人机交互技术7c

第1章 人机交互与用户体验

1.1 人机界面与人机交互

• 人机系统

  • 人机系统包括人、机和环境三个组成部分

• 人机界面

  • 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。

  • 在人机系统模型中，人与机器之间存在着一个相互作用的“面”，即人机界面。人与机器之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。

  • 介于用户和计算机之间，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介，是用户使用计算机的综合操作环境。

  • 人机界面设计师处理的是人与硬件界面和人与软件界面的关系，而硬件界面与软件界面之间的关系则通过计算机技术来解决。

  • 人与硬件、软件的结合构成了人机界面

• 人机交互

  • 传统的人机交互是研究用户与计算机系统间往来的交互

  • 新的人机交互可划分为人、计算机以及交互这三个要素。HCI 1.0关注于人们可以亲眼看到、亲耳听到的界面设计或音效制作。HCI 2.0规定的范围得到了拓展，它特指从2000年年末开始流行的Web 2.0环境下的人机交互。

• 用户体验

  • 是指日常生活里用户和计算机交互过程中，用户建立的所有知识、记忆和感受。

  • 用户体验和用户界面与人机交互的差异性：

    • 主观性：体验是人内心建立的一种感受。

    • 整体性：体验是特定个体在特定时间的总体性感受，无法用具体的要素来区分。

    • 情境性：用户环境和情境易变，因此用户体验也会频繁发生变化。

1.2 人机界面的发展

• 人机界面保持“简单、自然、友好、方便、一致”

1.3 人机交互的重要性

• 市场—用户不能容忍设计低劣的产品。

• 企业—能提高生产效率，降低产品后续支持成本。

• 个人—希望使用简单的产品，获得较高的满意度。

• 人性—帮助用户有效降低错误发生的概率。

1.4 最佳用户体验

• 最佳体验是指用户表现出如下几个特征：

  • 一旦开始特定体验就愿意一直享受此体验；

  • 意味着在体验时全心全意地集中于此状态；

  • 有了最佳经验之后会格外关注该产品或服务；

  • 有了最佳经验之后会喜欢经历体验的过程。也就是说，欢乐与乐趣是提供最佳体验的重要要素。

• 唐纳德•诺曼主张的产品设计：

  • 本能性设计：关注于人的感官与感性的层面来设计。

  • 行为性设计：以方便为中心的设计。

  • 反思性设计：人能做出的面向目的的行为。

• 1.4.1 有效性

  • 有效性是有效地完成人们利用系统所要做的事，这是开发任何产品或服务时最优先的目的。

• 1.4.2 可用性

  • 可用性是要有效使用数字产品或服务的过程。为了高效，人们使用数字产品或服务时期望以最小的付出来达到所期望的目的。

• 1.4.3 感 性

  • 感性是指人们使用系统时心理上的感觉。

• 1.4.4 三位一体的体验

  • 在使用特定系统时，要想获得最佳体验，该系统必须具备有效性、可用性、感性，三者缺一不可。

1.5 实现最佳用户体验的基本步骤

• 研究用户体验

  • 分析什么是用户重视的价值

• 设计用户体验

  • 决定整体系统概念、设计系统信息结构、设计系统人机交互、设计系统用户界面。

• 提升用户体验

1.6 人机交互与软件工程

• 软件工程与人机交互视为两个相互独立的学科。 共同点是人机交互用到了软件工程的产品功能需求软件工程会限制人机交互的发展； 不同点是：首先，软件工程师与人机交互设计师关注的重点有很大不同。软件工程师经常是以系统功能为中心交互设计人员则以用户为中心。 其次，交互设计的评估方式也与一般软件工程方法存在不同：交互评估通常基于真实用户，评价机制也往往来自于用户使用的直观感觉。 再次，以往人机交互与软件工程经常是分开讨论的，一方面软件工程较少提及交互团队在产品设计中的重要作用，另一方面人机交互也很少谈及其与软件工程的密切关系。

• 交互技术的天生的缺陷

  • 1）没有提出明确的对用户界面及可用性需求进行描述的方法；

  • 2）不能够在系统开发过程进行中对用户界面进行终端测试等。

  • 程序开发过程中约80％的维护开销都与用户和系统的交互相关，这其中又有64％属于可用性问题。

• 优秀的人机交互技术

  • 以用户为中心的设计（User-Centered Design，UCD）

• 软件工程方法与人机交互相结合存在一些困难

  • 双方人员通常对对方的价值观持否定态度

  • 它们所使用的方法论体系存在差异

1.7 人机交互技术的发展趋势

• 高科技化

• 自然化

• 人性化

第2章 人机交互的相关学科

2.1 与人机交互相关的领域

• 2.1.1 人文领域

  • 以研究人为目标的心理学

    • 认知心理学、环境心理学、社会学、精神科学

• 2.1.2 技术相关的领域

• 通过以计算机为基础的数字系统来实现

  • 多媒体、工业工程学、认知工程学、生命工程学

    • 电气电子和机械工学领域、计算机语言学、人工智能领域

• 2.1.3 设计相关的领域

  • 美学是和创造最佳用户体验的三个先决条件之一的感性密切相关的领域。

  • 感性工学的主要研究是，设计富有亲切感的手机或者舒适感的汽车坐垫这类产品，从而给用户带来特定的感性。

  • 视觉设计以及产品设计都是和人机交互有着密切关系的领域。

• 2.1.4 商业领域

  • 管理学和创造最佳用户体验的先决条件之一的有效性有着密切的关系。尤其是管理学中的市场营销、创新管理、服务科学

2.2 认知心理学

• 定义：认知心理学研究人的高级心理过程，主要是认识过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维和语言等，从心理学的观点来研究人机交互的原理。

