（设计艺术学专业论文）基于人机工程的GUI设计研究.pdf

南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘 要 用户界面的好坏直接影响应用系统效能的发挥，影响用户能否准确、高效、轻松、 愉快地工作，以及对产品的全部了解。随着我国软件产业的发展，用户界面设计已成为 被高度重视的研究领域。 gui 设计已不单单是图形的设计， 而是一个需要将人机工程学、 认知心理学等诸多学科结合的新研究方向，其最终目标是促进设计、优化界面信息以最 人性化的方式满足用户的需求。 论文以 gui 的人机设计为目标，首先对当前 gui 的一般设计方法、特征与过程进 行了分析。 针对当前 gui 设计缺乏人机因素考虑的问题， 论文接着从人机工程角度入手， 重点从用户视觉特征、听觉特征、触觉特征和心理特征几方面对 gui 的用户人机因素， 从界面空间、 色彩特征方面对 gui 的产品人机因素分别作了深入的剖析， 运用认知心理 学理论，研究了图标设计的认知特点。然后，从以用户为中心的设计思想出发，给出了 gui 的人机设计要素，描述了 gui 人机设计要素的特点及其注意的问题，提出了以相 合性、简洁性、可用性为内容的 gui 人机设计原则，情感化交互、模块化交互、对用户 行为反馈交互、视听交互和笔式界面交互等 gui 人机设计的交互特征。最后，运用上述 所研究的 gui 人机因素与人机设计方法，对笔者参与的软件实际项目的 gui 设计进行 了人机性设计与实现，成功的完成了软件的升级工作，并且该软件已向市场发布，结合 本实例体现了论文所研究的内容具有一定的使用价值。 论文结合计算机技术，通过 gui 设计与人机工程学领域的交叉探讨，结合设计流 程和设计理论，为设计者提供一套新的 gui 设计参考方式。 关键词：关键词：用户界面，gui 设计，人机工程，人机交互，以用户为中心的设计 基于人机工程的 gui 设计研究 ii abstract user interface plays an important role in the application system. whether it is good or not will influent the exertion of the application system, and it can also make users use applications exactly, efficiently, breezily and enjoyably. as the development of software in our country, more and more people have pay attention to this field. it is becoming hotter and hotter. the gui design is not only focus in the designing graphics as before, but it also need to integrate ergonomics, cognitive psychology and other subjects into a new research direction. its objection is to improving design and optimizing information of interface, so that it can meet users requirements with maximum humanity. the objection of this thesis is to apply ergonomics in the gui design. firstly, we expound present theories, methods and features of gui design. with the insufficiency of ergonomics in modern gui design, this thesis starts from the perspective of ergonomics. it analyses ergonomics factors of gui mainly from the aspects of visual features, auditory features, tactile features and psychological features. it also