第五章 人机界面与交互设计

人机界面是用户与产品相互传递信息的媒介，交互设计是指为用户与产品间的交流和互动进行设计。交互设计是界面设计的延伸，所有的“交互问题”都是在“界面”上发生的，“界面”是交互行为产生的基础，“交互”是界面设计的最终目的。

本章主要讲述了人机界面设计与交互设计的相关内容，要求学生理解两者的具体含义以及相互之间的关系；了解人机界面与交互技术的发展状况与应用前景；熟练掌握产品交互设计的程序与方法，这也是本章的重点和难点。

学习目的与要求

本章的内容

5.1 人机界面设计1

5.2 交互设计2

5.3 人机界面与交互技术的发展及应用 3

习题与讨论4

5.1 人机界面设计

1 5.1.1 人机界面的含义

2 5.1.2 硬件人机界面与软件人机界面

3 5.1.3 人机界面设计的测试与评价

4 5.1.4 显示与操控界面设计

5.1 人机界面设计

5.1.1 人机界面的含义

广义：

人机界面（ human-machine interface ），是用户与机器相互传递信息的媒介，其中包括信息的输入与输出，是人与机器之间相互作用的方式。

狭义：

人机界面是指计算机系统中的人机界面（ human-computer i

nterface,HCI ），也称为人机接口、用户界面，它是计算机科学中的一个新兴的分支。

5.1 人机界面设计

5.1.2 硬件人机界面与软件人机界面

1. 硬件人机界面

硬件人机界面是界面中与人直接接触、有形的部分，它与工业设计紧密相关，早期工业设计的发展，主要是围绕硬件所展开的。

2. 软件人机界面

软件人机界面是人—机之间的信息界面，他的发展首先应归功于计算机技术的迅速发展。计算机和信息技术的触角已经深人到现代社会的每一个角落，软件人机界面也伴随着硬件成为人机界面的重要内容，甚至在一定程度上，人们对软件界面的关注，已经超过了硬件界面。

5.1 人机界面设计

5.1.2 硬件、软件人机界面

在软件界面设计开发中，要遵循几个基本的原则：1. 保持信息的一致性；2. 为操作提供信息反馈；3. 合理利用空间，保持界面的简洁；4. 合理利用颜色、显示效果来实现内容与形式的统一；5. 使用图形和比喻；6. 对用户出错的宽容性和提供良好的帮助（ help ）功能；7. 尽量使用快捷方式；8. 允许动作可逆性（提供 undo 功能）；9. 尽量减少用户的记忆要求；10. 快速的系统响应和低系统成本。