• 2.2.1 认知心理学的概念

  • 1. 感觉信号的检测

    • 感觉信号的检测是信息加工的第一步。人们对世界现象的视、听、嗅、味、触觉等，可被视为一串连锁事件中的第一环节，包括信息的编码、储存、转换和思维等，最后，对信息做出反应；反过来，这种反应又提供新的感觉线索，引起新的循环。

  • 2. 视觉

    • 80％的信息都是通过视觉获得

    • （1）视敏度和色彩感知

      • 视敏度又称视锐度或视力，是指眼睛能辨别物体很小间距的能力，受图像本身的复杂程度、光的强度、图像的颜色和背景光等影响。 视敏度也可以用闪光融合频率来测量。

      • 正常的眼睛可感受到的光谱波长为400μm~700μm。当眼睛已经适应光强时，最亮的光谱大约为550μm，近于黄绿色。

    • （2）视觉模式识别

      • 外界刺激作用于感觉器官，人们辨认出对象的形状或色彩时，就完成了对视觉模式的识别

      • 视觉模式识别过程的理论

        • 格式塔

          • 其模式识别是基于对刺激的整个模式的知觉

          • ① 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。

          • ② 相似性原则：人们容易将看起来相似的物体看成一个整体。

          • ③ 连续性原则：是指对线条的一种知觉倾向。

          • ④ 完整和闭合性原则：彼此相属的部分，容易组合成整体；反之，彼此不相属的部分，则容易被隔离开来。完整和闭合性原则在所有感觉通道中都起作用，它为知觉图形提供完整的界定、对称和形式。

          • ⑤ 对称性原则：格式塔的对称性原则能够反映人们知觉物体时的方式。

          • 前背景

          • 共同方向

        • 模板匹配

          • 在模式识别的知识中，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。对一个形状（如几何形状）的视觉识别将会这样产生：发源于形体的光能落在视网膜上，并转换为神经能，然后传送到大脑。大脑对现有的模板进行搜索，如果发现了与神经模式相匹配的模板，就识别了该物体。当物体与模板相匹配后，就可能产生对物体的进一步加工和解释。

        • 原型匹配

          • 原型形成和匹配是取代模板匹配的另一种手段。它不是对要识别的干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时记忆中，并且起着原型的作用，这样，模式对照原型进行检查，如果发现相似性，模式就被识别

        • 特征分析

          • 这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。例如，对于英文字母，特征可能包括水平线、垂直线，大约45度角的线以及曲线。这样，大写的字母A便能被看成两条45度角的线和一条水平线。字母A的模式由这些线条加上它们结合在一起的形式组成。在进行模式识别时，个体把知觉对象的基本特征与存贮于记忆中的特征相匹配，以做出肯定或者否定的决定。

    • （4）视错觉

      • 视错觉产生的原因主要有两个：

        • 一是人的生理特征所致，即它与眼睛的视觉通道的构造有关，以及与观察不同的物体而发生的变化因素有关；

        • 二是由心理的知觉所致，是知觉恒常性的颠倒，从而形成“受骗”的现象。

      • 莱尔错觉

        • 两条线段本是等长，但由于其中一条在线的末端加上了向内箭头，就比末端加上向外箭头的线段显得短些

      • 艾宾浩斯错觉

        • 两个直径相等的圆，被不同直径的两组圆所包围，其结果是：被小圆包围的圆比被大圆包围的圆看起来显得大一些

  • 3. 听觉

    • 15％是通过耳朵得到的

    • （1）听觉的预处理和听觉系统

      • 听觉可以感知到频率范围大约在20Hz~20000Hz的音波

    • （2）声音的解释

      • 听觉系统必须把输入分成三类：噪声和可以忽略的不重要的声音；被赋予意义的非语言声音，如动物的叫声；用来组成语言的有意义的声音

• 2.2.2 记忆和学习

  • 1. 记忆的分类

    • （1）感觉记忆

      • 原始记忆，未加工，原码，刺激信息保留时间1s

    • （2）短时记忆

      • 听觉为主，编码；信息块形式存储；容量7±2个项目；保留30秒左右；借助复述转移为长时记忆

    • （3）长时记忆

      • 1min以上；语义编码；信息容量无限；方式：回忆；有时会遗忘

    • 三种记忆的比较

      • 长时记忆是以比较高水平的语义的编码形式来储存信息的，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。 长时记忆的遗忘机制主要是干扰，而短时记忆的遗忘机制主要是迅速衰退；短时记忆中的信息或者经不断的复述而进入长时记忆

  • 2. 学习迁移

    • 学习迁移所造成的对记忆的干扰可以分为两类，即：先学的干扰和后学的干扰。 先学的干扰是指某人先学A事物，后学B事物，另一人只学B事物，结果后者做B事物的成绩要优于前者，这叫做先学干扰。 后学的干扰是指后学事物对先学事物的干扰。在后学干扰中，人们先学事物A后学事物B，但做事物A的成绩不如只学了事物A的人。 除了负迁移外，还有相互促进的正迁移。

• 2.2.3 人的易出错性

  • 出错原因：行动上的自由度；注意力不集中

  • 1. 注意

    • 注意是顺序的，有相当大的并行处理能力，技巧的动作

  • 2. 疲劳

    • 常态：可靠度在0.999999以上；疲劳：0.9以下

    • 疲劳会导致心理机能的紊乱，主要反映在以下几方面

      • 1）注意的失调

      • 2）感觉方面的失调

      • 3）动觉方面的紊乱

      • 4）记忆和思维故障

      • 5）意志衰退

• 2.2.4 软件心理学

  • 一个用实验心理学的技术和认知心理学的概念来进行软件生产的方法，即将心理学和计算机系统相结合而产生了一个新的学科，这就是软件心理学。

  • 亲密性原则；对齐策略；连续性原则；分组

2.3 人机工程学

• 人体力学、心理学、测量学、生理学、视觉传达设计

• 2.3.1 人机工程学的定义

  • 人机工程学着重研究的问题

    • 1）人机之间的分工与配合。 2）机具如何能更适合于人的操作和使用，以提高人的工作效率，减轻人的疲劳和劳动强度。 3）人机系统的工作环境对操作者的影响，目标是使工作环境安全、舒适。 4）人机之间的界面，信息传递以及控制器和显示器的设计。