analyses the ergonomics factors hardly in gui design from the points of interface space and color features. with the theories of cognitive psychology, it discusses the features of cognitive in the icon design. secondly, from the point of user centered, it puts forward ergonomics factors of gui design. and then it describes the features of ergonomics factors in gui design and some problems we should pay attention to. after that it brings out some principles in the gui design such as consistency, simplicity and availability. it also concludes emotionalizing interactive, modularization interactive, interactive response to the users behaviors, audiovisual interactive, pen-based user interface as the features of gui design. at the end part of this thesis, it applies all the conclusions which have been derived ahead to the practical project which the author has took part in. the project implements the ergonomics in the gui design successfully, it was improved much. it has been released new version to the market. what the successful of the software that has been released proves the value of the research work in this thesis. this thesis incorporate the technologies of computer, with the exploration between gui design and ergonomics, it really wants to provide a new mode of gui design which combines the theory and process of design. key words: user interface（ui）, gui, ergonomics, user centered design, human interaction 基于人机工程的 gui 设计研究 vi 图、表清单 图 1.1 论文的研究思路和基本框架.5 图 2.1 gui 的应用领域.7 图 2.2 一套完整的指针主题方案.9 图 2.3 面向对象的设计框架.11 图 2.4 gui 设计流程图.12 图 3.1 人、界面、机的关系图.15 图 3.2 光笔、数值化仪数据输入设备.17 图 3.3 ug nx4.0 的图标工具栏.22 图 3.4 合适的空白元素.24 图 3.5 创造深度空间.24 图 3.6 不同的色彩给人的感觉.27 图 3.7 播放器控制界面.29 图 3.8 用户激活扩散模型.29 图 4.1 v 模型开发示意图.36 图 4.2 一个纸质原型.37 图 4.3 由 html 语言表现的高保真模型.38 图 4.4 简洁性因素示意图.40 图 4.5 kaspersky 和 cinema4d 软件的界面.42 图 4.6 模块化交互示意图.43 图 4.7 反馈交互示意图.45 图 4.8 视听交互模型.46 图 4.9 maxthon 中的笔式交互行为 .47 图 4.10 笔式交互界面环形菜单.48 图 5.1 ls/dynaform5.5 的功能结构图.50 图 