计算机导论第10章人机交互
人机交互概论
人机交互技术(Human-Computer Interaction，HCI)致力于人与计算机的协调，旨在消融这两个智能系统间的通讯和对话界线，使得人与机器的信息交流便捷而通畅。
计算机系统的人机交互是以用户界面(User Interface，UI)为中介的人与计算机间信息传递和转换过程：人向计算机传达交互意图—用户通过其侧重于多媒体信息接受的感觉通道(包括：视觉、听觉、触觉和嗅觉等)对用户界面中诸如语音、图形和图像等多媒体信息的感知，先利用逻辑思维和形象思维能力产生对交互意图的心理描述，再按用户界面对交互的输入要求使用其侧重于过程控制与信息输入的效应通道为(包括：手、嘴、眼、头、足及身体等)来实施交互行为；计算机向人传递计算和反馈结果—它利用其感知机制从精确的用户界面框架结构中获取用户的交互信息，并完成获取交互行为信息的感知处理、判断用户交互意图的认知处理和回馈交互结果的响应处理等一系列计算过程，最终运用其输出机制以用户界面所定义的特定形式输出其计算结果。
从信息传递的角度来看，用户界面的任务是为人类的感觉和效应通道与计算机的感知和输出机制提供通信接口，计算机系统的人机交互包含互不可分的两类感知过程：一类是人对计算机所提供信息的感知过程。
在这个过程中，计算机利用其计算能力和各种媒体处理技术将计算机可供交互的输入要求或交互处理结果的反馈以适当形式在用户界面上呈现给用户；而人类使用感觉通道(如：视觉和听觉)接受和理解用户界面所提供的各种信息。
这种感知过程的关键是用户界面所呈现信息的形式和丰富程度，并部分与用户的心理因素及其认知能力相关，这决定了人机交互中计算机与人间通信的输出带宽。
另一类是计算机对人及其所处环境的感知过程。
在这个过程中，人类按照计算机所要求的输入事件使用效应通道(如：语音和动作等)在用户界面中输入交互操作和指令；计算机则通过对来自用户界面的用户交互媒介信号的处理和分析来获取和识别用户交互意图，并以适当形式在用户界面上呈现给用户。
1人机交互概述
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人机交互的起源
用户：我又错了？
用户必须不断地适应机器
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人机交互的起源
第三时期：信息时代
这将是人机关系的一次重 大演变。机器开始具有智能， 如果机器的智能水平达到了 一定程度的“自主性”，可 以设想人机关系将是一种相 互适应的关系，或者说一种 “弹性”的人机关系。
Information Environment Development），其目标就
是要开发21世纪个性化的信息环境。
我国973，S-863，十五计划均将人机交互列为主要内容
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2016/12/5 。
人机交互发展中的重大事件
人机交互技术与计算机始终相伴发展
计算机的发展历史，不仅是处理器速度、存储器容 量飞速提高的历史，也是不断改善人机交互技术的 历史。 人机交互技术, 如鼠标器、窗口系统、超文本、浏 览器等等，已对计算机的发展产生了巨大的影响， 而且还将继续影响整个人类的生活。
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Memex 1945
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P2: J.R. Licklider 心理学家--计算机科学家
1960年, 发表了 “人机共生” (“man-computer symbiosis”)论 文 计算机如何更好帮助人做事情 1962年，J.C.R.Licklider和W.Clark 发表论文《On－Line Man Computer Communication》，讨论 分布式社交行为的全球网络概念 Batch processing批处理 --timesharing分时系统 Internet 先驱人物之一
人机交互知识：实用的人机交互指南
人机交互知识：实用的人机交互指南人机交互知识：实用的人机交互指南随着科技的不断进步，人机交互的重要性也越来越凸显。
人机交互作为新兴的学科和技术，旨在为人类提供更加舒适和便捷的生活方式。
因此，本文将介绍一些实用的人机交互指南，帮助人们更好地理解和应用人机交互知识。
