第2章 感知与认知基础课件

第二章感知与认知基础应掌握的内容人的感知认知过程与交互设计原则概念模型及对概念模型的认知分布式认知第2章感知与认知基础2.1人的感知视觉感知第2章感知与认知基础1、大小、深度和相对距离

大小：根据人眼成像原理，同一物体在

不同距离得出的大小是不同的；深度和相对距离可以通过很多线索得到。2、亮度和色彩

亮度：发光物体发射光线的能力或非发光物体表面反射光线的属性。

色彩：反映物体三原色（RGB）的属性，由眼睛接受不同波长的光的结果。第2章感知与认知基础3、视错觉：事物实际的存在状态与事物在人脑中的反映之间的差别莱亚错觉现象第2章感知与认知基础4、阅读改变字的显示方式会影响阅读的速度和准确性。9-12号字更容易阅读；页面宽度58-132mm之间阅读效果最佳；明亮的背景下显示灰暗的文字更能提高人的视敏性；第2章感知与认知基础颜色模型

b（0，0，0）g（0，1，0）y（1，1，0）r（1，0，0）p（0，1，1）G（1，0，1）B（0，0，1）w（1，1，1）RGB颜色模型第2章感知与认知基础

CMYK原色的减色效果白=蓝+绿+红黄=白-蓝绿=白-红-蓝青=白-红红=白-绿-蓝品红=白-绿蓝=白-红-绿第2章感知与认知基础

HSV颜色模型第2章感知与认知基础常见颜色模型之间的转换1）RGB2CMYK2）RGB2HSV第2章感知与认知基础3)RGB2YUV第2章感知与认知基础听觉第2章感知与认知基础音调：与声波的频率有关；响度：在频率一定的情况下声波的振幅；音色：与发声的材料有关，不同的乐器产生相同的频率和振幅的声波，但音色不同。人能听到的频率为20HZ~20KHZ范围的声音。260hz到5600hz的语音。第2章感知与认知基础2.2认知过程与交互原则2.2.1常见认知过程1、感知和识别人们利用感觉器官从环境中获得信息并转化成对物体的体验。实际中，应采用适当的形式表示信息，能更好的理解和识别它的含义。第2章感知与认知基础不同媒体结合表示信息满足不同感知时，要保证用户能理解它们表示的复合信息。设计人机界面时应注意的问题用户能不费力的区别图标或图形表示的不同含义；文字应清晰易懂读，且不受背景的干扰；声音应响亮易辨识，能容易理解输出的语音及其含义；使用触觉时，反馈应能辨识，能识别不同触觉表示的含义。第2章感知与认知基础2、注意

定义：注意通常是指选择性注意，是有选择的加工某些刺激而忽略其它刺激的倾向。

特征：

指向性：心里活动有选择的反映一些现象而离开其余对象；集中性：心理活动停留在被选择对象上的强度或紧张。

功能：

选择功能：使心里活动选择有意义的、复合需要和当前活动任务相一致的各种刺激；

保持功能：当信息输入后，必须通过注意才能得以保持；

对活动的调节和监督功能：有意注意可以控制活动向一定的目标和方向进行。第2章感知与认知基础

品质：广度：注意的范围，成人可同时注意4~6个没有意义联系的对象；稳定性：个体在较长时间内将注意集中在某个活动或对象上的特性；分配：一心二用转移：根据新的任务，注意由一个对象转移到其它对象；

与注意相关的方面：目标：信息表示：第2章感知与认知基础根据注意的特点，设计人机界面时：信息的表示应醒目避免在界面上安排过多的信息，慎用色彩、声音、图像等界面要朴实第2章感知与认知基础3、记忆

记忆就是回忆各种知识以便采取适当的行动；过程包括三个环节：1）识记：使不同感官输入的信息经过编码成为头脑可接受的形式；2）保持：信息在头脑中被再加工整理，成为有序的组织结构，以便存储；3）再认和回忆：相当于信息的提取。第2章感知与认知基础计算机给记忆带来的两个负担及解决方案：1）文件管理的负担

先定向记忆，后扫描识别；

如搜索引擎的使用2）口令负担

根据记忆的上下文回忆口令第2章感知与认知基础考虑人的记忆特点，进行交互设计时注意的问题：1）应考虑用户的记忆能力，勿使用过于复杂的任务执行步骤；2）鉴于用户长于识别，短于回忆，使用菜单、图标，且位置应保持一致；3）为用户提供多种电子信息的编码方式，并且通过颜色、标志、时间戳、图标等，帮助用户记住它们的位置。第2章感知与认知基础4、问题解决