• 2.3.2 人机工程与人机界面

  • 人机工程学对人机界面设计的作用：

    • 1. 为考虑“人的因素”提供人体尺度参数

    • 2. 为“机”的功能合理性提供科学依据

    • 3. 为考虑“环境因素”提供设计准则

    • 4. 为进行人-机-环境系统设计提供理论依据

  • 对系统来说，人机工程因素需要考虑

    • 下一步该做什么

    • 信息同一个区域内显示

    • 简化功能

    • 默认值表明

    • 告诉用户错误操作

• 2.3.3 显示界面设计

  • 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

  • 确定显示和控制空间关系的基本原则

    • 1）重要性原则

    • 2）操作频率原则。

    • 3）功能分组原则

    • 4）操作次序原则。

• 2.3.4 控制界面设计

  • 1）编码设计

    • 形状、大小、颜色和标志编码

  • 2）控制的基本特性

    • 控制的C/R比值、C：操纵量，R：反应量

• 2.3.5 显控协调性设计

  • 1）空间协调性

  • 2）运动协调性

  • 3）概念协调性

  • 4）习惯模式

第3章 人机交互设备

3.1 交互形式

• 1.命令行交互

  • 优点

    • 专家用户能够快速完成任务；

    • 较GUI节约系统资源；

    • 可动态配置可操作选项；

    • 键盘操作较鼠标操作更加精确；

    • 支持用户自定义命令

  • 缺点

    • 命令语言的掌握对用户的记忆能力提出较高要求；

    • 基于回忆的方式: 没有GUI基于识别的方式容易使用

    • 键盘操作，出错频率较高；

    • 要求用户记忆指令的表示方式 :与可用性理论所强调的“不应要求用户了解计算机底层的实现细节”相违背。

• 2. 菜单驱动界面

  • 以一组层次化菜单的方式提供用户可用的功能选项

  • 优点

    • 基于识别机制，对记忆的需求较低；

    • 具有自解释性；

    • 容易纠错；

    • 适合新手用户。若提供了较好的快捷键功能，则对于专家用户同样适用。

  • 缺点

    • 导航方式不够灵活；

    • 当菜单规模较大时，导航效率不高；

    • 占用屏幕空间，不适合小型显示设备：为节省空间，通常组织为下拉菜单或弹出式菜单；

    • 对专家用户而言使用效率不高

• 3. 基于表格的界面

  • 优点

    • 简化数据输入；

    • 只需识别无需学习；

    • 特别适合于日常文书处理等需要键入大量数据的工作

  • 缺点

    • 占用大量屏幕空间；

    • 导致业务流程较形式

• 4. 直接操纵

  • 三个阶段

    • 自由阶段——指用户执行操作前的屏幕视图；

    • 捕获阶段——在用户动作（点击、点击拖拽等）执行过程中屏幕的显示情况；

    • 终止阶段——用户动作执行后屏幕的显示情况。

• 5. 问答界面

  • Web问卷调查

• 6. 隐喻界面

  • 声音：翻书效果；视觉：静态文字；触觉：手机震动

• 7. 自然语言交互

  • 未来交互系统

3.2 人机交互设备

• 1. 文本输入设备

  • 键盘

    • 和弦键盘

    • 投影键盘

  • 手写输入

  • 语音输入

  • 光学字符识别OCR

• 2. 定位设备

  • 鼠标、触摸板、指点杆 、触摸屏

• 3. 图像输入设备

  • 扫描仪、数码相机、传真机

• 4. 显示设备

  • 光栅扫描阴极射线管CRT、液晶显示器 、等离子体显示器

  • 发光二极管 、电子墨水、点字显示器

• 5. 虚拟环境下的交互设备

  • 三维鼠标

    • 6个自由度可以选择

  • 数据手套

    • 磁定位

  • 虚拟现实头盔

  • 沉浸式显示器

  • 头盔显示器

3.3 交互框架

• 执行/评估活动周期 EEC；最有影响力的框架

• 定义了活动的四个组成部分

  • 目标(Goal)

  • 执行(Execution)

  • 客观因素(World)

  • 评估(Evaluation)

第4章 设计目标与原则

4.1 交互设计目标

• 可用性目标

  • 易学性

    • 指使用系统的难易;“10分钟法则”

    • 最基本的可用性属性

  • 高效率

    • 当用户学会使用产品之后，用户应该具有更高的生产力水平

  • 易记性

    • 用户在学会使用软件后应当容易记忆，能够迅速回想起使用方法

  • 少出错

    • 有些错误会带来灾难性后果

  • 主观满意度

    • 用户对系统的主观喜爱程度

• 用户体验目标

  • 让用户感到满意并留下愉快主观感受的产品更可能被多次使用

4.2 简易可用性工程

• 可用性属性的度量

  • 易学习性

    • 可用性属性中最容易度量的属性 找一些从未使用过系统的用户 能够代表系统的目标用户 区分没有任何计算机使用经验的新手用户和具有一般计算机使用经验的用户 统计他们学习使用系统直至达到某种熟练程度的时间 特定熟练程度 用户能够完成某个特定的任务 或用户能够在特定的时间内完成一组特定任务 原因：学习曲线没有明确区分“学会和未学会”

