第8章人机交互设计

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8.1.2 人类信息处理模型
正确地理解人类如何接收并处理来自计算
机系统的信息是实践以用户为中心的设计 理念的前提条件。 心理学上广为采用的人类信息处理模型将 人类接收并处理外界信息的过程划分为感 知（perception）、认知（cognition）和 反应（response）三个阶段。 下面结合软件产品的用户界面设计概要介 绍该模型。
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（二） 认 知
用户从界面获得的信息需存储起来供以后回忆和使用。 用户不得不记住诸如命令、操作顺序、选项、出错现场
等各种信息。 这些信息都将存入人脑中。 人脑由一个短期记忆系统（Short Term Memory，STM） 和一个长期记忆系统（Long Term Memory，LTM）组成。 感官输入（视、听、触）一开始放在“缓冲区”中，随 即存入STM。 STM中的信息可立即重用。 但缓冲区的大小、STM中信息可重用的时间间隔都十分 有限。 知识（语法和语义信息）一般存在LTM中，它们是人类 对信息作出反应的依据。
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用户界面设计模型的表示
至于输入元素的表示，有两种方法：直接将它们作为屏幕
类的属性，此时需要采用UML构造型（见5.1.4节）将其与 动态元素相区分，见图8.2 中的构造型<<input>>； 第二种方法是，设立单独的“输入表格”（input form） 类，将输入元素作为其属性，此时需要将从属于输入表格 的命令元素对应的操作从屏幕类移至输入表格类，并在这 两个类之间建立组合关系（因为一个输入表格对象总是出 现在一个屏幕中），见图8.2 中的构造型<<input form>>。 在输入元素为数组形态时（见例8.1 图8.2 中的 “SensorConfigForm”），必须使用第二种方法；在输入 元素尽管不是数组形态，但是输入的信息项较多时，本书 推荐第二种方法； 否则，应采用第一种表示，以使界面的UML模型更显简洁。
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第八章 人机交互设计
人机交互学（Human-Computer Interaction，HCI）是专


门研究如何设计和评估计算机系统以方便用户使用的学科。 任何产品，包括软件产品在内，其成败最终取决于用户的 满意程度。 人机交互设计对于软件项目的意义重大。 用户的因素在人机交互设计中占有核心地位。 本章首先介绍以用户为中心的设计的基本理念和方法。 虽然人机交互设计与软件开发过程中的多数活动有关，但 用户界面（也称人机界面）设计是人机交互设计的主要部 分。 本章的其余部分围绕用户界面设计展开：首先介绍界面设 计必须遵循的基本原则及界面设计模型的表示方法，接下 来讨论用户界面设计的过程模型，最后依次介绍实施该过 程模型中每项设计活动的技术和方法。
软件工程(第三版)
第八章 人机交互设计
齐治昌
谭庆平 2012年8月
宁洪
第八章 人机交互设计
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8
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以用户为中心的设计 用户界面设计的基本原则 用户界面设计模型的表示 用户界面设计的过程模型 用户及任务分析 用户界面的概念设计 用户界面流设计 用户界面的精化
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以用户为中心的设计方法
这种信息必须是从用户立场出发、便于用户理解、
益于用户达成其业务目标的。 如第四、五章所述，这种信息存在于用例描述和分 析模型之中。 在用户界面设计过程中，必须将它们抽取、分类并 组织起来，逐步转化成用户界面视图。 以用户为中心的设计要求在软件开发全过程中进行 各类决策（包括权衡、取舍、精化等）时以用户特 征为主要依据，以用户满意度为主要目标。 在软件开发全过程中进行各类评审（review）或评 估（evaluation）时，以用户为中心的设计强调尽 可能地吸收用户的反馈信息，避免闭门造车。
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8.1 以用户为中心的设计
本节首先讨论以用户为中心的设计的基本理念，
然后概述其理论基础――人类信息处理模型，最 后宏观地阐述以用户为中心的设计方法。 8.1.1 以用户为中心的设计理念 用户是指直接使用目标软件产品的人群。 以用户为中心的设计基本理念可归纳如下： ⑴对用户特征的研究和理解应该作为软件开发过程 中各种决策的主要依据。 ⑵在软件开发的各阶段尽可能获得来自用户的反馈 并利用这种反馈改进或优化设计。
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8.1.3 以用户为中心的设计方法
以用户为中心的设计的关键目标是提高目标产
品的用户满意度。 为此，首先必须厘清哪些人将成为目标产品的 直接使用者。 设计者勿需关心用户群中个体的姓名，只需关 心用户群区别于一般人群的特征，这些特征可 能会影响用户在与产品接触的全过程中获得的 满意度。 如，用户特征可能包括年龄段、受教育程度、 特殊的文化背景、计算机操作习惯等。 如4.3所述，用户特征的识别与软件需求的获 取可以同时交叉进行并相互促进
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8.3 用户界面设计模型的表示
本书将界面中的窗口、对话框、网页统称为屏幕。 界面设计的表示涉及两个方面：
屏幕内容的表示、屏幕之间跳转关系的表示 屏幕中的界面元素有四种： ⑴静态元素： 与软件系统的运行状态无关、在任何情况下均没有变化的 文本、图标（icon）、图形（graph）、图像（image）等。 ⑵动态元素： 因当前用户及软件系统的运行状态而异，由软件系统根据 业务逻辑自动呈现于屏幕中，且不允许用户修改的内容， 包括不可编辑的文本、表格、图标、图形、图像等。
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以用户为中心的设计方法
基于初步的软件需求或目标软件的轮廓描述就可
以大致确定用户群的显著特征，并随着需求获取 和需求分析活动的不断推进用户特征会越来越清 晰、越来越具体； 用户群及其特征的确定也有助于发现软件需求的 新来源，有助于基于用户特征作出正确的需求工 程决策，帮助需求工程师直接从用户特征出发推 导出新的软件需求项 在关注用户特征的同时，以用户为中心的设计还 关注用户与系统之间交互的信息。
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用户界面设计的基本原则
⑸容错性
界面设计应以降低用户的误操作机率为目标，但必 须容忍用户的误操作 对所有可能造成损害的动作，必须在用户确认后才 进行； 允许用户对尽可能多的界面操作反悔（Undo）； 在用户误操作后系统具备适当的恢复能力。 ⑹人性化 在适当的时机出现用户恰好需要的帮助信息或建议； 在任何情况下用户均能简易地理解软件系统的当前 状态和响应信息，并能清晰地了解自己的操作行为 的前因后果，不至因界面跳转而迷失； 界面的布局和色彩应使用户感觉舒适、自然。
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（一）
感 知
人类通过感官认识客观世界，因此，设计用户界面要充分