5.2 fluid 的窗口.51 图 5.3 数据框的设计缺陷.52 图 5.4 ls/dynaform5.5 中的部分图标.53 图 5.5 dynaform5.6 的整体界面布局 .54 图 5.6 点菜单图标设计风格（部分）.56 图 5.7 nodes 菜单中点映射、面查找、帮助按钮.57 南京航空航天大学硕士学位论文 vii 图 5.8 线菜单的风格样式.57 图 5.9 面菜单的风格样式.58 图 5.10 sskin 图标和 srespace 图标.58 图 5.11 toobar 图标样式.59 图 5.12 export 图标制作问题.59 图 5.13 可用性差的 export 图标样式.60 图 5.14 界面测试流程图.61 图 5.15 xpm 文件背景色透明的修改.62 图 5.16 程序的大体结构示意图.63 图 5.17 main 函数的工作原理 .64 图 5.18 不同菜单界面的测试图（a,b,c）.65 图 5.19 ls/dynaform5.6 的整体界面效果.66 图 5.20 登陆窗口的初始化界面.69 图 5.21 注册窗口的视觉界面.69 图 5.22 儿童英语学习系统中的图标设计.70 表 3-1 各种输入设备的逻辑输入功能.17 表 3-2 视觉与听觉的特点比较.20 表 3-3 影响对色彩信息理解的现象.26 表 3-4 字符与背景的色彩搭配与辨认性.27 表 4-1 菜单的样式和特点.34 表 4-2 数据输入的方式和设计原则.35 表 4-3 直接操纵对象界面的特点与缺点.35 表 4-4 低保真模型的优缺点.38 表 4-5 高保真模型的优缺点.39 表 5-1 ls/dynaform5.5 的图标缺点.55 表 5-2 平均值统计调查表.68 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学 位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的 研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论 文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 (保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期： 南京航空航天大学硕士学位论文 1 第一章 绪论 1.1 研究背景 产品出色的外观设计对于计算机、汽车、日用品等几乎所有商品的销售与推广都 有着举足轻重的作用。 同样的道理，对于软件公司来说，软件产品就是他们的商品，而软件界面就是他 们产品的外观，界面的美观与否，直接关系到了软件产品的营销成败。我们可以清楚 地看到，微软公司对软件界面设计的重视。回想在第一次见到 win2000 时的情景，与 nt4.0 相比是否惊叹其界面的美观性与易用性？而如今再使用 vista 系统， 则会被其令 人神奇的感官概念而震惊折服！金山公司的金山词霸就是国内软件成功的例子了，从 金山词霸 3.0 到金山词霸 2007 的变化堪称经典， 著名的网页动画制作软件 flash 从 3.0 到 8.0，仅仅从修改了图标和窗体的角度讲，立即大为增色。 现今世界上成功的软件公司都非常重视软件界面的美化设计工作，因为他们深刻 的知道，在激烈的市场竞争中，仅仅有强大的功能是远远不够的，不足以战胜强劲的 对手。可以想象一下，当我们在挑选手机的时候，如果有两款手机性能相同，而第一 款比第二款要美观很多，那么将选择哪一款呢？ 现在的软件企业可能知道， 广告和市场推销活动对市场营销的作用是多么的重要， 并不遗余力地打广告、做活动、做推广。这些活动的最终目的是为了让用户购买并使 用软件产品，而用户最终使用的也是企业的产品，那么为什么不在软件界面的美观性 和实用性上多下些工夫呢？ 同时，在用户把软件买回去后，他们和企业的联系，或者说企业形象在客户眼中 的表现，很大一部分是通过软件的界面来传达的，那么美观友好的用户界面对于宣传 企业文化，对于给客户灌输企业理念，对于企业的宣传运作都将是非常有益的。 因此要想在飞速发展的今天设计一款有竞争力的软件，不光要有强大的功能，也 需要有一个友好的图形化用户界面。 1.2 研究现状 图形用户界面( graphics user interface)是计算机科学中比较年轻的分支学科之一。 它是计算机科学和认知心理学两大学科相结合的产物，同时也吸收了语言学、人机工 程学和社会学等学科的研究成果。