（设计艺术学专业论文）移动设备中的人机交互设计研究.pdf

l t h em a s t r e s e a r c ho f h u m a n - - c o m p u t e r i n t e r a c t i v ed e s i g no nm o b i l ed e v i c e s c h o o lo fd e si g n s p e c i a l i t y ： f i n ea r t s s t u d yd i r e c t i o n ：i n d u s t r i a ld e s i g n f i n i s h e di na p r i l ，2 0 0 9 i i 华东师范大学学位论文原创性声明 眦y 删1 眦7 骶4 删1 骶9 骶4 1 8 眦 郑重声明：本人呈变的学位论文移动设备中的人机交互设计研究，是在华东 师范大学攻读硕士博士( 请勾选) 学位期间，在导师的指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文 中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期：z 。冬年西f 7 日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 移动设备中的人机交互设计研究系本人在华东师范大学攻读学位期间在导师 指导下完成的硕士博士( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归华东师范大 学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文，并向主管 部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网”送交学位论文的印刷版和电子 版；允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅；同意学校将 学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的 标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) ( ) 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部”或“涉密 学位论文 木，于 年月同解密，解密后适用上述授权。 f ( 、) 2 不保密，适用上述授权。 翩签磕驻 i i i 本人签名垄丝 睇年6 只l e l i 李东岳硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 魏劭农副教授华东师范大学设计学院主席 朱淳教授华东师范大学设计学院 张晶副教授华东师范大学设计学院 戴石争副教授华东师范大学设计学院 邵琦教授上海师范大学美术学院 。_ i v 论文摘要 信息科学技术的蓬勃兴起，使人们的生活发生了重大的变化。原有的通信， 娱乐和生活方式都在其影响下发生了明显的改变。在这种产业升级的过程中，对 产品设计提出更新、更高的要求，如何将新兴的信息科学技术运用到工业设计领 域，使其能够更好的为用户服务，成为了目前产品设计中的一个问题。人机交互 设计便是随着这一过程应运而生的新的设计领域。 人机交互设计既包含了原有产品设计中的人机工程学，也涵盖了当今信息科 学技术的实现方式。而移动设备作为人们经常使用的一种工具，由于其要求和使 用条件的严格，并对于人们生活的广泛影响，可以更突出的暴露出其设计过程中 所出现的问题，从而更加利于进行研究。本文通过六个章节对移动设备中的人机 交互设计这一领域进行研究，宗旨为基于目前已有的移动设备人机交互设计的研 究及成果，结合笔者自身在设计实践中感受与分析，形成在移动设备人机交互设 计领域的一些自己的观点与看法，并对其进行分析与论证。六个章节分别为：1 移动设备的人机交互设计概念及内容。其主要讨论移动设备和人机交互设计两者 的概念，移动设备的人机交互设计所包含的内容。2 ：移动设备人机交互设计历 史发展与现状。主要包含：历史上移动设备的人机交互设计情况和目前移动设备 的人机交互设计现状，并借鉴案例对过程中间的变化和目前的状态予以分析。3 ： 移动设备的人机交互设计过程分析。主要分析移动设备人机交互设计的设计方 法、流程和评测三方面现有的内容。4 ：移动设备人机交互设计的评估。主要讨 论艺术、可用性、人性因素和人文学科方面对移动设备交互设计的影响，作为本 文主要的讨论内容，该章节通过人文学科与移动设备的人机交互设计之间的相互 作用，对移动设备的人机交互设计进行分析，从而获得对于更好的进行移动设备 的人机交互设计一些个人观点。5 ：未来移动设备的人机交互设计发展与探索， 其主要对未来的移动设备人机交互设计的发展提出一些看法，并对未来将会遇到 的问题进行预测6 ：结语。 