（设计艺术学专业论文）现代生活产品中产品的人机交互设计.pdf

摘要 摘要 本论文以现代生活产品为研究对象。介绍了人机交互设计在产品界面中的意义，并从产品 界面设计的三大原则出发，论述了人机交互的设计原理，使产品界面与人之间产生更好的互动 性，达到人们方便、准确、高效地使用产品的目的。 在人和机器的互动过程中，有一个层面，即人们所说的界面。用户界面设计是产品的重要组 成部分。界面存在于人物信息交流中，甚至可以说，存在人一物信息交流的一切领域都属于界面， 它的内涵要素是极为广泛的。可将界面定义为设计中所面对、所分析的一切信息交互的总和， 它反映着人物之间的关系。 生活产品中交互设计存在的问题尤其重要，直接关系着人们的生活质量。本文从人机交 互的定义、发展、现有技术等进行了阐述，最后结合一些设计实例进行了分析说明，今后生 活产品中的产品交互设计将如何发展。 关键词：生活产品；人机交互；产品设计 江南大学在职人员攻读硕十学位论文 a b s t r a c t t h i sp a p e rm a k e sm o d e ml i f e p r o d u c ta st h er e s e a r c ho b j e c t t h es e n s eo fh u m a i l m a c l l i n e i n t e r a c t i o nd e s i g ni np r o d u c ti n t e r f a c ei si n t r o d u c e d a n dt h i sp a p e r b e g i n sw i t ht h r e ep r i n c i p l e si n p r o d u c ti n t e r f a c e ，d i s c u s s e st h ed e s i g nt h e o r yo fh u m a n m a c l l i n e ，m a k et h ep r o d u c ti n t e r f a c ea 1 1 d h u m a np r o d u c em o r ei n t e r a c t i v ea b i l i t yb e t w e e nt h e m ，r e a c h e st h ea i mt h a tp e o p l eu s ep r o d u c t c o n v e n i e n t ，r i g h t ，e f ! f i c i e n t i i lt h ei n t e r a c t i v ec o u r s eb e t w e e nh u m a na n dm a c h i n e ，t h e r ei sal a y ，j u s ta sp e o p l es a i dt h e i n t e r f a c e u s e ri n t e d h c e d e s i g n i sa n i m p o n a n tc o m p o n e n to fp r o d u c t i i l t e r f a c ee x i s t si n i n f o r r l l a t i o nc o m m u n i c a t i n gb e t w e e nh u m a na n do b j e c t ，e v e nc a nb es a j da sw h a t ，e v e r yf i e l d s w h i c he x i s ti ni n f b 肌a t i o nc o m i i l l u n i c a t i n gb e t w e e nh u m a na l l do b j e c ta 1 1a r eb e l o n gt oi n t e r f k e ，i t s e s s e n t i a lo fi n t e n s i o ni se x t r e m eb r o a d t h em e a n i n go fi n t e r f a c ec a nb ed e n n e da st h es u m m a t i o n o fa l l i n f o r m a t i o nf a c e da n da n a l y z e di nd e s i g n i tr e n e c t st h er e l a t i o nb e t w e e nh u m a na n do b j e c t t h ep r o b l e m se x i s ti ni n t e r a c t i o nd e s i g ni nl i f ep r o d u c ta r ee s p e c i a l l yi m p o r t a n t ，w h i c hd i r e c t l y a 骶c tt h eq u a l i t yo fp e o p l e sl i f e t h i sp 印e re x p a t i a t e so nt h e m e a n i n g ，d e v