一、人机交互的基本概念人机交互，顾名思义，是指人与计算机之间的交互。
它旨在提供一种用户友好的界面，以便用户可以更加便捷地与计算机进行沟通和交互。
人机交互的实现通常需要一系列的技术和工具，包括人机界面、交互设计、信息建模、语音识别、图像处理等。
二、人机交互的特点人机交互的特点是多样的，但最为突出的特点包括以下几点：（1）交互性强：人机交互是双向的，既包括计算机对人的反应，也包括人对计算机的反应。
因此，人机交互的交互性非常强，用户可以通过键盘、鼠标、触摸屏等设备与计算机进行沟通和交互。
（2）用户体验好：人机交互的第一要素是用户体验。
优秀的人机交互设计应该让用户感受到使用计算机的乐趣，让用户对计算机产生极大的兴趣和好感。
（3）数据处理能力强：人机交互能够帮助人们更加高效地完成数据处理工作。
相比传统的人力操作方式，使用计算机进行数据处理更为快捷和准确。
三、人机交互的设计原则人机交互的设计是交互设计的重要组成部分，它是实现良好用户体验的核心。
以下是一些实用的人机交互设计原则：（1）易于学习：人机交互的界面应该是易于理解、学习和使用的。
在设计时，应该从用户的角度出发，考虑用户的使用习惯和心理模型，尽可能减少用户的学习成本。
（2）一致性：人机交互的设计应该具有一致性，即在不同的操作过程中，用户依然能够看到相同的界面元素和交互方式。
这种设计能够提高用户的效率和舒适度。
（3）反馈机制：人机交互设计应该具有良好的反馈机制，让用户在使用过程中能够得到及时的反馈和指导。
良好的反馈机制可以减少用户的失误率，并增强用户的信心和动力。
（4）可预见性：人机交互的设计应该具有可预见性，即用户在进行操作时，能够预测到下一步的操作流程和结果。
人机交互技术概念
人机交互技术概念人机交互（Human-Computer Interaction，HCI）是一个涉及到人类与计算机系统之间相互作用的领域。
以下是一些与人机交互技术相关的基本概念：1.用户界面（User Interface，UI）：用户与计算机系统之间的交互发生在用户界面上。
这包括图形用户界面（GUI）、命令行界面（CLI）、语音界面等。
2.用户体验（User Experience，UX）：用户体验强调用户与产品、系统或服务的整体感受，包括界面设计、易用性、满意度等因素。
3.可用性（Usability）：可用性关注产品或系统的易用性，强调用户能够有效、高效地使用系统，同时提高用户满意度。
4.交互设计（Interaction Design）：交互设计专注于创建用户与系统之间有意义、有效和愉悦的交互方式，包括界面设计、任务流程等。
5.信息架构（Information Architecture）：信息架构关注如何组织和结构化信息以便用户理解和使用，特别是在网站和应用程序中。
6.用户反馈（User Feedback）：系统向用户提供信息，以便用户了解其操作的结果，例如通过提示、状态信息、声音等。
7.多模态交互（Multimodal Interaction）：利用多种感官通道（例如视觉、听觉、触觉）实现用户与计算机系统的交互。
8.响应式设计（Responsive Design）：设计可以适应不同设备和屏幕尺寸的用户界面，以提供一致的用户体验。
9.用户认知（User Cognition）：研究用户如何理解、学习和记忆界面元素，以及他们在使用系统时的思维过程。
10.辅助技术（Assistive Technologies）：针对有特殊需求的用户设计的技术，以帮助他们更好地与计算机系统交互。
这些概念代表了人机交互领域的核心原则，目的是提高用户与计算机系统之间的沟通效果，使系统更易用、更符合用户期望。
人机交互
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人机交互——展望
人机交互——展望
在鼠标，键盘和显示屏的世界里，计算机总是给人一种非生物性的冷漠感，所以，我们期待十年后有更新的、 更自然、更直观、更接近人类行为方式的人机交互界面，也就是自然用户界面 。这种自然性的发展方向主要体现在 多感官、多维度、智能化这几个方面。比如以下几种新的技术：
眼球追踪
给人们以反馈。一般情况下，短信的内容包含代码和文字两个方面，其中代码一直是人们的难点，难于
记忆，使人机交互出现障碍。虽然短信式移动人机较为传统，但其存在有必要性，因此，需要解决代码 难记忆的问题。APP经研发后，成为重要的解决办法，用户通过下载安装了教程后，只需对文字进行编 辑整理，代码交给APP负责即可。