关键词：移动设备，人机交互，设计迭代，可用性分析，人工智能 v a b s t r a c t t h er i s e o fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yh a sm a d e p e o p l e sd a i l yl i f e u n d e r g o n em a j o rc h a n g e s u n d e rt h ei n f l u e n c eo fi t ，t h eo r i g i n a l c o m m u n i c a t i o n ，e n t e r t a i n m e n ta n dl i f e s t y l eh a v ec h a n g e di nm a n yw a y s i n t h i sp r o c e s so fu p g r a d i n g ，t h e r ea r em u c hr e q u i r e m e n t st om e e tt h a ne v e r b o f o r e h o wt oe m e r g i n gi n f o r m a t i o nt e c h n o l n o g ya p p l i e dt oi n d u s t r i a l d e s i g na n de n a b l ei tt os e r v eu s e r si sb e c o m i gap r o b l e mt ot h ep r o d u c t d e s i g n t h e r e f o r ，an e wd e s i g nh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v ed e s i g ne m e r g e d h u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v ed e s i g nn o to n l yi n c l u d e st h ee r g o n o m i c so f p r o d u c td e s i g n ，b u ta l s oc o v e r st h ec u r r e n ti n f o r m a t i o ns c i e n c ea n d t e c h n o l o g yi m p l e m e n t a t i o n s a sa no f t e nu s e dt o o l ，t h em o b i l ed e v i c ew o u l d b em o r ee a s i l yt ob es t u d i e dd u et oi te a s i l ye x p o s e dt h ep r o b l e m si nt h e d e s i g np r o c e s sa sr e s u l to fi t ss t r i c tr e q u i r e m e n t sa n dc o n d i t i o n so fu s e a n di m p a c tp e o p l e sl i v e si naw i d er a n g e ，a n di t i se a s il yt ob es t u d i e d i nt h i sp a p e r ，id i s c u s st h er e s e a r c ho fh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i o nd e s i g n o nm o b il ed e v i c ei ns i xc h a p t e r ，a i m i n gf o r g e t t i n gm yo w np o i n to f v i e wi nt h i sa r e a ，b a s e do nt h ec u r r e n th u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i o nd e s i g n ， r e s e a r c ha n dr e s u l t s ，c o m b i n e dw i t ht h ea u t h o r so w np r a c t i c a le x p e r i e n c e i nt h ed e s i g na n da n a l y s i sa n da r g u m e n t s t h es i xc h a p t e r sa r ea sf o l l o w i n g ： 1 t h ec o n c e p ta n dc o n t e n to fh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v ed e s i g no n m o b il ed e v i c e 2 t h eh i s t o r ya n dp r e s e n to fh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v ed