第6章人机交互界面表示模型
人机交互知识归纳
第1章绪论*人机交互（Human-Computer Interaction，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Web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（GUI）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Touch 或者Haptic perception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。
对人身体各部位触觉敏感程度的了解有助于基于触觉的交互设备的设计认知划分为两个模式：经验认知思维认知认知过程：感知和识别注意记忆问题解决语言处理影响认知的因素：情感人的个性差异*概念模型：指的是一种用户能够理解的系统描述，它使用一组集成的构思和概念，描述系统做什么、如何运作、外观如何等。
人机交互知识：人机交互的概念模型与交互框架
人机交互知识：人机交互的概念模型与交互框架人机交互的概念模型与交互框架随着互联网技术的迅速发展和普及，人机交互这一领域也愈发重要。
人机交互指的是人与计算机之间的信息交互和操作过程，是计算机科学、心理学、设计学等多个领域交叉的研究领域。
本文将介绍人机交互的概念模型与交互框架。
一、概念模型概念模型是对一个事物或系统的一种抽象表达方式。
在人机交互领域，概念模型指的是人们在使用计算机软件或硬件时所建立的关于该系统的认知模型。
这个模型可以帮助人们理解和使用系统。
一个好的概念模型要能够反映用户的思维方式和习惯，能够帮助用户进行有效的交互，从而达到预期的效果。
概念模型分为浅层模型和深层模型，即用户对系统的浅层理解和深层理解。
浅层理解即界面和操作的外观和方式，深层理解即系统内部的操作方式和逻辑关系。
在设计一个系统时，设计师需要建立一个符合用户思维的概念模型，从而提升用户体验和系统的易用性。
因此，设计师需要对用户的需要有深入的了解，开展用户调查和用户研究，了解用户习惯和思维方式。
二、交互框架交互框架是用户与计算机系统进行交互的方式和流程。
在这个过程中，用户会在界面上进行各种操作，提交请求和获取反馈。
交互框架的设计要保证用户能够方便快捷地完成所需操作，同时也要考虑用户的心理因素，如记忆、认知、情感等。
一般来说，交互框架包括以下几个方面：1.界面设计。
界面是用户与系统交互的主要途径，决定了用户的视觉感受。
设计师需要考虑色彩、布局、字体等元素，使界面美观、简洁、易于理解。
2.操作设计。
操作是用户与系统进行交互的核心，设计师需要考虑用户的使用环境、习惯和思维方式。
操作设计需要简化，避免复杂的操作流程，实现单击、双击等简单明了的操作方式。
3.反馈设计。
反馈是用户操作后的反馈信息，使用户了解系统的状态。
设计师需要使反馈信息及时、准确、清晰明了，为用户提供有用的信息。
4.导航设计。
导航是用户完成任务的途径，设计师需要使导航方式简单明了，使用户能够顺畅完成任务。
第六章人机的信息界面设计ppt课件
常用的有圆形、半圆形、直线形（水平 直线形、垂直直线形）、扇形、开窗等。
开窗式仪表显露的刻度少，认读范围小，视线集中，认读时眼睛 移动的距离短，因而认读迅速准确，效果好。圆形和半圆形刻度 盘的认读效果优于直线形刻度盘；水平直线形优于竖直直线形。
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2.表盘尺寸
表盘尺寸与刻度标记的数量和观察距离 有关，一般表盘尺寸随刻度数量和观察距离 的增大而增大。以圆形仪表为例，其最佳直径D，目视距
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3.图形符号设计
（1）图形符号的显示特征: 形象、直观 （2）根据人的视觉特性和视觉运动规律，图形符 号的设计应当遵循以下原则 :
a.图形符号要反映出客体的特征；图形符号的辨认速度和准 确性，与图形符号的特征数量有关，参阅表6-10。
b.图形标志应明显突出于背景之中，使图形标志与背景形成 较大的反差。
34cd/m²时，视敏度不再继续有较大的改善。
呈现时间：T=0.5s大体上已可满足视觉辨别的基本要求
；T=2~3s，是最有利的数值。
（3）目标的运动速度
目标的运动状态对视觉辨别有很大影响。运动
着的目标比静止目标易于察觉，但难于看清。视敏度与目标运动 状态的关系如表6-8所示。
.