  • 效率测试

    • 并不是所有用户都能够迅速达到最终的绩效水平 用户自身的原因 少量系统的操作十分复杂 同样要区分不同的用户群体 对于有经验的用户 “有经验”较为正规的衡量方式是通过使用系统的小时数来定义的 先使用，然后度量其绩效水平 或为用户绘制学习曲线 当发现用户的绩效水平在一段时间内不再提高时，就认为已经达到了该用户的稳定绩效水平

  • 易记性度量

    • 度量方法 对在特定长时间内没有使用系统的用户进行标准用户测试 记录下这些用户执行特定任务所用的时间 对用户进行记忆测试 如在用户完成一个应用系统的特定任务后，让用户解释各种命令的作用

  • 错误率度量

    • 在用户执行特定任务时通过统计这种操作的次数 可以在度量其他可用性属性的同时来度量

  • 满意度度量

    • 以询问用户的方式进行度量，把多个用户的结果综合起来取其平均值 ； 要求用户通过简单的调查问卷对系统打分

    • 可以1-5或1-7的Likert度量尺度或语义差异尺度作为打分标准：得分越高，说明认可的程度越高； 研究发现1-5分的评价尺度的中值是3.6分（1分最低，5分最高）

      • Likert度量尺度举例

        • 对于下面系统的陈述，请指出您同意或不同意的程度： “很容易学会怎样使用这个系统” 不同意 1 2 3 4 5 同意 “使用这个系统是一段让人很沮丧的经历” “这个系统可以帮助达到很高的生产效率” “担心使用该系统获得的结果存在错误” “使用该系统工作让人感觉很愉快”

        • 语义差异尺度标准： 请在最能够体现您对这个系统印象的位置上做标记： 愉快 — — — — — — — 气恼 完善 — — — — — — — 不完善 合作 — — — — — — — 不合作 简单 — — — — — — — 复杂 快速 — — — — — — — 慢速 安全 — — — — — — — 不安全

  • 图标的可用性度量举例

    • 易学习性

      • 展示一个图标，问“你认为这是什么意思”（测试直觉性） 展示一套图标，测试可理解性 讲出一个图标的名字及功能的简短描述，让用户指出匹配的图标 及给出一套图标的名字，让用户指出相应匹配 得分：被正确描述或命名的图标所占的比例