人机交互——展望
柔性屏幕
柔性屏幕，称为OLED。柔性屏幕的成功量产不仅重大利好于新一代高端智能手机的制造，也因其低功耗、可 弯曲的特性对可穿戴式设备的应用带来深远的影响，未来柔性屏幕将随着个人智能终端的不断渗透而广泛应用。 相较于传统屏幕，柔性屏幕优势明显，不仅在体积上更加轻薄，功耗上也低于原有器件，有助于提升设备的
苹果手机中siri开创智能语音助手的先河，当然中文语音助手也如雨后春笋般蓬勃发展，在中文方面的智
能搜索程度依然超过siri。
人机交互——生活
下面是三款不同的语音助手，分别是ios的Siri，微软的微软小娜，安卓中其中之一魅族的魅族小溪。语音助手用户
语音 助手
可以通过语音——就像与朋友说话一样——轻松自然地向语音助手提问，眨眼之间便可得到精准的回答。不仅如此 ，他还能像一个私人助理一样为你管理生活日程，譬如你可以设置一个定时提醒：明天早上8点听新闻，8点10分播 放天气预报，那么么第二天早上语音助手就会对天气、新闻定时播报；此外，语音助手也能为你发短信、拨打电话 。在你无聊的时候，还能与她聊聊天，就像生活大爆炸里Raj那样，恋上了自己手机的语音助手。
人机交互单元
人机交互单元一、引言人机交互单元，简称HCI（Human-Computer Interaction），是研究人与机器之间交互的学科领域，旨在改善用户与计算机系统之间的沟通与合作效果。
作为现代科技的重要组成部分，人机交互单元的发展可以为用户提供更加智能、便捷和高效的体验。
本文将介绍人机交互单元的概念、发展历程以及当前的研究方向。
二、概念与背景人机交互单元是指用户与计算机系统之间进行信息传递和交流的接口设备。
它可以是硬件设备，如显示屏、键盘、鼠标、触摸屏等，也可以是软件界面，比如操作系统、应用程序、网页等。
通过人机交互单元，用户可以向计算机输入指令，获取计算机处理结果，并以直观的方式与计算机进行互动。
人机交互单元的发展可以追溯到20世纪40年代，当时出现了最早的计算机系统，用户通过打孔卡片的方式来输入指令。
随着计算机技术的不断进步，各种新的人机交互单元相继出现，如文字终端、图形用户界面、触摸屏等。
这些创新性的交互方式，极大地推动了计算机技术的发展，并为用户提供了更加友好、直观的操作体验。
三、发展历程1. 文字终端时代最初的计算机系统没有图形界面，用户通过文本终端与计算机进行交互。
用户通过键盘输入指令和数据，计算机将结果显示在屏幕上。
虽然文本终端交互方式比较简单，但对于非专业人士来说并不友好，需要记忆各种指令和程序语法。
2. 图形用户界面时代20世纪70年代，Xerox公司推出了世界上第一个图形用户界面（GUI），引领了人机交互的新时代。
图形用户界面通过鼠标、窗口和图标等元素，使得用户可以通过直观的方式进行操作。
这个突破性的创新大大降低了计算机的使用门槛，使得更多的人可以使用计算机进行工作和学习。
3. 触摸屏时代随着移动计算设备的兴起，触摸屏成为了一种新的人机交互方式。
通过触摸屏，用户可以通过手指触摸、滑动和捏合屏幕上的图标和内容来实现操作。
这种直观、自然的交互方式，进一步提高了用户的使用体验，使得移动设备成为了人们日常生活中不可或缺的工具。
人机交互教程：如何快速上手人机交互技术(一)
人机交互教程：快速掌握人机交互技术随着科技的发展和智能设备的普及，人机交互技术成为了现代社会不可或缺的一部分。
对于不熟悉这项技术的人来说，上手可能有一些难度。
本文将为您介绍如何快速掌握人机交互技术，让您轻松应对各种智能设备和应用程序。
第一部分：了解人机交互基础知识首先，我们需要了解人机交互的基础知识。
人机交互是指人与计算机之间的信息交流和操作方式。
在人机交互中，人作为用户，通过软件或硬件与计算机进行交互。
了解这些基础概念对于后续学习非常重要。
第二部分：掌握常见的人机交互方式人机交互有多种方式，最常见的方式包括键盘、鼠标、触摸屏和语音识别等。
要快速上手人机交互技术，我们需要熟悉这些方式的使用方法。
1. 键盘：键盘是最传统和常用的输入设备，通过按键来输入指令。
了解常见的快捷键和键盘布局可以提高我们的操作效率。
2. 鼠标：鼠标通常用于在屏幕上选择、移动和操作对象。
掌握鼠标的点击、双击、右键点击和拖动等基本操作是必不可少的。
3. 触摸屏：触摸屏是现代智能设备常见的输入方式，通过触摸屏幕上的图标、按钮或区域来进行交互。
