软件产品界面设计知识收藏之五

（六）人机界面的发展

人机交互界面研究已经历了两个界限分明的时代，第一代是以文本为基础的交互，如菜单、命令、对话等，难用且不灵活。第二代则是直接操作界面，它引出更自然的视觉通信交互。而下一代则是交互多媒体集成方法，需要大量使用语言，自然语言和高级图形，也可使用其它交互媒体，如人的动作、手势和三维图像等。而人机交互界面的研究已超越心理学，并进入到社会学的研究，界面技术与多媒体技术，通信技术，特别适于人工智能技术愈来愈密不可分。下面就个方面进行一下介绍

1.人机界面发展概述；
2.用户界面管理程序；
3.自适应人机界面；
4.智能界面管理系统；
5.对话形式规范说明；
6.界面系统设计方法的改进；
7.人机界面总结。

人机界面发展概述

1.人机界面领域的形成

　　从计算机问世以来，早期用户是以计算机专业人员为主，但随着计算机广泛进入人们的工作生活领域，计算机用户发生了改变，非计算机专业的普通用户成了用户的主体。这一重大转变使计算机的可用性问题变得日益突出起来。人机界面应当是什么样的？如何去建造这样的界面？人们开始关注和研究这些问题。这些问题既涉及人也涉及计算机及一些相关的学科如：心理学、人的因素学（Human Factors）、社会学、语言学等。随着计算机技术的发展，应用领域的拓宽，从而带来了不同的理论方法。 八十年代以来，人机界面的研究有了前所未有的发展，微型计算机的迅速普及为此起了重要的推动作用。

2.有关人机界面的会议、刊物

3.研究人机界面的各种理论和方法:

(1)分析与评价技术:
　　用于分析、评价用户界面有效性的理论和经验方法，如任务分析、话语分析、内容分析及可用性评价等。
(２)设计方法论:
　　用来产生好的用户界面设计的方法与技术，如：软件心理学、环境因素设计法、多方参与设计法以及支持设计过程的工具和表记法。
(３)开发工具和方法:
　　支持用户界面开发的工具箱、用户界面管理系统（UIMS）、快速原型法和程序设计辅助工具等。
(４)交互方式与设备:
　　新的输入／输出设备和设备运用策略，包括视觉、声音、触觉、姿态等通信模态及多种模态的集成。
(５)关键用户界面成分：
　　如用户界面隐喻（metaphor）、用户界面风格、智能 界面技术、取消、超文本／超媒体以及联机帮助。
(６)用户模型：
　　包括用户行为模型、关于系统的用户内心模型、用户个体差异等。
(７)特定应用的用户界面设计： 　　
　　满足某类应用问题对人机交互作用的特定限制条件和要求的用户界面设计。如：虚拟现实、智能辅导系统、信息检索、Internet/WWW、CAD/CAM、专家系统过程控制、决策支持等。
(８)计算机辅助协同工作（CSCW）：
　　关于如何使用计算机系统帮助人的群体有效协同工作的研究，包括现场观察研究、理论模型、群体用户界面开发设计等。
(９)法律与标准：
　　关于用户界面的专利和版权问题、用户界面的标准化。

　　这些研究方向目前大多处于十分活跃的发展阶段，并且有着较强的分化和相互渗透倾向，有些方向甚至有可能发展为具有相当规模的相对对立的研究领域

用户界面管理程序(User Interface Manager)

１.ＵＩＭ的引出与形成
　　用户界面管理程序是一种功能完备的软件构件，它可取代管理用户界面的一切功能。由于大多数应用软件用于交互系统，而且许多软件的工作量是为实现用户界面，所以重复编程浪费了时间和人力。由此引出了ＵＩＭ。

2.ＵＩＭ的特点
　　可作为一种多方面适用的、可再用的界面模块负责所有界面呈现和对话管理。

3.ＵＩＭ的功能
　　是负责所有界面呈现和用户管理，下图描述了其模式：

　　一个完整的ＵＩＭ的方案是提供界面构件和管理工具，它们能帮助程应用序员快速构造界面，并在原型开发周期中评估设计。

４.ＵＩＭ的简单开发工具

　　屏幕描绘仪，屏幕设计工具。

智能界面管理系统

1.简介:

