整理人机交互_人机交互

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人机交互 第一章

1、√什么是人机交互（Human-Computer Interaction,HCI）以及简称 指关于设计、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学科。简称HCI 第二章

1、√概念模型：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

2、评价概念模型好坏：是否满足用户需要；是否容易被用户理解

3、三个相互联系的概念模型

(1)设计模型(2)系统映像(3)用户模型

4、分布式认知

I）√分布式认知的概念：分布式认知（Distributed Cognition）是一个包括认知主体和环境的系统，是一种包括所有参与认知的事物的新的分析单元。分布式认知是一种认知活动，是对内部和外部表征的信息加工过程。分布式认知是指认知分布于个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会和时间等之中。

//分布式认知法描述的是认知系统中发生了什么，它通常描述人员之间的交互，人们使用的物品及工作环境。I）√表象与人工制品

表象是指信息或知识在心理活动中的表现和记录方式，是外部事物在心理活动中的内部再现，一方面它反映客观事物，代表客观事物，另一方面又是心理活动进一步加工的对象。人工制品：是指人工制造的仪器、符号、程序、机器、方法、模式、理论、法规以及工作组织的形式等

I）分布式认知理论的特征：（1）强调个体与外部表象的结合，重视人工制品的作用（2）强调认知的分布性（3）强调交互作用和信息共享（4）关注具体情境和情境脉络

I）√分布式认知在人机交互中的应用：分布式认知的思想可用于指导像电子商务等系统的设计。设计合适的、易于记忆的表单、标签等人工制品 第三章

1、√虚拟现实交互设备

I）三维空间定位设备：(1)空间跟踪定位器(2)数据手套(3)三维鼠标(4)触觉和力反馈器 II）三维显示设备:(1)立体视觉(2)头盔式显示器(3)CAVE(4)真三维显示

数据手套为人与环境的虚拟结合提供了一种重要的手段。整个系统包括位置、方向传感器和沿每个手指背部安装的一组有保护的套的光纤导线，它们检测手指和手的运动。CAVE:为洞穴式显示环境，这是一种四面的沉浸式虚拟现实环境。

2、√真三维显示

真三维显示是三维显示的最终目标，是一种能够实现360度视角观察的三维显示技术，是现实景物的最真实的再现。

3、√真三维显示的分类以及每个分类的原理（期中）

扫描体显示（原理）:利用人类的视觉滞留原理，将一定时序范围内的基本三维面域，融合成一幅独立的三维影像。目前三维体扫描方法主要包括旋转体扫描技术和平移体扫描技术。固态体三维显示:是指产生图像时，不需要显示设备进行机械运动 第四章

1、√√人机交互输入模式原理与类型

原理：输入设备输入的信息和应用程序有机结合；输入设备多种多样，一个应用程序可对应多个输入设备，同一个设备又可能为多个任务服务，这就要求对输入过程的处理要有合理的模式。

三种基本模式类型：请求模式；采样模式；事件模式

I)请求模式：在请求模式下，输入设备的启动是在应用程序中设置的。应用程序执行过程中需要输入数据时，暂停程序的执行，直到从输入设备接受到请求的输入数据后，才继续执行程序。

II)采样模式：输入设备和应用程序独立地工作。输入设备连续不断地把信息输入进来，信息的输入和应用程序中的输入命令无关。应用程序在处理其它数据的同时，输入设备也在工作，新的输入数据替换以前的输入数据。当应用程序遇到取样命令时，读取当前保存的输入设备数据。

优点：这种模式对连续的信息流输入比较方便，也可同时处理多个输入设备的输入信息。缺点：当应用程序的处理时间较长时，可能会失掉某些输入信息。

III)事件模式：输入设备和程序并行工作。输入设备把数据保存到一个输入队列，也称为事件队列，所有的输入数据都保存起来，不会遗失。应用程序随时可以检查这个事件队列，处理队列中的事件，或删除队列中的事件。

2、√语音交互技术

语音识别:是计算机通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本文件或命令的技术，其所涉及的领域包括：信号处理、模式识别、概率论和信息论、发声机理和听觉机理、人工智能等。

【（重点）一个完整的语音识别系统大致可分为：语音特征提取，声学模型与模式匹配语言模型与语义理解三部分。】

3、√√笔交互技术

手写识别技术是笔交互中的一种基本技术，指将在手写设备上书写时产生的有序轨迹信息化转化为汉字内码的过程。

联机手写文字的识别过程通常分为四个阶段：预处理、特征抽取、特征匹配和判别分析 脱机识别是机器对于已经写好或印刷好的静态的语言文本图像的识别。

联机识别是指用笔在输入板上写：用户一边写，机器一边进行识别，可实时人机交互。P75用WPF实现数字墨水手绘涂鸦后台代码（重点）

public partial cla MainWindow : Window {public MainWindow(){ InitializeComponent();} private void Window_Closing(object sender, System.ComponentModel.CancelEventArgs e){var f = new System.IO.FileStream(“pic.ink”, System.IO.FileMode.OpenOrCreate);ink.Strokes.Save(f);f.Close();} 第五章

