人机界面设计研究__百度文库

1、第二章文献综述2.1人机界面概述人机界面存在于人物信息交流的过程，甚至可以说，人物信息交流的一切领域都属于人机界面，它的内涵是极其广泛的。它反映着人物之间的关系。人机界面（Human-Machine Interface），是人与机器进行交互的操作方式，即用户与机器互相传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出。好的人机界面操作简单、美观易懂，且具有引导功能，使用户感觉愉悦、兴趣浓厚，从而提高使用效率。自20世纪90年代，人机交互界面作为一个独立、重要的研究领域，日益受到各界人士的广泛关注。广义的人机界面是指，人与机器之间存在一个相互作用的“面”，称为人机界面，人与机器之间的信息交流和控制活动都发

2、生在这个界面上。机器通过各种显示作用于人，实现与人的信息传递；人通过眼、耳等感觉器官接收来自机器的信息，经过人脑的加工处理，做出反应，从而实现人机的信息交互。我们可以把人机界面看作是一个交互系统，在分析人机界面系统模型时，建立并分析人的行为模型，从而建立并分析人机界面系统。所以，人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性。人机界面的研究主要是：显示与控制。（如图2.1所示）图2.1 人机系统模型狭义的人机界面是指计算机系统内的人机界面（Human-ComputerInterface，HCI），又指人机接口、用户界面（User Interface）。它是计算机科学的一个分支。人机界面是人与计算机之

3、间信息传递的媒介，是计算机系统向用户提供的综合操作环境。它是计算机科学与认知心理学两大科学相结合的产物，涉及到计算机技术，如人工智能、自然语言处理、多媒体系统等，同时也吸收了语言学、人机工程学、图形艺术、社会学的研究成果。近年来，随着计算机技术和网络技术的迅速发展，人机界面设计和开发已经成为国际计算机界最活跃的研究领域。计算机系统是由计算机的硬件、软件和人构成的系统，人与硬件和软件结合 构成了人机界面。人机界面设计师的主要作用是协调计算机硬界面与软界面之间的关系。（如图2.2所示） 图2.2计算机系统中的界面设计问题回顾人类的发展史，不难看出，自从人类为改造自身的生存环境而进行劳动起，“自由”

4、的交流关系就存在了。人与人之间的交流；人与工具之间的交流无处不在。随着技术的不断进步，这种关系也得到了进一步的发展，产生了不同空间、不同时间的人与人、人与机的不同交流。这种交流形式导致了“界面”这种非物质化客体的产生。人机界面学是由面向人的学科和面向计算机的学科组成的综合性学科。其中面向人的知识和方法主要来源于人机工程学、心理学、哲学、生物学、医学等。随着机械化、自动化和电子化的高度发展，人的影响越来越大，人机协调问题 也越来越被重视。经验和教训提醒人们更加重视机器的设计，使机器的操作能更加适应大多数普通人的操作能力。这种机器适应人的策略，引起了特定领域内的工程师和生物科学家的广泛合作。人机界

5、面学中面向计算机系统的知识和方法主要来源于物理、电学、电子工程、控制工程、系统工程、信息论和数理人机界面的发展主要包括硬件人机界面的发展和软件人机界面的发展。随着电子技术和计算机技术的发展，二者逐步走一体化，成为人机界面系统的一部分。 a.硬件人机界面学的发展硬件人机界面学的发展阶段是以人类社会的三次工业革命来划分，即工业革命、电子技术的出现以及信息革命。工业革命以前，人类造物以手工业为主。18世纪末，在英国兴起的工业革命使得机器生产逐步代替了手工生产，从而改变了人类的生产、设计方式。20世纪40年代末，电子技术的出现，使得电子装置的小型化成为可能，机器化大生产逐步走向小型化、电子化。这为二次

6、大战后，在自动化生产和信息处理中起着关键作用的计算机的广泛使用开辟了道路。二战后的设计更多地结合了工程技术、心理学、人机工程学、美学、社会学等学科。计算机技术和网络技术的迅猛发展带来了信息化浪潮。信息化对我们的生活方式产生了巨大的影响。我们生产、生活的实践经验，已经脱离了物质化层面，进入了虚拟的网络空间。这时的设计，逐步从物质化设计，转向信息化设计。虚拟设计、网络化设计逐步成为设计的主流。人与机器的交互多通道化、虚拟化，人与人之间的交互网络化、虚拟化。b.软件人机界面学的发展计算机技术的迅速发展，导致了计算机的应用领域迅速膨胀，从而促进了软件人机界面的发展。时至今日，计算机和信息技术已经深入到