e s i g no n m o b il ed e v i c e i t m a i n l yi n c l u d e st h eh i s t o r yo f h u m a n c o m p u t e r i n t e r a c t i v ed e s i g no nm o b i l ed e v i c e sa n dn o w a d a y s t h ea n a l y s i so ft h e s t a t u so fh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v ed e s i g n ，a n dd r a w i n go nac a s ew h i c h c h a n g e di nt h ep r o c e s s 3 d e s i g np r o c e s so fh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v ed e s i g no nm o b il e d e v i c e s i tm a i n l yi n c l u d e sh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v ed e s i g nm e t h o d s ， p r o c e s s e s ，a n de v a l u a t i n g 4 e v a l u a t i o no fh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v e d e s i g no n m o b i l e v i d e v i c e a st h em a i ns u b j e c ti nt h i sp a p e r ，d i s c u s st h ei m p a c ts o m e d i s c i p li n e st oh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v ed e s i g no nm o b il ed e v i c e s a n d g a i n s o m e p e r s o n a lo p i n i o nt oc a r r yo u tab e t t e rh u m a n c o m p u t e r i n t e r a c t i v ed e s i g no nm o b i l ed e v i c e si nt h ef u t u r e 5 t h ef u t u r ed e v e l o p m e n ta n de x p l o r i n go fh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v e d e s i g no nm o b il ed e v i c e 6 c o n c l u s i o n k e yw o r d ：m o b i l e d e v i c e ，h u m a n c o m p u t e r i n t e r a c t i v e ， d e s i g ni t e r a t i o n ，u s a b i l i t ye n g i n e e r i n g ，a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e v i i 目录 绪论1 研究动机1 研究目的及意义1 研究方法2 第一章移动设备中人机交互设计的概念与内容3 第一节移动设备中人机交互设计的概念。3 第二节移动设备人机交互设计的内容与分析5 第二章移动设备人机交互设计的历史发展与现状8 第一节移动设备人机交互设计的历史发展8 第二节现有移动设备的人机交互设计及分析l o 第三节移动设备人机交互设计的应用情况1 2 第三章移动设备的人机交互设计过程分析1 4 第一节移动设备的人机交互设计方法与原则1 4 第二节现有移动设备的人机交互设计流程分析18 第三节移动设备的人机交互设计测试1 9 第四节现有移动设备人机交互设计案例分析2 l 第四章移动设备人机交互设计的评估2 3 第一节移动设备人机交互的设计风格与作用2 3 第二节移动设备人机交互设计的可用性测试2 5 第三节移动设备人机交互设计中的人为因素2 8 第四节移动设备人机交互设计中的设计伦理与哲学3 0 第五章未来移动设备的人机交互设计发展与探索3 3 第一节未来移动设备的人机交互设计发展3 3 第二节新环境下移动设备的人机交互设计遇到的新问题3 4 第六章结语3 7 注释3 9 参考文献4 1 后 记z 3 v i i i 绪论 研究动机 随着信息化时代的来临，越来越多的产品具备了自身的信息化属性，例如具 备自动电子导航系统的汽车、用户可设定温度及其他参数的冰箱、具备智能系统 的手机等等，这样的设备越来越多的参与到人们的日常生活中，改变着人们的生 活，而这些信息化产品的人机交互方式对于产品设计来说也越来越重要。 