　　智能界面是用户界面管理程序[UIM]的一个典型。它是一种功能完备的软件构件，可以取代管理用户界面的一切功能。只是不包括与作业处理相应的应用软件。

2.智能界面管理系统的设计目标：
　　多方面适用且可重用的界面模块，既与用户联系，又与应用软件联系。

3.智能界面管理系统要求：
　　要能适应于不同类型的应用软件，也要能无须做实则性的修改即可在不同系统环境间移植。

4.智能管理系统的研究：
　　集中于如何从界面中分类除应用软件以及提供界面构件和管理工具，从而能帮助应用程序人员快速构造界面，并在原型开发中就能评估界面设计。

5.对话形式规范化说明

对话的形式规范说明的必要性:

　　Ｉ.用形式化体系设计的界面,可增强可靠性。
　　II.可用软件模块构造界面，实现可重用性。

已存在的几种形式规范描述：

　　1.用Z语言对界面行为进行行为描述（Sufran,1986）。
　　2.用路径代数（Alty,1984）描述对话序列。
　　3.代数形式化体系描述系统的交互集（Dix和Runciman,1985）。

　　形式化技术的不同点在于它们的表达能力和灵活性，但总的目的是向人们演示，对话行为可作有限的描述。 例如：“所见即所得”（What You See Is What You Get）原则，按生成型工程原理GUEPS可细化为因果语句和状态约束集描述界面怎样正常工作，怎样不能正常工作。 形式规范化面临着许多问题，关键在于对什么内容形式，但其仍在发展。

形式规范的发展方向：

　　是把软件工程原则和认知问题用于交互，病推导出一系列用于设计的上下文无关的原则，实现界面工程化设计。

人机界面设计方法的改进

　　人机界面设计是系统设计过程的一部分，所以必须结合到现代系统开发方法中去。目前的系统开发方法对界面设计问题和用户关注太少或更本没加注意，以致用户批评仍持续不断。界面设计共同课题是让用户关心和介入。其目的在于促进人在系统开发中的参与与作用。

以用户为中心的设计方法：

　　1.用户参与设计——用户应当积极主动加入设计过程，并进入设计组共同进行决策。
　　2.以用户为中心的设计——系统设计必须根据用户的需要来确定,而不能由功能过程需求,或硬件限制等来推动。
　　3.迭代设计（原型设计）——人机交互文献特别强调，在设计期间必须注意原型及其细化周期的概念。

人机界面的评估也是重要的研究课题方法：

（1）诊断分析——确定界面设计的不良特性；
（2）监视——误差率、命令使用频率和使用持续时间；
（3）实验分析——收集评估数据。

人机界面的总结

　　随着人机界面在计算机容量、网络技术、图形技术、多媒体技术以及新型输入输出设备方面的迅速发展，将使今后的人机界面具有一些新的特点：

　　（1）人与计算机的交互操作变得更接近于同现实世界的交互操作，为减轻人在交互作用上的认识负担和更多地利用人从演化和经历中获得的自然技能提供了新的可能性。

　　（2）人机界面将越来越多地具有多模态高宽带的特点。更多的人的感受表达模态将被用于和计算机的信息交流，甚至以设想最重要把人的神经细胞的直接触发和测取作为交互的通道，为此同时输入输出设备之间的区别将变得越来越不明显。

　　（3）网络技术尤其是Internet的普及使今后的计算机用户具有更多的群体特点，从而对适应人的群体社会化组织和行为规律的群体用户界面将会有大的需求。

　　人机界面设计下一代方法是交互的集成方法。 它将大量地使用语音、自然语言和高级图形，也可用其它交互媒体，如眼的动作和手势、姿态等，还可用三维图像以生动地引导解释交互和任务。

　　总之，未来的人机界面设计对研究和设计者者提出了多方面的挑战。许多信息技术领域的公司企业，这些年纷纷对与用户界面开发有关的专业人员提出要求，很多大学适应这种要求，设立了相关的课题甚至专业。

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