7、现代社会的各个角落。相应地，计算机用户已经从少数计算机专家发展成为一支由各行各业的专业人员组成的庞大的用户群体。作为专门研究计算机用户的一门学科，人机界面学随之迅速地发展起来。软件人机界面经历了命令行界面、图形用户界面、多通道人机界面三个阶段。2.2人机界面学的相关理论美国Emory University 的心理学教授奈色（Ulric Neisser）于1967年出版了认知心理学，引起了心理学界的广泛注意。他把认知心理学定义为：研究人怎样学习、构成、存储和使用知识。接着，1972年内威（Allen Newell）和西蒙（Herbert Imon）提出了详细的思维和解决问题的模型S，形成了认知科

8、学。1979年8月在圣迭哥德加州大学举行了第一届认知科学的学会会议。会上将认知科学定义为：用计算机等手段对人思维和行动的客观研究。它来源于心理学、语言学、神经学、人类学、人工智能和哲学，从而形成了一门新的学科。它的方法是采用计算机模拟法研究人的思维和行动。广义的认知心理学包括结构主义心理学和心理主义学派、信息加工心理学。狭义的是指信息加工心理学。它们的共同特点是强调研究意识、研究认识的高级过程。其中结构认知心理学派认为支配智慧行为的心理结构可以用高度抽象的、形式化的逻辑语言进行描述。心理主义学派强调的是图式和材料的重新建造在记忆中的作用。而信息加工心理学将人看作是一个信息加工的系统，认为认知就

9、是信息加工，包括感觉输入的变换、简约、加工、储存和使用的过程。人对知识的获得也是人对信息输入、转换、存储、提高的过程。人的认识的各种具体形式是整个信息加工的不同阶段。人类的信息加工模型。（如图2.3）图2.3 信息加工模型 从图上我们看到信息经过感觉系统被短暂的保存在原始的感觉形式中。它经过控制系统进入短时记忆和长时记忆即信息存储。保存在长时记忆中的信息被提取到短时记忆中，并且通过问题决策、解决等过程，实现当前的工作任务。 认知心理学最新的应用领域是人机界面设计和信息设计。了解并遵循认知心理学的原理是进行人机界面设计的基础，人机界面设计主要是依据理论指导设计。一方面防止出错，另一方面可以提高工

10、作效率。为了使设计满足用户的要求、适应于人的自然特性，设计师必须既要了解人的感觉器官 （视觉、听觉、触觉）是如何接收信息的，也要了解人是怎样理解、处理信息的，以及学习记忆有哪些过程，人又是如何推理的等等。感觉信号的检测是信息加工的第一步。我们的视、听、嗅、味、触觉等，可被视为连锁事件的第一环节，这包括信息的编码、储存、转换和思维，最后，对信息做出反应；反之，这种反应又提供新的感觉线索，可引起新的循环。图2.4信息加工的阶段如图2.4，我们可以知道在人类所能检测到范围的物理能刺激着感觉系统、可被转换成神经能、短暂地留在感觉库中，并可能被传送到记忆系统中进行加工，其结果引起反应，此反应又可以成为进

11、一步加工的刺激场的一部分。视觉是人与周围世界发生联系的最重要的感觉通道。外界80%的信息都是通 过视觉获得的，视觉显示器也是人机系统中用的最多的人机界面。a.视觉生理系统眼睛作为人类认识活动中最有效的感官，它在信息传达和接收中起着举足轻 重的作用。人类视觉系统的生理构造、特性和相关参数对我们的研究提供了科学依据。人的眼睛是一个大约23mm 的球状体，光线经角膜、瞳孔进入眼内，通过睫状肌的调节作用，远近不同的对象都能在视网膜上聚焦形成清楚的视像。视觉过程是：来自物体的光线，经过瞳孔投射在视网膜上，光能由感受器（感光细胞）转化为神经冲动的生物电能，神经冲动沿视神经传到脑，在第一个神经元的突触处，产

12、生了大量的神经冲动，传到眼睛各控制中枢，以控制瞳孔大小、水晶体曲率和眼球运动，眼睛与脑之间的反馈系统控制眼睛注视目标，以保证获得足够的信息资料。与此同时，神经冲动继续向脑的高级部位运行，达到大脑皮层，产生 人们个体所体验的外部世界的“视觉形象”。大脑皮层还产生新的神经冲动引起相应的思维、情感等，并发生运动神经指令，因而个体做出反应。b.视觉过程视觉过程包括：“看”和“看见”。按照实际常使用的视觉过程，口语中所谓的“看见”，一般包含以下6个心理过程（例如在人群中寻找某人）：视觉寻找（visual search）：在视场内各处巡视。看哪里存在人或人群。视觉能忽略无关的其他各种视觉信息，只寻找人群。