另一方面，信息化产品的人机交互设计在目前的很多方面都存在着各种各样 的争论与问题。例如人机交互方式的设计。由于信息技术和制造技术的快速发展， 如何更好的了解人自身的需求和运作方式，使信息产品的使用更加符合人类使用 习惯的设计，则成为了对于信息化产品人机交互设计中的重中之重；另外对于设 计的出发点和设计方式的关注，即在技术与人类的结合方面如何利用快速发展的 技术给用户带来更多的便利，并且对使用者本身不造成伤害，也对于信息产品的 人机交互设计，具有重要意义。 选择移动设备作为研究对象，是出于移动设备对于信息交流和处理存在着自 身的特点，由于移动设备在使用过程中能够实现用户即时处理所接受的信息，因 而它更加类似人类本身的信息处理器官，如眼睛、耳朵、鼻子等，所以对于信息 处理的交互方式具有更高的要求，对于设计所暴露出的问题也会展现的更加明 显。 因此，本论文的出发点是：通过移动设备的人机交互设计的研究，对于这一 课题目前所面对的设计问题，提供个人的分析与讨论，并通过一定的研究方法， 得到一些目前现有问题的阶段性结论，为未来更好的进行移动设备的人机交互设 计和相关的学术研究提供一定的帮助，并且将自身的一些研究发现进行研究、归 纳、总结，最终形成一定的成果。 研究目的及意义 工业产品作为与人类生活息息相关的一个领域，涵盖了生产、交通运输、通 讯及娱乐等多个方面，对人们的生活有着无法估量的影响。原有的工业产品使用 方式多为机械操作方式，随着触摸屏等类似技术的成熟，越来越多的电子产品使 用多种多样的操作方式，然而我们看到，并非所有的机械操作方式都被这样类似 的电子操作方式所取代，在这种选择中间便存在着产品的人机交互的需求与实现 等多方面类似的实际问题。 在移动设备领域，原有的机械操作方式对用户很多方面的使用有所限制，而 信息化所带来的操作简便、高效和交互方式的灵活性等特点会更好的满足移动设 备的设计需求，从而带给移动设备较其他工业产品更多的影响。这种影响也使得 设计师在进行移动设备的人机交互设计时，需要进行较以前工业设计方式更多学 习与思考。 由于产品的信息交互界面与原有的机械操控界面存在形成原理不同，原有的 人机操控习惯有一定的理论基础与使用习惯，对人们的操作方式形成影响。然而 信息操作界面通过电子操作系统如何更好的实现符合人类感觉习惯的操作方式， 并且实现更加快速、更可靠的操作界面，保证人机交互的可靠性，成为在产品设 计过程中一个新的问题，而这个问题对于设计结果用户的使用结果和用户对 机械反馈的接受都造成十分重要的影响。 本文主要研究目的在于探讨移动设备从原有的机械操作方式转向信息化电 子操作方式，在这一转变过程中，所产生的变化。并解决如何在新的技术不断发 展的今天，评估人机交互设计的优劣，更好的进行人机交互方面的设计，最终实 现最大程度上满足用户各方面需求的目的。 研究方法 本论文拟采用文献资料研究法、观察对象法、案例分析法、逻辑分析法对论 文中各个需要解决的问题进行探索研究，其中具体研究方法如下： 1 文献资料研究法 通过图书馆和国内外网站、书籍等渠道，收集国内外工业产品的人机交互设 计方面资料，包括论文、著作、设计案例、设计系统研究等多方面内容，综合各 方面资料进行对比与分析研究。 2 观察对象法 根据一定的研究目的和观察内容，对特定的对象进行实地调研与信息收集， 研究用户使用习惯和出现的问题，直接获取用户的使用资料，为产品的设计提供 具体的反馈意见。 3 案例分析法 2 通过对实际案例中移动设备的人机交互设计分析，了解设计者在进行移动设 备的人机交互设计过程中对于设计方法和设计过程所遇到的问题，对于移动设备 的人机交互设计的需求与设计方法进行思考与研究，并进行总结。 第一章移动设备中人机交互设计的概念与内容 第一节移动设备中人机交互设计的概念 在目前已有的研究中，关于移动设备( m o b i l ed e v i c e ) 的概念并没有明确的、 直接的定义，主要是通过两个方法描述了移动设备，一种是根据功能方面进行描 述：“有的可以让你组织约会、编辑工作清单；有的可以让你编写多媒体短信、 音效图片( 或许，是发给朋友的) ；很多的则提供了桌面类型的应用程序，如： 文字处理软件，可在小屏幕查看它；一部分还有全彩游戏；此外，还存在一个潜 在的医疗设备市场，移动设备可以检测你每天的身体状况。当然，还有的移动设 备可具备大多数或所有这些功能。 【1 】另一种则根据外观尺寸及交互的物理元 件，也就是人们通常所说的硬件来划分设备类型，“从手持设备到珠宝形状的传 感器以及徽章形状的显示器。” 1 】 在维基百科中，对于移动设备的定义为：可装载在口袋中的计算机设备，多 数具备触摸屏或者微型键盘。可见，信息处理能力在移动设备的定义内容中属于 基本内容，而以前的机械操作方式，则不属于移动设备的定义范畴之内。然而相 对于这样的移动设备的定义方式，存在着另外一种解释方法。人机交互之父a l a n c o o p e r 曾在精神病人管理精神病院一书中有- n 这样的冷笑话： “问：把汽车和电脑连在一起，会变成什么? 答：一台电脑。 问：把电话和电脑连在一起会变成什么? 答：还是一台电脑。 