（4）目标的形状、大小和颜色
形状：目标形状辨认效率优劣次序：三角形、圆形、梯形
、方形、长方形、椭圆形、十字形。
颜色：在单色显示屏上，白色、绿色、黄色、琥珀色对深
灰色或黑色形成的颜色对比最适合于图形和字符的识别。通常： 白色、绿色等明快的颜色用作目标色，而深灰色或黑色作为背景 色。
大小：与视距有关，参阅表6-9，字符的高宽比例可取2：
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4.仪表指针
指针的形状：应以头部尖、尾部平、中间等宽或狭长
人机交互课后习题答案
习题 11.什么是人机交互人机交互技术 (Human-Computer Interaction Techniques)是指经过计算机输入、输出设施，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。
它包含机器经过输出或显示设施给人供给大批相关信息及提示请示等，人经过输入设施给机器输入相关信息及提示请示等，人通过输入设施给机器输入相关信息，回答下列问题等。
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亲密的联系。
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.可用性剖析与评估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.挪动界面设计。
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停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睦的交互1.命令行界面交互阶段计算机语言经历了由最先的机器语言，尔后是汇编语言，直至高级语言的发展过程。
这个过程也能够看作初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，令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、直接操控和“所见即所得”。
2）与命令行界面对比，图形用户界面的人机交互自然性和效率都有较大的提升。
图形用户界面很大程度上依靠于菜单项选择择和交互小组件（ Widget）。
3）图形用户界面给有经验的用户造成不方便，他们有时偏向使用命令键而不是选择菜单，且在输入信息时用户只好使用手这一种输入通道。
4）图形用户界面需要占用许多的屏幕空间，而且难以表达和支持非空间性的抽象信息的交互。
3.自然和睦的人机交互阶段跟着虚构现实、挪动计算、无处不在计算等技术的飞快发展，自然和睦的人机交互方式获得了必定的发展。
鉴于语音、手写体、姿势、视野追踪、表情等输下手段的多通道交互是其主要特点，其目的是令人能以声音、动作、表情等自然方式进行交互操作。
解读人机交互中的交互模型
解读人机交互中的交互模型引言：人机交互已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
我们与计算机的互动已经从最初的键盘和鼠标操作，逐渐发展到了更加智能化的交互方式，如语音识别、手势控制、眼神追踪等。
这些进步的背后离不开人机交互中的交互模型。
一、什么是交互模型交互模型是指人与计算机之间进行交互时所遵循的一套规则或者模式。
通过交互模型，我们能够准确地理解和解读用户的动作和指令，进而提供对应的响应和反馈。
二、常见的交互模型1. 命令行模型命令行模型是最早也是最基础的交互模型之一。
用户通过键盘输入特定的命令，计算机根据这些命令进行相应的操作。
这种模型适用于专业人士和高级用户，但对于普通用户来说较为复杂和不友好。
2. 图形用户界面（GUI）GUI 是计算机操作系统采用的一种人机交互模型。
用户通过直观的图形界面进行操作，使用鼠标点击、拖拽等方式来完成不同的操作。
GUI 的优点在于易于使用和学习，但对于复杂的操作可能不够高效。
3. 自然语言交互模型自然语言交互模型是近年来的发展趋势之一。
用户通过语音或者书面语言与计算机进行交互，计算机使用自然语言处理技术解析用户的语句并作出相应的回答或执行相应的任务。
这种模型非常智能和便捷，但目前仍面临着语义理解和语音识别的挑战。
三、交互模型的影响交互模型的选择和设计对于用户体验和效率都有着重要的影响。
1. 用户体验一个好的交互模型能够提供流畅、自然的交互体验，让用户能够轻松地完成自己的任务。
相反，一个糟糕的交互模型可能会让用户感到困惑和沮丧，甚至放弃使用。
因此，在设计交互模型时需要考虑用户的习惯和心理需求。
2. 效率与可用性交互模型的设计也关系到用户的工作效率和可用性。