1、√图形用户界面的主要思想：（1）桌面隐喻，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。（2）所见即所得，在WYSIWYG交互界面中，其所显示的用户交互行为与应用程序最终产生的结果是一致的。（3）直接操纵，直接操纵是指可以把操作的对象、属性、关系显式地表示出来，用光笔、鼠标、触摸屏或数据手套等指点设备直接从屏幕上获取形象化命令与数据的过程。

2、√图形用户界面设计的一般原则（7点）：界面要具有一致性；常用操作要有快捷方式；提供必要的错误处理功能；提供信息反馈；允许操作可逆；设计良好的联机帮助；合理划分并高效地使用显示屏幕

3、√用户体验及包含元素：【用户体验（User Experience，UX）通常是指用户在使用产品或系统时的全面体验和满意度。用户体验主要有下列四个元素组成：品牌（Branding）；使用性（Usability）；功能性（Functionality）；内容（Content）】（重点）

4、√设计流程有哪些方法：情境访谈，走进用户的现实环境，尽量了解你的用户的工作方式、生活环境等情况；焦点小组，组织一组用户进行讨论，让你更了解用户的理解、想法、态度和需求；单独访谈，一对一的用户讨论，让你了解某个用户是如何工作，使你知道用户的感受、想要什么及其经历等。

【这些方法用来观察用户、分析用户】 第六章√主要图

1、人机交互界面表示模型：

I)行为模型：该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

II)结构模型：该模型主要从系统的角度来表示人机交互界面。重点介绍产生式规则和状态转换网络 III)模型转换：主要介绍行为模型和结构模型之间的转换 IIII)表现模型：主要介绍人机界面表现的具体描述方法

2、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的分析，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。（1）GOMS（Goal,Operator,Method,Selection）:目标操作方法和选择行为模型是在交互系统中用来分析用户复杂性的建模技术，用于建立用户行为模型。它采用”分而治之“的思想，将一个任务进行多层次的细化，通过目标（Goal)、操作（Operator）、方法（Method）以及选择规则（Selection rule）四个元素来描述用户行为。

目标（Goal)：就是用户执行任务最终想要得到的结果

操作（Operator）：是任务分析到最底层时的行为，是用户为了完成任务所必须执行的基本动作 方法（Method）：是描述如何完成目标的过程。一个方法本质上来说是一个内部算法，用来确定子目标序列及完成所需要

选择规则（Selection rule）：是用户要遵守的判定规则，以确定在特地环境下所使用的方法 GOMS方法有一定的局限性：从表示方法来看，一旦一个子目标由于错误而导致目标无法正常实现而异常终止，系统将无法处理，这种错误可能是用户选择错误，也可能是操作的错误，甚至可能是系统的错误等，这些错误在GOMS模型中无法描述；GOMS对于任务之间的关系描述过于简单，只有顺序关系和选择关系，实际上任务之间的关系还有很多种，这也限制了它的表示能力，另外选择关系通过非形式化的附加规则来描述，实现起来也比较困难；由于GOMS把所有的任务都看作是面向目标的，从而忽略了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，故无法表示真正的认知过程。

（2）LOTOS(Language Of Tenporal Ordering Specification):时序关系说明语言是一种作为国际标准的形式描述语言，它提供了一种通用的形式语义，可保证描述不存在二义性，便于分析和一致性测试理论的研究。其基本思想是用一套形式化和严格的表示法来刻画系统外部可见行为之间的时序关系，系统由一系列进程组成，两个以上的进程执行同一个外部可见的行为时会发生交互，进行数据交换、信息传递、协调同步等操作。LOTOS模型中定义的基本算符：

T1 ||| T2(交替Interleaving):T1和T2两个任务相互独立执行，可按任意顺序执行，但永远不会同步。

T1 [] T2(选择Choice)：需要在T1，T2中选择一个执行，一旦选择某一个后，必须执行它直到结束，在这中间另一个再无执行机会。任务如何来选择，并没有给出一定的形式化描述。T1 |[a1,...,an]|T2(同步Synchronization):任务T1，T2必须在动作(a1,...,an)处保持同步。T1 [>T2(禁止Deactivation)：一旦T2任务被执行，T1便无效（不活动）。T1 >>T2（允许Enabling）：当T1成功结束后才允许T2执行。

LOTOS模型很好的描述任务之间的时序约束关系，这些时序约束关系能更好的描述GOMS中子目标之间的关系，因此如果能将两个表示模型结合起来，即用GOMS模型描述任务之间的的关系，而用LOTOS给出任务之间的约束关系，就可以增加两种模型的表示能力。