    • 效率测试

      • 方法一：学习+给出图标名字+随机显示一个+用户选择 方法二：学习+给出图标名字+随机显示若干+用户选择 得分：用户的反应时间（秒）

    • 主观满意度

      • 方法一：就图标是否容易识别打分 方法二：给出一个概念，让用户从四个可能图标中选择得分 方法一：给图标的打分 方法二：选择正确图标的用户比例

    • 图标设计：可理解、可预测、有吸引力

• 四项关键技术

  • 完整的可用性工程过程

    • 用户和任务观察：了解目标用户

    • 场景：原型工具，水平/垂直原型

    • 简化的边做边说：用户参与、反馈、修改

    • 启发式评估：有经验的专家（5名）评估

      • 敏捷开发4~6人

4.3 交互设计原则

• 一般原则

  • 可学习性

    • 十分钟法则

      • 可预见性、同步性、熟悉性、普遍性、一致性

  • 灵活性

    • 多种方式交互

      • 能动性、多线程、任务可移植性、可替换性、可定制性

  • 健壮性

    • 用户能获取功能并顺利完成

      • 可观察性、可恢复性、反应性、任务一致性

• 八条黄金规则

  • 1. 尽可能保证一致

    • 一致性让界面变得熟悉和可预测

    • 相似操作下一致的动作序列 菜单、帮助中一致的术语 一致的颜色、布局、字体等

  • 2. 符合普遍可用性

    • 新手到专家的差别：年龄范围、残疾情况、熟练程度

  • 3. 提供信息丰富的反馈

    • 常用操作：反馈信息简短；不常用操作：反馈信息丰富

  • 4. 设计对话框以生成结束信息

    • 目的：让用户知道什么时候他们已经完成了任务

  • 5. 预防并处理错误

    • 提供简单的、有建设性的、具体的指导来帮助用户恢复操作

    • 预防错误：（1）正确的动作； （2）完整的序列

  • 6. 让操作容易撤销

    • 假如不能撤回，要有弹窗提醒

  • 7. 支持内部控制点

    • 鼓励用户成为行为的主动者而不是响应者；措施：提供明显的出口

  • 8. 减轻短时记忆负担

    • 措施

      • 界面显示尽可能简单

      • 不同显示页面的风格应该统一

      • 尽可能减少在窗口之间的移动

      • 确保充足操作时间

      • 提供适当的在线帮助信息

• 十项启发式规则

  • 系统状态的可见度

  • 系统和现实世界的吻合

  • 用户享有控制权和自主权

  • 一致性和标准化

  • 避免出错

  • 依赖识别而非记忆

  • 使用的灵活性和高效性

  • 帮助用户识别、诊断和恢复错误

  • 帮助和文档

  • 审美感和最小化设计

• 补充原则

  • UI设计：7±2原则

  • 2秒钟原则：系统切换速度2s内

  • 3次单击原则：3次内找到想要的

  • 二八原则：80%用户用到20%功能

第5章 设计过程管理

5.1 交互设计过程

• 交互设计的基本活动

  • （1）标识用户需要并建立需求 （2）开发满足需求的候选设计方案 （3）构建设计的交互版本 （4）评估设计

• 关键特征：

  • （1）以用户为中心 （2）稳定的可用性标准 （3）迭代

5.2 设计过程中的问题

• 1. 如何选取用户？

  • 用户：直接与产品交互，以期望完成某个任务的人。

  • 用户分类：主要用户、二级用户、三级用户。

• 2. 如何明确需求？

  • 理解用户的特征和能力

  • 开发者自己想要的产品或者是类似产品

• 3. 如何提出候选方案？

  • 候选方案来源于个别设计人员的才干和创造力

  • 候选方案来自考虑其他相似的设计

  • 候选设计方案是有限的

• 4. 如何在候选方案中选择？

  • 外部特征：可见，可测量

  • 内部特征：不可见，不可测量

  • 听取用户建议

  • 产品质量要达标

5.3 交互设计生命周期模型

• 星型生命周期模型：中心是评估，五个角分别是任务分析/功能分析、需求规范、概念设计/正式设计表示、制作原型、实现

• 可用性工程生命周期模型: 三层：需求分析—设计/测试/开发—安装 测量标准：风格指南，最常用的是视觉指南

5.4 过程管理

• 5.4.1 界面设计的4个支柱

  • 1. 用户界面需求

    • 系统需求（硬件、软件、系统性能及可靠性等）必须清楚地加以陈述，任何处理用户界面的需求（输入/输出设备、功能、界面及用户范围等）都必须指明并达成共识。

  • 2. 指南文档与过程

    • 应考虑的问题

1. 词、图标和图形

2. 屏幕布局问题

3. 输入与输出设备

4. 动作序列

5. 培训

   • 一个指南文档例如： 为开发人员提供一个交流过程 记录决定以备各方查看 提倡一致性和完整性 便于设计的自动化 允许有多个级别，如：严格的标准、可接受的做法、灵活的指南 发布以下方面的政策 教育：用户培训和讨论指南的机会。如何得到它？ 实施：需要一个及时、清晰的过程来验证界面是否遵循指南。谁评审？ 特许：当使用创造性的想法或新技术时，需要一个快速的进程来获得批准。 谁决定？ 增强：一个可预测的评审过程，以保持指南为最新。多久一次？

   • 3. 用户界面的软件工具

     • AxureRP

     • 用户

       • 主要用户

       • 二级用户：不经常使用

       • 三级用户：不使用，但系统会对其产生影响，如购买系统的人

       • 定义：直接与产品交互，以期望完成某个任务的人

   • 4. 专家评审与可用性测试

• 5.4.2 开发方法学

  • 方法学通用概念是：在某一门学问或所要探索的知识领域上，对所使用之个别方法加以整合、比较探讨与批判

  • 成功的开发者要求：

    • 了解业务要求

    • 通过对话来减少对组织设计决策意义的混淆

    • 关注以用户为中心的设计问题

      • 能够大大减少开发的时间和成本

      • 开发过程中较少错误

      • 帮助组织按照业务要求和优先级来排列系统的功能

  • 快速背景设计方法

    • 1）背景调查

    • 2）研讨会和工作建模。

    • 3）模型合并与亲和图构建。

    • 4）角色开发。

    • 5）愿景塑造

    • 6）故事板制作

    • 7）用户环境设计

    • 8）使用纸上原型与模型的访谈和评估

• 5.4.3 用户观察

  • 准备评估、进行实地研究、分析数据和报告调查结果

• 5.4.4 参与式设计

  • 高精度的原型和仿真也可能是引出用户需求的关键

  • 仔细挑选用户有助于建立成功地参与式设计的经验

  • 在决定交互系统成功方面，组织的政策和个人的喜好可能比技术问题更为重要

• 5.4.5 场景开发

  • 需求定义不十分明确

• 5.4.7 法律问题

  • 隐私问题

  • 安全性和可靠性

  • 软件的版权或专利保护

  • 在线信息、图像或音乐的版权保护

  • 电子环境中的言论自由

第6章 交互式系统的需求

6.1 什么是需求

• 需求应是明确的

• 需求活动

  • • 搜集数据

  • • 解释数据

  • • 提取需求

6.2 产品特性

• 功能不同

• 物理条件不同

  • 设备大小问题

• 使用环境不同

  • 物理环境、社会环境、组织环境、技术环境

6.3 用户差异

• 体验水平差异

  • 重点关注中间用户，体验性目标：新手快速成为中间用户、让用户感到愉快

  • 分类

    • 新手用户

      • 特点：敏感、挫折感 ； 要求：不要以文档形式让用户学习，以向导（对话框）方式

    • 专家用户

      • 特点： 对缺少经验的用户有着异乎寻常的影响 欣赏更新的且更强大功能 不会受到复杂性增加的干扰 设计要求：对经常使用的工具集，要能快速访问

• 中间用户

  • 设计要求：工具提示、在线帮助、常用工具在中心位置、提供高级特性

• 年龄差异

  • 老年人

    • 65岁以上的老年人中多数有某种残疾 ，如听觉残疾

  • 儿童

    • 图形和声音

• 文化差异

  • 不同的文化中符号有不同的意思

  • 姿势的理解存在差别

  • 颜色的使用

• 健康差异

  • 视觉损伤

  • 听觉损伤 ：较视觉残疾对与图形界面交互的影响要小

6.4 用户建模

• 人物角色：不是真实的人

• 人物角色的作用：提高开发效率

  • 弹性用户：如护士角色，可以是新手，可以是专家

  • 自参考设计：依据自己的意愿开发

  • 边缘情况设计：针对偶尔使用的用户

• 人物角色的构造

  • 用户和专业开发人员的观点不见得一定正确

  • 人物角色

    • 举例：频繁使用文字处理软件的用户: 写作者的角色、编辑者的角色、排版者的角色

  • 人物角色：日常最低要求演示者

• 建模过程

  • 拼凑

    • 采用头脑风暴方法，产生一些零碎概念或模型的片段，先不去考虑他们的细节

  • 组织

    • 将这些片段按照所构造模型的需要进行分组和分类，归并或删除那些冗余重叠的东西

  • 细节

    • 建立和完善相应描述，补充遗漏的数据

  • 求精

    • 对模型进行推敲，以便改进和完善

6.5 需求获取、分析和验证

• 6.5.1 需求获取、分析和验证——观察

  • 直接观察

    • 陪同他们工作

  • 间接观察

    • 用视频/录音获得信息

• 6.5.2 需求获取、分析和验证——场景

  • 场景是表示任务和工作结构的“非正式的叙述性描述”