通过几十年的发展，已经成为一门以研究用户及其 与计算机的关系为特征的主要学科之一。 尤其 80 年代以来， 随着软件工程学的迅速发 展和新一代计算机技术研究的推动，图形界面设计和开发已成为国际计算机界最为活 基于人机工程的 gui 设计研究 2 跃的研究方向。 在经历了第一代以文本技术为主的计算机操作界面后，目前我们正处于第二代计 算机操作界面图形用户界面。作为直接操作的图形用户界面，它大量使用图形、 语音和其它交互媒体，充分考虑了人的需求，使人们更加容易的使用计算机。 随着市场经济的竞争，有竞争就会需要设计来提高产品竞争力。2000 年以前国内 的 gui 设计刚开始萌芽，但当时做 gui 等于做平面设计，基本也体现在网页设计上， 后来随着 flash 的流行，一部分美术设计师开始去思考互动性。到了 2002 年一些企业 开始重视到 gui 设计的重要性，纷纷把 gui 部门从软件编码团队里提出来，开始有 了专门针对软件产品的图形设计师和交互设计师。2004 年以后随着手机，计算机附加 软件，mp3 等大量产品上市，id 设计就和 gui 设计越来越紧密了，gui 设计也开始 被提升到一个新的高度和重视程度。2005 年国内的 gui 设计已经相对成熟了，有了 专门的职业分工也出现了很多不错的 gui 一线设计师与设计交流组织。 然而，在我国的软件业，许多软件工程师仍对界面设计不够重视，他们认为只要 实现可视化界面，能满足用户提出的功能要求就行了。而且并没有将工业设计和人机 工程学引入到软件开发中，而是使程序员来代替界面设计师去开发界面。其实，软件 的最终用户多数是非计算机专业人员，他们对计算机并不十分精通，对计算机在他们 的工作中到底能作些什么，并不十分了解往往只能提出基本要求，对于什么是较好的 界面认识模糊，能否再改进界面，及改进界面的难度都不得而知，大多数用户对界面 的关注程度远远大于关注这个软件是用什么样的底层代码去实现的程度。 参考国外的计算机图形界面设计的进展，可以发现国外在人机界面上的设计已经 有相当大的进展，从目前最常用的 windows xp 到新推出的 windows vista 操作系统， 从上世纪 90 年代的网景浏览器到现在多样化浏览器的并存如： maxthon、 ie7、 firefox 等，都可以看出在这些软件里都渗透了许多的人机方面的设计元素的改进，包括图标 的美观化、符号寓意越来越形象化、用户使用习惯化、交互行为简单化、色彩丰富化 等等。 并且随着技术的进步， 国外已经将 gui 设计与 hci(human computer interaction) 工程紧密的联系在一起，从而诞生了 eud( end user development)，为 gui 设计提供 了一种新的诠释概念，使得用户与计算机界面更加接近了一步，正如 h. lieberman 所 说“it will become to be interactive micro worlds” 1。 1.3 研究目的和意义 人机界面设计和开发已成为国际计算机界最为活跃的研究方向。 随着计算机技术、 网络技术的发展，人机界面学的发展会朝着以下几个方向发展： 1) 高科技化，信息技术的革命，带来了计算机业的巨大变革。计算机越来越趋向 南京航空航天大学硕士学位论文 3 平面化、超薄型化。便捷式、袖珍型计算机的应用，大大的改变了办公模式，人们的 输入方式已经由单一的键盘、鼠标输入，朝着多通道输入化发展，使界面更加丰富多 彩，变化纷呈。 2) 自然化，早期的人机界面很简单，人机对话都是机器语言。由于硬件技术的发 展以及计算机图形学、软件工程、人工智能、窗口系统等软件技术的进步，图形用户 界面(graphical user interface)、 直观操作(direct manipulation)、“所见即所得” (what you see is what you get)等交互原理和方法相继产生并得到了广泛应用， 取代了原有的 “键 入命令”式的操作方式，推动人机界面自然化向前迈进了一大步。然而，人们不仅仅 满足于通过屏幕显示或打印输出信息，进一步要求能够通过视觉、听觉、嗅觉、触觉 以及形体、手势或口令，更自然地“进入”到环境空间中去，形成人机“直接对话” ， 从而取得“身临其境”的体验。 3) 人性化，现代设计的风格已经从功能主义逐步走向了多元化和人性化。今天的 消费者纷纷要求表现自我意识、个人风格和审美情趣，反映在设计上亦使产品越来越 丰富、细化，体现一种人情味和个性。一方面要求产品功能齐全、高效，适于人的操 作使用，另一方面又要满足人们的审美和认知精神需要。