考虑视觉、触觉和听觉的作用，这样才能使用户有效地从 系统获取信息。 多数用户界面都在可视介质上实现（如终端屏幕或显示面 板上显示的报告、图表等）。 用户总是眼脑并用，根据显示内容的体积、形状、颜色、 方向、移动和其他种种表征解释所获的可视信息。 很好地表示这些可视信息是设计友好的用户界面的关键。 目前用户界面设计中明显地存在追求图形化的趋势，但仍 有不少可视信息采用文本描述。 阅读——从文本中提取信息仍为大多数界面的主要活动 人类首先对可视的句式（patterns）进行解码，然后在大 脑内检索字或短语的意思。
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（三）
反 应
在感知和认知之后用户往往会根据自己获得并
理解的信息作出反应。 这种反应经常表现为利用计算机输入设备（例 如键盘、鼠标、触摸屏等）对计算机系统发出 进一步指令，引导或控制系统持续迈向其目标， 完成用户希望的功能或行为。 在界面设计中应该尽量减少人类反应系统的负 荷。 如，杜绝不必要的键盘和鼠标输入之间的切换， 将常用的命令按钮置于醒目的位置等。
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8.2 用户界面设计的基本原则
为提高界面的用户满意度，并体现以用户为中心的设计理
念，界面设计必须遵循以下原则。 ⑴易理解性 界面上呈现的所有元素，包括文本信息、数据表示、状态 呈现、菜单、按钮、超链等，贴近用户的业务领域，并且 具有简洁、明确、自然、直观等特性； 界面中屏幕（screen，见8.3节）之间的跳转关系简单、 自然。 ⑵易操作性 用户对软件系统的命令可以通过简单、直观的方式来完成； 为提高用户的工作效率，界面应尽量减少用户的操作次数 和输入信息量。
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用户界面设计模型的表示
⑶用户输入元素：在屏幕上预留空位、由用户在界面操作
中填写或选择的界面元素，包括可编辑的文本、单选钮 （radio）、多选框（checkbox）、选择列表（select list）、可编辑的表格等。 只要一个界面元素在某些情况下可供用户修改或选择，就应 将其归入用户输入元素类，而非动态元素类。 ⑷用户命令元素：用户点击此类元素后位于界面后端的业 务逻辑处理或界面刷新动作将被触发，其典型代表是按钮、 菜单、超链等。 屏幕的瞬时快照可以表示为一张图，它描述了屏幕中静态 元素的内容、其他三类界面元素在特定时间点上的视觉形 式以及此时所有可见的界面元素的布局，见图8.1(a) 。
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用户界面设计模型的表示