第七章 人-计算机界面

1、工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 配套课件配套课件工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 计算机的发展历史，不仅是计算机本身在处理速度、存储容量等性能上的提高，而且也是计算机与用户之间交互界面不断改善的历史 从20世纪40年代出现计算机以来，计算机的软件界面已经从最早的命令式语言界面发展到现在的图形化操作界面；而硬件界面也由最早的完全依赖键盘、显示器发展到现在各种各样的输入设备及输出设备 人-计算机界面的研究开始于20世纪70年代 综合了计算机科学、心理学、人体测量学、语言学、

2、社会学等多个学科的研究成果，研究如何优化计算机软件系统，使用户可以高效、方便地使用计算机系统工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系界面的设计和用户的期望之间的匹配工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系用户兼容性：针对不同用户特点设计具有不同特点的人-计界面产品兼容性：不同的或系列的产品应具有相似或类似的界面任务兼容性：界面结构的设定应与用户操作的任务相匹配操作流程兼容性：界面操作流程应尽可能满足用户操作流程的要求工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系不同界面

3、之间在界面设计的各要素上具有相似性工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系这种一致性可以有效地保证用户对界面学习知识的正迁移，减轻用户对界面的学习负担工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系界面设计应尽可能地使界面结构简单明了，便于用户学习、操作工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系界面应具有较高的容错性和防护性 较高的容错性：计算机系统对用户的错误操作舒服都有适度的反应，而不是中断系统运行 较高的防护性：要为系统的运行提供一定的保障，以防止由于用户的错误操作而导致系统中断工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工

4、大学心理学系 计算机命令界面中，可以采用丰富化和简约化的两种不同的命令语义表达方式 丰富化用语言用较多的基本命令语言来完成较多的功能操作 简约化语言用相对较少的核心语言来完成较少的特定功能操作，较为复杂的功能操作则通过不同的命令组合来完成工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 命令语言界面的词汇设置会涉及命令语句词汇的命名和简略词的表达等问题 词汇命名应该使词汇具有明确含义，并与人们的语言习惯保持一致 简略词的构成上要符合简单、一致的规则 命令语言界面的句法设置有结构化语言和自然性语言式两种典型设计 结构化语言使用人为确定的参数和标点组织各种命令语句 自然语言是模仿自然语言的句法，以完成相

5、应的功能工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 菜单结构的主要形式是树状结构，包括深度和广度两个维度，其中菜单深度指菜单层次数目；菜单广度指同一层次上菜单项的数 深度-广度权衡是菜单结构研究的主要问题，其目的在于获取菜单的最优结构参数工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 菜单选项的顺序组织指的是同一层次画面中各菜单选择项在呈现屏幕上的排列顺序 选择项的顺序组织有固定式和自适应式 固定式：按习惯排列，按使用频率排列，按使用顺序排列，按范畴排列，按西文首字母排列 自适应式：由计算机自动根据用户操作来判断用户需求并对菜单项进行重新排列。工程心理学工

6、程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系当用户点击第一层的菜单时，鼠标自动跳跃到打开的第二层开单的第一个选项上优点：用户只需要在垂直方向上移动鼠标选择，减少了用户平移点击鼠标的操作，提高了点击效率工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系菜单可以动态地变换菜单条目的尺寸，将鼠标所在区域放大工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 在填空界面的组织和设置上应根据用户操作任务的不同，按照信息域的语义关联、用户的操作顺序或者各信息域的重要程度将各种信息域分组呈现，而且应尽可能把内容上相互关联的信息域呈现在同一个显示画面上工程

7、心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 信息域的对齐方式应根据不同的情形考虑 填空信息域中字符的数量往往有一定的限制，应该采用设置括号、短划线等方法让用户了解信息域中可以输入的字符数量工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 在填空界面中，对输入内容的提示和说明是非常必要的，但应注意提示应该简短明确工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系填空的引导一般来说是通过光标自动在不同信息域间移动来进行工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系在填空信息输入出错时，有效地纠正错误将提高人-计算机之间的操作绩效工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理

