人机交互技术 第4章 ---交互技术资料
人机交互各章知识点
答：命令行界面交互阶段、图形用户界面交互阶段、自然和谐的人机交互阶段4.发展趋势
答：集成化、网络化、智能化、标准化5.狭义的讲人机交互技术
37、界面描述语言一般分为两类：命令式语言；陈述式语言。
38、窗口系统的三种结构？在各个应用程序内部实现和管理多任务；在操作系统核心集中处理多任务管理；多任务的管理可由独立的管理程序进行管理。39、UIMS：用户界面管理系统。
40、对话独立性的概念：是人机交互研究领域的主要问题，主要是强调业务（应用程序的定义）与提供给用户的界面的分离。
WEB界面基本设计技术
HTML、JavaScript、JavaApplet、服务器端脚本语言、AJAX技术
第9章
1.可用性的定义及5个“E”。
答：可用性是指特定的用户在特定环境下使用产品并达到特定的目标的效力、效率和满意的程度。5个“E”是指有效性(Effective)、效率(Efficient)、吸引力(Engaging)、容错能力(Error Tolerant)、易于学习(Easy to Learn)
29、美国IBM公司采用OVID方法，OVID模型有：设计者模型；编程者模型；用户感念模型。
30、OVID方法的关键是确定交互中涉及的对象，并把这些对象组织到交互视图中。31、行为模型的概念：主要从用户和任务的角度考虑如何描述人机交互界面32、结构模型的概念：主要从系统的角度来表示人机交互界面。
33、行为模型包括：GOMS:目标操作方法和选择行为模型是在交互系统中来分析用户复杂性的建模技术，主要被软件设计者用于建立用户行为模型。LOTOS：时序关系说明语言是一种作为国际标准的形式描述语言，它的特点是适于描述解决并发、交互、反馈和不确定性等问题的一系列系统的设计。UAN：用户行为标准是一种简单的符号语言，着眼于用户和界面两个交互实体的描述，主要描述用户的行为序列以及在执行任务时所用的界面。
人机交互知识点归纳
第1 章绪论*人机交互（Hu man-C omput er In terac tion，HCI）是关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，且围绕这些方面的主要现象进行研究的科学*人机交互研究的内容：人机交互界面表示模型与设计方法可用性分析与评估多通道交互技术认知与智能用户界面群件W eb 设计移动界面设计*发展史语言命令交互阶段图形用户界面（G UI）交互阶段自然和谐的人机交互阶段第 2 章感知和认知基础*人的感知视觉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得到的，因此视觉显示是人机交互系统中用的最多的人机界面。
视觉感知可以分为两个阶段：受到外部刺激接收信息阶段和解释信息阶段。
视觉感知特点：一方面，眼睛和视觉系统的物理特性决定了人类无法看到某些事物；另一方面，视觉系统进行解释处理信息时可对不完全信息发挥一定的想象力。
进行人机交互设计需要清楚这两个阶段及其影响，了解人类真正能够看到的信息。
听觉听觉感知传递的信息仅次于视觉，可人们一般都低估了这些信息。
人的听觉可以感知大量的信息，但被视觉关注掩盖了许多。
听觉所涉及的问题和视觉一样，即接受刺激，把它的特性转化为神经兴奋，并对信息进行加工，然后传递到大脑。
人类听觉系统对声音的解释可帮助设计人机交互界面中的语音界面。
触觉T ouch或者 Ha pticperce ption触觉在交互中的作用是不可低估的，尤其对有能力缺陷的人，如盲人，是至关重要的触觉的感知机理与视觉和听觉的最大不同在于它的非局部性温度感受器-冷热伤害感受器-疼痛机械刺激感受器-压力实验表明，人的手指的触觉敏感度是前臂的触觉敏感度的 10 倍。
人机交互—复习资料
《人机交互》单选10 * 2 分填空10 * 2 分简答6 * 5分综合3 * 10 分绪论1、什么是人机交互，主要研究内容，经历的阶段（P1）人机交互技术（HCI）：是指关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，并围绕相关的主要现象进行研究的学科。
狭义的讲，它主要是研究人与计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。