e l o p m e n t a j l d t e c l l l l 0 1 0 9 yi ne x i s t e n c eo fh u m a n m a c h i n ei n t e r a c t i o n ，f i n a l l ya n a l y s e sa i l de x p l a i n st h e mw i t h s o m ee x a m p l e sa b o u th o wi n t e r a c t i o np r o d u c td e s i g nw i l lb ed e v e l o p e di nm o d e ml i f e k e y w o r d s ：l i f ep r o d u c th u m a n - m a c h i n ei n t e r a c t i o np r o d u c td e s i g n i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：丑霪 日期：卿年朔仃司 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，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、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：二翌堑l 导师签名：巡 日期：功年9 月必日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究的社会背景 随着交互设计的不断成熟，我们看到它和工业设计有越来越多的相似之处。平面设计虽 然有着悠久的历史，但是它缺乏与人的沟通的途径和整合工程约束的能力。与此相反，工业 设计从一开始就是建立在机械、人机工程、生产、市场和美学等综合的基础上。因此，从某 种意义上讲，人机交互设计可以看作是工业设计在软件业中的延伸。交互设计的目的是使人 与物之间信息交换方式更科学、更合理、更为人性化，使得人与物之间的信息传递更可靠、 更能减轻人的生理与心理负担。交互设计应用人机工程学、心理学等学科的研究成果和研究 方法，在人机对话中创造最为和谐的关系。交互设计和工业设计有很多共同点。和工业设计 一样，交互设计综合工程、人机和市场的因素，对用户的问题提出解决方案。它和工业设计 的区别就在于二者处理的材料不同：工业设计面对三维的造型材料而交互设计面对的主要是 计算机屏幕。鼠标和键盘是最最要的输入工具。交互设计还是要依靠图形界面，通过可行的 方式与人们沟通，使其能完成复杂的工作。 1 2 研究的意义 产品交互设计在工作流程上包括结构设计、交互性设计和视觉设计，此文侧重对人机交 互性设计进行论述。由于产品是面对人类的使用而设计的，因此进行界面设计时，人机交互设 计是最为关键的环节之一，交互设计的好坏将直接决定一个产品界面设计的成功与否。交互性 设计在研究有以下意义。 1 强调观众的优先权 交互式界面可以用来收集观众感兴趣的信息，或帮助观众，找到他们的兴趣所在。交互式 界面也可用来引导观众，对于你想要让他们产生兴趣的地方，有所吸引，大部份的观众都会强 烈排斥去接受一项事先拟好稿的演说。互动性可以给观众拥有自主权的感受，从而容易建立信 任。 2 允许使用者自定流程步调 当观众面对着一个交互式界面时，他们可以视自己的需要与适合情况，决定他们要花多少 时间来参与。这样可以让他们百分之百地被呈现出来的题材所吸引。在传统上，交互式的步调 可以用在以计算机为基础的教育训练上，因此，个人得以以他们自己的步调来经历过程，根据 自己的学习层级来阅读和回答问题。 江南大学征职人员攻读硕十学位论文 3 建立观众联想力 人是能够触类旁通的。当一个主题被提出来的时候，人们很容易把相关的想法或事情，作 关联与比较。交互式界面，帮助人们在主题与自身经验之间，建立一道桥梁，如此，互动性便可 让你去提示观众，以观众自己的方式去了解观念，或是抓住信息的精髓。 2 第二章产品交互设计的特征 第二章产品交互设计概述 2 1 交互设计的定义 在现代生活人和机器的互动过程( h u m a nm a c h i n ei n t e r a c t i o n ) 中，有一个层面，即人们所 说的界面( i n t e r f a c e ) 。用户界面设计是屏幕产品的重要组成部分。界面存在于人物信息交 流中，甚至可以说，存在人一物信息交流的一切领域都属于界面，它的内涵要素是极为广泛的。可 将界面定义为设计中所面对、所分析的一切信息交互的总和，它反映着人物之间的关系。 交互( i n t e r a c t i o n ) 是指参与对象之间的信息交流，其目的是实现某一特定目标。人是 交互过程中主要的参与对象之一，其它参与对象可以是“有形”或“无形”物品及其环境。 如果我们把交互中除了人之外的参与对象当成系统的话，所谓的交互实质上是指人与特定系 统之间的双向信息交流。人机交互源自认知心理学，其理论基础是软件工程和设计方法学， 是“关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算系统，是研究有关这方面主要现象的科 学”。