13、发现（detection）：从观察到的各种对象中发现人或人群，而忽略其他信息。当视觉探测到的各种刺激信号与预测的基本一直时，视觉就会固定跟随此视觉信号。分辨（discrimination）：在若干相似的人或人群中分辨要找的对象。当发现几个相似的刺激信号时，需进一步探测区分各个信号的细节。识别（recognition）：根据视觉特征信息或细节信息的区别，识别目标信号的含义。确认（identification）：确认捕获的对象就是要寻找的人，这样与记忆中存储的信息进行比较。记忆搜索（memory search）：上述各个过程中，都要把视觉获得的信息与记忆中的信息进行比较，为此要先搜索记忆。c.视觉

14、模式识别外界刺激作用于感觉器官，人们辨认出对象的形状和色彩时，就完成了对视 觉模式的识别。目前对视觉模式识别的整个过程，主要有以下几个理论。1.格式塔（Gestalt）心理学格式塔心理学的模式识别是基于对刺激的整个模式的知觉，其中主要是：（如图2.5） 接近性原则：某些距离较短或互相接近的部分，容易组成整体。在图（a） 中，圆点被看成四个纵行，因为圆点的排列在垂直方向上比水平方向上明显接近。相似性原则：人们容易将相似的物体看作一个整体。如图（b）连续性原则：从图c 中可以看到两条线，一条从a 到b，另一条从c 到d 。 这是因为从a 到b 的线条比从a 到d 的线条具有更好的连续性。完整和闭合

15、性原则：彼此相属的部分，容易组合成整体；反之，彼此不 相属的部分，容易被分割开来。如图（d）所示。对称性原则：它主要反映人们知觉物体的方式。如图（e）中A 模式和B 模式，A模式似乎是“好”得多的模式，因为它是对称的。对于C 模式，通常知觉为菱形和垂直线组成的图形，而不把它看成由许多字母“K”组成的图形。这是因为图中的菱形是对称的，而“K”不是对称的。 (e图2.52.模板匹配（Template Matching）理论在这里模板指的是一种内部结构，当它与感觉刺激匹配时就能识别对象。我们的生活经验创造了大量的模板，每一个模板都与一个意义相联系。只有 “外部”物体与内部表征之间具有1：1匹配时才可

16、能识别。3.原形匹配（Prototype Marching）理论原型形成和匹配是取代模板匹配的另一种手段。它不是对要识别的千百万种不同模式形成各种特定的模板，而是把模式的某种抽象物储存在长期记忆中，并且起着原型的作用，这样，模式对照原形进行检查，如果发现相似形，模式就被识别。4.特征分析特征分析是模板匹配理论和原型匹配理论的发展，它认为刺激是一些基本特征的结合物。在进行模式识别时，个体把知觉对象的基本特征与存储与记忆中的特征相匹配，做出肯定或者否定的决定。d.视错觉在一般情况下，形态要素并不是单一存在的，当所处环境不同，受某些光、形、色等因素的干扰，自身部分之间的相互作用以及透视感等将引起某些

17、图形产生不同状况的变化，再加上人的自身心理状态的影响，人们对形态的视觉感往往发生“错觉”（illusion）。这种错觉具有普遍性，是人们所具有的共同的生理特征。常见的视错觉有：透视错觉、光渗错觉、对比错觉、变形错觉、分割错觉、高低错觉等。如图2.6是著名的莱亚错觉，两条线是等长的，但由于一条在线的末端加上向内的箭头，就比末端加上两个向外箭头的线段显的长。如图2.7所示的是艾宾豪斯错觉，两个直径相同的圆，被不同直径的两组圆所包围，其结果截然不同：被小圆包围的圆比被大圆包围的圆看起来大一些。图2.6 莱亚错觉 图2.7 艾宾豪斯在人机交流中视觉占主导地位，听觉是仅次于视觉的重要感觉。因为语言是人们

18、自然交往的媒介，它也是一种合适的机器控制手段。人类从外界获得的信息有近15%是通过耳朵得到的。听觉同样是接受刺激，把它的特性转化为神经兴奋，并对信息进行加工后传递到大脑。 从视觉的图像解释到听觉的声音解释，都涉及过去的经验，而过去的经验是 指保存在大脑中的以前曾经感知过的东西，也即记忆中的东西。a.记忆的分类如今，认知心理学将记忆分为感觉记忆、短期记忆（STM，shortterm memory）和长期记忆（LTD，longterm memory）。感觉记忆感觉记忆是人的信息加工的第一个阶段。在这个阶段，关于刺激的一定信息以真实的形式短暂地记录在感觉记忆中。保留的时间很短，大概1秒钟左右。并且原