问题解决是由一定的情景引起，按照一定的目标，应用各种认知活动、技能等，经过一系列的思维操作，使问题得以解决的过程。

问题解决的步骤包括：理解问题、制定计划、实施计划、检验结果第2章感知与认知基础5、语言处理

阅读、说话、聆听相同点：无论采用哪种形式表示，句子或短语的意思是相同的；不同点：1）书面语言是永久性的，聆听是暂时的；2）阅读比听、说更快；3）听比读和说更容易；4）书面语言合乎语法，口头往往不合乎语法；5）不同人的使用偏好不同；6）诵读困难的人很难理解和识别书面文字；7）听觉和视觉障碍的人语言处理方面有很大限制；第2章感知与认知基础在语言处理方面，界面设计中注意的问题：1）尽量减少语音菜单、命令的条数；2）应重视人工合成语音的语调；3）应允许使用和自由放大文字，同时不影响格式，以方便难以阅读小字体的用户；第2章感知与认知基础概念模型：指的是一种用户能够理解的系统描述，它使用一组集成的构思和概念，描述系统做什么、如何运作、外观如何等。设计概念模型的关键过程应包括如下两个阶段：了解用户在执行日常任务时做什么；选择交互方式，是主动式的提问方式，还是被动式的填表进行检索方式；并决定采用何种交互形式。有关交互方式的决策与有关交互形式的决策是不相同的。前者是更高层次的抽象，它关心的是要支持的用户活动的本质，而后者关心的是特殊的界面类型。2.3概念模型及对概念模型的认知第2章感知与认知基础一个系统能够做到让用户感到满意，除了在设计开始阶段建立一个好的概念模型以外，还应该考虑如何根据人的认知特点，提供多种手段，使用户能尽快理解关于系统外观及行为即概念模型的构思，这是一个非常基本的问题。三个相互联系的概念模型设计模型——设计师设想的模型，说明系统如何运作。系统映像——系统实际上如何运作。用户模型——用户如何理解系统的运作。对概念模型的认知第2章感知与认知基础

从人们不同的认知特点，讨论用户如何理解系统概念模型，它们是：思维模型信息处理模型外部认知模型几种认知概念框架第2章感知与认知基础用户思维模型：人们在学习和使用系统的过程中，积累了有关如何使用系统的知识，而且在一定程度上，也积累了有关系统如何工作的知识。在认知心理学中，思维模型被认为是外部世界的某些因素在人脑中的反映，掌握和运用思维模型使得人们能够进行推测和推理。思维模型牵涉到两个过程—“构建”和“运用”过程，人们既可能进行有意识的思维处理，也可能进行无意识的思维处理。思维模型第2章感知与认知基础在理想情况下，用户开发的思维模型应与设计人员开发的概念模型相符，如何帮助用户达到这个目标是一个非常关键的问题。一个交互式系统在设计时，应该开发一个易于用户理解的系统映像，应该做到及时响应用户的输入并给出有用的反馈；提供易于理解的、直观的反馈信息。此外，一个好的交互系统还需要提供正确的信息类型以及正确的信息层次，以针对不同层次的用户，提供不同层次的系统透明度。这方面包括：有条理的、易于理解的说明合适的在线帮助和自学教程上下文相关的用户指南，即，针对不同层次的用户，解释在不同的任务阶段应如何处理各种情况正确的思维模型的建立

第2章感知与认知基础人们把大脑视为一个信息处理机，信息通过一系列有序的处理阶段进、出大脑。在这些阶段中，大脑需要对思维表示（包括映像、思维模式、规则和其他形式的知识）进行各种处理（如比较和匹配）。信息处理模型的步骤信息处理模型响应执行响应选择比较编码输入或刺激输出或响应第2章感知与认知基础“信息处理模型”是不是正确地反应了人们日常的认知活动呢？它能否解释真实世界中的认知现象，又能否解释人们与计算机交互时的认知活动呢？有些研究人员认为，“信息处理”方法没有说服力，因为这种方法只是考虑纯粹的智能活动，把这种活动同外界的干扰源以及人工辅助物隔离开来。目前，日益被人们认同的是在认知发生的上下文中研究、分析认知过程。主要目标是分析环境中的结构如何帮助人类认知，并减轻认知负担。信息处理模型的局限第2章感知与认知基础外部认知是要解释人们在与不同外部表示相交互时涉及的认知过程。其主要目的是要详细说明在不同的认知活动、认知过程中使用不同表示的好处，主要包括：将信息、知识表面化以减轻记忆负担；设计有利于人的信息表示及处理工具，减轻计算负担；标注和认知追踪。外部认知模型第2章感知与认知基础使用基于外部认知的方法进行交互设计时，总体原则是要在界面上提供外部表示，以减轻用户的记忆和计算负担。为此，设计人员需要开发不同类型的可视化信息，以便用户解决某个问题，扩充和增强认知能力。信息和可视化技术，可用于表示大量的数据，同时允许用户从不同的角度进行交叉比较。设计良好的GUI也能大大减轻用户的记忆负担，用户能够依赖外部表示提供的线索，与系统进行交互。基于外部认知特点的交互式界面设计原则第2章感知与认知基础便于交互的学习系统第2章感知与认知基础分布式认知法描述的是认知系统中发生了什么，它通常描述人员之间的交互，人们使用的物品及工作环境。例如，要驾驶飞机这个活动涉及：驾驶员、副驾驶员和空中交通管制员之间的交互；驾驶员、副驾驶员与驾驶舱内各种仪表的交互；驾驶员、副驾驶员与飞机所处环境的交互，如空中航线、跑道。分布式认知的主要目的是要从信息传播媒介的角度来描述交互。也就是说，它考虑的是信息如何表示，信息在流经不同个人以及使用不同物体时是如何重新表示的。这类信息的转变也称为“表示状态的转变”。2.4分布式认知第2章感知与认知基础分布式模型与传统模型输出(动作)输入(感官)表示处理

输入表示表示表示处理处理

输出分布式模型传统模型第2章感知与认知基础在