软件界面中颜色、图标的使 用，屏幕布局的条理性，软件操作时的连贯性和共通性，都要充分考虑人的因素，使 之操作更简单、友好。 4) 和谐的人机环境，今后的计算机应能听、能看、能说，而且应能“善解人意” ， 即理解和适应人的情绪或心情。未来计算机的发展是以人为中心，必须使计算机易用 好用，使人以语言、文字、图像、手势、表情等自然方式与计算机打交道。 随着科技的发展，不久的将来所有的产品会组成一体，变成一个无处不在的计算 机，这个计算机控制着用户的所有数码产品和数据。用户只要有自己的一个账号，就 可以通过任何一个数码产品来控制所有其它产品，而所有的产品都具有终端的功能。 而这个终端操作的基本形式就是软件的 gui。 从以上分析来看，人机界面的发展趋势将朝着高科技化、自然化、人性化、和谐 人机环境等多元化方向发展，这对我国的 gui 设计是一项新的挑战也是一个新的机 遇。在全球化经济的今天，国内的软件产业飞速发展，将来会成为世界的软件大国， 在未来的发展中，gui 作为软件与用户打交到的媒介，就必须要得到新的发展。 本论文的研究目的就是以人机工程学在 gui 设计中的应用为落脚点， 基于目前实 际的案例研究以总结分析一套全面系统的可持续研究和应用的界面设计方法和特征。 在设计与开发的各项工作中落实基于界面设计的基本原则、 人机工程的界面设计原则、 设计方法和设计特征，为用户提供令人满意的应用软件界面。 本论文与现有的 gui 设计理论有不同之处，是以人机工程学穿插在 gui 设计理 论中，人机关系界面设计的对象不再是以往的“物” ，而是基于现实生活中人与机器、 基于人机工程的 gui 设计研究 4 人与环境、人与界面之间相互关系所产生的新关系的设计。界面设计可以说是企业 pi(员工识别)系统设计的延伸，人机界面设计的两个方面是从内外塑造产品整体形态， 增强产品形象的重要手段。信息时代为工业设计提供了更广泛的设计空间。作为工业 设计师，应当设计出具有良好的软件界面的产品，使人们真正享受信息化带来的便捷 与乐趣。 1.4 研究内容与论文结构 本文的研究重点是 gui 的人机性设计。众所周知，计算机系统是由各式各样的软 件构成的，包括 windows 平台、mac os 平台、linux 平台等这些操作系统也是软件， 基于这些操作系统的软件更是成百上千。所以展现在计算机用户面前的将是软件的图 形化界面世界。在这里要指出的是，软件的界面是指用户与应用软件之间相互作用和 相互施加影响的区域， 在此区域中， 两者之间发生各种信息交流和控制活动统称为 gui 界面的人机交互。 笔者参加了 ls/dynaform 软件的后期 gui 设计工作， 并参与了用户界面的可行性 分析小组讨论，在用户体验组中扮演了测试结果回馈修改的工作。在研发期间主要工 作为软件 gui 视觉设计以及图标设计，在用户界面原型上绘制了原始的视觉界面。通 过该项目的实践， 结合所学的知识分析和总结了一套具有相对应用价值的 gui 人机性 设计体系。此外，本课题将结合国外优秀的计算机人机界面设计方法与人机工程中的 理论，来探讨现代计算机图形界面的设计应用，并从研究过程提炼出相对普遍的理论 知识。 论文的篇章结构如下： 第一章：分析了当今 gui 的背景，向读者介绍了目前我国 gui 设计的不足，并结 合 gui 的发展趋势，分析了人机工程学对 gui 设计的重要意义和作用，提出本文的 研究目标与内容。 第二章： 通过对目前 gui 的设计基础研究， 理出现有的设计特征与手段， 并对 gui 的设计过程进行分析，总结出基本的理论模型和研究框架，为后续的研究起到了铺垫 的作用。 第三章：针对现有的 gui 设计缺少人机性这一问题，笔者首先提出人机工程学在 gui 设计中存在的必要性，接着从人机工程角度入手，重点从用户视觉特征、听觉特 征、触觉特征和心理特征几方面对 gui 的用户人机因素，从界面空间、色彩特征方面 对 gui 产品人机因素分别作了深入的剖析，并运用认知心理学理论，研究了图标设计 的认知特点，为建立第四章的设计理论和特征提供了可依据的内容。 第四章：主要从以用户为中心的设计思想出发，给出了 gui 的人机设计要素，并 南京航空航天大学硕士学位论文 5 描述了它们的特点。编写了以相合性、简洁性、可用性为内容的设计原则，在这些原 则基础之上向更深的一层gui 人机交互特征进行了探索，总结了以情感化交互、 模块化交互、对用户行为的反馈交互、视听交互和笔式界面交互等新的交互特征。 第五章：根据上述所提出的 gui 人机因素与人机设计方法，对作者参与的软件实 际项目的 gui 设计进行了人机性设计与实现， 一方面是将自己所学习的知识应用到了 实践项目中，另一方面是在实践中所碰到的问题以及对待问题所处理的方法做一个总 结。