交互设计的范围超越了人机交互的局限，所关注的是人与系统( 由产品和整个环境构成) 之间的交互。交互设计( i n t e r a c t i o nd e s i g n ) 作为一门关注交互体验的新学科在二十世纪 八十年代产生了，它由i d e 0 的一位创始人比尔莫格罩奇在1 9 8 4 年一次设计会议上提出，他 一开始给它命名为“软面( s o f tf a c e ) ”，由于这个名字容易让人想起和当时流行的玩具“椰 菜娃娃( c a b b a g ep a t c hd o l l ) ，他后来把它更名为“i n t e r a c t i o nd e s i g n 一一交互设 计。 交互设计一直都融合在产品设计中。设计界面所包含的因素是极为广泛的，但在运用中 却只能有侧重、有强调的把握。设计因素虽多，但它仍是一个不可分割的整体。它的结果是 物化的形，但这个形却是代表了时代、民族等方面的意识，并最终反映出人的”美”的心理活 动。 2 2 交互设计的发展状况 人机交互的发展大致可以分为四个阶段： 初创期( 1 9 2 9 1 9 7 0 ) 1 9 5 9 年美国学者b s h a c k e l 从人在操纵计算机时如何才能减轻疲 劳出发，提出了被认为是人机界面的第一篇文献的关于计算机控制台设计的人机工程学的论 文。1 9 6 0 年，l i k l i d e rj c k 首次提出”人机紧密共栖( h u m a n c o m p u t e rc 1 0 s es y m b i o s i s ) ” 的概念，被视为人机界面学的启蒙观点。1 9 6 9 年在英国剑桥大学召开了第一次人机系统国际 3 江雨大学在职人员攻读帧1 ：学位论文 大会，同年第一份专业杂志”国际人机研究( i j m m s ) ”创刊。可以说，1 9 2 9 年是人机界面学 发展史的里程碑。 奠基期( 1 9 7 0 1 9 7 9 ) 此时期出现了两件重要的事件：( 1 ) 从1 9 7 0 年到1 9 7 3 年出版了四 本与计算机相关的人机工程学专著，为人机交互界面的发展指明了方向。( 2 ) 在1 9 7 0 年成立 了两个h c i 研究中心：一个是英国的l o u g h b o c o u g h 大学的h u s a t 研究中心，另一个是美国 x e r o x 公司的p a l oa 1 t o 研究中心。 发展期( 1 9 8 0 1 9 9 5 ) 2 0 世纪8 0 年代初期，学术界相继出版了六本专著，对最新的人机 交互研究成果进行了总结。人机交互学科逐渐形成了自己的理论体系和实践范畴的架构。理 论体系方面，从人机工程学独立出来，更加强调认知心理学以及行为学和社会学的某些人文 科学的理论指导；实践范畴方面，从人机界面( 人机接口) 拓延开来，强调计算机对于人的 反馈交互作用。”人机界面”一词被”人机交互”所取代。h c i 中的”i ”，也由”i n t e r f a c e ( 界面 接口) ”变成了”i n t e r a c t i o n ( 交互) ”。 提高期( 1 9 9 6 一) 2 0 世纪9 0 年代后期以来，随着高速处理芯片，多媒体技术和i n t e r n e t w e b 技术的迅速发展和普及，人机交互的研究重点放在了智能化交互，多模态( 多通道) 一多 媒体交互，虚拟交互以及人机协同交互等方面，也就是放在”以人为在中心”的人机交互技术 方面。 2 3 现代生活中交互设计存在的意义 日本的作者大江健三郎有个作品叫做“同常生活中的冒险”，讲得是把一群人扔到荒岛上， 做现代鲁宾逊和自然界搏斗，好像那样才算是冒险。其实在日常生活中，我们每天都在冒险。 比如今天早上9 点你要去面试，可是8 点半才醒来。原来7 点钟的闹钟被误定在了下午，匆 匆出门赶地铁，但是地铁出口的标示却如天书。兜了一圈终于找到办公楼，可怎么也推不开 门，原来门是需要拉得。我们的生活中有成千上万件日常用品，再聪明的人也不可能无所不 知。你知道遥控器每个按钮的功能吗? 你知道如何设置微波炉的定时器吗? 日常用品是如此的平凡普通，以至于我们通常漠视它们的存在。但是匆匆忙忙的现代人， 假如真的不会使用这些日常用品，就是每时每刻处于风险中。你可能误了约会，错误删除刚 完成的论文，烤焦一家人的晚餐，搭上反向的火车。心理学家说，导致人们情绪低落的主要 原因是同常生活中的小挫折。这些点点滴滴的小落差最终可能导致人的精神崩溃。 据统计现代社会中成人要使用到大约2 到3 万件物品。就算每样东西只花一分钟去学，2 万分钟就是3 3 3 小时，就是8 周全勤上班也赶不上。据科学研究人的大脑才开发了5 。也就 4 第二章产品交互设计的特征 是说，我们的脑子只记得非常有限的一点知识，我们的注意力只能集中在非常有限的一些事 情上。因此，对成千上万件日常物品，我们基本上是知其然而不知其所以然。世界上有两种 知识：k n o w l e d g ei nt h ew o r l da n dk n o w l e d g ei nt h eh e a d 。后一种是你真正掌握的知识， 而前一种是指向外部世界的索引：你只是知道到哪里可以发现所需要的信息。