研究内容：（P2）人机交互界面表示模型与设计方法2)可用性分析与评估3)多通道交互技术4)认知与智能用户界面5)群件6)WEB设计7)移动界面设计经历的阶段：（P3）命令行界面交互阶段2)图形用户界面交互阶段3)自然和谐的人机交互阶段认知和认知基础1、视觉感知（P5）视觉感知可分为两个阶段：1）受到外部刺激接受信息阶段2）解释信息阶段人机交互设计时需要清楚这两个阶段及其影响，需要注意的是，一方面，眼睛和视觉系统的物理特性决定了人类无法看到某些事物；另一方面，视觉系统解释处理信息时对不完全信息发挥一定的想象力。
人的感知：视觉，听觉和触觉感知。
（P9）3、认知过程有哪些？对界面设计的原则（p18-22）1）感知和识别（根据人的关注特点，在设计人机交互界面时具体应注意的问题有：A. 用户应能不费力地区别图标或其他图形表示的不同含义；B.文字应清晰易读，且不受背景干扰C. 声音应足够响亮而且可辨识，应使用户能够容易理解输出的语言及其含义；D. 在使用触觉反馈时，反馈应可辨识，以便用户能识别各种触觉标的的含义等。
）2）注意（根据人的注意特点，在设计人机交互界面时应做到：A. 信息的显示应醒目，如使用彩色，下划线等进行强调；B. 避免在界面上安排过多的信息，尤其要谨慎使用色彩，声音和图像，过多的使用这类表示易导致界面混杂，分散用户的注意力；C. 界面要朴实，朴实的界面更容易使用。
）3）记忆（考虑人的记忆特点，进行交互设计时应该注意的问题有：应考虑用户的记忆能力，勿使用过于复杂的任务执行步骤；由于用户长于“识别”而短于“回忆”，所在设计界面时，应使用菜单、图标，且它们的位置应保持一致；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存放位置。
人机交互技术及其应用(科普)
人机交互技术及其应用〔科普〕信息技术的高速进展对人类生产、生活带来了广泛而深刻的影响。
高科技成果为人们带来便捷、欢快的同时，也促进着人机交互技术的进展。
作为信息技术的重要内容，人机交互技术比计算机硬件和软件技术的进展要滞后很多，已成为人类运用信息技术深入探究和生疏客观世界的瓶颈。
因此，人机交互技术已成为21世纪信息领域亟需解决的重大课题和当前信息产业竞争的一个焦点，世界各国都将人机交互技术作为重点争论的一项关键技术，例如，在美国21 世纪信息技术打算中，将软件、人机交互、网络、高性能计算列为根底争论内容，美国国防关键技术打算也把人机交互列为软件技术进展的重要内容之一，在我国的“863”、“973”和自然科学基金等工程中，也将人机自然交互理论与方法作为信息技术中需要解决的关键科学问题。
一、人机交互的概念人机交互〔Human-Computer Interacti，onHCI 〕是关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，且围绕这些方面主要现象进展争论的科学，狭义的讲，人机交互技术主要是争论人与计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两局部。
人们可以借助键盘、鼠标、操纵杆、数据服装、眼动跟踪器、位置跟踪器、数据手套、压力笔等设备，用手、脚、声音、姿势或身体的动作、眼睛甚至脑电波等向计算机传递信息，同时，计算机通过打印机、绘图仪、显示器、头盔式显示器、音箱等输出或显示设备给人供给信息。
人机交互与计算机科学、人机工程学、多媒体技术和虚拟现实技术、心理学、认知科学和社会学以及人类学等诸多学科领域有亲热的联系，其中，认知心理学与人机工程学是人机交互技术的理论根底，而多媒体技术和虚拟现实技术与人机交互技术相互穿插和渗透。
作为是信息技术的一个重要组成局部，人机交互将连续对信息技术的进展产生巨大的影响。
二、人机交互的争论内容人机交互的争论内容格外广泛，涵盖了建模、设计、评估等理论和方法以及在移动计算、虚拟现实等方面的应用争论与开发，在此列出几个主要的方向：人机交互界面表示模型与设计方法〔Model and Methodolog〕y一个交互界面的好坏，直接影响到软件开发的成败。
《人机交互技术》课程实验指导书