5.1 人机界面设计

5.1.3 人机界面设计的测试与评价

人机界面设计的评价方法主要有以下几种：

1. 经验性评价方法

2. 数学分析类评价方法

3. 试验评价方法

4. 虚拟仿真评价方法

5.1 人机界面设计

5.1.3 人机界面设计的测试与评价

对用户界面的测试和评价可以起到以下作用：

1. 降低产品或者系统技术支持的费用，缩短最终用户的训练时间；

2. 减少由于用户界面问题而引起的修改和改版问题；

3. 使产品的可用性增强，用户易于使用；

4. 帮助产品和系统设计者更深刻的领会以“用户为中心”的设计原则；

5. 在界面测试与评价过程中形成的一些评价标准和设计原则对界面设计有直接的指导作用。

5.1 人机界面设计

5.1.4 显示与操控界面设计

1. 显示界面设计

（ 1 ）仪表显示界面

● 数字式显示界面

● 刻度指针式显示界面

（ 2 ）信号显示界面

（ 3 ）屏幕显示界面

5.1 人机界面设计

5.1.4 显示与操控界面设计

2. 操控界面设计

（ 1 ）操控界面的分类

① 按操控方式

② 按操控功能

③ 按操控运动轨迹

●旋转式操控界面

●移动式操控界面

● 按压式操控界面

5.1 人机界面设计

5.1.4 显示与操控界面设计

（ 2 ）操控器编码

① 形状编码

②尺寸编码

③ 色彩编码

④材质编码

⑤位置编码

⑥标志编码

5.1 人机界面设计

5.1.4 显示与操控界面设计

3. 显控协调性设计

（ 1 ）概念协调性：这是指显示与控制在概念上要保持统一，同时与人的期望相一致；

（ 2 ）空间协调性：指显示与操控在空间位置上的关系与人的期望的一致性；

（ 3 ）运动协调性：根据人的生理和心理特性，人对显示界面与操控界面的运动方向有一定的习惯定式；

（ 4 ）量比协调性：在人机界面设计中，通过操控界面对产品进行定量调节或连续控制，操控量通过显示界面反映出来，两者的量比变化要保持一定的协调关系。

5.2 交互设计

1 5.2.1 交互设计的含义

2 5.2.2 人机交互的含义

3 5.2.3 交互设计的目标和程序

4 5.2.4 交互设计的原则、技能和方法

5.2 交互设计

5.2.1 交互设计的含义

关于交互设计，目前还没有一个明确的定义，为了便于更好地

理解这个概念，我们在这里给出一个关于交互设计的粗浅定义。

交互设计（ interaction design ）是指为用户与产品或系统之

间的交流和互动进行设计，以更好地满足人们日常的工作生活需求。

界面设计与交互设计的区别：

交互设计是界面设计的延伸，所有的“交互问题”都是在“界面”上发

生的，“界面”是交互行为产生的基础，“交互”是界面设计的最终目的。

界面更强调静态的呈现，而交互则更强调交流与互动的动态过程。

5.2 交互设计

5.2.1 交互设计的含义

美国设计师 Dan Saffer 在《为交互的设计：创造智能化的应用程序和聪明的设备》一书中列出了交互设计所涉及的相关学科： 信息构架（ IA ） 工业设计（ ID ） 传达设计（ CD ） 用户体验设计（ UED ） 用户界面工程（ UIE ） 人机交互（ HCI ） 可用性工程（ UE ） 人因工程（ HF ）

5.2 交互设计

5.2.2 人机交互的含义

交互设计与人机界面设计一样，有广义和狭义之分：

一般我们所说的“人机交互”特指狭义的交互设计，事实上，广义

的交互设计的概念正是在对人机交互问题的研究基础上发展起来的。

人机交互是指用户与计 算机系统之间的通信。美国计算机学会（ ACM ）对人机交互学的定义 是“关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，是研究围 绕这些方面主要现象的科学”。

5.2 交互设计

5.2.2 人机交互的含义

人机交互的过程需要利用交互设备作为媒体，交互设备一般包括：

1. 输入设备

输入设备是完成人向计算机传送信息的媒体，常用的输入设备有键盘、鼠标、光笔、跟踪球、触摸式屏幕、操纵杆、图形输入板、声音输入设备、视线跟踪器和数据手套等。 2. 输出设备

输出设备是完成计算机向人传送信息的媒体，常用的输出设备有 C

RT 屏幕显示器、平板显示设备、投影仪、头盔显示器、电视眼镜、声音输出设备、打印输出设备等。

5.2 交互设计

5.2.3 交互设计的目标和程序

产品交互设计的目标主要有两个方面：

● 可用性目标

● 用户体验目标

可用性目标侧重于产品的物理功能，而用户体验目标则侧重

于产品的精神功能，两者的共同宗旨是“以人为本”。

5.2 交互设计

5.2.3 交互设计的目标和程序

交互设计系统是由人（ people ）、人的行为（ activity ）、产

品使用的情境（ context ）和产品所融合的技术（ technology ）以及最终完成的产品（ product ）五个基本元素（简称 PACT-

P ）组成的系统，即交互系统（ interactive system ）。

5.2 交互设计

5.2.3 交互设计的目标和程序

产品交互设计的程序：1. 用户（人）分析 （ 1 ）用户类型的界定 （ 2 ）用户分析 （ 3 ）用户的具体化（设定人物角色）2. 用户行为分析 （ 1 ）交互行为的类型 （ 2 ）交互方式的选择3. 交互情境分析4. 技术分析5. 产品分析

5.2 交互设计

5.2.4 交互设计的原则、技能和方法

产品交互设计需要掌握必要的技能。

1. 数据分析手段的表达

（ 1 ）线性流程图

（ 2 ）循环流程图

（ 3 ）网状图

（ 4 ）维恩图

（ 5 ）矩阵图

2.情节的构思

3.故事板的绘制

4.情绪板的创建

5.2 交互设计

5.2.4 交互设计的原则、技能和方法

交互设计的典型方法：

1.迭代方法

2. 原型方法

3.场景方法

4. 目标导向法

5.横向思维方法与创意

5.3 人机界面与交互技术的发展及应用

几个与多通道相关的技术：

1.眼动跟踪

2.三维交互

3.手势识别

4.语音识别

5. 其他

手写识别、脸部识别、表情识别、自然语言理解等。

1. 选择一款自己熟悉的电子产品，对其人机界面设计进行分析。

2. 对多媒体教室讲台的显示与操控界面进行分析，指出存在的问题，并提出改进意见。

3. 如何理解人机界面与交互设计之间的关系？

4. 针对家庭、医院或候机厅等场合，为其中特定的人设计一款交互式产品。

习题与讨论

谢谢大家！