如果是靠直觉 生存的人，他会这样对待日常事物的：( 1 ) 不仔细思考，想当然。( 2 ) 凭经验。( 3 ) 不看说 明书。 对设计师来说，他的任务是要使得产品尽量简单自然，使用户可以凭直觉直接使用。就 拿最普通的门来说，是推还是拉，先推一下，不行，再拉一下，在平时只耽误几秒钟。但是 多少火灾的死难者就是堵死在一扇该拉的门前呢。如果有个推或拉的标示，不就一目了然了 吗? 盲人怎么办，如果把推门前的把手做成实心，拉门前的把手做成空心，则可以通过触觉 感受到。美国学者赫伯特a 西蒙提出：设计是人工物的内部环境( 人工物自身的物质和组 织) 和外部环境( 人工物的工作或使用环境) 的接合。所以设计是把握人工物内部环境与外部环 境接合的学科，这种接合是围绕人来进行的。“人是设计界面的一个方面，是认识的主体 和设计服务的对象，而作为对象的“物则是设计界面的另一个方面。它是包含着对象实体、 环境及信息的综合体，就如我们看见一件产品、一栋建筑，它带给人的不仅有使用的功能、 材料的质地，也包含着对传统思考、文化理喻、科学观念等的认知。任何一件作品的内容， 都必须超出作品中所包含的那些个别物体的表象。分析“物 也就分析了设计界面存在的多 样性。 当机械大工业发展起来的时候，如何有效操纵和控制产品或机械的问题导致了人机工程 学。二战后，随着体力的简单劳动转向脑力的复杂劳动，人体工学也进一步地扩大到人的思 维能力的设计方面，在目前的知识经济时代，在满足了物质需求的情况下，人们追求自身个 性的发展和情感诉求，设计必须要着重对人的情感需求进行考虑。设计因素复杂化导致设计 评价标准困难化。一个个性化的设计作品能否被消费者所认同? 新产品开发能不能被市场所接 受? 在目前，我国大部分企业实力还并不强大，设计开发失利承受力还不很强的情况下，如何 系统地、有根据地认识、评价设计，使其符合市场，就需要对设计因素再认识。利用界面分 析法，正是使设计因素条理化，避免将人们片面和笼统地说“设计= 科学十艺术 。 现代的人机工程学和消费心理学为设计提供了科学的依据，它们的成功就在于实验、调 查和数理表述，是较为可系的。同样对设计艺术而言，进行设计界面的分析，也要有生理学、 心理学、文化学、生物学、技术学学科基础。从理论上来说，它要直接建立在信息论和控制 论的基础之上。相对于机械、电子设计和人机设计，以往人机界面设计把握了技术科学的认 识和手段，忽视了人文科学观念与思想。它的界面设计只能存在于局部的思考范围内，只成 5 江雨大学在职人员攻读硕十学位论文 为一个设计的阶段。 有人以功能论来评判设计。“功能决定形态”曾是2 0 世纪上半叶的设计格言，它的提法 是片面的。这是因为：第一，功能不是单一的，它包括使用功能、审美功能、社会功能、环 境功能等。“过分追求单一的功能会导致将许多重要内容( 装饰性、民族性、中间性) 被排斥 掉”。而且有些内容并不是“功能 的概念所能包括了的，更何况物质和精神的内容也并不 是时时处处等质等量的融洽在一个统一体中，随产品的不同、时期的不同，它们各自的主次 地位也随之变化。在现今信息技术高度发展的时代，情感因素越来越成为设计的主要方面。 物质意义上的功能在保持其基础地位的情况下，却日益不能代表情感诉求的表述；第二，按 “形态服从功能 而设计的产品，对于不熟悉它的使用者来说是难以理解的，产品要为人们 所理解，必须要借助公认的信码，即符号系统；第三，满足同一功能的产品形态本来就不是 唯一的，像汽车等成熟的产品，年度换型计划等措施成为商品经济中日益不可避免的现象。 社会经济发展到一定程度，才能出现设计的专业需求，而这时人们的基本物质需求已能满足， 简单地以物质性功能来决定设计是不恰当的。 人机交互领域是一个科学技术转化为生产力的重要领域，人机交互的发展，技术与设备 的成熟必然意味着巨大的市场。当先进的人机交互技术应用于电子产品，通信设施，机械设 备，交通工具，人工智能，智能仪器，多媒体，情报采集，身份认证，安全防范以及武器现 代化时，将会对科学技术，生产领域，国家安全，社会的工作方式和生活方式等方向产生深 远影响。企业决策人员在考虑自己的产品战略时需要更加重视人机界面这一渗透各个产品的 因素。产品设计人员也应该在新产品开发的过程中，进一步从人机交互方式的角度来探究新 产品的可能性。 6 第三章产品人机交设计的纰成 第三章产品人机交互设计的组成 3 1 人机交互设计与界面设计的关系 有很多人会问，交互设计，不就是界面设计吗? 尤其是在理解同软件产品的交互时。人 们在界面设计方面已经有了一定的关注，然而，交互设计更加注重产品和使用者行为上的交 互以及交互的过程因此我在前面特意举了一个电话银行系统的例子，在这个例子里，并没 有可以触摸的可视界面，而它在交互方面的行为本质却完全表现出来了。 界面是一个静态的词，当进行界面设计的时候，我们关心的是界面本身，界面的组件， 布局，风格，看它们是否能支撑有效的交互，但是，交互行为是界面约束的源头，当产品的 交互行为清清楚楚地定义出来时，对界面的要求也就更加清楚了，界面上( 如果存在可视界 面的话) 的组件是为交互行为服务的，它可以更美，更抽象，更艺术化，但不可以为了任何 理由破坏产品的交互行为。