19、有的刺激信息会因新的刺激信息而被掩蔽或消除。短时记忆短时记忆又叫现行记忆（active memory），它是大脑工作时使用的记忆，一般可以保持30秒，有时可以达到几分钟。为了保证短时记忆的作业效能，一方面不能超过信息容量，如电话号码最好不要超过7个数字：另一方面，作业者要十分熟悉自己的工作内容、信息编码。长时记忆长时记忆具有很大的容量，几乎容量无限，它能够把信息保存很长的时间。一方面，进入系统的刺激被识别而传递到短时记忆后，再传递到长时记忆中，长期保存在人的头脑里，成为我们关于世界的永久性指示；另一方面，系统在进行加工活动时，要从长时记忆中提取有关知识，以供加工和活动使用。长时记忆中的信息存储

20、和提取有两种方式：基于原则（Rule-based）和基于知识（Knowledge-based）。b.三种记忆的比较许多实验表明，长时记忆是以较高水平的语义的编码形式储存信息的，而短时 记忆则是在感觉记忆的基础上主要以语音听觉的编码形式来储存信息的。从长时记忆中提取信息需要有较长的搜索时间，而从短时记忆中提取信息则只需要极短的时间。短时记忆的信息经过不断的复述而进入长时记忆，或者迅速的被遗忘，而长时记忆中的信息经久不衰，甚至终生难忘。两种记忆的这些明显区别，是人们更倾向于接受记忆的双重理论。学习和记忆是密切相关的，学习来的信息必须存储在长时记忆中作为经验积累。在学习与使用学习知识之间，人的活动极

21、大地影响学习。由于学习迁移造成的对记忆的干扰分为两类：先学的干扰和后学的干扰。先学的干扰是指先学的事物阻碍了后学的事物的学习。后学的干扰是指后学的事物对先学的事物的干扰。人的易出错性有两方面的原因。一方面是判断的错误以及动作的失误都会导致产生错误。另一方面是人在工作时注意力不集中、开小差及素质较差等。在人机工程学中，人的失误定义为：“人未发挥自己本身所具备的功能而产生的失误，它可能降低人机系统的功能。”至今，许多心理学书上仍然引用19世纪美国著名的心理学家詹姆斯对注意的定义：对精神的控制支配，意识的聚焦或专注，以便更有效处理其他事情。各种有目的的知觉过程都需要用注意来控制。注意具有一些特性局限

22、：时间和能量的局限。只具备很有限的精力能量，每次注意的所持续的时间都是有限的。注意对象的数目很有限，为7±2。注意受知觉范围的限制。注意受动机的引导，没有意识的东西往往不会引起注意。视觉注意的分布。一般人的行动要求4种形式的注意：选择注意（selective attention）：在外界的干扰中过滤那些需要选择的或跟踪的信息。聚焦注意（focused attention ）：全部精力聚焦在一个事物或过程。分割注意（divided attention）：通过分割微小时间段，分别注意两个以上的东西。持续注意（sustained attention）：指长时间、无休息地探测、监视或警觉。不

23、论设计师是否有意识，各种产品设计都会要求用户使用这四种注意中的一种。如果对用户注意没有考虑周全，设计的产品就可能很难操作使用，或要花费 很多时间学习操作。疲劳（Fatigue）是由于长时间地执行监控任务、连续的心理活动或执行十分困难的任务时，精神高度集中引起的。疲劳会导致心理机能的紊乱，主要反映在以下几个方面：注意的失调：即注意容易分散、怠慢、少动；或者相反，产生杂乱无章、好动、游移不定。感觉方面的失调：参与活动的感觉器官的功能紊乱。动作方面的紊乱：动作节律失调，动作滞缓或者忙乱，动作不准确、不协调，动作自动化程度降低。记忆和思维故障：忘记与工作有关的操作规程，而对与工作无关的东西则熟记不忘，

24、理解能力降低、头脑不够清醒。意志衰退：人的决心、耐性和自我控制能力减退，缺乏坚持不懈的精神。由此可见，疲劳使人的工作能力下降。人机工程学与人机界面设计有着密切的关系。人机工程学把“人的因素”作为一个重要条件，带入到人机界面的设计中。人机工程学为人机界面设计提供了设计依据。为人机界面设计中“人的因素”提供人体尺寸参数人机界面设计中所涉及到的人体结构尺度、人体生理尺度和人的心理尺度等数据均由人体工程学的研究提供。应用人体测量学、人体力学、心理学、生理学等学科的研究方法，对人体结构特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、体重、体表面积、重心、比重以及人体各部分在活动时相互关系和涉及范围等人体结构特征参数