8、学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系对话式界面是具有菜单和填空两者界面特点的一种界面。由系统使用类似然语言式的指导性提问，提示用户进行回答，用户的回答一般在几个备选选项中进行选择来完成工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系简单明了，易学易记，输入操作明确工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系效率低，灵活性较差工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系对话框要有有意义的标题；当有多个备选项时，应遵从左上方至右下方的顺序；将同类的选项进行归类；多个对话框之间应该有一致的布局；不同对话框应该保持一致的术语、字体

9、、大写和对其方式；尽量让用户通过点击选择而不是键盘输入来操作工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系对话框的显示或消失应该尽量平滑；对话框的边界尽量清楚，边框应该窄小；对话框的尺寸要足够小，以尽量减少与其他显示内容的重叠；对话框的位置应该在与其相关的内容附近显示；对话框的完成和取消方式应该清楚，让用户一目了然工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 由英国人-计算机交互作用研究专家施内德曼于1993年提出 特点：被操作的对象要以视觉化的方式呈现；运用实际操作取代文字操作；操作后有视觉方式的反馈；操作的动作是可逆的 不足：缺乏自我解释；操作效率在某些

10、情况下较差；设计众多的可供鉴别的图符有一定难度；图符比词语占用更多的屏幕显示空间工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 直接操作界面操作绩效高于命令式界面 直接操作界面的优越性受到操作任务、用户经验等其他因素的影响工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 对话设计中减小语义和关联距离；为定位、选择和移动提供视觉反馈，为各种工作状态提供物理反馈；为经常使用的专家提供类似于快捷键等方式的代替界面；设计良好的图符表征体系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 自适应界面是指计算机界面可以根据用户的操作特点，

11、自动地改变自身的界面呈现方式和系统行为 优点：交互的高效性、界面友好性、界面的拟人性 功能： 用户模型可以用来分析输入，并且产生相应的输出 用户模型可以帮助理解用户的交互目标与其相应的操作行为 用户模型可以用来帮助决策什么时候应该为用户提供什么样的信息工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系对于用户特点和用户模型的研究主要是构建用户模型，使自适应系统能有效地鉴别不同的用户，从而保证用户能有效地完成其操作工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系基于任务模型研究通过对特定操作任务的研究，使自适应系统能有效地识别不同用户对该任务的不同操作特点，并对这些用

12、户的不同操作特点采用不同的应对，以协助用户有效地完成其操作工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 计算机支持的协同工作（computer supported cooperative work，CSCW）最早在1984年由美国的艾琳格里夫和保罗卡什曼提出，用于研究计算机支持交叉学科的人们共同工作 它关注人们在一起共同工作的方式以及通过计算机系统和界面的设计，帮助人们在该方式下更好地进行协作工作工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 面对面同步对话：在同一地点同一时间进行的同一任务合作方式 同步分布式对话：在不同地点同一时间进行同一任务的合作方式

13、异步对话：在同一地点不同时间进行的同一任务的合作方式 异步分布式对话：在不同地点不同时间进行的同一任务的合作方式工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 优点：打破了时空的限制；实现多用户信息共享；广泛采用文本、图片、图表、声音和视频图像等多种媒介进行交流，促进了生产效率和写作创新能力的提高 缺点：不能形成一个很好的支持人们实际协作过程的协作系统；目前协作应用系统在易用性和灵活性等方面还不能适应社会协作活动的需求工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系界面耦合是表示群体信息共享的程度由于用户的知识、角色和性格各不相同，不同的用户可能偏好不同的界面形

14、式，甚至对于相同的信息也有不同的表现要求，因此，人与人交互界面应该支持多种耦合方式，供用户选择工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系协同感知是指一个好的多用户交互界面中，每个用户既能实时感知群组中的最新消息，同时其自身的活动不能受其他用户的活动的干扰工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系由于社会行为的复杂性，使得CSCW界面在很多时候不能满足人与人彼此沟通的要求工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 CSCW打破了时空上的限制，使用户可以在不同的时间、不同的地点彼此合作共同完成任务，节省了大量的时间、精力，提高了工作效率 适用于军事应用；远程教育；医疗应用；科研；办公自动化和管理信

