人机交互技术 课件全套 李想 第1--10章 什么是人机交互、 人机交互概述和发展---梦幻森林案例教学.pptx

人机交互技术第一章 人机交互概述1.1人机交互的概念1.1.1为什么要研究人机交互自从上个世纪40年代计算机诞生以来，计算机和围绕计算机的信息产业蓬勃发展。当前，制造业、IT业、汽车行业等许多产业都有计算机的身影。人不但要跟电脑、平板、手机等看得见摸得着的计算机进行交互，而且要和嵌入到汽车、电视、微波炉等机器内部的计算机进行交互。现在很多人在研究人机交互，优秀的设计可以提高人们的工作效率，使人们的工作生活更加简洁，更加方便。什么是人机交互人机交互(Human-ComputerInteraction，简称HCI)是一门研究计算机系统与用户之间交互关系的学问。美国计算机协会ACM人机交互兴趣小组（SpecialInterestGrouponComputer–HumanInteraction，简称SIGCHI）给出了人机交互的定义，人机交互是关于设计、评价和实现供人使用的交互式计算系统，以及围绕这些方法的主要现象进行研究的一门学科。人机交互是与认知心理学、人机工程学、多媒体技术、虚拟现实技术等密切相关的综合学科，可以从不同的角度（计算机科学、机器和人）来研究人机交互。例如从计算机科学的角度，人机交互的焦点是交互，尤其是单个或多个用户与一个或多个计算机的交互，以及通过计算机系统的人际交互；而从机器的观点，计算机可能是独立运作的计算机，也可能是嵌入式计算机器，比如作为太空驾驶员座舱或者微波炉的一部分。从人类用户的角度看，需要考虑分布式系统，计算机辅助通讯，或依靠不同系统进行协同工作等特性。因此，人机交互既研究机械装置，也研究人的因素，人机交互是当代技术发展的一个重要支撑领域。人机交互的简史发展是人类亘古不变的主题，一个社会发展的关键在于其核心生产工具的发展。计算机作为新时代的核心生产工具，如何高效地与之交互一直是业界的研究热点。经过数十年的实践和发展，人机交互理念、技术和外围设备逐渐由萌芽走向发展和成熟。手工操作和命令行交互阶段ENIAC是一个庞然大物，重30余吨，占地约170平方米，包含18000只电子管。研究者通过手工开闭计算机上的开关作为输入，通过机器上指示灯的明暗作为输出。如图所示，在埃尼阿克计算机中，每个功能表上有多个开关，用户通过操作功能表上的开关进行数据输入。工作人员在设置ENIAC的一个功能表上的开关组上世纪50年代，人们开始使用穿孔纸带与计算机进行交互。穿孔纸带大约一寸宽，中间的一排小孔用来确定位置，两侧的大孔用来表示信息，穿孔或不穿孔表示1和0，计算机指令用大孔中的若干个孔表示，一条简单的程序通常都需要几米长的纸带，如图所示。但是，这种交互方式输入输出速度慢，可靠性低，逐渐被淘汰。早期的五孔纸带1956年，MIT开始研究使用键盘向计算机输入信息。60年代中期起，基于键盘的命令行接口成为大多数计算机的主要交互方式。操作人员在命令行界面中输入命令，界面接收命令行，然后把命令行文字翻译成相应的系统功能。整个70年代，甚至直到80年代，这种交互方式一直在持续使用。大家所熟知的Unix操作系统、微软的DOS系统、以及苹果的DOS系统都是采用命令行的方式。DECVT100，一个广泛应用的计算机终端（1978）图形化用户界面阶段进入70年代，计算机的使用范围日趋广泛，人机交互的设计理念随之前进。易用性（Usability）、用户友好逐渐成为人机交互设计的首要考虑要素，人机交互的理念进入以用户为中心（User-CenteredDesign，简称UCD）的时代。1968年，Stanford大学的道格拉斯·恩格尔巴特（DouglasEnglebart）博士发明了世界上第一个滑动鼠标，如图所示。设计的初衷是为了使计算机的操作更加简捷，代替在键盘上敲击繁琐的指令。恩格尔巴特制作的鼠标是一只小木头盒子，工作原理是由它底部的小球带动枢轴转动，从而使得内部的变阻器改变阻值来产生位移讯号，经计算机处理，鼠标的移动转化成了屏幕上的光标的移动。鼠标极大地改善了人机之间的交互方式，这个发明被电气与电子工程师协会（InstituteofElectricalandElectronicEngineers，简称IEEE）列为计算机诞生50年来最重大的事件之一。道格拉斯?恩格尔巴特拿着他发明的鼠标XeroxPalo于70年代中后期研制出原型机Star，形成了以窗口、图标、菜单和指示器为基础的图形界面，也称为WIMP界面，Apple公司最先采用了这种图形界面。1983年，苹果公司开发的Lisa桌面电脑配置了鼠标，并首次采用了图形化的用户界面（GraphicalUserInterface，简称GUI）。Lisa创造性地采用了桌面“隐喻(Metaphor)”，使用了位映射(bitamp)、窗口(window)、