（3）UAN(User Action Notion)：用户行为标注是一种简单的符号语言，着眼于用户和界面两个交互实体的描述，主要描述用户的行为序列以及在执行任务时所用的界面 UAN模型的标识符主要有两种：用户动作标识符和条件选择标识符。

用户动作标识符在UAN的表示模型中有一些常用的已经预定义的符号，用来表示常见的用户界面的交互动作。如：

move_mouse(x,y)移动鼠标至(x,y)；

release_button(x,y)在(x,y)位置释放鼠标按钮； highLight(icon)使icon高亮显示；

de_highlight(icon)取消icon的高亮显示 条件选择标识符: While(condition)TASK 当条件condition为真时，循环执行任务TASK;If(condition)then TASK 如果条件condition满足，则执行任务TASK； Iteration A* or A+ 表示迭代操作；

Waiting 表示等待，可以等待一个条件满足，也可以等待任务中的一个操作执行。

(4)CTT任务模型表示法是一种基于图形符号的，采用层次的树状结构来组织并表示任务模型的方法。

详见书本104到1092、结构模型

形式化语言的描述----产生式规则：一般形式

If condition then action 或condition-->action 或condition：action 产生式规则系统包括：事件引导的系统，状态引导的系统，混合引导系统 事件引导的系统：

事件有以下三种类型：用户事件，内部事件，系统响应事件

状态引导的系统（5个属性）：Mouse;Line-state;Rubber-band;Menu;Draw 混合引导系统（3个属性）:Bold;Italic;Underline 【如果有n个转换开关，则会产生2n个规则】详见书本1123、状态转换网络（STN）的基本思想是定义一个具有一定数量的状态转换机，称之为有限状态机（FSN），FSN从外部世界中接收到事件，并能使FSN从一个状态换到另一个状态。两种基本的状态转换网络：传统状态转换网络、扩展状态转换网络

I)传统状态转换网络（有向图）：组成部分（状态、箭头）【假设系统由n个状态组成，状态之间的转换最多可能有n*(n-1)】详见书本114图

扩展状态转换网络局限性：状态爆炸问题（需要定义出系统的所有状态，这对于小型的系统是没有问题的，但是在较大的系统中，系统会很快奔溃，状态的数目是呈指数级增长的同时状态的增长直接导致了状态转换网络过于复杂，无法实际应用）；大的状态转换网络的设计与修改依靠手工完成也是不现实；不能直接反映人的总体交互行为 II)扩展状态转换网络：书本115到117图

4、行为模型与结构模型的转换：书本120到122图

5、表现模型：描述了用户界面的表现形式，由层次性的交互对象组成。交互对象一般由抽象交互对象和具体交互对象组成。【123页最下面到124也最上面if语句里面的意思】 面板间的关系：并列，嵌套，依赖

面板界面分为三类：独立显现的自由面板、面板面板、原子面板

第九章

1、√可用性的定义：国际标准化组织（ISO）给出的可用性定义是特定的用户在特定的环境下使用产品并达到特定的目标的效力、效率和满意的程度。

2、5个方面理解可用性（1）有效性（2）效率（3）吸引力（4）容错能力（5）易于学习

3、√可用性工程：就是改善系统的可用性的迭代过程

4、√可用性工程生命周期（6点）：（1）了解用户（2）竞争性分析3）设定可用性目标（4）用户参与的设计（5）迭代设计（6）产品发布后的工作

5、√支持可用性设计原则（填空）I)可学习性：是指交互系统能否让新手学会如何使用系统，以及如何达到最佳交互效能。（支持可学习性的原则包括：可预见性、同步性、熟悉性、通用性、一致性）

II)灵活性：体现了用户与系统交流信息方式的多样性（包括：可定制性、对话主动性、多线程、可交换性、可替换性）

III)鲁棒性：用户使用计算机的目的是达到某种目标。能否成功地达到目标和能否对到达的目标进行评估就体现为交互的鲁棒性。（包括可观察性、可恢复性、响应性、任务规范性）

6、用户模型法：是用数学模型来模拟人机交互的过程。在人机交互领域中最著名的预测模型是GOMS模型。GOMS是描述任务和用户执行该任务所需知识的方法，通过目标（goal）、操作符（operator）、方法（method）以及选择规则（select rule）。

7、√认知性遍历认为用户完成一个任务的过程需要三步骤：（1）用户在交互界面上寻找能帮助完成任务的行动方案；（2）用户选择并采用看起来最能帮助完成任务的行动（3）用户评估系统作出的反馈，判断在任务上的进展情况

8、用户测试就是让用户真正去使用软件系统，由实验人员对实验过程进行观察、记录和测量。一次用户测试包括：前期准备、测试阶段、测试评价三部分

9、放声思考法也被称为边做边说法，是一种非常有价值的可用性工程的方法