人机交互

人机交互,是一门研究系统与用户之间的交互关系的学问。系统可以是各种各样的机器,也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流,并进行操作。小如收音机的播放按键,大至飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室。

来源:维基百科
简介

描述:人机交互是一门与人类使用的交互式计算系统的设计,评估和实施有关的,以及研究围绕它们的主要现象的学科。人机交互关注人(用户)与计算机之间接口(交互界面),关注计算机技术的设计和使用。人机交互涵盖多门学科,包括计算机科学,心理学,社会学,图形设计,工业设计等,是一门综合性非常强的现代科学。

人与计算机之间的接口对于促进这种互动至关重要。桌面应用程序,互联网浏览器,掌上电脑等利用了当今流行的图形用户界面(GUI)。语音识别和合成系统利用了语音用户界面(VUI)。新兴的多模态和图形用户界面允许人们以其他界面无法实现的方式与具体的角色和智能体交互。

下图所表示的就是人类与系统交互的一个概念图。我们平时通过身体部位的触摸和嘴巴的说话,将大脑中的信息指令通过鼠标键盘触摸屏等媒介,传递到硬件系统中,然后通过软件系统的处理,将处理结果通过显示器,音箱等反馈给我们的眼睛耳朵和身体。这就是一个完整的人机交互过程。

1024px-Linux_kernel_INPUT_OUPUT_evdev_gem_USB_framebuffer.svg.png 图片来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Human%E2%80%93computer_interaction

人机交互界面的设计具有如下三个原则:

  1.  关注用户与任务。确定执行任务所需的用户数量,并确定适当的用户应该是谁; 从未使用过界面且将来不会使用该界面的人很可能不是有效用户。此外,定义用户将执行的任务以及需要执行任务的频率。
  2. 经验测量:尽早测试界面与每天接触界面的真实用户。交互结果可能会因用户的性能水平而异,并且可能无法准确描述典型的人机交互。因此要建立定量可用性细节,例如:执行任务的用户数量,完成任务的时间以及任务期间发生的错误数量。
  3. 迭代设计:在确定要包括的用户,任务和经验测量之后,执行以下迭代设计步骤:

    1. 设计用户界面
    2. 测试
    3. 分析结果
    4. 重复

人机交互界面的设计具有如下的方法:

  1. 活动理论:在人机交互中用于定义和研究人与计算机交互的环境。活动理论提供了一个框架来推理这些环境中的行为,分析工具具有研究人员应该考虑的项目清单的格式,并以活动为中心的角度通知设计交互。
  2. 以用户为中心的设计:以用户为中心的设计(UCD)是一种现代的,广泛实践的设计理念,其根源在于用户必须在任何计算机系统的设计中占据中心位置。用户,设计人员和技术从业人员共同努力阐明用户的需求和限制,并创建一个解决这些元素的系统。
  3. 用户界面设计原则:在用户界面设计过程中,可以按任何顺序考虑这些原则:容差,简单性,可见性,可供性,一致性,结构和反馈。
  4. 价值敏感设计(VSD):一种构建技术的方法,该技术直接或间接地考虑直接使用该技术的人员以及技术影响的人员的价值。 VSD使用迭代设计过程,涉及三种类型的调查:概念,经验和技术。概念调查旨在理解和阐明技术的各种利益相关者,以及他们的价值观以及通过使用该技术可能对这些利益相关者产生的任何价值冲突。实证研究是定性或定量设计研究,用于告知设计者对用户价值,需求和实践的理解。技术调查可以涉及分析人们如何使用相关技术,或者设计系统来支持概念和实证调查中确定的价值。

描述来源:

  1. Hewett, T. T., Baecker, R., Card, S., Carey, T., Gasen, J., Mantei, M., ... & Verplank, W. (1992). ACM SIGCHI curricula for human-computer interaction. ACM. http://old.sigchi.org/cdg/cdg2.html#2_1
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Human%E2%80%93computer_interaction#cite_note-ACM_SIGCHI-5

发展历史

描述

自从计算机问世以来,人机交互一直都在被广泛关注和研究着,即使这一术语最开始并没有被正式提出,人们都在有意无意的使用着它的含义。

1976年,Carlisle, James H在论文"Evaluating the impact of office automation on top management communication"中首次评价了人与机器的交互,但当时还人机交互这一术语还并未被提出。

1980年,Stuart K. Card等人在论文"The keystroke-level model for user performance time with interactive systems"中首次提出了人机交互Human-computer interaction这一术语。

1983年,Stuart K. Card等人发表著作”The Psychology of Human–Computer Interaction”,人机交互这一术语开始广为流传,直至今日。

1992年,Hewett等人在著作"ACM SIGCHI Curricula for Human–Computer Interaction”中,结合了过去10多年的发展,重新定义了人机交互。

2009年,Dix的著作”Human-computer interaction”全面分析总结了人机交互的方法论,设计思想,交互原则,输入输出数据等,引发了热烈讨论和学习。

2015年,Suchman在论文”Plans and Situated Action. The Problem of Human–Machine Communication”中分析了人机交互中存在的一些问题。

2015年,Preece等人在著作”Interaction design: beyond human-computer interaction”中提出了对人机交互设计更加广泛和前瞻的思考。

主要事件

年份事件相关论文/Reference
1976人与机器的交互首次被关注James H. Carlisle. (1976). Evaluating the impact of office automation on top management communication. In Proceedings of the June 7-10, 1976, national computer conference and exposition (AFIPS '76). ACM, 611-616. 
1980人机交互Human-computer interaction这一术语首次被提出Card, S. K., Moran, T. P., & Newell, A. (1980). The keystroke-level model for user performance time with interactive systems. Communications of the ACM, 23(7), 396-410.
1983人机交互这一术语开始广为流传Card, S. K. (1983). The psychology of human-computer interaction. CRC Press.
1992结合过去10多年的发展,人机交互被赋予新的定义Hewett, T. T., Baecker, R., Card, S., Carey, T., Gasen, J., Mantei, M., ... & Verplank, W. (1992). ACM SIGCHI curricula for human-computer interaction. ACM.
2009人机交互被全面总结Dix, A. (2009). Human-computer interaction. In Encyclopedia of database systems (pp. 1327-1331). Springer, Boston, MA.
2015学者对人机交互设计提出了更加广泛和前瞻的思考。Preece, J., Rogers, Y., & Sharp, H. (2015). Interaction design: beyond human-computer interaction. John Wiley & Sons.

发展分析

瓶颈

由于用户用户界面的多样性,如何融合多个媒介的数据,以提高人机交互表现是现在人机交互发展的的一个瓶颈。

未来发展方向

  1. 提高数据融合能力,加强各输入(触摸,语音等)的关联性,以提高人机交互表现。
  2. 人机交互界面日新月异,人机交互在日常生活中无处不在,通过对手机平板电脑智能汽车等多种机器的界面迁移,统一管理,提高人机交互的便捷性。

Contributor: Yuanchao Li 

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