ls/dynaform5.6 的顺利发布也从一定程度上佐证了本文中所建立理论和设计方法 的正确性。 第六章：总结了本论文的主要研究成果、创新点。并指出应改进和需要进一步研 究的地方，并且对将来该领域的发展进行了展望。 本论文的框架结构如下图 1.1 所示。 图 1.1 论文的研究思路和基本框架 gui 基础 内 涵 设计特征 设计过程 人机工程 gui 设计 人机因素 用户的人机因素产品的人机因素 体现了以用户为中心的设计思想 设计中要考虑的要素 总结原则和新的交互特征 项目实例 基于人机工程的 gui 设计研究 6 第二章 gui 的一般设计方法 ui 的本意是 user interface，也就是用户接口的意思。在人和机器的互动过程 (human machine interaction)中，有一个层面即通常所说的界面(interface)。从心理学意 义来分，界面可分为感觉(视觉、触觉、听觉等)和情感两个层次，这个界面便是用户 界面(ui)。而 gui 则为 ui 的一部分，即图形用户界面，从字面上看它包括了图形、 用户、人与界面的关系三个方面 2。本章将介绍 gui 的基础知识和目前 gui 的主要 设计过程。 2.1 gui 基础 从历史上看，认知科学的出现发展和计算机界面的发展是一个同步过程。一方面 计算机科学由于成功模拟人类的思维特征，加之后来的人工智能研究(artificial intelligence 或 ai)的诞生和发展，为后来的认知心理学的产生提供了思路和实践基础； 另一方面，认知科学的深入研究使得设计人性化大大加强，又成为计算机界面设计的 直接根据。计算机界面经历了从指令性文本界面到图形用户界面 gui(graphical user interface)的过程 (如从 dos 操作系统到 windows & mac os) ，这无疑是界面设计的 飞跃性发展。 在软件工程中，对 ui 设计的层面定义有三个部分：功能性层面、结构化层面、 视觉性层面3。 功能性层面，考虑应用软件发出的信息如何以最有效的方式和途径传达到用户的 感觉器官、对用户借以响应信息的操纵器(即交互介质)进行合理选择或设计、对控制 器(如手、脚等)进行合理选择和行为设计等，它反映了设计与应用软件功能的协调关 系。 结构化层面，也称概念设计（conceptual design）层面，是界面设计的骨架4。通 过对用户研究和任务分析，制定出产品的整体架构。基于纸质低保真原型（paper prototype）可提供用户测试并进行完善。在结构设计中，目录体系的逻辑分类和词语 定义是用户易于理解和操作的重要前提。 视觉性层面，用户初看界面时会首先在视觉上对界面有一个“整体感” ，设计应对 内容主次和色彩的安排、点线面和布局的处理等进行统筹规划，使局部服从整体，同 时也对风格进行统一设计，以强化视觉上的整体感。 南京航空航天大学硕士学位论文 7 2.1.1 gui 的内涵 1gui 的定义 guigraphical user interface 即人机交互图形化用户界面， 通常读做 “goo-ee” ， 准确来说 gui 就是屏幕产品的视觉体验和互动操作部分。 纵观国际相关产业在图形化 用户界面设计方面的发展现状，许多国际知名公司早已意识到 gui 在产品方面产生 的强大增值功能，以及带动的巨大市场价值，因此在公司内部设立了相关部门专门从 事 gui 的研究与设计，同时业界也成立了以互相交流 gui 设计理论与经验为目的 若干机构。 2gui 的作用 最先提出 gui 的是在 1973 年施乐公司帕洛阿尔托研究中心（xerox parc） ，施 乐研究机构工作小组最先建构了 wimp(也就是视窗，图标，菜单和指针)的范例，并 率先在施乐一台实验性的计算机上使用。 从那时起， gui的发展经历了apple macintosh ii，microsoft windows 3.0，windows 98 和目前的 windows vista 等诸多阶段。从 gui 的发展过程中来看， 为什么人们在不断的追求图形化操作界面的创新呢？原因很简单， 人们想以更加简便、更加流畅、更舒适的方式来与计算机打交道，这就离开不“界面” 这个媒介平台。 从目前的 gui 应用领域来看，它愈来愈多的被应用到手机通讯移动产品、电脑操 作平台、软件产品、pda 产品、数码产品等与人们生活息息相关的地方，如图 2.1 所 示。它不仅可以减少人们在使用机器的过程中发生错误的频率，并且减少了人们的认 知负担，使得机器更易于上手，而且满足了不同目标用户的创意需求。