一个高效的交互模型能够最大化地提高用户的工作效率，提供便捷的操作方式。
同时，一个易于学习和上手的交互模型也能够提高系统的可用性，降低用户的学习成本。
3. 技术实现不同的交互模型涉及到不同的技术实现。
例如，命令行模型主要依赖于命令解析和执行的技术，而自然语言交互模型则需要涉及到语义理解和语音识别等先进的技术。
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。
人机交互复习题-6
人机交互作业题一、名词解释二、+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。
& 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(pointingdevice)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。
人机交互
人机交互[单项选择题]1、在将人机界面的行为模型向结构模型转换时，只有在处理（）运算符时才会向模型中加入一个终止态。
A.〣B.[]C.[>D.>>参考答案：C[填空题]2简述人机交互的基本概念和主要研究内容有哪些？参考答案：人机交互（Human-Computer Interaction，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。
人机交互的主要研究内容包括：人机交互界面表示模型与设计方法（Model and Methodology）可用性分析与评估（Usability and Evaluation）多通道交互技术（Multi-Modal）认知与智能用户界面（Intelligent User Interface，IUI）群件（Groupware）Web设计（Web-Interaction）移动界面设计（Mobile and Ubicomp）[填空题]3简述人机交互技术经历了哪几个主要阶段？各阶段的主要特点是什么？参考答案：语言命令交互阶段：特点是用户以命令行的方式与计算机进行交互。
这个阶段是最早期交互阶段。
图形用户界面（GUI）交互阶段：主要特点是桌面隐喻、WIMP技术、直接操纵和“所见即所得”。
自然和谐的交互阶段：主要特点是使用基于语音、手写体、姿势、视线跟踪、表情等多种输入手段的多通道交互，其目的是使人能以声音、动作、表情等自然方式进行交互操作。
[填空题]4简述人机交互技术有哪些应用领域？参考答案：人机交互技术的应用领域几乎涵盖的当前人类社会的所有领域，主要领域包括制造业、教育科研、军事、日常生活、文化娱乐和体育等多个领域。
[填空题]5简述Norman认知模式的概念，说明认知模式的划分对人机交互系统设计的指导意义。
参考答案： N.orman把认知模式划分为经验认知模式和思维认知模式。
其中经验认知模式是指人在认知活动中能够有效、轻松地观察、操作和响应周围的事件，它要求人应该具备某些专门知识并达到一定的熟练程度。
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6.1.2 LOTOS
LOTOS -Language Of Temporal Ordering Specification， T.Bolognesi, H.Brinskma, "Introduction to the ISO Specification Language LOTOS”， 1987. 国际标准形式描述语言，适于描述具有并发、交 互、反馈和不确定性等特点的并发（concurrent） 系统中的行为。 开始作为一种描述网络协议的语言，由于交互系 统、特别是多通道交互系统有并发系统的特点， 因此成为用来描述交互系统的行为模型。
6.1.1 GOMS
4．选择 Selection
选择是用户要遵守的判定规则，以确定在特定环境下 所要使用的方法。 当有多个方法可供选择时，GOMS中并不认为这是一个 随机的选择，而是尽量来预测会使用哪个方法,这需要 根据特定用户、系统的状态、目标的细节来预测要选 择哪种方法。
用户Sam: Rule 1: Use the CLOSE-METHOD unless another rule applies Rule 2: If the application is GAME, use L7-METHOD
第6章 人机交互界面的表示模型
目的
在界面设计的早期阶段，研究建立一种 用户界面表示模型
利用形式化的设计语言来分析和表达用户 任务以及用户和系统之间的交互情况； 使界面表示模型能方便地映射到实际的设 计实现。
界面模型分类
任务分解和分析
能力模型（competence model）
