簡析人機界面的設計
作者:電容式觸摸屏時間:2013-08-09 來源:中國測控網
北京時間08月09日消息,中國觸摸屏網訊, 受傳統觀念的影響,在很長時間里,人機界面的設計一直不為設計人員所重視,認為這純粹是為了取悅用戶而進行的低級活動,沒有任何實用的價值。評價一個設計產品質量高低的唯一標準,就是看它是否具有強大的功能,能否滿足用戶的要求。但是近年來,隨著計算機硬件技術的迅猛發展,計算機的存儲容量、運行速度和可靠性等技術性能指標有了顯著提高,計算機硬件的生產成本卻大幅度下跌,個人計算機日益普及,計算對加工機械設備的控制使機械產品的加工效率大幅度的提高,這表明,人機界面的質量已成為一個大問題,友好的人機界面設計已經成為設計的一個重要組成部分。
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傳統的機械設計以設計產品為主要目標,更多地考慮產品本身功能的實現,雖然也或多或少地涉及了人的因素,但主要是考慮如何讓人適應機器,而沒有把人作為設計的一個目標,沒有規范化地考慮人的因素。這就很難保證機器操作效率最佳,也不易判斷設計質量的高低。人機工程學強調將人和機器作為相互聯系的兩個基本部分構成一個整體,形成人機系統。人機工程設計的是人機系統,是把人作為系統設計的一部分,把人—機—環境三者作為一個系統進行總體設計。人不再是被動地去適應機器,而是與機器共同完成一個系統目標,從而可以獲得系統的最高綜合效能。
人機系統模型的意義在于指出了人機之間存在著信息環路,人機相互聯系,具有信息傳遞的性質。這個系統能否正常工作,取決于信息傳遞過程是否持續有效地進行。人機系統設計把模型中的人、人機界面和機器共同作為目標進行設計。但是在傳統設計中,往往忽略左半部分——人的設計。
一、 人機界面
人機界面的說法以往常見的是在人機工程學中。“人機界面”是指人機間相互施加影響的區域,凡參與人機信息交流的一切領域都屬于人機界面。而設計藝術是研究人一物關系的學科,對象物所代表的不是簡單的機器與設備,而是有廣度與深度的物;這里的人也不是“生物人”,不能單純地以人的生理特征進行分析。人的尺度,既應有作為自然人的尺度,還應有作為社會人的尺度;既研究生理、心理、環境等對人的影響和效能,也研究人的文化、審美、價值觀念等方面的要求和變化。設計的界面存在于人一物信息交流,甚至可以說,存在人物信息交流的一切領域都屬于設計界面,它的內涵要素是極為廣泛的。可將設計界面定義為設計中所面對、所分析的一切信息交互的總和,它反映著人一物之間的關系。
為了便于認識和分析設計界面,可將設計界面分類為3類,后一類較前一層更為高級:
1) 功能性設計界面:接受物的功能信息,操縱與控制物,同時也包括與生產的接口,即材料運用、科學技術的應用等等。這一界面反映著設計與人造物的協調作用。
2) 情感性設計界面:即物要傳遞感受給人,取得與人的感情共鳴。這種感受的信息傳達存在著確定性與不確定性的統一。這種界面反映著設計與人的關系。
3) 環境性設計界面外部環境因素對人的信息傳遞。任何一件或一個產品或平面視覺傳達作品或室內外環境作品都不能脫離環境而存在,應該說,設計界面是以功能性界面為基礎,以環境性界面為前提,以情感性界面為重心而構成的,它們之間形成有機和系統的聯系。設計因素復雜化導致設計評價標準困難化。設計界面體現了人一物交流信息的本質,也是設計藝術的內涵,它包括了設計的方方面面,明確了設計的目標與程序。
二、 人機界面的風格分析
這里所指的人機界面的風格,是指計算機系統的用戶界面上控制輸入的方法,大致經過了四代的演變:
