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人機交互技術(Human-Computer Interaction Techniques)是指通過計算機輸入、輸出設備,以有效的方式實現人與計算機對話的技術。它包括機器通過輸出或顯示設備給人提供大量有關信息及提示請示等,人通過輸入設備給機器輸入有關信息及提示請示等,人通過輸入設備給機器輸入有關信息,回答問題等。人機交互技術是計算機用戶界面設計中的重要內容之一。它與認知學、人機工程學、心理學等學科領域有密切的聯繫。

圖形用戶界面

      介於人與計算機之間,人與機器的通信,人機界面(HCI):軟體+硬體

發展:
     

人機交互人機交互
 

由指示燈和機械開關組成的操縱界面->由終端和鍵盤組成的字元界面(80年代)->由多種輸入設備和光柵圖形顯示設備構成的圖形用戶界面(GUI),(90年代)PC,工作站,WIMP(W-windows、I-icons、M-menu、P-pointing devices)界面,所見即所得->VR技術(發展方向)

由計算機發展決定:
      科學計算機型->無處不在的計算機,人機溶合,提高交互效率。

HCI
      HCI是設計、評估和執行交互計算機系統以及研究由此而發生的相關現象的。

      HCI是未來的計算機科學。我們已經花費了至少50年的時間來學習如何製造計算機以及如何編寫計算機程序。下一個新領域自然是讓計算機服務並適應於人類的需要,而不是強近人類去適應計算機。
      ----Dan R.Olsen(CMC)


多媒體人機交互技術

人機交互:
      Human Computer Interaction,是研究人與計算機之間交互的技術。

多媒體人機交互技術概述:

      多媒體人機交互技術是多媒體技術和人機交互技術的結合。
      信息表示的多樣化和如何通過多種輸入輸出設備與計算機進行交互是多媒體人機交互技術的重要內容。
      多媒體人機交互是基於視線跟蹤、語音識別、手勢輸入、感覺反饋等新的交互技術。

人機界面:
      User Interface,又稱用戶界面,是計算機與人之間交流的介面。

人機界面的發展
      手工操作:最早的計算機採用
      命令通行無阻:DOS等操作系統採用
      圖形用戶界面:Windows系列採用

      人機界面的設計和開發在整個系統的研製中佔40%~60%的比重。

多媒體人機交互方式:

輸入
      鍵盤輸入:傳統方式
      滑鼠輸入:圖形用戶界面的重要輸入方式
      手寫輸入:手寫漢字識別,"平板電腦"
      語音輸入
      觸摸屏輸入
      數字化儀輸入:適用於CAD/CAM系統
      掃描輸入:條形碼、掃描儀、光電閱讀器
      三維輸入:數據手套、三維滑鼠、力矩球等
      視覺輸入:攝像設備。機器人的視覺

輸出
      顯示終端輸出:重要工具。
      聲響輸出:聲波
      列印輸出:標準輸出設備之一
      三維輸出:產生三維輸出的設備有投影顯示器、頭盔顯示器、電視眼境等

多媒體人機交互技術應用領域
      軟體界面設計:多媒體化
      自然語言人機交互
      輸入輸出裝置的設計
      計算機輔助設計和製造(Computer Aided design CAD/Computer aided manufacturing CAM)

什麼是理想人機交互技術

  人機交互技術幾十年來經歷了幾個不同的主要發展階段和典型風格。當前,占統治地位的圖形用戶界面(WIMP/GUI)正遭受不斷的批評,而新的交互技術尚不成熟和普及,於是人們更為熱衷於爭論未來的人機界面「可能是什麼樣子」而且莫衷一是。在此,我們也想加入這種討論的行列,根據幾年來研究工作的心得發表一些看法,談談什麼是理想人機交互風格。我們的出發點處於人機工程學這個大背景,遵循人機工程學的基本觀點,在「以人為中心」前提下強調人機配合。

  讓我們先考察在人機工程學出現之前人類如何對待工具。不管某個具體工具的設計者在某個具體時期如何理解人與工具的關係,就人類勞動(尤其是製造和使用工具)的歷史長河而言,人類是在努力不懈地改造和馴服自然,而工具的製造和完善都是在服從這種目的的前提下進行的。就使用特定工具是否需要經過訓練以及所需訓練的程度如何,也是不一而論的。人的技能有簡單與複雜之分,也許人人都能學會打字,但未必人人都能學會駕駛太空梭。

  較為合理的看法是「自然人機交互是利用人的日常技能進行的」,強調無需特別訓練或不需要訓練。但究竟什麼是「日常技能」以及日常技能是否都是不經訓練或稍作訓練即可獲得呢?語言(特別是書面語言)是必須經過訓練的,音樂、繪畫、生產工藝等莫不如此。我們認為,人從日常環境走向計算環境時原本具有的技能便是所謂的「日常技能」。可見這是一個相對的概念,其中並不細究是否需訓練的問題。所以我們不能以是否需要訓練來衡量人機交互技術的好壞。人機工程學並不否定訓練,避免訓練或減少訓練是人們的願望,但能否做到並不完全由人的主觀意志決定,應根據人機交互任務的目的、特點、場合以及實現成本等因素來決定人機交流應達到的自然性程序。

  也許對於早期的「純粹」的計算機問題和為數極少的計算機專家而言,命令語言及程序語言界面是足夠的。但是當計算機大量應用於CAD/CAM、字處理、MIS等非數值計算領域之後,需要進行大量幾何的、空間的、非數值的、非符號的信息處理手段,此時形式語言界面的複雜性、抽象性,對記憶負荷要求等限制了計算機應用的深入和普及,隨之直接操縱給用戶界面技術應運而生並廣受歡迎。我們相信,形式語言不會消失,當然也不能強迫所有用戶都接受它。這正如數學語言並不會被其它形式的語言(如圖形的、手勢的)所取代,雖然心理學家嘗試在數學教育中大量利用非數學手段;又如流行音樂與高雅音樂各分秋色,聽眾各有所好。目前,直接操縱界面不但沒有徹底取代形式語言界面,而且其自身也表現出許多局限性。而基於語言的對話式交互方式又重新開始受到重視,只是對話語言不再限於單純的形式語言,而是引入了自然語言或類自然語言對話,如所謂的第四代語言,甚至引入基於語音的人機對話。基於形式語言、自然語言或類自然語言的用戶界面本質上都是命令驅動的,其基本模式與直接操作用戶界面相反。這兩種本質不同的人機交互模式在人類的日常活動中都存在其對應的形式,分別對應於語言的和非語言的交際活動,後者泛指形體語言,包括姿勢,情態、觸摸、近體、標誌等。語言具有後天習得性,有口頭語言和書面語言兩種,書面語言需要正規和專門的教育和訓練才能掌握。

  我們認為,自然人機交互模式是以直接操縱為主的、與命令語言特別是自然語言共存的人機交互形式。理想的人機交互模式就是「用戶自由」。

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