作为一个企业 来讲，则将企业的文化、品牌印象等融入到 gui 中，使人们在使用企业的产品时提升 他们对产品的依赖度、信任度、最终成为最忠实的固定目标消费群，从而形成其独特 的产品魅力。 图 2.1 gui 的应用领域 基于人机工程的 gui 设计研究 8 3gui 的地位 从 gui 的作用可以看出，随着中国 it 产业，移动通讯产业，家电产业的迅猛发 展，人机交互界面设计水平发展迅速，这对于提高产业综合素质，提升与国际同等业 者的竞争能力等方面无疑起了巨大的作用。 可见 gui 对于一个产品尤其是一个软件产 品来说其重要性不容忽视。 2.1.2 gui 的构成元素 计算机图形界面(gui)设计已经经过了两个时代， 第一代界面是以文本为基础的技 术，第二代界面则是由 20 世纪 70 年代以来逐渐形成的 wimp 界面，它是以窗口、图 标、菜单和指点装置为基础的技术。尽管目前第二代正凭着信息表达方式的日益多样 化而得以拓展，仍统治着主流界面(包括网页)，但眼下人们对多通道、多媒体智能界 面的研究标志着 gui 步入了第三代发展历程的开端。 第三代界面是利用虚拟现实技术 来实现应用软件的拟人化， 通过人的多种感觉和动作信道(如语音、 书写、 表情、 姿势、 视线等)，以并行和非精确方式与应用软件进行交互，以便提高人机交互的自然性和高 效性。 那么，作为目前流行的第二代界面图形用户界面，它的基本构成有以下四个 元素：窗口(windows)、图标(icons)、菜单(menus)、指示器(pointing device)，四位一 体形成桌面(desktop)。这种方式能同时显示不同种类的信息，使用户可在几个工作环 境中切换而不丢失几个工作之间的联系，用户可通过下拉式菜单方便地执行控制型和 对话型任务，引入图标、按钮和滚动杆技术，大大减少键盘输入，对不精于打字的用 户无疑提高了交互效率。 下面简单的介绍一下图形用户界面的各个组成元素。 1窗口 windows 窗口是屏幕中的一些区域，看起来就像是一些独立的终端。窗口通常可以包含文 字或图形，并且能够移动或可以改变大小。在屏幕上可以同时显示几个窗口，可以看 见不同的任务在其中执行，在工作的线程间切换的时候，用户可以注视不同的窗口。 通常，窗口还有各种与之相关的东西来增加窗口的用途。滚动条就是这样的一个 附件，使用户可以上下移动窗口的内容，或者左右移动，这使窗口看起来仿佛是一个 大得多的世界真实窗口，通过操纵滚动条可以看到新的信息。 在窗口的顶部通常有一个标题栏，让用户可以识别，在窗口的右上角可能有一些 特殊的方框，用来改变窗口的大小，关闭窗口或者使其尽可能大。 另外，有一些系统允许窗口嵌套。例如，在微软的 office 应用的软件如 excel 和 word 中，每个应用软件都有自己的窗口，其中的每个文档又各有一个窗口。在不同的 应用窗口中经常可能有不同的布局策略。 南京航空航天大学硕士学位论文 9 2图标 icons 窗口可以关闭和永远消失，或者也可以缩小成某种非常小的表示。一个小的图片 可以用来表示关闭的窗口，这种表示称为图标。利用图标可以在屏幕上同时得到许多 窗口。当用户暂时不想执行对话的一个线程时，可以将含有该对话的窗口图标化，从 而挂起该对话行为。图标可以节省屏幕空间，并且可以用来提醒用户：它可以以后打 开那个窗口，重新执行对话。 图标也可以用来表示系统的其它项目，例如收集废弃文件的回收站，各种磁盘以 及用户可以访问的程序或功能。图示有多种形式：可以是其代表对象的逼真表示，也 可以是高度程序化的，甚至可以是任意符号，不过这样的话用户可能很难理解。 3指针 pointing device 指针是 wimp 界面的一个重要成分， 因为 wimp 所要求的交互形式十分依赖于指 点和选择图标这类事物。鼠标是能够进行这种任务的输入设备，在屏幕上展现给用户 的是由输入设备控制的光标。 不同形状的光标经常用来区分不同的工作模式， 例如通常的指针光标是一个箭头， 而在画一条直线的时候，可能变成十字准线。 光标也可以用来告诉用户系统正在工作，例如当系统正忙于读文件的时候，可能 显示一个钟表或沙漏图示。指针的光标与图标类似，也是一个小小的位图图像，只是 所有的光标还有一个热点(hot spot)，即所指向的位置。现在，最新的操作系统 win vista(ultimate 版本)以及一些时尚的游戏软件都提供了丰富多彩的鼠标指针方案主题， 为用户的界面增添了不少的光彩和情感，如图 2.2 所示。 图 2.2 一套完整的指针主题方案 4菜单 menus 窗口系统的最后一个