1.1 命令語言:在圖形顯示、鼠標、高速工作站等技術出現之前,現實可行的界面方式只能是命令和詢問方式,通信完全以正文形式并通過用戶命令和用戶對系統詢問的響應來完成。這種方式使用靈活、快捷,便于用戶發揮其創造性,對熟練的用戶有很高的工作效率,例如傳統的操作系統UNIx,以及在此基礎上的Linux都是以命令行界面(Shell)為基礎的,系統為命令行用戶提供了大量的可執行的操作,涉及到了系統中進程管理、存儲管理、文件管理以及I/O管理的方方面面,其功能之強大,不比圖形界面式的操作方式來的差。但是,命令語言的人機界面存在著明顯的不足之處。對一般用戶來說,操作這種人機界面的軟件或者是操作系統,要求高,易出錯,不友善并難于學習。譬如在Linux中用戶顯然不可能記住這么多的系統命令,為了執行一個操作而去查找系統幫助等,反而降低了工作的效率。
1.2 菜單選項:這種方式與命令行方式相比不易出錯,可以大大縮短用戶的培訓時間,減少用戶的擊鍵次數,可以使用對話管理工具,錯誤處理能力有了顯著提高。例如早期的UCDOS、運行在Dos下的Ghost軟件等,就采用了這種人機界面。菜單選項的人機界面相對命令語言來說,操作更為簡便,無需記憶很多的命令。但使用起來仍然乏味,可能出現菜單層次過多及菜單選項復雜的情形,必須逐級進行選擇,不能一步到位,導致交互速度顯得太慢。另外,在操作簡便的同時,必然有一些功能不能通過菜單方式實現,舉例子來說,一些在命令語言中有很多程序需要輸入運行參數,這種程序就不能很好的用菜單來體現。
1.3 面向窗口的點選界面:此類界面亦稱WIMP界面,即窗口(Windows)、圖標(Icons)、菜單(Menus)、指示器(Pointing Device)四位一體,形成桌面(Desktop)。這種方式能同時顯示不同種類的信息,使用戶可在幾個工作環境中切換而不丟失幾個工作之間的聯系,用戶可通過下拉式菜單方便地執行控制型和對話型任務,引入圖標、按鈕和滾動桿技術,大大減少鍵盤輸入,對不精于打字的用戶無疑提高了交互效率。可以看到,這種面向窗口的點選界面的人機界面這是現代操作系統中普遍采用的方式。適合個人用戶使用的Microsoft Windows系列就是以這種界面而走紅的。其提供了方便簡捷的操作,使得一些初級用戶也能體驗到操作計算機的快樂,而不是像操作命令行一樣望而生畏。GUI(Graphic User Interface)界面的實現,結合多媒體應用的迅猛發展,也推進了操作系統中人機界面外觀的發展。從Windows 3.x到Windows 95,再從Windows 9X,Windows 2000系列到Windows XP,無疑都是偉大的邁進。如今,Windows Vista即將上市,面向窗口的人機界面將由2D的操作界面轉為3D,這也是人機界面的“以人為本”的設計理念所帶來的成果。
1.4自然語言:使用自然語言與應用軟件進行通信,。把第三代界面技術與超文本、多任務概念結合起來,使用戶可同時執行多個任務(以用戶的觀點)。隨著文字、圖形、語音的識別與輸入技術的進一步發展,多媒體技術在人機界面開發領域內的進一步發展,自然語言風格的人機界面將得以迅速的發展,最終走向實用化。
按照設計界面的三類劃分,有助于考察設計界面的多種因素。當然,應該說設計界面的劃分是不可能完全絕對的,三類界面之間有涵義上也可能交互與重疊。在這里環境性和情感性是不好區分的,但這并不妨礙不同分類之間所存在的實質性的差異。
1 功能性界面