掌握触摸屏的手势操作，如滑动、放大缩小和旋转等，可以更加方便地操作手机和平板电脑等设备。
4. 语音识别：随着人工智能技术的进步，语音识别成为了一种流行的人机交互方式。
通过语音命令来控制设备，并进行语音输入可以提高我们的操作效率。
第三部分：学习使用常见的应用程序掌握人机交互技术还需要学习使用常见的应用程序。
如今，各种应用程序蓬勃发展，为人们提供了各种功能和服务。
以下是一些常见的应用程序及其使用技巧。
1. 社交媒体应用程序：社交媒体应用程序如微信、微博和Facebook等可以帮助人们与他人保持联系、分享信息和交流。
学会使用这些应用程序的功能，如发送消息、发布动态和添加好友等，可以更好地与他人互动。
2. 生产力工具应用程序：生产力工具应用程序如文档处理软件、电子表格软件和时间管理工具等可以帮助人们提高工作效率。
人机交互复习资料
一、重要概念1、人机交互：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。
2、人机界面：作为计算机系统的重要组成部分，主要是指人类与计算机系统之间的通信方式，包括人-机双向信息交换的支持软件和硬件。
3、人机交互设计：指的是“设计支持人们日常工作与生活的交互产品”，具体地讲就是关于创建新的用户体验的问题，其目的是增强和扩充人们工作、通信及交互的方式。
4、人机系统：由人和机器组成，通过人机之间的相互作用以实现特定功能的系统。
它包括人、机、人机之间以及人机系统所处的环境。
5、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，从心理学的观点研究人机交互的原理。
6、人机工程学：人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关知识，研究人、机器、环境相互间的合理关系，以保证人们安全、健康、舒适地工作，从而提高整个系统工效的新兴边缘科学。
7、多媒体技术：多媒体技术是指将正文、声音、图形、静止图像、动态图像等与计算集成在一起的技术。
8、虚拟现实技术：虚拟现实（Virtual Reality，VR）就是借助于计算机技术及硬件设备，建立高度真实感的虚拟环境，使人们通过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等感官在其中看、听、触、闻起来像真实的，以产生身临其境的感觉的一种技术。
9、桌面隐喻：是指在用户界面中用人们熟悉的桌面上的图例清楚地表示计算机可以处理的能力。
图形具有一定的文化和语言独立性，可以提高搜索目标的效率。
图形用户界面中的图例可以代表对象、动作、属性或其他概念。
10、图形用户界面：图形用户界面又称为WIMP界面，由窗口(windows)、图标(icons)、菜单m)、指点设备(pointing device)四位一体，形成桌面(desktop)11、多通道用户界面：多通道人机界面主要解决科学计算可视化、虚拟现实对计算机系统提出的高效、三维和非精确的人机交互要求。
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第 10 章 人机交互
计算机学科概论（第2版）
本章讨论的主要问题是：
1. 什么是人机交互？为什么要研究人机交互？
2. 人机交互的基本形式有哪些？人机交互应该朝什么方 向发展？
3. 人机交互主要是通过人机交互界面来实现的有那些类 型的人机交互界面？
清华大学出版社
计算机学科概论（第2版）
（2）用户适应：计算机系统不具有适应能力，人（用户）必 须逐渐适应计算机系统；
（3）互相适应：计算机系统具有一定的适应能力，人机交互 是互相适应。
目前的人机交互大多属于相互适应。
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计算机学科概论（第2版）
第 10 章 人机交互——什么是人机交互
人机交互的基本形式
1. 数据交互：人通过输入数据的方式与计算机交互，是人机交 互的重要内容和形式，其一般过程是：
第 10 章 人机交互——用户界面
狭义的人机交互界面指的是计算机系统的用户界面。
多媒体交互界面：用户可以交替或同时利用多种感觉通道， 通过整合来自多个通道的输入来捕捉用户的交互意图，并以 多媒体的表现形式反馈给用户。
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计算机学科概论（第2版）
