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中科永联高级技术培训中心(www.itisedu.com

      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。

图形用户界面

      介于人与计算机之间,人与机器的通信,人机界面(HCI):软件+硬件

发展:
      由指示灯和机械开关组成的操纵界面->由终端和键盘组成的字符界面(80年代)->由多种输入设备和光栅图形显示设备构成的图形用户界面(GUI),(90年代)PC,工作站,WIMP(W-windows、I-icons、M-menu、P-pointing devices)界面,所见即所得->VR技术(发展方向)

由计算机发展决定:
      科学计算机型->无处不在的计算机,人机溶合,提高交互效率。

HCI
      HCI是设计、评估和执行交互计算机系统以及研究由此而发生的相关现象的。

      HCI是未来的计算机科学。我们已经花费了至少50年的时间来学习如何制造计算机以及如何编写计算机程序。下一个新领域自然是让计算机服务并适应于人的需要,而不是强近人类去适应计算机。
      ----Dan R.Olsen(CMC)


多媒体人机交互技术

人机交互:
      Human Computer Interaction,是研究人与计算机之间交互的技术。

多媒体人机交互技术概述:

      多媒体人机交互技术是多媒体技术和人机交互技术的结合。
      信息表示的多样化和如何通过多种输入输出设备与计算机进行交互是多媒体人机交互技术的重要内容。
      多媒体人机交互是基于视线跟踪、语音识别、手势输入、感觉反馈等新的交互技术。

人机界面:
      User Interface,又称用户界面,是计算机与人之间交流的接口。

人机界面的发展
      手工操作:最早的计算机采用
      命令通行无阻:DOS等操作系统采用
      图形用户界面:Windows系列采用

      人机界面的设计和开发在整个系统的研制中占40%~60%的比重。

多媒体人机交互方式:

输入
      键盘输入:传统方式
      鼠标输入:图形用户界面的重要输入方式
      手写输入:手写汉字识别,"平板电脑"
      语音输入
      触摸屏输入
      数字化仪输入:适用于CAD/CAM系统
      扫描输入:条形码、扫描仪、光电阅读器
      三维输入:数据手套、三维鼠标、力矩球等
      视觉输入:摄像设备。机器人的视觉

输出
      显示终端输出:重要工具。
      声响输出:声波
      打印输出:标准输出设备之一
      三维输出:产生三维输出的设备有投影显示器、头盔显示器、电视眼境等

多媒体人机交互技术应用领域
      软件界面设计:多媒体化
      自然语言人机交互
      输入输出装置的设计
      计算机辅助设计和制造(Computer Aided design CAD/Computer aided manufacturing CAM)

什么是理想人机交互技术

  人机交互技术几十年来经历了几个不同的主要发展阶段和典型风格。当前,占统治地位的图形用户界面(WIMP/GUI)正遭受不断的批评,而新的交互技术尚不成熟和普及,于是人们更为热衷于争论未来的人机界面“可能是什么样子”而且莫衷一是。在此,我们也想加入这种讨论的行列,根据几年来研究工作的心得发表一些看法,谈谈什么是理想人机交互风格。我们的出发点处于人机工程学这个大背景,遵循人机工程学的基本观点,在“以人为中心”前提下强调人机配合。

  让我们先考察在人机工程学出现之前人类如何对待工具。不管某个具体工具的设计者在某个具体时期如何理解人与工具的关系,就人类劳动(尤其是制造和使用工具)的历史长河而言,人类是在努力不懈地改造和驯服自然,而工具的制造和完善都是在服从这种目的的前提下进行的。就使用特定工具是否需要经过训练以及所需训练的程度如何,也是不一而论的。人的技能有简单与复杂之分,也许人人都能学会打字,但未必人人都能学会驾驶航天飞机。

  较为合理的看法是“自然人机交互是利用人的日常技能进行的”,强调无需特别训练或不需要训练。但究竟什么是“日常技能”以及日常技能是否都是不经训练或稍作训练即可获得呢?语言(特别是书面语言)是必须经过训练的,音乐、绘画、生产工艺等莫不如此。我们认为,人从日常环境走向计算环境时原本具有的技能便是所谓的“日常技能”。可见这是一个相对的概念,其中并不细究是否需训练的问题。所以我们不能以是否需要训练来衡量人机交互技术的好坏。人机工程学并不否定训练,避免训练或减少训练是人们的愿望,但能否做到并不完全由人的主观意志决定,应根据人机交互任务的目的、特点、场合以及实现成本等因素来决定人机交流应达到的自然性程序

  也许对于早期的“纯粹”的计算机问题和为数极少的计算机专家而言,命令语言及程序语言界面是足够的。但是当计算机大量应用于CAD/CAM、字处理、MIS等非数值计算领域之后,需要进行大量几何的、空间的、非数值的、非符号的信息处理手段,此时形式语言界面的复杂性、抽象性,对记忆负荷要求等限制了计算机应用的深入和普及,随之直接操纵给用户界面技术应运而生并广受欢迎。我们相信,形式语言不会消失,当然也不能强迫所有用户都接受它。这正如数学语言并不会被其它形式的语言(如图形的、手势的)所取代,虽然心理学家尝试在数学教育中大量利用非数学手段;又如流行音乐与高雅音乐各分秋色,听众各有所好。目前,直接操纵界面不但没有彻底取代形式语言界面,而且其自身也表现出许多局限性。而基于语言的对话式交互方式又重新开始受到重视,只是对话语言不再限于单纯的形式语言,而是引入了自然语言或类自然语言对话,如所谓的第四代语言,甚至引入基于语音的人机对话。基于形式语言、自然语言或类自然语言的用户界面本质上都是命令驱动的,其基本模式与直接操作用户界面相反。这两种本质不同的人机交互模式在人类的日常活动中都存在其对应的形式,分别对应于语言的和非语言的交际活动,后者泛指形体语言,包括姿势,情态、触摸、近体、标志等。语言具有后天习得性,有口头语言和书面语言两种,书面语言需要正规和专门的教育和训练才能掌握。

  我们认为,自然人机交互模式是以直接操纵为主的、与命令语言特别是自然语言共存的人机交互形式。理想的人机交互模式就是“用户自由”。

 

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标签: 人机交互

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