《人机交互技术》课程实验指导书山东大学计算机科学技术学院软件学院《人机交互技术》课程实验教学大纲课程名称：人机交互技术英文名称：Human-computer Interaction Technology课程编号：课程负责人：王璐大纲主撰人：王璐课程总学时：32 实验学时： 16课程总学分：3适用专业及年级: 计算机科学与技术/软件工程系/数字媒体，三年级本科生一．实验教学的目的通过《人机交互技术》实验课程的实践，使学生了解《人机交互技术》与计算机图形、程序设计、认知心理学以及计算机硬件的发展等领域密切相关，并加深学生对人机交互知识的理解，增强学生的实际运用能力和开发高可用性的交互界面的能力。
二．实验教学的任务通过案例学习，让学生了解不同的人机交互模型设计类型，以及成功与失败案例所带来的启示。
通过原型设计使学生了解原型的作用，并了解用户需求对设计一个良好人机交互界面的重要性。
通过原型和界面评估，使学生掌握针对交互系统的评估方法。
三．具体实验题目名称和学时分配、适用专业及实验性质（设计性、综合性、验证性）一个具有语音提示功能的界面，要求设计交互模型，根据实际应用情况来确定是否要用语音。
技术/软件工程SpeechSDK，在公共PC机房，要求配有语音卡、耳麦、扬声器等多媒体设备2 人机交互系统的评估4计算机科学技术/软件工程/数字媒体综合性选开提交所评估的系统评估报告3 （1）基于三维运动捕捉设备的人体骨架信息的获得与处理（2）基于三维运动捕捉设备采集三维运动数据4 数字媒体演示性必开数字媒体专业实验室4 基于Web3D的虚拟漫游交互学习系统：利用Web3D构建一个如图所示的虚拟场景，结合某个主题创建一个知识学习体系，丰富场景中多媒体展示形式，支持多用户漫6计算机科学技术/软件工程/数字媒体综合性必开在普通PC机房进行，要求环游和虚拟环境中的人人交互、人物交互等。
境，建模工具Maya，游戏引擎Web3D，游戏开发环境AptanaStudio5 设计人机交互课程PC端及移动设备上的自定制网页界面。
第二讲人机交互技术简介PPT课件
体感交互
Leap Motion
Leap motion 视频
返回
33
?设备的易用性VS. 高性能
Tricycles Versus
Bicycles
34
实物交互
例
1 ： 热 气 球
例
2 ：
拼
卡
学
汉 语
眼动控制车
35
人机交互技术的发展趋势
在未来的计算机系统中，将更加强调“以人为 本”、“自然、和谐”的交互方式，以实现人 机高效合作 ➢ 集成化 ➢ 网络化 ➢ 智能化 ➢ 标准化
21
图形用户界面阶段
输入、输出设备以及界面技术的发展，催生 了使用图形用户界面的个人计算机(PC)！
Mac是全球首款使用图形用 户界面驱动的个人计算机； 是今天所有PC界面的基础
• PC的出现使人机交互界面的需求面临多样化的选 择，并向多通道、多媒体、智能化的方向发展。
22
多通道、多媒体交互阶段
44
人机交互的研究内容
人机交互与认知心理学、人机工程学、多媒体技术和虚拟现实 与增强现实技术以及图像处理、模式识别、计算机视觉和物联 网等密切相关。其中，认知心理学与人机工程学是人机交互技 术的理论基础，而多媒体技术和虚拟现实与增强现实技术等与 人机交互技术相互交叉和渗透
多媒体技术
虚拟与增强 现实技术
40
人机交互的研究内容
人机交互的研究内容十分广泛，涵盖了建 模、设计、评估等理论和方法以及在计算 机支持的协同工作、信息搜索与可视化、 超媒体与万维网、普适计算与增强现实等 方面的交互设计技术，主要包括：
• 人机交互界面表示模型与设计方法（Model and Methodology）
(优选)人机交互技术
由于引入了图标、按钮和滚动条技术， 大大减少键盘输入，提高了交互效率。
基于鼠标和图形用户界面的交互技术极 大地推动了计算机技术的普及。
5.3.1图形用户界面的主要思想
}
public static void main(String args[]) throws Exception{
boolean quit=false;
char ch;
do {
display_mainmenu();
ch = (char)System.in.read();
switch (ch)
文本菜单的设计
设计基于文本菜单的系统主要包括两方 面的工作：菜单的生成和显示，内部流 程的控制及错误处理。
【例4-2】图书管理程序的主菜单的Java语言代码。
import java.io.*;
public class MenuDemo{
static void display_maintenace_menu() {
以符号为主的字符界面 以视觉感知为主的图形用户界面 兼顾听觉感知的多媒体用户界面 综合运用多种感观(包括触觉等)的虚拟现实技术