从广义上来说也可以认为界面设计包含交互设计，在这样的情 况下，它同时还包古另外的部分例如外观设计或平面设计，这些都是可以单独进行研究的更 细的分支。 交互是人与机环境作用关系状况的一种 描述。界面是人与机一环境发生交互关系的具 体表达形式。( 如图3 一1 ) 交互是实现信息传达 的情境刻画，而界面是实现交互的手段。在 交互设计子系统中，交互是内容与灵魂，界 面是形式，肉体；然而在大的产品设计系统中 图3 一l 从社会因素到社会系统的构成 交互和界面，都只是解决人机关系的一种手段，不是最终目的，其最终目的是解决和满足人 的需求。交互设计是从属于产品系统的，是对成功的产品设计的一种强有力的支持与完善。 3 2 产品人机交互界面的分析 按照设计界面的三类划分，有助于考察设计界面的多种因素。当然，应该说设计界面的 划分足不可能完全绝对的，三类界面之间有涵义上也可能交互与重叠，如宗教文化是一种环 境性因索，但它带给信仰者的往往更多的却是宗教的情感因素。在这里环境性和情感性是不 好区分的，但这井不妨碍不同分类之间所存在的实质性的差异。 l 功能性界面 对功能性界面来说，它实现的是使用性内容，任何一件产品或内外环境或平面视觉传达 江南人学在职人员攻读帧士学位论文 作品，其存在的价值首要的是在于使用性，由使用性牵涉到多种功能因素的分析及实现功能 的技术方法与材料运用。在这一方面，分析思维作为一种理性思维而存在。如果作为一种处 理方式来设计产品，则这种产品会使多种特征性( 如民族性、纯粹性) 因素中性化，如果去除 产品商标，就很难认出是哪国的或哪个公司的产品。当然，这方面也说明了产品中存在着共 同性因素，它使全人类能做出同样的反应。人的感觉和判断能力有着国际性的、客观性的特 征。 功能性界面设计要建立在符号学的基础上。国际符号学会对符号学所下定义是：符号是 关于信号标志系统( 即通过某种渠道传递信息的系统) 的理论，它研究自然符号系统和人造符 号系统的特征。广义的说，能够代表其他事物的东西都是符号，如字母、数字、仪式、意识、 动作等，最复杂的一种符号系统可能就是语言。设计功能界面，不可避免地要让使用者明白 功能操作。每一操作对人来说应是符合思维逻辑的，是人性的，而对机械、电子来说则应是 准确的、确定无疑的，这双方的信息传递是功能界面的核心内涵。 2 情感性界面 一个家庭装饰要赋予人家居的温馨，一副平面作品要以情动人，一件宗教器具要体现信 仰者的虔诚。其实任何一件产品或作品只有与人的情感产生共鸣才能为人所接受，“敝帚自珍 正体现着人的感情寄托，也体现着设计作品的魅力所在。现代符号学的发展也日益这一领域 开拓，以努力使这种不确定性得到压缩，部分加强理性化成分。符号学逐渐应用于民俗学、 神话学、宗教学、广告学等领域，如同本符号学界把符号学用于认识论研究，考察认识知觉、 认识过程的符号学问题。同时，符号学还用于分析利用人体感官进行的交际，并将音乐、舞 蹈、服装、装饰等都作为符号系统加以分析研究，这都为设计艺术提供了宝贵与有借鉴价值 的情感界面设计方法与技术手段。 3 环境性界面 任何的设计都要与环境因素相联系，它包括社会、政治和文化等综合领域。处于外界环 境之中，是以社会群体而不是以个体为基础的，所以环境性因素一般处于非受控与难以预见 的变化状态。 联系到设计的历史，我们可以利用艺术社会学的观点去认识各时期的设计潮流。1 8 世纪 起，西方一批美学家已注意到艺术创造与审美趣味深受地理、气候、民族、历史条件等环境 因素的影响。环境性界面设计所涵盖的因素是极为广泛的，它包括有政治、历史、经济、文 化、科技、民族等，这方面的界面设计正体现了设计艺术的社会性。 以上说明了设计艺术界面存在的特征因素，说明在理性与非理性上都存在明确、合理、 有规则、有根据的认识方法与手段。 r 三苹p 8 人目l 交互设 日勺组成 成功的作品都是完善地处理了这三个界面的结晶。如贝聿铭设计的卢浮宫扩建工程，功 能性处理得很好，没有屈从于形式而损害功能：但同时又通过新材料及形式反映新的时代性 特征及美学倾向，这是环境性界面处理的典范：人们观看卢浮宫，不是回到古代，而是以新 的价值观去重新审视、欣赏，它的三角形外观符合了人们的心理期望，这是情感性界面处理 的极致。 3 3 产品人机交互界面的设计原则 产品界面设计的三大原则是：置界面于用户的控制之中：减少用户的记忆负担：保持界面 的一致性。人机交互性设计即界面设计强调人机交互过程。交互设计的目的是使产品让用户 能简单使用，任何产品功能的实现都是通过人和产品的交瓦来完成的，因此人的因素应作为设 计的核心被体现出来。现简单归纳出界面的人机交互设计的几条重要原则。 1 一致性原则 界面的概念模式、显示方式等应保持一致性，在类 似的情况下具有一致的操作序列：如在提示、菜单和帮 助中产生相同的术语：具体是指在不同的应用系统中 都具有相似的界面外观、布局、相似的交互方式以及 相似的信息显示等。界面设计保持高度一致性，用户就 不必进行过多的学习就可以掌握其共性：还可以把局 部的知识和经验推广使用到其他场合。人机交互设计 的一致性原则，对构成易学易用的界面是极为重要的。 西门子手机的“确定”按键设计就不一致，如西门子 2 1 2 8 ( 如图3 2 ) 、6 6 8 8 ( 如图33 ) 等。 