【2 】 他从中指出电脑技术的入侵性很强，而使得其他产品会因为他而消失，就 像维基百科对于移动设备的定义一样，如果没有8 0 年代信息技术的发展，那么 是不是就不存在移动设备了呢? 答案明显应该是否定的，没有信息技术的发展， 移动设备依然存在，然而其人与机器互动的方式则主要体现在人机工程学中，而 存在了信息技术之后人机交互( h c i ) 才得以出现。就像我们对于工具的期待一 3 样：它应该用来增强人类的行为，而不是更改，工具始终不能喧宾夺主。 因而笔者认为对于移动设备的定义也不应拘泥于对于信息技术的依赖，应该 对于移动设备本身的属性而进行定义。移动设备的先天优势在于可以与人们在移 动过程中进行使用，无论是便于携带还是通过其它方式携带，移动性必然为移动 设备的天生与根本属性，那么对于移动设备可以简单定义为可以在用户移动过程 中使用的产品。而对于具体的用户移动情况的研究则可以根据一定的用户使用环 境进行分类，例如高等级的移动属性应该属于在快速移动过程中用户使用的设 备，例如汽车的导航设备和飞机的导航设备；较低的可以为用户可以在步行时使 用的移动设备，例如手机等设备；而对于那些可以移动，但无法在移动中进行使 用的设备，例如台式电脑等等，便不可称为移动设备。另外一方面，笔者分析认 为，这两类移动设备可以根据移动的主动性进行区分：一类为可供人们同常携带 使用的可移动的设备，自身没有移动能力，例如手机、移动音乐播放器等：另一 类可以定义为自身具备移动性的设备，例如汽车、自行车等。 人机交互的概念则来自于人机工程学。在工业设计领域，人体工程学主要关 注对象为机器和系统的物理属性，以及其如何影响用户的表现。人类的因素可具 化为这些问题，以及更多认知学方面的问题。在英国，“e r g o n o m i c ”( 人机工程 学) 为首选术语，这也是正统意义上的学术术语，在北美则强调为“h u m a nf a c t o r ” ( 人为因素) 。而随着计算机的日益普遍，使得原本模式设定单一的机器可根据 人的喜好更改其本身的功能模式和使用情况，甚至更加智能化的模糊控制、随环 境改变而智能调节自身状况的智能控制等多种技术的涌现，造成最初使用的 “m a n - m a c h i n ei n t e r a c t i o n 改为“h u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i o n ( 人类同计算机交互， 简称人机交互) 。 3 】因此，人机交互设计属于人机工程学的一个分支，具体指针 对于信息化设备的操作方式设计。 具体的对于人机交互设计的定义目前的标准为：在用户界面所发生的介于用 户和计算机之间的的交互行为，包括硬件和软件方面的，例如软件中字符在屏幕 上的显示，作为软件输出内容，用户进行接收，从而形成用户与计算机之间的信 息互动。在计算机械行业协会( t h ea s s o c i a t i o nf o rc o m p u t i n gm a c h i n e r y ) 对 于人机交互设计( h c i ) 的定义为：研究对于计算机系统与用户使用之间的互动过 程中的设计、评估和完成等主要现象的学科 4 】。我们可以看到，对于人与计算 机的互动作为人机交互的主要特性，作为定义的主体，因而对于人机交互设计便 主要包括人机交互界面的设计( 人机交互界面不单纯为视觉界面，是指全部用户 4 机系统和用户之间的互动过程与手段的设计，包括其过程中的硬件设计和软件设 计，或者简而言之为移动设备中计算机系统与用户之间的人机交互的设计。本文 对于这一命题的讨论，主要以手机、移动娱乐设备如掌上游戏机和嵌入式移动设 备如汽车的多媒体控制系统等作为讨论主体，由于这些设备目前的应用广泛，而 且产品的发展和信息化程度较高，便于对其进行人机交互方面的分析和发展的描 述，并且对于其人机交互设计的分析也较有代表性和价值。 第二节移动设备人机交互设计的内容与分析 对移动设备的人机交互设计本身的定义无法体现其自身所包含的设计内容， 而笔者认为可以通过信息系统与用户互动流程，帮助理解人机交互设计所包含的 设计内容。下图为人机交互的一 般性流程框架 5 ，通过此图我们 可以看出，一般的人机交互流程 主要为：用户( u s e r ) 通过表达s 某种需求给人机交互界面 ( i n p u t ) ，人机交互界面通过一定 的方式将这种需求转化便传输给 处理核心( s y s t e m ) ，处理核心处理之后， ( o u t p u t ) ，用户得到处理结果。在 再通过一定的人机交互界面变现出来 这一过程中，用户对需求的输入 人机交互的一般框架 ( i n p u t ) 和系统对处理过信息的输出( o u t p u t ) 为人机交互部分，而对于这两 部分的设计，则为人机交互设计所包含的内容。 作为输入和输出过程的主体，人机交互界面( h u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v e i n t e r f a c e ) 是用户和计算机之间主要的交流渠道，这一交流渠道笔者认为主要 包括的内容为五种： _ 任务的环境：用户的条件和所确定的目标。 5 - 机器使用的环境：移动设备的人机交互设计的使用环境是日常的生活过程 中，可能是在走路过程中，工作中等等环境。 