预测和描述用户合法的交互行为序列
行为模型（performance model）
预测和描述用户合法的交互行为序列 描述用户的目的结构模型 cຫໍສະໝຸດ nstructional model
系统组成模型
主要内容
三种模型：
行为模型，主要从用户和任务的角度考虑如何来描述 人机交互界面，将详细介绍GOMS，UAN及LOTOS模 型。 结构模型，主要从系统的角度来表示人机交互界面。 重点介绍状态转换网络（STN-State Transition Network）和产生式规则 (Production Rule)。 事件-对象模型，是一种目前非常流行的面向对象的表 示模型，它将人机交互活动归结为事件与对象的相互 作用。
GOAL: ICONSIZE-WINDOW . [select GOAL: USE-CLOSE-METHOD . . MOVE-MOUSE-TO-WINDOW-HEADER . . POP-UP-MENU . . CLICK-OVER-CLOSE-OPTION . GOAL: USE-L7-METHOD . . PRESS-L7-KEY]
如何由界面的行为表示模型转换到系统的结构模 型。
参考材料
1) The Psychology of Human-Computer Interaction by S.K. Card et al. 2) Human-Computer Interaction (2nd Edition) by Alan J. Dix, et al. 3) 董士海等：《人机交互和多通道用户界面》. 科学出版社，1999. 2. 4) A Comparison of Approaches for Specifying Multi-Modal Interactive Systems，by Joelle Coutaz et al.
GOMS实例
Task:Editing
GOAL:EDIT-MANUSCRIPT GOAL:EDIT-UNIT-Task repeat until no more unit tasks GOAL:ACQUIRE-UNIT-TASK GET-NEXT-PAGE if at end of manuscript GET-NEXT-TASK GOAL:EXECUTE-UNIT-TASK GOAL:LOCATE-LINE [select:USE-QS-METHED USE-LF-METHOD] GOAL:MODIFY-TEXT [select:USE-S-METHOD USE-M-METHOD] VERIFY-EDIT
GOMS的局限性
GOMS没有清楚的描述错误处理的过程，假设用户完全 按一种正确的方式进行人机交互，因此只针对那些不 犯任何错误的专家用户。 GOMS对于任务之间的关系描述过于简单,只有顺序和 选择.事实上任务之间的关系还有很多种（具体参见 6.1.2节中LOTOS的介绍），另外选择关系通过非形式 化的附加规则描述，实现起来也比较困难。 GOMS把所有的任务都看作是面向操作目标的，而忽略 了一些任务所要解决的问题本质以及用户间的个体差 异，它的建立不是基于现有的认知心理学，无法代表 真正的认知过程。
6.1.1 GOMS
1.目标 Goals 目标就是用户执行任务最终想要得到 的结果,它可以在不同的层次中进行定义。 2. 操作 Operators 操作是任务分析到最低层时的行为， 是用户为了完成任务所必须执行的基本 动作。
6.1.1 GOMS
3. 方法 Methods 方法是描述如何完成目标的过程。一个方法本 质上来说是内部的算法，用来确定子目标序列及 完成目标所需要的操作。
GOMS应用
作为一种人机交互界面表示的理论模型， GOMS是人机交互研究领域内少有的几个广 为人知的模型之一，并被称为最成熟的工 程典范，该模型在计算机系统的评估方面 也有广泛的应用。 GOMS can save money!
美国电话公司NYNEX利用GOMS分析一套即 将被采用的新的计算机系统的应用效果，结 果发现效果不理想，放弃了使用新系统，为 公司节约了数百万的资金。
6.1 行为模型
分析人员获取用户需求后，结合领域专 家的意见和指导，获取系统中需要完成 的任务，对任务的主要因素进行详细地 分析，如任务的层次、发生条件、完成 的方法以及它们之间的关系等等。 所有这些内容，都是在行为模型中所要 研究的。
6.1.1 GOMS
1983年由Card, Morgan和Newell 提出的。 通过目标 (Goal)、操作 (Operator)、方 法 (Method) 以及选择规则 (Selection) 四个元素来描述用户的行为。 GOMS是在交互系统中用来分析建立用 户行为的模型。它采用“分而治之”的 思想，将一个任务进行多层次的细化。