2 提供信息反馈 系统的反馈是指用户从计算机一方得到信息，表 示计算机对用户的动作所做的反应。如果系统没有反 馈，用户就无法判断他的操作是否为计算机所接受，是 _ 气( 主孑； 图3 2 西门子2 1 6 8 图3 3 西门子6 6 8 8 否正确，以及操作的效果是什么。反馈信息的呈现方式可以是多种多样的，如文本、图形和声 音等，给用户心理上的暗示，避免用户焦急。界面中同时应有导航。 3 界面操作便捷 允许工作中断例如用手机写新短信的时候，收到短信或电话完成后回来仍能够找到耨 写的短信。软件界面设计中使用用户熟悉的语言，而非技术的语言。方便退出操作。如手机的 怪一厘普 江南大学在职人员攻读硕上学位论文 退出是按一个键完全退出，还是一层一层地退出。 3 4 产品人机交互界面的运用原则 1 合理性原则 即保证在系统设计基础上的合理与明确。任何的设计都既要有定性也要有定量的分析， 是理性与感性思维相结合。努力减少非理性因素，而以定量优化、提高为基础。设计不应人 云亦云，一定要在正确、系统的事实和数据的基础上，进行严密地理论分析，能以理服人、 以情感人。 2 动态性原则 即要有四维空间或五维空间的运作观念。一件作品不仅是二维的平面或三绝的立体，也 要有时间与空间的变换，情感与思维认识的演变等多维因素。 3 多样化原则 即设计因素多样化考虑。当前越来越多的专业调查人员与公司出现，为设计带来丰富的 资料和依据。但是，如何获取有效信息，如何分析设计信息实际上是一个要有创造性思维与 方法的过程体系。 4 交互性原则 即界面设计强调交互过程。一方面是物的信息传达，另一方面是人的接受与反馈，对任 何物的信息都能动地认识与把握。 5 共通性原则 即把握三类界面的协调统一，功能、情感、环境不能孤立而存在。 3 5 产品人机交互界面的设计要素 产品界面的人机交互性设计，一般而言重点包括直接操作、界面模型、选单设计等设计要 素，以下将分别阐述。 1 直接操作 所谓直接操作就是透过取代讯息或移动讯息等直接动作来交互，并且不需要明确的命令 修改讯息，如一般文书处理或屏幕编辑器等。操作方式如打字一般可立即达到交互的功能。其 主要优点在于，使用者能立即掌握产品，学习时间相当短，并能得到立即的回馈，发现错误并能 迅速订正。其主要问题在于如何引导一个合适的界面模型及暗示回馈。例如删除档案，在生活 上我们联想丢垃圾至垃圾桶，因此设计界面时，可联想将其融入，使得操作更易明了。 2 人机交互的界面模型 人机交互界面模型中，一般泛指所谓概念模型与心智模型。概念模型则是程式设计师与界 1 0 第三章产品人机交互设计的组成 面设计师或其他相关工程人员所共同设计的硬体或软体界面，使用者可以藉由此界面模型控 制软硬体：所谓心智模型而言，则是藉由对软硬体界面设备之交互后，使用者对于该系统所形 成的心智模型，一般而言是自然地逐步形成，有时甚至会转化为一种习惯，并藉由与系统不断 之交互，使用者势必会不断修正其心智模型。那么当我们进行界面设计时，设计者便必须不断 考量此概念模型与心智模型的演进情形，如此系统设计才将能给予使用者完整易于理解的人 机界面环境。 3 选单设计 表单式产品界面设计模式中，常见的界面面板交互功能如：( 1 ) 按钮和开关。按钮的作用 由单一动作按钮来产生，如离开、打印按钮等。开关可以在位置内设定，能将产品系统由一个 状态移至另一状态的作用。( 2 ) 选单。它们是可以选择的按钮或是开关的集合，部分选单设计 也常看到下拉式选单、卷动选单、阶层式选单、移动式选单之设计方式、关联性控制面板等。 ( 3 ) 指示器和显示。指示器的界面中会主动显示正在发生的某些动作，如计算中、忙碌中等。 显示的控制面板可以显示部分资讯，如图形或文字讯息等，甚至可以控制这些显示信息并进行 编辑。好的产品界面设计并非上述都要包括，而是应不同需求状况而适当增减，其重点仍在于 如何让产品与使用者产生互动。 江南大学在职人员攻读硕上学位论文 第四章人机交互设计的设计应用及设计实例分析 人机交互所包含的因素是极为广泛的，但在运用中却只能有侧重、有强调的把握。设计 因素虽多，但它仍是一个不可分割的整体。它的结果是物化的形，但这个形却是代表了时代、 民族等方面的意识，并最终反映出人的”美”的心理活动。 人机交互的运用，核心是设计分析。在一些国际性的大公司，如索尼、松下、柯尼卡等， 都有许多的成功案例可为借鉴。如柯尼卡公司设计其相机时，首先不是去绘制“美”的形和 考虑技术的进步，而是进行对象人的日常行为分析，做出故事版。它先假定对象人的年龄为 3 5 岁，名：李某，从而分析他的家庭、喜好与憎恶，分析他的日常行为，进而考察其人在什 么场合需要僚机，从而为设计提供概念与目标，进行设计。经过分析，设计师有了明确的概 念与目标，并随信息的交互产生了创造力。 另一方面，设计师自身对社会环境也要进行深入的认识与考察，对设计的作品取向有明 晰的认识：是否符合人们的消费预期? 是否能感受到人们的审美知觉? 日本设计师佐野邦雄先 生曾作一图一生活的变迁与设计师的课题，将同本及世界上某些非常有影响性的事件，如技 术的进步、企业的发展等等都进行了归纳，进而对设计有了深入的认识与感悟。 所以，要运用好设计的界面，理性的认识是首要的，其次就是创造性的，而且是有实效 性的分析、处理信息。