25、，提供人体各部分的发力范围、活动范围、动作速度、频率、重心变化以及动作时的惯性等动态参数，分析人的视觉、听觉、触觉、嗅觉以及肢体感觉器官的机能特征，分析人在劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳程度以及对各种劳动负荷的适应能力，探讨人在工作中影响心理状态的因素，以及心理因素对工作效率的影响等。为人机界面设计中“机”的功能合理性提供科学依据人机界面设计中，如果不考虑功能的合理性，那一定是失败的设计。因此，如何解决“机”与人相关的各种功能的最优化，创造出与人的生理和心理技能相 协调的“界面”，这将是人机界面在功能问题的新课题。如信息显示装置、操纵 控制装置、工作台和控制台和控制室等部件的形状、大小、色彩

26、极其布局等都是 以人体工程学 提供的参数和要求为设计依据。为人机界面设计中考虑“环境因素”提供设计准则通过研究人体对环境中各种物理因素的反映和适应能力，分析声、光、热、振动、尘埃和有毒气体等环境因素对人体的生理、心理以及工作效率的影响程序， 确定了人在生产和生活活动中所处的各种环境的舒适范围和安全限度，从而保证 人体的健康、安全、合适和高效。 为进行人-机-环境系统设计提供理论依据人机工程学的显著特点是，在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上，不只是单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“机”的人和所设计 的“机”，以及“机”所共处的环境作为一个系统来研究。为人机界面设计中 “以人为

27、本”的设计思想提供工作程序一个良好的人机界面设计，必须坚持以“人”为核心的主导思想。在总体设计中运用人机工程学的原理进行全面分析、反复论证，以确保人机界面操作、使 用、维修方便、安全舒适，有利于创造良好的环境条件，满足人的生理、心理需 求，并使经济效益、工作效益均佳。机器和设备中，专门用来向人表达机器和设备的性能参数、运转状态、工作指令以及其他信息的界面，称为显示界面。根据人接受信息的感觉通道不同，可以将显示界面分为视觉显示界面、听觉显示界面和触觉显示界面。其中视觉和听觉显示界面应用最为广泛。由于人对突然发生的声音具有特殊的反映能力，所以听觉显示器作为紧急情况下的报警装置，比视觉显示器更具有优

28、越性。触觉显示是利用人的皮肤受到触压或运动刺激后产生感觉向人传递信息的一种方式。视觉显示界面可以分为数量型、性状型、再显型、警报与信号等几种。控制界面主要指各种操纵装置，包括手动操纵装置和脚动操纵装置。手动操纵装置中，按照运动方式又可分为旋转式操纵器，如旋钮、摇柄等；移动式操纵器，如按钮、操纵杆、手柄等。按压式操纵器，如各种按钮、按键等。在设计控制界面前必须分析：控制界面的功能；控制操作的要求；控制过程中的人机交互；作业者的负荷（脑力、体力）。a.编码设计在多个操作器混合使用的情况，为了减少操作错误，可以对操纵器进行编码设计。常用的有形状、大小、颜色和标志编码等。 形状编码：必须保证在不观看的

29、情况下，通过触觉正确辨认。位置编码：利用空间位置的不同，通过人的运动感觉来正确辨别。人的直方位感觉优于水平方向感觉。 色彩编码：比形状更具冲击力，是最佳的编码方式。色彩编码一般只有红、橙、黄、绿、蓝等。色相过多容易使人混淆。色彩编码要受到照明强度的影响。标志编码：当操纵器数量较多，且形状难以区别时，可在操纵器上刻以适当的符号以示区别。材料编码：根据材料的不同，可对表面肌理进行编码，如光滑表面区别与粗糙表面。在夜间操作或作业者不能直接观察控制件的情况下，此编码形式十分适合。显控协调性是指控制和协调的关系与人的期望的一致性。显控协调设计应根据人机工程学原理和人的习惯定式等心理、生理特点，并遵循以下

30、原则：空间协调性空间协调性是指显示与控制在空间位置上的关系与人的期望的一致性，主要包括两个方面：一是控制与显示在设计上存在相似的形式特征；二是控制与显示在布置位置上存在对应或逻辑关系。运动协调性运动关系的协调性是指控制与显示的运动（移动或转动）关系与人的期望的一致性。控制的运动、显示的指示部分的运动、所控制变量的增减方向是决定运动关系协调性的主要因素。根据人的生理和心理特征，人对显示界面与操作界面的运动方向有一定的习惯定式。如顺时针旋转或自下而上，人自然认为是增加的方向；顺时针旋转旋钮，表明量的增加，反之则减少。概念协调概念协调是指控制与显示在概念上与人的期望的一致性。如绿色通常表示安全，黄色