對功能性界面來說,它實現的是使用性內容,任何一件產品或內外環境或平面視覺傳達作品,其存在的價值首要的是在于使用性,由使用性牽涉到多種功能因素的分析及實現功能的技術方法與材料運用。在這一方面,分析思維作為一種理性思維而存在。如果作為一種處理方式來設計產品,則這種產品會使多種特征性(如民族性、純粹性)因素中性化,如果去除產品商標,就很難認出是哪國的或哪個公司的產品。當然,這方面也說明了產品中存在著共同性因素,它使全人類能做出同樣的反應。人的感覺和判斷能力有著國際性的、客觀性的特征。功能性界面設計要建立在符號學的基礎上。國際符號學會對符號學所下定義是:符號是關于信號標志系統(即通過某種渠道傳遞信息的系統)的理論,它研究自然符號系統和人造符號系統的特征。廣義的說,能夠代表其他事物的東西都是符號,如字母、數字、儀式、意識、動作等,最復雜的一種符號系統可能就是語言。設計功能界面,不可避免地要讓使用者明白功能操作。每一操作對人來說應是符合思維邏輯的,是人性的,而對機械、電子來說則應是準確的、確定無疑的,雙方的信息傳遞是功能界面的核心內涵。
2 情感性界面
一個家庭裝飾要賦予人家居的溫馨,一副平面作品要以情動人,一件宗教器具要體現信仰者的虔誠。其實任何一件產品或作品只有與人的情感產生共鳴才能為人所接受,"敝帚自珍"正體現著人的感情寄托,也體現著設計作品的魅力所在。這都為設計藝術提供了寶貴與有借鑒價值的情感界面設計方法與技術手段。
3 環境性界面
任何的設計都要與環境因素相聯系,它包括社會、政治和文化等綜合領域。處于外界環境之中,"是以社會群體而不是以個體為基礎的",所以環境性因素一般處于非受控與難以預見的變化狀態。環境性界面設計所涵蓋的因素是極為廣泛的,它包括有政治、歷史、經濟、文化、科技、民族等,這方面的界面設計正體現了設計藝術的社會性。
以上說明了設計藝術界面存在的特征因素,說明在理性與非理性上都存在明確、合理、有規則、有根據的認識方法與手段。成功的作品都是完善地處理了這三個界面的結晶。如貝聿銘設計的盧浮宮擴建工程,功能性處理得很好,沒有屈從于形式而損害功能;但同時又通過新材料及形式反映新的時代性特征及美學傾向,這是環境性界面處理的典范;人們觀看盧浮宮,不是回到古代,而是以新的價值觀去重新審視、欣賞,它的三角形外觀符合了人們的心理期望,這是情感性界面處理的極致。
三、 人機界面的設計原則
人機界面設計的好壞與設計者的經驗有直接有關系,有些原則對幾乎所有良好的人機界面的設計都是適用的,一般地可從可交互性、信息、顯示、數據輸入等方面考慮,譬如要求:
1、風格一致:在同一用戶界面中,所有的菜單選擇、命令輸入、數據顯示和其他功能應保持風格的一致性。風格一致的人機界面會給人一種簡潔、和諧的美感。
2、操作確認:對所有可能造成損害的動作,堅持要求用戶確認,例如提問“你肯定……嗎?”等,對大多數動作應允許恢復(UNDO),對用戶出錯采取寬容的態度。
3、及時相應:用戶界面應能對用戶的決定做出及時的響應,提高對話、移動和思考的效率,最大可能的減少擊鍵次數,縮短鼠標移動距離,避免使用戶產生無所適從的感覺。
4、幫助系統:人機界面應該提供上下文敏感的求助系統,讓用戶及時獲得幫助,盡量用簡短的動詞和動詞短語提示命令。
5、界面布局:合理劃分并高效使用顯示屏。僅顯示與上下文有關的信息,允許用戶對可視環境進行維護:如放大、縮小圖像;用窗口分隔不同種類的信息,只顯示有意義的出錯信息,避免因數據過于費解造成用戶煩惱。
上述原則都是進行人機界面設計應遵循的最基本的原則,除此之外還有許多設計原則應當考慮,比如如何正確的使用顏色等。
四、 總結
要設計好的人機交互界面,理性的認識是首要的,其次就是創造性的,而且是有實效性的分析、處理信息。所以必須牢記人機界面的設計原則,在設計的過程中時時去思考是否遵守了這些原則,也只有這樣,才能設計出受用戶喜愛的人機界面。
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