  • “讲故事”: 故事的焦点就是用户希望达到的目标;核心内容:某个特定形式、行为或者地点

  • 来源:专题讨论或者访谈

• 人物角色+场景剧本→需求

  • 需求定义的5个步骤

    • 创建问题和前景综述

    • 头脑风暴

    • 确定人物角色的期望

    • 构建情境场景剧本

    • 确立需求

      • 数据需求

      • 功能需求

  • 任务分析技术：层次化任务分析（HTA）

• 6.5.3 需求获取、分析和验证——验证

  • 低保真原型

    • 多数项目的首选

  • 高保真原型

第7章 交互式系统的设计

7.1 设计框架

• 概要设计；布局、工作流、行为、组织

• Alan Cooper提出6个设计步骤

  • 1. 定义外形因素和输入方法

  • 2. 定义功能和数据元素

    • 数据元素：基本主体 功能元素：工具、放置数据元素的位置

  • 3. 决定功能组合层次

    • 考虑布局、工作流、组织结构

  • 4. 勾画大致的设计框架

    • 粗略的方块图

  • 5. 构建关键情景场景剧本

    • 低保真草图序列的故事板

  • 6. 通过验证性的场景剧本来检查设计

    • （1）关键线路的变种场景剧本

    • （2）必须使用的场景剧本

    • （3）边缘情形使用场景剧本

  • 简化：需求、设计、评估

7.2 设计策略

• 简约设计目的：提高用户体验

• 策略一：删除不必要的–>最明显

  • 64%的软件功能“从未使用或极少使用” 删除杂乱的特性

  • 如何删除？

    • 留下：关系到用户日常使用体验的功能

    • 砍掉：残缺功能

  • 删除错误的方式

    • 消除错误

    • 删除视觉混乱

      • 让“数据墨水率”越来越高；方法：空白、轻微背景、匀称、浅色、减小大小/形状的变化

    • 删减文字

      • 不使用介词；不使用is的动词形式；删除不必要的说明和解释

    • 不要删减过多

• 策略二：组织要提供的–>最快捷

  • 最常用：分块

• 策略三：隐藏非核心的–>成本最低

  • 主流用户很少使用，但自身需要更新的功能 事关细节 选项和偏好（修改绘图应用的单位） 特定于地区的信息

• 策略四：转移策略

  • 平台、用户、结构的转移

7.3 设计中的折中–>

三个折中方案以及要注意的问题

• 个性化和配置

  • 个性化 ，两面性，但二者并不矛盾；必须容易撤销

  • 配置

    • 个人设置+系统配置，持久对象即文件菜单，富有经验的用户所期望的

• 本地化和国际化

  • 国际化

    • 能不能用图标代替文字去做？ 不能，不同国家符号表达不一，容易引起歧义。

  • 本地化

    • 当移植软件时，特定区域设置要注意的问题：1. 排序 2. 日期时间格式 3.菜单的翻译 做菜单项需要注意：1.快捷方式 2.首字母大小写

• 审美学与实用性

  • 视觉组织

  • 组件之间的空白非常重要

  • 组件的对齐会影响界面的可理解性和易用性

  • 视觉界面、命令行界面、多通道界面、单口多页式界面

  • 避免背景会洗掉你的文字

7.4 软件设计的细节

• 加快系统的响应时间

• 减轻用户的记忆负担

  • 利用系统设置进行记忆，返回字号

• 减少用户的等待感

  • 整体渐进加载或分块加载或进度条加载

• 设计好的出错信息

  • 文字描述要精确，出错了就是设计人员的错，不是用户的错

  • 四个简单原则

    • 使用清晰的语言来表达，而不要使用难懂的代码

    • 使用的语言应当精炼准确，而不是空泛而模糊的

    • 对用户解决问题提供建设性的帮助

    • 出错信息应当友好，不要威胁或责备用户

7.5 交互设计模式

• 模式就是某个情形下某个问题的解决方案

• 定位模式(概念层）、结构模式（布局 、窗体）、行为模式（交互动作，操作和数据之间）

• 从何处开始设计？

  • 1.需求 ，⼈物⻆⾊+场景 ②设计，遵循设计原则 ③评估，专家⽤户做评估

• 如何进行高层组织？

  • • 切分内容

    • 切块的四个方面

      • 对象列表，如满是邮箱的收件箱

      • • 动作或任务列表，如浏览、购买、出售、注册

      • • 某种主题类别的列表，如健康、科学、技术

      • • 工具列表，按⼯具集分

  • • 物理结构

    • 三种不同的物理结构

      • 多窗口、单一窗口分页、平铺窗口

    • 双面板选择器

• 画布加调色板工具条

  • 单窗口深入

    • 关键点：前进和后退；通常⽤在移动终端

    • 可选视图

• 向导

  • 需要时显示

    • 气球帮助

    • 有趣的分支

• 多级帮助

第8章 可视化设计

8.1 窗口和菜单

• 窗口界面类型

  • 多文档界面、单文档界面、标签文档界面

• 菜单

  • 常规是9个，6-9个菜单合适 不要超过12个

  • 菜单选项列表即可以是有序的也可以是无序的

  • 一个菜单项后有省略号代表什么含义？ 会谈出一个对话框，该窗体只有个关闭按扭

  • 如果个菜单项后面有个小黑三角，代表有子菜单

8.2 对话框

• 按用途划分，对话框可分为：

  • 属性对话框

  • 功能对话框

  • 进度对话框

  • 公告对话框

    • GUI中滥用最多的元素 错误、警告和确认消息都是阻塞型公告对话框

  • 错误对话框

    • 消除确认对话框

      • 原则1：做，不要问

      • 原则2：让所有操作都可以撤销

      • 原则3：提供非模态反馈帮助用户避免犯错误

• 管理对话框内容

  • 标签对话框

  • 扩展对话框

  • 级联对话框

• 对话框设计原则

  • 把主要的交互操作放在主窗口中 视觉上区分模态与非模态对话框 不要用临时对话框作为错误信息框或确认信息框不要堆叠标签

8.3 控件

• 命令控件

  • 应避免和超链接的混用

• 选择控件

  • 复选框、列表框、下拉列表