第 10 章 人机交互——用户界面
狭义的人机交互界面指的是计算机系统的用户界面。
2. 人机交互的基本形式有哪些？人机交互应该朝什么方向 发展？
3. 人机交互主要是通过人机交互界面来实现的有那些类型 的人机交互界面？
3. 图像交互：计算机根据人的行为去理解图像并做出反应， 其中让计算机具备视觉感知能力是首先要解决的问题。图像 交互取得进展成果的有人脸识别、指纹识别、虹膜识别等。
4. 行为交互：计算机通过定位和识别技术、跟踪人类的肢体 运动和表情特征，从而理解人类的动作和行为，并做出响应 的过程。
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计算机学科概论（第2版）
第 10 章 人机交互——用户界面
狭义的人机交互界面指的是计算机系统的用户界面。
图形交互界面：用户不仅可以用键盘操作计算机，也可以用 鼠标对出现在界面上的对象直接进行操作，人机交互过程极 大地依赖视觉和手动控制的参与，具有直接操作的特点。
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计算机学科概论（第2版）
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计算机学科概论（第2版）
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计算机学科概论（第2版）
第 10 章 人机交互——什么是人机交互
人机交互的定义
交互（也称对话）：两个或两个以上相关的同时又是自主的 实体间进行的一系列信息交换过程。 人机交互（也称人机对话）：人与计算机之间使用某种对话 语言，以一定的交互方式，为完成确定任务而进行的人与计算 机之间的信息交换过程。 人机交互技术：研究人与计算机之间如何交互和协同的技术。
（1）计算机向操作者发出提示，提示用户输入及如何输入； （2）用户通过输入设备把数据输入进计算机； （3）计算机对用户输入进行检查和响应，给出反馈信息或响 应结果，并显示在屏幕上（或以其他方式给出结果）。
例如：问答式对话、菜单选择、填充表格、直接操纵、命令 语言等都属于数据交互。
数据交互设备主要有键盘、鼠标、跟踪球、操纵杆、触摸屏、 光笔、显示器、打印机等。
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计算机学科概论（第2版）
第 10 章 人机交互——什么是人机交互
人机交互的基本形式
2. 语音交互：语音交互就是研究人们如何通过自然的语音或 机器合成的语音与计算机交互的技术。人机之间的语音交互 不仅需要基于语音识别、语音合成和语音理解等技术，还涉 及到人在语音通道下的交互机理、交互行为等。
计算机学科概论（第2版）
第 10 章 人机交互——什么是人机交互
人机交互的发展趋势
性能提高
系统适应
用户适应 走向以人为本
计算机系统 计算学科人员
界面
用户 自然人机界面
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计算机学科概论（第2版）
Байду номын сангаас
第 10 章 人机交互——用户界面
狭义的人机交互界面指的是计算机系统的用户界面。
命令行交互界面：用户通过键盘在命令行界面键入命令和 操作系统或应用程序对话。
一个交互过程总是由启动者和响应者双方组成，如果只 有启动者一方，另一方没有响应则不会形成交互。
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计算机学科概论（第2版）
第 10 章 人机交互——什么是人机交互
人机交互的定义
从是否具有适应性的角度，可以将人机交互分为以下三种：
（1）系统适应：计算机系统具有自适应能力，可以逐渐调整 系统来适应人（用户）；
虚拟现实交互界面：用户通过传感装置直接对虚拟环境进行 操作，虚拟现实技术进行多通道整合，并得到实时三维显示 信息和其他反馈信息。理想的虚拟现实就是具有人类所具有 的所有感知功能。
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计算机学科概论（第2版）
第 10 章 人机交互——回答问题
学完本章，你将如何回答下列问题：
1. 什么是人机交互？为什么要研究人机交互？