31、表示警戒，红色表示危险。习惯模式 习惯模式是下意识和“自动”的行为，是一种条件反射。在显控协调设计中，考虑显示与控制相应的动作应符合人的习惯模式。而每一种习惯模式的强度是有所不同的，个体之间也存在着差异性，右撇子与左撇子就存在着习惯不一致的现象。因此，在人机界面设计时应考虑这些方面的问题。重要性原则 显示与控制的功能，可按其对实现系统目标的重要性而划分等级。重要性原则是指把最重要的控制与显示布局在操作者的视野和控制区的最佳位置。安全显示与控制，如报警信号灯和紧急刹车等按钮，应布局在操作者的最佳视野和最佳控制区。操作频率原则操作频率原则是指操作越频繁的显示和控制越应布置在操作者的最佳视野和最佳控

32、制区。功能分组原则功能分组原则是指将功能相关的显示与控制构成若干“功能组”然后分区布置。如温度指示器与温度调节器可分成一组，布置在一个区域。操作次序原则操作次序原则是指如果显示与控制在操作程序上有次序，则可以顺其次序进行布局设计。但在界面设计中，需要注意：控制件与其相应的显示应尽可能靠近，控制件在显示的下方或右方；文字说明表在控制和显示的上方；紧急开关和安全控制应 位于作业注意区的中心，且形状和色彩编码应明显。 2. 2.3色彩设计我们长期生活在色彩的世界中，色彩在人们社会生活、生产活动中就具有深刻的意义。研究表明，一个正常人从外界接收信息，90%以上是由视觉器官输入 大脑的，来自外界的一切视

33、觉形象，如物体的形状、空间、位置的界限和区别， 都是通过色彩和明暗关系反映的。要能准确地表示各种色彩，首先必须了解构成色彩的要素，以及这些要素对 各种色彩性质特征的影响。明度、色相、纯度是构成色彩的三要素，也叫色彩的 三属性。它们是区分、标示、鉴别、比较各种颜色的基本性质。明度（Brightness）明度又称亮度，是指颜色明暗的程度。明度的大小主要取决于物体表面对光线反射量的大小。如白色明度高，黑色明度低，黄色是明度最高的色彩，紫色是明度最低的色彩。非彩色只有明度特征，没有色相和纯度的区别。色相（Hue）色相是三属性中最能表现色彩本质特点的要素，是每一种颜色所独有的，并与其他颜色有品质上不同的

34、相貌特征。色相可以理解成颜色的名字，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。纯度（Saturation）色彩的纯度又叫色度、饱和度等。纯度描述色彩纯净的程度。纯度越高，色a.色彩对比色彩对比就是指各种颜色之间在质和量上的两个不同的要素配列时，在人的视觉上感到两要素的特征被显现出来的一种形式。在界面设计中，常用色彩的对 比手段，达到一定的视觉效果。在占主导地位的色彩中，利用异质色彩的诱惑力， 给人以强烈的特征表现，起到短时“凝聚”人的视觉的作用。 色相对比：指各种色相给人视觉上的差别而形成的对比。 纯度对比：指较鲜艳色与含有各种成分的黑、白、灰的色彩即浑浊色的对比。 明度对比：指色彩明暗度的对比。画面的层

35、次变化和图形轮廓的明晰程度主要取决于色彩的明度对比。把不同明度的色彩配列在一起时，可以得到不同的对比效果。冷暖对比：指人们对色彩刺激而产生的生理、心理反应。如人们看到红、橙、黄色时，会联想到阳光、大火，与暖和、热联系在一起。面积对比：指各色彩在构图中所占面积的大小差别而形成的对比。显而易见，面积大的色彩，容易被发现。在人机界面的色彩设计中，色彩的面积对比运用的很多。形状对比：指在色质和面积不变时，色彩配列的集中与分散的情况而得到的不同的对比效果。因此，为了引人注目，形成鲜明的视觉效果，往往利用积聚形的强对比，这在显示面板、操作按钮、警示器件等设计中常常用到。b.色彩调和在日常生活中，几乎看不到

36、单一的色彩，均是两种以上的色彩组合。对于各种色彩组合所做出的美于不美的判断或印象，只有在该色与周围色是否调和时才会产生。色彩的调和不只是局限于色彩的类似性、共同性、互近性、统一性。只有在变化中求统一，统一中有变化，对比中求调和，调和中有对比，才能达到色彩量感上的平衡、视觉上的色彩调和美。 色彩调和是指色彩配列时的综合效果。色彩调和的依据是：从色彩视觉的生理反应来说，人在看某一色时，要求有相应的补色来达到生理上的平衡，因此，互补色配列是调和的。在视觉上，人们对色彩不希望有过分的刺激而引起视觉疲劳，也不希望平淡无奇而感到乏味。因此，变化中求统一，统一中有变化的色彩配列是调和的。人类与自然界有着密切