一交互界面环境：在人机交互界面所处的环境，即操作界面先对于用户和系统 所处在的位置与状态。 m 输入形式：输入信息方式，当用户有一定的任务需要使用计算机时，初始执 行该任务时对计算机输入信息的方式。 一输出形式：由计算机根据输入流而生成的信息展现方式。 作为人机交互流程的主体，人机交互界面是指除去用户需求研究和信息处理 的功能实现之外，用户使用最重要的部分。由于目前信息处理技术的高速发展， 各种各样的人机交互方式层出不穷，使得对人机交互设计进行详细分类十分困 难。然而目前仍有很多分类方法，如直接与间接的人机交互方式 6 等。但作为 人机交互的一方和主要服务者，笔者认为我们可以通过采取另一种方式来对人机 交互方式进行分类，即根据人自身的信息接收方式，将现有的移动设备的人机交 互方式进行分类? 因此，我们可大致将人机交互设计分为六类：视觉界面，触觉 界面，听觉界面、嗅觉界面、味觉界面和动作界面。 视觉界面 视觉界面包含所有用户通过视觉可以观察到的信息，其中包括移动设备中显 示器的视觉变化、指示灯显示、外形设计等等。作为用户最直观的和最迅速的了 解途径，视觉界面目前占据了大部分移动设备的人机信息交互方式。这种情况在 未来必将得到改变，主要原因在于视觉界面承载的信息过大会导致用户使用的不 舒适，最直接的结果便是导致用户长时间用眼过度，并且人类自身的接受信息方 式也是多种多样的，仅限于视觉界面也不符合人们的生活习惯。 触觉界面 通过触觉进行移动设备的人机交互，目前的使用案例相对视觉界面较少，不 过未来会有更多的发展，其中较为典型的一个案例便是移动阅读器的使用设计， 用户通过触控方式，用手指在触摸屏上滑动，以此来模仿真实的翻看书页的效果。 在现实世界中，人的触觉的使用无处不在，相比视觉界面，人的触觉更加直 观，而且某些情况下反应更加迅速、更加丰富，因而在未来的人机交互中的使用 也会十分丰富。比如人在抚摸草坪的时候所产生的感觉与视觉看到草坪的感觉是 不同的，二者在使用感受上具有一定差别。 触觉界面在某些情况下会发生一些其他的演变，例如对于人体植入设备的使 6 用，用户往往在没有了解对于设备进行人机交互的情况下，便发出了讯号。这类 情况的的一个例子是对于人体状况的检测：植入设备通过对人体内部情况的探 查，将用户个人身体状况资料发送给用户的医生，从而达到预防的目的。其中人 体并没对设备产生触觉，而设备直接了解了发生在身体内的情况，从而做出反应， 这种类型的人机交互可以在心理类型上定义为无意识的交互形式。 听觉界面 人类的听觉是极其敏感的，可以对于声音进行精确的定位，对于音色、曲调 的判断通过训练也可以达到很高的水平。并且听觉对于人类的情感表达和抒发具 有很强烈的影响，因而对于听觉的人机交互方式，更多的偏向于情感的表达，例 如电源不足的警告铃声等等。 并且笔者认为由于听觉交互方式的情况极其丰富，因而用户自定义铃声的交 互方式也有很多，这从用户角度来说，更加符合用户自身的使用习惯，而且可以 提高用户对于设备的使用感受。 嗅觉和味觉界面 这两个界面合二为一是由于目前为止，一方面由于他们在用户使用过程中具 有相似的特点，都是需要用户对于味道的感觉来进行判断，另一方面也是由于这 两个界面的应用相比前三个界面都更为匮乏。 嗅觉和味觉人机交互方式的使用也拥有自身的特点，在特定的使用情景下， 获得到很好的使用。 动作晃面 通过动作进行人机信息交互，作为最类似于原有的机械操作方式，目前的发 展最为迅速。通过动作界面，人们可以直观并且具有刺激性的了解信息的处理结 果，并且能够做出下意识的反应，而对于运动的使用和处理，人们对于这种方式 有天性上的倾向。 这种分类方式，其优点在于可以很清楚的将人机交互方式进行分类，从而使 得在设计过程中对于设计方式和内容的分析更加明确，能够更清楚的针对用户的 使用需求，进行人机交互方式的选择，从而更好的满足用户的使用需求。其缺点 在于对于实现的技术要求较高，以上很多的人机交互方式目前并没有成熟的技术 为产品提供良好的用户体验，使得根据用户使用习惯去进行人机交互设计在开发 成本上没有保证，使得很多厂商不愿意选择这样的开发模式，而只是根据现有的、 比较成熟的人机交互设计形式进行优化与改变。 7 但笔者认为这样逃避用户需求的方法在未来必然会被设计创新、满足用户需 求的设计模式所取代。在目前的人机交互设计技术较为初期的时候，众多厂商无 法进行设计研发，使得这样的情况存在，然而在技术发展成熟之后，对于设计质 量的要求提高，从而对于设计更好的满足用户需求的要求也会成为产品最根本的 竞争力，从而使得这样的分类方法成为最终的选择。 以上的移动设备人机交互方式分类，以及用户如何通过这些方式与移动设备 进行信息的交互处理，对于移动设备的人机交互效果是重要的。作为人机交互手 段的主要载体，此处的设计质量直接决定了交互设计的优劣。 第= 章移动设备人机交互设计的历史发展与现状 第一节移动设备人机交互设计的历史发展 历史上公认的第一部手机由m a r t i nc o o p e r 在1 9 7 3 年发明，而当时的手机 并不像现在一样具有那么多的信息处理功能，很多现在的人机交互手段当时都无 法使用，但是手机的诞生对于移动设备发展具有极其重要作用，因为它的诞生为 未来移动设备的形成提供了良好的平台。 