• 显示控件

  • 滚动条

• 输入控件

  • 无界输入控件,包括文字和数字

8.4 工具栏

• 很少有中文描述，必要的时候放提示

• 图标的评估

  • 图形的清晰度、释义的准确性、对比组的区别

8.5 屏幕复杂性度量

8.6 用户界面设计原理

• 结构原理

  • 正文左对齐、右对齐和居中

• 简单性原理

• 可见性原理

• 反馈原理

• 宽容原理

• 重用原理

第9章 交互设计模型与理论

9.1 预测模型

• 基于用户目标预测

• GOMS

  • Goal-目标、Operator-操作、Method-方法 、Selection rule-选择规则

  • 击键层次模型

    • 预测无错误情况下专家用户在下列输入前提下完成任务的时间

    • K: 按键、P：定位、H：复位、D：绘图、M: 思维、R：响应时间

  • 使用方法

    • 列出操作次序，累加每一项操作的预计时间

      • Texecute=Tk+TP+Th+Td+Tm+Tr

    • 举例

    • DOS环境下执行“ipconfig”命令

      • MK[i] K[p] K[c] K[o] K[n] K[f] K[i] K[g] K[回车] 简略表达版本：M9K[ipconfig回车] Texecute=1.35+9*0.20=3.15s

    • 菜单选择

      • H[鼠标]MP【网络连接图标】K[右键]P[修复]K[左键] Texecute=0.40+1.35+2P+2K=4.35秒

      • 替换文字编辑器中长度为5个字符的单词

      • 任务准备 M 将手放在鼠标上 Hmouse 将鼠标移到单词 Pword 选择单词 K 回到键盘 Hkeyboard 准备键入 M 键入新的5字符单词 5Kword Texecute=2TM+TP+2TH+6TK = 6.28s

  • KLM：计算用户完成任务的时间

    • 建模可以给出执行标准任务的时间 ，在交互设计早期阶段为用户性能提供有效、准确的模型

      • 案例1：鼠标驱动的文本编辑

        • Xerox Star研发过程，解决了不存在专家用户的困难

    • 案例2：查号工作站

      • 使用KLM计算标准查询时间，证明查询过程中的输入数与返回结果数之间存在折中

• Fitts定律

  • MT = a + b *ID, ID = log2(A/W+1)

  • MT= a+b log2(A/W+1)

  • 三个部分

    • 困难指数ID (Index of Difficulty) = log2(A/W+1) (bits)

      • 对任务困难程度的量化

      • 与宽度和距离有关

    • 运动时间MT (Movement Time) = a + b*ID (secs)

      • 在ID基础上将完成任务的时间量化

    • 性能指数IP (Index of Performance) = ID/MT (bits/sec)

      • 基于MT和ID的关系

      • 也称吞吐量（TP）

  • 说明

    • 如果MT的计算单位是秒，则a的测量单位是秒，b的测量单位是秒/比特(ID的测量单位是比特)

    • 系数a(截距)和b(斜率)由经验数据确定，且与设备相关

    • 对于一般性计算，可使用a=50,b=150(单位是毫秒)

    • A和W在距离测量单位上必须一致，但是不需要说明使用的具体单位

  • Fitts定律建议

    • 大目标、小距离具有优势

      • 对选择任务而言，其移动时间随到目标距离的增加而增加，随目标的大小减小而增加

    • 屏幕元素应该尽可能多的占据屏幕空间

    • 最好的像素是光标所处的像素

    • 屏幕元素应尽可能利用屏幕边缘的优势

    • 大菜单，如饼型菜单，比其他类型的菜单使用简单

  • Fitts定律应用

    • 策略一：缩短当前位置到目标区域的距离

      • 如右键菜单技术

    • 策略二：增大目标大小以缩短定位时间

      • Windows操作系统和Macintosh操作系统中的应用程序菜单区域位置的设计

  • Jeff Raskin

    • 用户往往在距离屏幕边缘50毫米处停下来

      • 50毫米作为Mac OS的菜单宽度

    • 对于Mac OS

      • ID = 50 + 150 log2(80/50+1) = 256微秒

    • 对于Windows OS

      • ID = 50 + 150 log2(80/5+1) = 663微秒

9.2 动态特性建模

• 状态转移网

  • 状态转移图

    • 最常用的状态转移网的形式、有向图 、图中的结点表示系统的各种状态、图中的边表示状态之间可能的转移

• 三态模型

  • Buxton提出的，用于对指点设备建模

  • 将指点设备的操作使用状态转移来表示

  • 指点设备状态

    • 无反馈运动（状态0）

    • 跟踪运动（状态1）

    • 拖动运动（状态2）

  • 鼠标的三态模型

    • 跟踪状态（1）：左键抬起

      • 拖动鼠标跟踪鼠标运动并更新鼠标位置

    • 拖动状态（2）：左键按下

      • 文件夹在屏幕范围内被拖动

  • 触摸板的三态模型

    • 无反馈状态（0）：手指不接触触摸板

      • 系统不跟踪手指运动

    • 跟踪状态（1）：手指接触触摸板

      • 系统跟踪手指运动

    • 在没有其他组件配合的条件下触摸板没有状态2

9.3 语言模型

• BNF •BNF语法常用于说明对话；目的在于理解用户的行为和分析认知界面的难度。

  •BNF最早用于描述ALGOL 60 编程语言；现在，所有程序设计语言书籍都用BNF来定义编程语言的语法规则

  •系统对话很容易使用BNF规则来描述

9.4 系统模型

• Z标记法

第10章 以用户为中心的设计

10.1 以用户为中心的设计思想

• 不正确或不完备的规格说明 导致“软件危机”