37、的关系。自然界中的色彩变化和因果关系所形成的色彩的自然规律与秩序，对人类产生深刻的复映作用和审美经验，因此，色彩的自然节律配列是调和的。 人类自身的进步推动社会的发展，同时，社会的发展影响人们的审美形式心理。因此，符合社会发展的形式心理的色彩配列是调和的。 根据色彩的物理特性和实用目的的色彩配列是调和的。能引起人们审美心理得到满足的色彩配列是调和的。色彩调和规律有以下几个方面：色相调和；纯度调和；明度调和；色调调和；几何关系调和；色彩构图关系调和。色彩对人的心理和生理作用，是客观物质世界对人的主观反映。色彩给人以刺激，引起一定的生理变化，并伴随着会产生一定的心理活动；同样，一定的心 理活动，也

38、会产生一定的生理变化。科学家的实验表明，和谐美丽的色彩，会使 人分泌一种有益生理健康的物质，可以协调人的血液流量和神经通络，使人生机 勃勃，精神愉快。相反，刺激性太大、杂乱的色彩，会使人分泌一种对人的健康 和情绪有副作用的物质，使人精神不振、情绪波动，健康受到损害。因此，色彩 对人的心理、生理作用是不可低估的。a.色彩的感受人们在观察色彩时，会引起各种各样的感受。这些感受有的属于情趣方面，有的属于功能方面。不同的人，因为生活实践不同，对色彩的感受会有不同程度 的差别。但是人的生理构造和对客观事物的反应存在许多共同点。如看到红色会 具体联想到红花、火焰、红旗、血等，而抽象联想到革命、奋进、活跃、

39、热情、 喜庆等。冷暖感：明度高的有冷感，明度低的有温暖感；纯度高的有温暖感，纯度低的有寒冷感。红、橙、黄色常使人联想到太阳、火焰，因此有温暖感。蓝、青色使人联想到大海、晴空等，因此有冷感。轻重感：取决于明度。明度低的有重感，明度高的有轻感。白色最轻，常使人联想到白云、白雪等；黑色最重，常使人联想到煤块、铁。软硬感：取决于色彩的明度和纯度，一般明度高、纯度低的有软感，明度低、纯度高的有硬感。进退感：是色彩对比过程中“显”和“隐”现象使人产生距离上的差异，这与色彩的色相、明度、纯度有关。对明度低的色感到远，明度高的色感到近。对纯度低的色感到远，纯度高的色感到近。色彩的进退感常表现出色彩的凸出凹进的

40、效果。强弱感：主要与色相、纯度、配色对比等有关。纯度高、对比度大的色彩有强感；纯度低、对比度小的色彩有弱感。胀缩感：主要与色相、明度有关。如暖色、明度高的色有膨胀感；冷 色、明度低的色有收缩感。明快忧郁感：主要与色相、明度、纯度、配色对比均有关系。暖色、鲜艳色均有明快感，冷色、阴郁色有忧郁感；明度高、纯度高、配色对比大的色彩有明快感，明度低、纯度低、配色对比小的色彩有忧郁感。兴奋沉静感：主要与色相、明度、纯度、配色对比等有关。凡是暖色、明度高、纯度高、配色对比大的色彩具有兴奋感；凡是冷色、明度低、纯度低、配色对比小的色彩具有沉静感。华丽朴素感：主要与明度、纯度、配色对比等有关。鲜艳、明度高、配

41、色对比大的色彩具有华丽感；浑浊、明度低、配色对比小的色彩具有朴素感。 质感：任何材料的质地是其本身所固有的，不同的质地，通过光和色，反映出来作用于人的视觉，使人产生出对各种材质的认识。长期经验的积累，在人脑中形成各种材质色彩的固定概念和联想，这就是所谓的质感。如，看到黄色，就会想到金子、稻谷；看到白色，就会想到白云、雪；看到黑色，就会想到煤、炭等材料的表面质感。b.色彩的联想色彩的联想是由于人在生产、生活以及各种环境中对事物色彩的认识而形成的概念。在界面设计中，色彩的适用性是至关重要的。只有能够事先预测人对色彩的感觉和如何发生作用，才能在设计中有效的活用色彩。凭着感觉和经验，人们一般这样认为：

42、红色:最强有力的色彩,代表热情、喜悦，使人产生冲动，充满热情、活力；橙色:较温和, 是一种很活泼、辉煌、时尚的色彩；黄色:明度最高, 尤其灿烂、辉煌。象征着智慧之光、权力；绿色:具有中性特点，和平色，偏向自然美。代表植物、宁静、健康、安全的色彩；蓝色:最具凉爽的色彩，代表永恒、博大、遥远感的色彩；棕色：代表土地；紫色:代表高贵、奢华、优雅、神秘的色彩；黑色: 具有深沉、神秘、寂静、悲哀、压抑的感受，代表夜晚、严肃、沉着；白色: 具有洁白、明快、纯真、清洁的感受，代表纯洁、简单。灰色: 具有中庸、平凡、温和、中立的感觉，代表阴暗、消极。2.3“出错”的分析在操作各种机器、工具、产品时，操作人员都

