考某個文檔（不理想）和在屏幕固定位置顯示簡短提示。（4）用戶怎樣返回到正常的交互方式中？有兩種選擇：屏幕上的返回按鈕和功能鍵。（5）怎樣組織幫助信息？有3種選擇：平面結(jié)構(gòu)、信息的層次結(jié)構(gòu)和超文本結(jié)構(gòu)。具體設(shè)計幫助設(shè)施時，必須解決下述的一系列問題：493.出錯信息處理

出錯信息和警告信息，是出現(xiàn)問題時交互式系統(tǒng)給出的“壞消息”。出錯信息設(shè)計得不好，將向用戶提供無用的甚至誤導的信息，反而會加重用戶的挫折感。3.出錯信息處理出錯信息和警告信息，是出現(xiàn)問題時交互式系50第6章-人機界面設(shè)計課件51一般說來，交互式系統(tǒng)給出的出錯信息或警告信息，應(yīng)該具有下述屬性。（1）信息應(yīng)該使用用戶可以理解的術(shù)語描述問題。（2）信息應(yīng)該提供有助于從錯誤中恢復的建設(shè)性意見。（3）信息應(yīng)該指出錯誤可能導致哪些負面后果，以便用戶檢查是否出現(xiàn)了這些問題，并在確實出現(xiàn)問題時及時解決。（4）信息應(yīng)該伴隨著聽覺上或視覺上的提示，例如，在顯示信息時同時發(fā)出警告鈴聲，或者信息用明顯表示出錯的顏色顯示。（5）信息不能帶有指責色彩，也就是說，不能責怪用戶。一般說來，交互式系統(tǒng)給出的出錯信息或警告信息，應(yīng)該具有下述屬524.命令交互

在提供命令交互方式時，必須考慮下列設(shè)計問題。（1）是否每個菜單選項都有對應(yīng)的命令？（2）采用何種命令形式？有3種選擇：控制序列，功能鍵和鍵入命令。（3）學習和記憶命令的難度有多大？忘記了命令怎么辦？（4）用戶是否可以定制或縮寫命令？在理想的情況下，所有應(yīng)用軟件都有一致的命令使用方法。4.命令交互在提供命令交互方式時，必須考慮下列設(shè)計問題。536.4.4構(gòu)造界面原型一旦設(shè)計模型被創(chuàng)建，它就被實現(xiàn)成一個原型。為了適應(yīng)這種迭代的過程，用于界面設(shè)計和原型開發(fā)的工具應(yīng)運而生。這些工具被稱為用戶界面工具箱或用戶界面開發(fā)系統(tǒng)（UIDS）。

現(xiàn)在大多數(shù)的可視化編程工具，如VisualC++、VisualBasic、Delphi等都可以進行界面設(shè)計。6.4.4構(gòu)造界面原型一旦設(shè)計模型被創(chuàng)建，它就被實現(xiàn)成一個54由于采用了預包裝的軟件構(gòu)件來建立用戶界面，UIDS提供了以下機制：管理輸入設(shè)備，比如鼠標和鍵盤；確認用戶輸入；處理錯誤和顯示出錯消息；提供反饋，比如自動的輸入響應(yīng)；提供幫助和提示；處理窗口、域和窗口內(nèi)的滾動；建立應(yīng)用軟件和界面間的連接；將應(yīng)用程序與界面管理功能分離；允許用戶定制界面。由于采用了預包裝的軟件構(gòu)件來建立用戶界面，UIDS提供55第6章-人機界面設(shè)計課件566.4.5界面設(shè)計的評估評估可以從非正式的“測試驅(qū)動”（如用戶可以臨時提供一些反饋）到正式的設(shè)計研究（比如按照統(tǒng)計學的方法向一定量的用戶發(fā)放評估問題表）。用戶界面評估的周期如圖6.5所示。6.4.5界面設(shè)計的評估評估可以從非正式的“測試驅(qū)動”（如用57第6章-人機界面設(shè)計課件58為了收集定性的數(shù)據(jù)，問題表可以分發(fā)給原型界面的用戶，問題的答案可以是：簡單的是/否選擇、程度、百分比。例如：你認為界面中按鈕的布局是否合理？學習本系統(tǒng)操作的難易程度（難度為1到5）？與其它你曾用過的界面相比，你對該界面的評價如何（百分比表示）？如果需要定量的數(shù)據(jù)，就必須進行某種形式的定時研究分析，觀察用戶對界面交互的使用。為了收集定性