设计不是一成不变的，分析方法也不是一成不变的，设计的界面同样 是在人一物的信息交流中变化发展的。 4 1 人机交互设计的新技术 1 虚拟现实技术 虚拟现实又称虚拟环境。虚拟现实系统向用户提供临境( i 咖e r s e ) 和多感觉通道 ( m u l t i s e n s o r y ) 体验，它的三个重要特点，即临境感( i n u n e r s i o n ) 、交互性( i n t e r a c t i o n ) 、 构想性( i m a g i n a t i o n ) 决定了它与以往人机交互技术的不同特点，反映了人机关系的演化过 程：在传统的人机系统中，人是操作者，机器只是被动的反应；在一般的计算机系统中，人 是用户，人与计算机之间以一种对话方式工作；在虚拟现实中，人是主动参与者，复杂系统 中可能有许多参与者共同在以计算机网络系统为基础的虚拟环境中协同工作，虚拟现实系统 的应用十分广泛，几乎可用于支持任何人类活动和任何应用领域。 作为一种新型人机交互形式，虚拟现实技术比以前任何人机交互形式都有希望彻底实现 1 2 第四章人机交互设计的设计厄用及设计实例分析 和谐的、“以人为中心”的人机界面。多通道和多媒体技术的许多应用成果可直接被应用 于虚拟现实技术，而虚拟现实技术正是一种以集成为主的技术，其人机界面可以分解为多媒 体多通道界面。从体质上说，多媒体用户界面技术侧重解决计算机信息表现及输出的自然性 和多样性问题，而多通道技术侧重解决计算机信息输入及识别的自然性和多样性问题。另一 方面，交互双向性特点同时存在于这两种人机交互技术中，例如三维虚拟声显示技术不仅作 为静态的显示，而且其交互性可使用声响效果随用户头和身体的运动而改变；又如视觉通道 交互双向性表现在眼睛既用于接受视觉信息，又可通过注视而输入信息，形成所谓的视觉交 互。 2 直接操纵用户界面 直接操纵用户界面更多地借助物理的、空间的或形象的表示，而不是单纯的文字或数字 的表示。前者己为心理学证明有利于“问题解决 和“学习”。视觉的、形象的( 艺术的、右 脑的、整体的、直觉的) 用户界面对于逻辑的、直接性的、面向文本的、左脑的、强迫性的、 推理的用户界面是一个挑战。直接操纵用户界面的操纵模式与命令界面相反，基于“宾语+ 动词”这样的结构，w i n d o w s9 5 设计者称之为“以文档为中心 。用户最终关心的是他欲控 制和操作的对象，他只关心任务语义，而不用过多为计算机语义和句法而分心。对于大量物 理的、几何空间的以及形象的任务，直接操纵己表现出巨大的优越性，然而在抽象的、复杂 的应用中，直接操纵用户界面可能会表现出其局限性。从用户界面设计者角度看：( 1 ) 设计 图形比较因难，需大量的测试和实验；( 2 ) 复杂语义、抽象语义表示比较困难；( 3 ) 不容易 使用户界面与应用程序分开独立设计。总之，直接操纵用户界面不具备命令语言界面的某些 优点。 3 多媒体用户界面 多媒体技术被认为是在智能用户界面和自然交互技术取得突破之前的一种过渡技术。在 多媒体用户界面出现之前，用户界面已经经过了从文本向图形的过渡，此时用户界面中只有 两种媒体：文本和图形( 图像) ，都是静态的媒体。多媒体技术引入了动画、音频、视频等动 态媒体，特别是引入了音频媒体，从而大大丰富了计算机表现信息的形式，拓宽了计算机输 出的带宽，提高了用户接受信息的效率。多媒体信息在人机交互中的巨大潜力主要来自它能 提高人对信息表现形式的选择和控制能力。同时也能提高信息表现形式与人的逻辑和创造能 力的结合程度，在顺序、符号信息以及并行、联想信息方面扩展人的信息处理能力。多媒体 信息比单一媒体信息对人具有更大的吸引力，它有利于人对信息的主动探索而不是被动接受。 另一重要原因是多媒体所带来的信息冗余性，重复使用别的媒体或并行使用多种媒体可消除 人机通信过程中多义性及噪声。多媒体用户界面丰富了信息的表现形式，但基本上限于信息 1 3 坚堕奎兰垄坚墨鉴堡堡：! ：兰垡笙苎 的存储和传输方面，并没有理解媒体信息的含义，这是其不足之处，从而也限制了它的应用 场合。多媒体与人工智能技术结合起来而进行的媒体理解和推理的研究将改变这种现状。另 一方面，多通道用户界面研究的兴起，将进一步提高计算机的信息识别、理解能力，提高人 机交互的效率和用户友好性，将人机交互技术和用户界面设计引向更高境界。 4 多通道用户界面 多媒体用户界面大大丰富了计算机信息的表现形式，使用户可以交替或同时利用多个感 觉通道。然而多媒体用户界面的人机交互形式仍迫使用户使用常规的输入设备( 键盘，鼠标器 和触摸屏) 进行输入，即输入仍是单通道的，输入输出表现出极大的不平衡。多媒体用户界面 丰富了信息表现形式，发挥了用户感知信息的效率，拓宽了计算机到用户的通信带宽。而用 户到计算机的通信带宽却仍停留在图形用户界面( w 工m p g u i ) 阶段的键盘和鼠标器，从而成为 当今人机交互技术的瓶颈。8 0 年代后期以来，多通道用户界面( m u l t i m o d a lu s e ri n t e r f a c e ) 成为人机交互技术研究的崭新领域，在国际上受到高度重视。