15、息系统等工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 虚拟现实始于1989年，由VPL Research公司奠基人兰尼尔 提出，当时它是指“计算机产生的三维交互环境，在使用中用户可以沉浸到这个环境中去” 优点：更加逼真的视觉感受，更加和谐的人-机交互方式工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系虚拟现实的真实感可以在真实的移动与虚拟的移动之间建立联系，使被试产生如同真实场景下行走的感觉，所以他认为人类可以只依赖视觉信息就可以完成移动、心里旋转、三角定位等空间任务工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系听觉也是决

16、定虚拟现实系统沉浸感的重要因素。其中主要解决的是人在运动时虚拟空间里声源的精确定位工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系虚拟世界中需要解决本体感觉和触觉反馈的问题 本体感觉：人乘坐电梯上升或下降时，身体有突然“下沉”或“上飘”的感觉 触觉反馈：涉及摸、压、烫、痛等各种皮肤感觉问题工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系运动视觉是指活动画面的视觉机制。在虚拟现实中，随着人眼视点的变化，整个虚拟世界的画面就要求有相应的运动变化工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 从20世纪80年代开始，虚拟现实技术的应用领域和交叉领域非常广泛：军事和航天航空领域，商业，制造业，娱乐、艺术和教育，医疗领

17、域工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 随着信息技术的发展，以网络为中心的用户界面已经成为目前计算机最主要的应用，包括信息检索、电子商务、在线学习、网络游戏等各个方面，给我们的工作和生活，都带来了本质上的改变工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系迷路问题的出现与网络用户界面的超文本浏览方式密不可分，超文本系统是以类似数据交互联系网的方式组织信息，即先按内容将信息划分成一个个线性单元，然后按照各单元之间的语义关系联成网络工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系导航模式对网络的态度和知觉工程心理学工程心

18、理学 浙江理工大学心理学系基于网络的学习：基于网络的学习是互联网重要的功能和服务网络搜索：不同经验的用户在网络搜索上的差异主要表现在搜索策略、搜索绩效等方面工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系认知风格与网页篇幅长短认知风格与学习方式认知风格与网络搜索策略、搜索绩效工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 1971年，国际标准化组织把一种布局简称为QWERTY的键盘规定为国际标准键盘，成为世界各地广泛使用的计算机输入设备 存在问题 排在母行的字母，其使用率仅占整个打字工作的30%左右，而有52%的操作所用

19、的字母在首行，因此，打字时要上上下下频繁移动手指 在输入过程中只有20%的常用字母顺序的连击是左手和右手交替完成 按键的操作手指不合理 左右手之间各个手指之间的工作负荷不均衡工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 在考虑字母使用频次以及手指运动的生理特点等基础上，1936年美国人奥古斯特德沃夏克设计了DVORAK键盘布局 与QWERTY键盘相比 右手的负荷略高于左手 有70%的击键可以在母行中完成，而在最下行的击键次数最少 有44%的常用字母顺序可以由左右手交替完成 手指运动量不到QWERTY键盘的1/10，平均打字速率可提高35%工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 有研究者发现，在使用QWERTY键盘时，用户的双手需并列平放在键盘上，姿势极不自然，容易产生疲劳，因而建议把键盘分成左、右两半 后有研究者（Kroemer，1972）根据上述思想设计了K键盘 K键盘分左、右两片，中间以铰链相连，左、右手各使用相应的一片。K键盘的每片都按一定的角度放置，可以使用户的手腕自然伸直，操作自然、不易疲劳工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 分离键盘与K键盘有点类似，它也是将键盘分成左、右两片，只是中间没有铰链相连，操作者可以根据需要调整两片键盘的放置位置，在角度调节维度上，分离键盘更加灵活工程心理学工程心理学 浙江理工大学心理学系 槽式键盘按键布局和QWERTY键盘基