随着移动通讯技术的发展，移动信息传输技术经过了三个阶段。第一代模拟 技术，就是我们俗称的大哥大阶段，其特点在于信号较差，并且安全性差，通话 质量不好；第二代技术为现在使用的g s m 数字，也就是微波技术，它提高了信号 强度和安全性，并且支持多种数据业务，丰富了移动通讯的发展；第三代为目前 极为热门的3 g 业务，提高了整个移动通讯的速度与能力，为移动设备的发展提 供了很好的前景。 7 2 0 世纪中期发展起来的计算机科学技术对于社会生活各方面也具有十分重 大的影响，并且其与移动技术的结合，极大地促进了移动设备的兴起，各种移动 设备的信息化变迁，形成了移动设备的人机交互设计领域。 在移动设备的不断发展与演进过程中，我们可以看到一个趋势，那就是从原 有的单一功能设备向平台化、集成化、拥有多功能的设备发展，例如从原有的随 身听，到现在的移动多媒体平台，从原有的手机到现在的集成通信、网络和导 航定位功能的通信终端，这些都体现了移动设备对于用户携带方便的考虑人 们不希望携带多种多样的、笨重的产品。苹果公司的首席执行官史蒂芬乔布斯多 次在推出新的移动设备是从自己的牛仔裤 口袋中拿出所开发的新产品( 如i p o d 、 i p h o n e ) ，这就传递了一个讯息，那就是这 个产品可以与你随时随地的发生联系。而这 也体现出移动设备的特点，那就是即时性 ( i n s t a n tr e a c t i o n ) ，这一特点也是移动设 备的人机交互设计中的一个基本特点。【8 】 从最早的大哥大、汽车方向盘，到现在 的汽车控制台、手机控制系统，人们对于移 动设备的操作要求都是反应的直接与快速。 在瞬时移动的情况下，用户无法想象对于自 己的操作有任何的延迟。当你发动一台汽车 的时候，你是不会希望他开启的过程就像现 摩托罗拉3 2 0 0 型手机 在w i n d o w s 系统的启动过程一样，需等待那么长的时间。同样，在用户拨打电 话时也不允许像现在发送电子邮件一样，等待附件的上传。因而从移动设备出生 的那一天起，其与用户互动的过程中就存在着这一重要的、基本性的考虑，那就 是反馈的即时性。 移动设备的人机交互在不断发展中，笔者认为存在一个从未改变的特点， 便是越来越符合人类的自然使用习惯。从原有的机械交互方式，到现在的多方位、 多感觉的人机交互界面，不断发展的目标是对于用户使用体验的感受提升，将原 有的机械化、冰冷的交互方式更加人性化。以手机为例，作为通信功能的载体， 手机本身的作用便包含着感情的因素，而且在手机外观与交互形式的改变，也体 现出了使用者自身的使用状态与习惯。比如前文所说到的大哥大，准确来说为摩 托罗拉3 2 0 0 型号手机，它的外观体现出本身的硬朗、坚毅的性格，而作为一个 创新产品，这个造型无疑会吸引其他人的目光。同时，它的人机交互方式也体现 出了自身的特点，特大号的按键( 这种大小的按键在今天的手机上是无法想象 的) ，轻量化的显示屏幕，特大号的扩音器，这些在今天的手机使用设计中都是 无法再看到。但在当时的通信技术能力下，这种人机交互界面的设计满足了人们 无限制沟通的需求而今天的手机具有的功能远远超出了原有的这些功能，同样， 今天手机的人机交互设计也比原有的产品的设计在多方面有所超越。如在语音交 9 互方面，最新的手机拥有语音拨号、语音查询与语音记录功能。通过用户使用语 音与手机进行人机交互，可以完成大部分的手机基本功能的使用，这样满足了用 户在记录信息时的使用习惯( 如使用录音笔的用户) ，也为特殊的使用情况下的 用户使用提供方便( 例如在黑暗的情况下) 。并且目前的手机支持视觉辨认和处 理功能，用户可以通过对所拍摄的图片进行搜索与定位，能够进行对图片的信息 处理。并且对于人类的姿势的理解，也将在手机中得到应用，例如通过用户手势 或动作，如点头、摇头对手机进行操作。 但是，这样越来越人性化的发展，也使得人们对于信息设备的智能化发展产 生了多方面的讨论。智能化的设备和多角度的人机交互方式代替了原有的机械操 作方式，这使得用户与产品之间的关系与之前的关系发生了很大的变化。用户对 于产品更加的依赖，导致用户更多的通过电子设备与他人交流和进行娱乐活动， 这导致越来越多的人与人正面沟通的障碍，越来越多的人使用打字的方式和人交 流，书法艺术变得无人问津；越来越多的人在家看电影，而不是自己出行去感受 多种多样的生活。智能化设备无疑给人们的生活提供了便利，人们足不出户就能 够感受大自然的美景，能够随时随地与亲朋好友沟通，但是它所代来的问题也随 着越来越深入的使用显现出来，而这将是未来移动设备的人机交互需要注意的一 个重要之处。本文将在第五章第二节新环境下移动设备的人机交互设计遇到的新 问题中对于这点进行具体分析 第二节现有移动设备的人机交互设计及分析 现有移动设备发展到目前为止为第三阶段移动设备，已经与之前的移动设 备的人机交互方式有很大的不同，其中主要的两个特点笔者认为集中在为：交互 方式的集成和交互手段的多样。 之前一代的移动设备人机交互设计者也曾试图将多种移动设备的功能合 并，但限于当时的信息科技水平，无法最终实现这样的目的。得益于现今更加成 熟的信息技术和质量越来越好、传输速度越来越快的通信技术，目前的移动设备 则具备了这样的功能。