5.1人机交互技术概述
人机交互技术发生的历史及发展趋势
根据人机界面中的信息维度，人机交互技术 可以分为：
一维信息(主要指文本流，如早期电传式终端) 二维信息(主要是二维图形技术，利用了色彩、
（优选）人机交互技术
人机交互技术编写组
1
5.1人机交互技术概述
人机交互技术发生的历史及发展趋势
根据根据用户界面中信息载体的类型
人机交互课后习题答案
人机交互课后习题答案 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#习题11.什么是人机交互人机交互技术(Human-Computer Interaction Techniques)是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。
它包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题等。
人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。
它与认知学、人机工程学、心理学等学科领域有密切的联系。
1.简单介绍人机交互技术的研究内容。
1.人机交互界面表示模型与设计方法2.可用性分析与评估3.多通道交互技术4.认知与智能用户界面5.群件6.Web设计7.移动界面设计。
2.简单介绍人机交互技术的发展历史。
人机交互的发展过程，也是人适应计算机到计算机不断地适应人的发展过程。
它经历了几个阶段：命令行图形用户界面自然和谐的交互1.命令行界面交互阶段计算机语言经历了由最初的机器语言，而后是汇编语言，直至高级语言的发展过程。
这个过程也可以看作早期的人机交互的一个发展过程2.图形用户界面（GUI）交互阶段1）图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）的出现，使人机交互方式发生了巨大变化。
GUI 的主要特点是桌面隐喻、WIMP技术、直接操纵和“所见即所得”。
2）与命令行界面相比，图形用户界面的人机交互自然性和效率都有较大的提高。
图形用户界面很大程度上依赖于菜单选择和交互小组件（Widget）。
3）图形用户界面给有经验的用户造成不方便，他们有时倾向使用命令键而不是选择菜单，且在输入信息时用户只能使用手这一种输入通道。
4）图形用户界面需要占用较多的屏幕空间，并且难以表达和支持非空间性的抽象信息的交互。
3.自然和谐的人机交互阶段随着虚拟现实、移动计算、无处不在计算等技术的飞速发展，自然和谐的人机交互方式得到了一定的发展。
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Adobe Photoshop 网格线
几何约束
方向约束
• 例如要绘的垂直或水平方向的线，当给定的起 点和终点连线和水平线的交角小于45°时，便 可绘出一条水平线，否则就绘垂直线。绘制印 刷线路板、管网图或地籍图时非常有用。
• 在Word绘图中，通过锁定纵横比，在拖动线 段一个端点时，线段只是沿原来方向放缩
• 键盘 Ctrl+A • 鼠标
选择
字符串
键盘是目前输入字符串最常用的方式，现 在用写字板输入字符也已经很流行。
4.3 图形交互技术
几何约束 引力场 拖动 橡皮筋技术 操作柄技术 三维交互技术
直接操作，三维Widgets，三视图输入
4.3.1 几何约束
几何约束可以用于对图形的方向、对齐方式 等进行规定和校准。
不同的是被拖动对象的形状和位置随着光 标位置的不同而变化。
• 不断地进行画图－擦除－画图的过程
4.3.4 橡皮筋技术
4.3.5 操作柄技术
操作柄技术可以用来对图形对象进行缩放、 旋转、错切等几何变换。
先选择要处理的图形对象，该图形对象的 周围会出现操作柄
移动或旋转操作柄就可以实现相应的变换。
4.1 人机交互输入模式
请求模式 • 在请求模式下，输入设备的启动是在应 用程序中设置的。 • 应用程序执行过程中需要输入数据时， 暂停程序的执行，直到从输入设备接受 到请求的输入数据后，才继续执行程序。
程序工作，输入设备等待程序请求 遇到请求指令
输入设备工作，程序等待接收数据 请求满足
图4-1 请求模式的工作过程
• 输入设备和程序并行工作。 • 输入设备把数据保存到一个输入队列，也称为