多通道用户界面的研究正是为 了消除当前w i m p g u i 、多媒体用户界面通信带宽不平衡的瓶颈，综合采用视线、语音、手势 等新的交互通道、设备和交互技术，使用户利用多个通道以自然、并行、协作的方式进行人 机对话，通过整合来自多个通道的精确的和不精确的输入来捕捉用户的交互意图，提高人机 交互的自然性和高效性。国外研究( 包括上述项目) 涉及键盘、鼠标器之外的输入通道主要是 语音和自然语言、手势、书写和眼动方面，并以具体系统研究为主。 多通道用户界面与多媒体用户界面一道共同提高人机交互的自然性和效率。多通道用户 界面主要关注人机界面中用户向计算机输入信息以及计算机对用户意图理解的问题，它所要 达到的目标可归纳为如下方面：( 1 ) 交互自然性，使用户尽可能多地利用已有的日常技能与 计算机交互，降低认识负荷；( 2 ) 交互高效性，使人机通讯信息交换吞吐量更大、形式更丰 富，发挥人机彼此不同的认知潜力；( 3 ) 吸取已有人机交互技术的成果，与传统的用户界面 特别是广泛流行的w i m p g u i 兼容，使老用户、专家用户的知识和技能得以利用，不被淘汰。 研究者心目中的多通道用户界面具有以下几个基本特点： ( 1 ) 使用多个感觉和效应通道。尽管感觉通道侧重于多媒体信息的接受，而效应通道 侧重于交互过程中控制与信息的输入，但两者是密不可分、相互配合的；当仅使用一种通道( 如 语音) 不能充分表达用户的意图时，需辅以其它通道( 如手势指点) 的信息；有时使用辅助通道 以增强表达力。需要特别强调的是，交替而独立地使用不同的通道不是真正意义上的多通道 技术，反之，必须允许充分地并行、协作的通道配合关系； ( 2 ) 三维的和直接操纵的。人类大多数活动领域具有三维和直接操纵特点( 也许数学的 和逻辑的活动例外) ，人生活在三维空间，习惯于看、听和操纵三维的客观对象，并希望及时 1 4 第p q 章人机交互设计的设计应用及设计实例分析 看到这种控制的结果。多通道人机交互的自然性反应了这种本质特点。 ( 3 ) 允许非精确的交互。人类在日常生活中习惯于并大量使用非精确的信息交流，人类 语言本身就具有高度模糊性。允许使用模糊的表达手段可以避免不必要的认识负荷，有利于 提高交互活动的自然性和高效性；多通道人机交互技术主张以充分性代替精确性。 ( 4 ) 交互双向性。人的感觉和效应通道通常具有双向性的特点，如视觉可看可注视，手 可控制、可触及等，多通道用户界面使用户避免生硬的、不自然的、频繁的、耗时的通道切 换从而提高自然性和效率。例如视线跟踪系统可促成视觉交互双向性，听觉通道在利用三维 听觉定位器( 3 da u d i t o r yl o c a l i z e r ) 实现交互双向性，这在单通道用户界面是难以想象的； ( 5 ) 交互的隐含性。有人认为，好的用户界面应当使用户把所有注意力均集中于完成 任务而无需为界面分心，即好的用户界面对用户而言应当是不存在界面。追求交互自然性的 多通道用户界面并不需要用户显式地说明每个交互成分，反之是在自然的交互过程中隐含地 说明。例如，用户的视线自然地落在所感兴趣的对象之上；又如，用户的手自然地握住被操 纵的目标。 4 2 理想的人机交互设计 人机交互技术几十年来经历了几个不同的主要发展阶段和典型风格。当i j ，占统治地位 的图形用户界面( w i m p g u 工) 正遭受不断的批评，而新的交互技术尚不成熟和普及，于是人们 更为热衷于争论未来的人机界面“可能是什么样子”而且莫衷一是。在此，我们也想加入这 种讨论的行列，根据几年来研究工作的心得发表一些看法，谈谈什么是理想人机交互风格。 我们的出发点处于人机工程学这个大背景，遵循人机工程学的基本观点，在“以人为中心 前提下强调人机配合。 让我们先考察在人机工程学出现之前人类如何对待工具。不管某个具体工具的设计者在 某个具体时期如何理解人与工具的关系，就人类劳动( 尤其是制造和使用工具) 的历史长河而 言，人类是在努力不懈地改造和驯服自然，而工具的制造和完善都是在服从这种目的的前提 下进行的。就使用特定工具是否需要经过训练以及所需训练的程度如何，也是不一而论的。 人的技能有简单与复杂之分，也许人人都能学会打字，但未必人人都能学会驾驶航天飞机。 较为合理的看法是“自然人机交互是利用人的日常技能进行的”，强调无需特别训练或 不需要训练。但究竟什么是“日常技能”以及日常技能是否都是不经训练或稍作训练即可获 得呢? 语言( 特别是书面语言) 是必须经过训练的，音乐、绘画、生产工艺等莫不如此。我们认 为，人从日常环境走向计算环境时原本具有的技能便是所谓的“日常技能 。可见这是一个 相对的概念，其中并不细究是否需训练的问题。所以我们不能以是否需要训练来衡量人机交 1 5 江南大学任职人员攻读硕士学位论文 互技术的好坏。人机工程学并不否定训练，避免训练或减少训练是人们的愿望，但能否做到 并不完全由人的主观意志决定，应根据人机交互任务的目的、特点、场合以及实现成本等因 素来决定人机交流应达到的自然性程序。 也许对于早期的“纯粹”的计算机问题和为数极少的计算机专家而言，命令语言及程序 语言界面是足够的。但是当计算机大量应用于c a d c a m 、字处理、m i s 等非数值计算领域之后， 需要进行大量几何的、空间的、非数值的、非符号的信息处理手段，此时形式语言界面的复 杂性、抽象性，对记忆负荷要求等限制了计算机应用的深入和普及，