当前的移动设备完全具有了以往非移动设备才具有的信息 处理和通讯能力，而如此强大的功能对于当今移动设备的人机交互设计则提出了 一个难题：如何将以前多个设备不同交互手段实现的多种功能，通过一个设备统 一的交互方式实现。因而，对于原有的移动设备的人机交互方式进行集成与统一 成为目前移动设备人机交互设计的主要趋势。以苹果公司在今年4 月3 日发布的 l o i p a d 为例( 如右图) ，它使用触摸屏实现原有实体键盘实现的文字输入功能： 使用多点触摸方式代替原有单一的鼠标操作，从 而丰富操作手势指令( 例如手势指令包括：滑动、 拖动、放大、缩小等等) ，并使用此种方式对娱 乐、游戏等多方面进行控制，代替原有的机械交 互手段，从而使原有多种功能的人机交互方式统 一、简洁、更易于理解与学习；使用语音输入和 触摸屏结合，提高用户对于人机交互界面的使用 效率，降低用户对于视觉界面的依赖。通过这些 i p a d 方法成功的将多种功能的人机交互实现结合在一起，使产品具有以i i i 多种移动设 备综合起来的功能，这一点成为了该产品在同类产品中的突出优势，从而击败其 他的竞争对手，为产品的成功发挥作用。 交互手段的多样化主要源自于当前信息科技和制造水平的高速发展，这两 者的高速发展使得当前的人机交互方式和选择十分丰富，可以将多样的交互手段 予以实现，为人机交互设计师在设计过程中提供极大的自由度去完成自身的设计 想法，形成产品自身的人机交互特点，从而提高产品的人机交互设计质量，在竞 争中获得优势。日前在日本的一个电子产品展览中，厂商设计一个通过感知人体 肌肉感觉变化的移动随身听设备，通过用户眼球所牵引的耳部肌肉活动，从而对 于耳机的音乐播放形成控制，这种控制方式很大程度上得益于先进的信息处理方 式，即将原有的娱乐控制方法和硬件体积进行缩小而实现的。 然而在国内的移动设备的人机交互设计较以上国外的各种发展特点而言， 显得比较平淡。移动设备中的人机交互设计更多依然使用原有的视觉界面与实体 按键结合的方式，并没有对更多更加创新的交互方式予以探索。相反地，国内移 动设备的人机交互设计更多体现在功能集成化和借鉴国外的优秀设计方面，体现 出国内移动设备的人机交互设计发展依然处于初级阶段，主要集中于对于人机交 互设计的实现阶段，较国外设计在研发投入和发展水平上都有一定差距。 虽然国内的移动设备人机交互设计目前更多的集中于对于功能技术方面的 实现，但笔者认为其在未来的发展也会和国外目前发展的情况一样，向更加有利 于人机交互设计本身的方向发展。由于产品本身的设计目的在于用户的使用，而 技术的发展自身无法体现这一特点，只能通过用户的使用达到这一目的，因而国 l 移动设备的人机交互设计在未来也必然会更加注重人机交互设计和用户使用 验的方向发展。 第三节移动设备人机交互设计的应用情况 信息化产品由于其自身的成本低廉、操作便捷性和使用保障性等多方面竞争 势，使得一直以来移动设备厂商都热衷于将自身产品的信息化。但是我们也要 到虽然移动设备的信息化设计在很多方面能够为产品带来多方面功能上的提 ，但并不是所有的设备的信息化都能达到原有的目的，本小节将对一家国际汽 厂商的人机交互设计的应用情况进行具体的分析与研究，从而对于移动设备的 机交互概念与内容，及其自身的特点，根据实际情况，进行理解与分析。 此案例为宝马为其自身汽车设 备所开发的i d r i v e 系统。宝马汽车 的i d r i v e 系统是为宝马所使用的， 对于汽车附属功能的控制系统，其 主要人机界面包括在仪表盘中的一 块液晶显示器和中心控制区的一个 把手。其首次发布于2 0 0 1 年九月， 最初为微软公司对其进行研发，更 类似于一台移动电脑。之后随着设 计不断发展与演进，系统设计也不 早期i d r i v e 系统操作杆 断完善，所包含的功能和在各车型上搭载的系统种类也不断增多。i d r i v e 系统 一直随着汽车本身的发展而发展，并且也在不停的进行人机交互设计方面的优 化，原有的i d r i v e 系统功能较为简单，操作也更加简洁，仅具有两个按钮和一 个滚轮控制杆对界面进行操作，但是在产品投放初期，由于此系统作为宝马汽车 自身的一项创新处提出，使得用户在初期使用的时候会需要时间来对产品的使用 进行学习。另一方面，由于对于此系统的操控分散了原有驾驶员对于汽车本身的 操控注意力，使得汽车的整体驾驶快感有所下降，很多宝马车的用户对这种“高 科技的玩意 有所指责，认为此种设置会使的汽车本身的功能减弱。 1 2 目前i d r i v e 系统显示器目前i d r i v e 操作杆 但i d r i v e 系统的设计者顶住了压力，不懈的对此系统进行优化，使得目前 i d r i v e 系统在同类汽车嵌入式系统的评选中获得很好的名次。目前该系统中包 含了专业的导航显示功能，多媒体娱乐功能、通讯功能和车内空调控制功能，驾 驶者或副驾驶位用户均可使上面右图中的控制把手对左中的界面进行控制，主要 操作方式包含方向的选择控制、滚轮与按钮，按钮中包括：后退、选项、c d 、 收音机、一 、电话和地图。在下图中，作为业内评论较好的交互系统，i d r i v e 系统的设计 将控制区域放 在用户较为易 于操作的位置， 在换档杆的区 域附近，并且将 显示设备置于 仪表盘处，这样 保证