• 以用户为中心的设计四原则

  • 及早以用户为中心

  • 综合设计

  • 及早并持续性地进行测试

  • 迭代设计

10.2 用户参与设计

• 重要性

  • 缩短时间，好处大于坏处

• 形式

  • 作为设计组成员或讨论形式

• 参与式设计

  • PICTIVE

    • 四个阶段

      • • 当事人做自我介绍

      • • 简短讲解说明不同应用域

      • • 围绕设计的集体讨论

      • • 设计走查和决策讨论

  • CARD

    • 注重的是宏观的任务流

10.3 理解用户工作

• 了解用户

  • ⼈物⻆⾊的构建、⻆⾊抽取，教务系统⻆⾊

• 上下文询问法

  • 基于“学徒模型”

    • • 用户是师傅，研究人员是学徒

  • 与观察法的区别

    • • 用户知道研究人员的存在

    • • 也知道他们是研究的一部分

  • 上下文询问法的4个原则

    • 上下文环境

      • • 应深入工作空间，以了解其中发生的事情

      • • 可以要求用户发声思考，也可以只在必要时发问

    • 伙伴关系

      • • 开发人员和用户应相互合作

      • • 提醒用户是专家，将研究人员作为新手

    • 解释

      • • 解释过程必须由用户和开发人员合作完成

      • • 杜绝设计人员片面地对事实作出解释或假设

    • 焦点

      • • 把问题集中在所定的研究题目上

      • • 准备一个观察方向的列表

10.4 以用户为中心的浅析

• Larry Kelley的三品质概念模型

  • 可行性

    • • 由商务人员决定

  • 可能性

    • • 由技术专家决定

  • 期望值

    • • 由设计师决定

• 以用户为中心方法的缺陷UCD

  • • 影响产品的创新性

  • • 可操作性受到时间、预算和任务规模的限制

  • • 忽视了人的主观能动性和对技术的适应能力

• 以活动为中心的设计思想ACD

  • ACD思想是对UCD思想的一种反思

    • • 早期的设计是以技术为中心

    • • 直到出现以人为中心，这是一次飞跃

    • • ACD把人与技术综合起来进行考虑，不单纯考虑人或者技术，而是关注事情本身的活动目标

    • • ACD同样需要对用户进行研究或调研

  • 倾听用户永远是明智的，但屈从于用户的要求是不明智的

第11章 评估的基础知识

11.1 评估目标和原则

• 评估的目标

  • 评估系统功能的范围和可达性

  • 评估交互中用户的体验

  • 确定系统的某些特定问题

• 评估原则

  • 评估应该依赖于产品的用户

  • 评估与设计应结合进行

  • 评估应在用户的实际工作任务和操作环境下进行

  • 要选择有广泛代表性的用户

11.2 评估范型和技术

• 评估范型

  • 快速评估

    • 适合⽹站通过⼝语 书⾯笔记 草图场景的形式反馈

  • 可用性测试

    • 评估⼈员密切控制下实⾏量化执⾏

    • 满意度评估，Likert度量表，详见第四章

    • ⽤户 参与较多

  • 实地研究

    • 在⾃然环境中进⾏ ,评测人员作为“局外人” 或“局内人”

  • 预测性评估

    • ⽤户不在场，专家根据经验评估，启发式评估专家人数⼀般5⼈

• 评估技术

  • 观察用户

  • 询问用户意见

  • 询问专家意见

  • 测试用户的执行情况

  • 基于模型和理论，预测界面的有效性

11.3 评估方法的选择

• 常用组合

  • 启发式评估+边做边说等用户测试技术

  • 访谈+问卷调查

11.4 评估步骤

• DECIDE评估框架

  • 确定（Determine）评估需要完成的总体目标

  • 发掘（Explorer）需要回答的具体问题

  • 选择（Choose）用于回答具体问题的评估范型和技术

  • 标识（Identify）必须解决的实际问题，如测试用户的选择

  • 决定（Decide）如何处理有关道德的问题

  • 评估（Evaluate）解释并表示数据

• 可用性问题分级

  • 为避免偏差，建议综合多个评价者的意见

    • 研究发现，一位可用性专家作出的严重性评价与真实结果之间的误差在0.5以内（5分制）的概率只有55%

    • 4名专家所做评价的平均值，其概率为95%

• 评估之观察用户

  • 直接观察

    • 实验室观察、现场观察

• 间接观察

  • 日志和交互记录

• 数据记录

  • 纸笔、音视频、日志和交互记录

  • 数据分析

  • 定性分析、定量分析

• 评估之询问用户和专家

  • 访谈

  • 问卷调查

    • 和访谈的区别、选用

• 认知走查

  • 哪些特点

• 启发式评估

  • 灵活运用

• 评估之用户测试

  • 用户测试的适用范围

  • 用户测试步骤

    • 各步骤文档的包含内容

  • 进行简单的数据分析

  • 设计和组织一个用户测试

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