43、可能出现问题。50年代美国设计了高速飞机，在没有任何故障先兆的情况下，飞机从天上掉下来。70年代以后，在使用电子和计算机产品中也出现了许多事故。为了搞清操作中的出错问题，人们对各种错误进行了分类，出现了许多的分类方法。比较经典的研究方法有两种：Norman（1981）提出的按照一个行动的四个阶段把各种出错进行分类，看各个阶段出现什么类型；Reason（1990）根据Rasmussen 提出的工业环境中的三种行为方式（技能行为、规则行为、知识行为），把这三种行为中的出错进行分类。错误（mistake）。Reason把错误定义为在选择一个目的对象时，出现在判 断过程或推理过程中的失败。错误包括预先

44、的意图与预期的因果关系不对应。如用微波炉做冰淇淋。失手（slip）指行动实施或执行中的出错，或在实施行动的阶段出现的那 些没有计划的行动。失误（lapse）指要经过更多心理处理过程转换中的出错形式，主要指记忆失效，它不一定会表现在实际行动中，只有一个人经历了这些出错，才会感到它 的明显存在。Reason断言，在技能行为中，失手、失误在很大程度上来源于执行操作失效和记忆失效，无意识地激发了自动化的习惯的行为，造成不适当的注意监控。而 错误出现在更高一阶的认知过程失败，主要出现在：判断可利用的信息时，设置 目标时，根据手段决定要达到这些目标时。它的行动过程不是所计划的，或行动 计划无法达到预期的目

45、的。在行动的三个阶段出错的机理不同。在本文中只分析技能行动中的失效方式。失手与失误主要与技能行为中监测时的失效有联系。在技能行为中，失手与失误 可以被归为两类：疏忽（inattention）和过分注意（overattention）。疏忽意味着遗漏忽略了必须的检查，它主要包括以下方式：双重捕获造成的失手。失手出现在两种情况：当注意资源被心理上的当务之急的事情占用，或一时被外界的分心物占用，而不是被当时有目的的、打算的行动占用。出现这种情况的必要条件包括：a.在熟悉环境从事一些经过很好训练实践的活动。这时往往会放松注意，同时干其他事情b.由于没有集中注意，使一个动机意图从自己的习惯动作为起点。如：

46、一边做饭。一边聊天，应向锅里放糖，而随手就拿盐罐往里倒。c.当启动一个动作时，与该动作实际的要求的心理准备显著不同，如你自认为骑车熟练，一次在后座带了很重的东西，你以为你可以胜任，不料一上车就无法控制。有了动机意图却缺乏充分的计划准备，开始实施后发觉手脚忙乱，一失手就跌倒。d.缺乏注意检查，很强的习惯干扰是主要原因。中断引起的失误。在某些情况下，在进行一个行动时，突然被其他意外事 情打断，没有能够注意检查，与外界事件混合在一起。意向性减弱。由于时间延迟，所形成的一个意图经过较长时间后才开始实 施，这个意图很可能被忘记，或被其他活动覆盖了。知觉混淆。当你正看准一个目标，构思了一个计划，准备开始行

47、动，这时， 另一个目标，另一个计划 ，或其他行动出现了相似的有利条件，造成知觉混淆。过分注意。过分注意意味着在自动行动过程中不适当的时刻或不适当的位 置，进行注意检查。如熟练的打字员打字时不看字母键，就能准确的完成动作。如果让他们看着字母键打字，把注意集中在手指上的运动，打字的出错率反而会上升。Reason 指出：在技能行为和规则行为中，操作过程不是通过反馈来控制的， 而是通过存储的成套的操作动作、固定的操作模式和规则进行反馈控制。而知识行为中的主要控制方式是反馈控制，通过现场信息反馈，去修正动作，减少当前状态与目标状态之间的差异。也就是说错误驱动。规则行为中出现的错误可以分为两类： 错误地使用以前被证实过的正确的规则。由于这些规则是在以前被证实是 正确的，但现在却不适合。除了用户操作的错误，还存在着由于设计引起的错误。由于设计引起的错 误主要是因为设计师不是典型用户，缺乏使用经验，缺乏对操作的了解以及各种使用场合和各种用户的使用过程，尤其非正常使用状态的经验，从而缺少相应的设计思想。可以通过若干方法把由于设计引起的出错分为三类：第一种方法是按照用户操作过程把用户出错