事件队列，所有的输入数据都保存起来，不会 遗失。 • 应用程序随时可以检查这个事件队列，处理队 列中的事件，或删除队列中的事件。
4.1 人机交互输入模式
事件 图形包
检查事件调用 过程模块
应用程序 图4-3 事件模式
处理类型1事 件的过程
几何约束
4.3.3 拖动
要把一个对象移动到一个新的位置时，如 果我们不是简单地用光标指定新位置的一 个点，而是当光标移动时拖动着被移动的 对象，这样会使用户感到更直观，并可使 对象放置的位置更恰当。
拖动有图形模式和图像模式
4.3.4 橡皮筋技术
橡皮筋技术（Rubber Band）是拖动的另 一种形式
大大提高 窗口、菜单、图符和传统的二维光标在三
维交互环境中会破坏空间感，用户难以区 分屏幕上光标选择到对象的深度值和其他 显示对象的深度值，使交互过程非常不自 然。
1. 直接操作
三维光标必须有深度感，即必须考虑光标 与观察者距离，离观察者近的时候较大， 离观察者远的时候较小。
为保持三维用户界面的空间感，光标在遇 到物体时不能进入到或穿过物体内部。
4.1 人机交互输入模式
采样模式 • 输入设备和应用程序独立地工作。 • 输入设备连续不断地把信息输入进来， 信息的输入和应用程序中的输入命令无 关。
4.1 人机交互输入模式
采样模式 • 应用程序在处理其它数据的同时，输入 设备也在工作，新的输入数据替换以前 的输入数据。 • 当应用程序遇到取样命令时，读取当前 保存的输入设备数据。
3DS Max中的精确定位
笔划
笔划输入用于输入一组顺序的坐标点。它 相当于多次调用定位输入，输入的一组点 常用于显示折线或作为曲线的控制点。
定值
定值（或数值）输入用于设置物体旋转角 度、缩放比例因子等
选择
选择是在某个选择集中选出一个元素，通 过注视、指点或接触一个对象，使对象成 为后续行为的焦点，是操作对象时不可缺 少的一部分。
4.1 人机交互输入模式
采样模式 • 优点：这种模式对连续的信息流输入比 较方便，也可同时处理多个输入设备的 输入信息。 • 缺点：当应用程序的处理时间较长时， 可能会失掉某些输入信息。
程序工作 数据采样
数据 缓存区输入设备 Fra bibliotek作数据生成
图4-2 采样模式的工作过程
4.1 人机交互输入模式
事件模式
4.3.5 操作柄技术
4.3.6 三维交互技术
三维交互技术采用六自由度输入设备。 所谓六自由度，指沿三维空间X、Y、Z轴
平移和绕X、Y、Z轴旋转 而现在流行的用于桌面型图形界面的交互
设备，如鼠标、轨迹球、触摸屏等只有两 个自由度(沿平面X、Y轴平移)。
4.3.6 三维交互技术
存在的问题： 由于自由度的增加，使三维交互的复杂性
为了增加额外的深度线索，辅助三维对象 的选择，可以采用半透明三维光标。
三维光标可以是人手的三维模型
2. 三维Widgets
三维Widgets是从X-Window中的Widget （如菜单、按钮等）概念引申来的，即三 维交互界面中的一些小工具
移动
+ 按下按
+
+
光标
钮开关
4.3.2 引力场
引力场可以看作是一种定位约束，通过在 特定图素（如直线段）周围假想有一个区 域，当光标中心落在这个区域内时，就自 动地被直线上最近的一个点所代替，好像 一个质点进入了直线周围的引力场，被吸 引到这条直线上去一样。
4.3.2 引力场
引力场的大小要适中，太小了不易进入引 力区，太大了线和线的引力区相交，光标 在进入引力区相交部分时可能会被吸引到 不希望选的线段上去，增大误接的概率。
…
处理类型n事 件的过程
4.2 基本交互技术
定位 笔划 定值 选择 字符串
定位
确定平面或空间的一个点的坐标，是交互 中最基本的输入技术之一。
直接定位：用定位设备直接指定某个对象 的位置，是一种精确定位方式。
间接定位：通过定位设备的运动控制屏幕 上的映射光标进行定位，是一种非精确定 位方式。其允许指定的点位于一个坐标范 围内，一般用鼠标等指点设备配合光标来 实现。
第四章 交互技术
内容摘要
人机交互输入模式 基本交互技术 图形交互技术 语音交互技术 笔交互技术
4.1 人机交互输入模式
由于输入设备是多种多样的，而且对一个 应用程序而言，可以有多个输入设备，同 一个设备又可能为多个任务服务，这就要 求对输入过程的处理要有合理的模式。 • 请求模式(Request Mode) • 采样模式（Sample Mode） • 事件模式（Event Mode）