1 Interazione Uomo-Macchina Linterazione. 2 Sommario Modelli dellinterazione –modello di Norman...
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1
Interazione Uomo-Macchina
L’interazione
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2
Sommario
• Modelli dell’interazione– modello di Norman– modello di Abowd e Beale
• Stili di interazione• Modelli concettuali• Paradigmi
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Modelli per l’interazione
TerminologiaModello di Normal
Modello di Abowd & Beale
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Interazione
• Ingredienti base:– L’utente– La macchina
• Interazione: ogni comunicazionetra utente e computer, diretta o indiretta.
• La comunicazione avviene attraverso l’interfaccia.
• Poichè la comunicazione possa avere successo, l’interfaccia deve tradurre i concetti dell’utente in quelli della sistema (macchina).
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Terminologia dell’interazione
• L’utente usa il sistema interattivo per raggiungere i suoi obiettivi, nell’ambito di un certo dominio applicativo.
• Obiettivo: quello che l’utente vuole raggiungere
• Dominio: area applicativa oggetto dello studio – descrive concetti, competenze e conoscenze
• Intenzione: sequenza di azioni generiche che portano al raggiungimento dell’obiettivo
• Compito o azione: traduzione dell’intenzione in azioni specifiche
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Modello di Norman
• In questo modello l’attenzione è incentrata maggiormente sulla visione che l’utente ha della interazione.
• È basato su di un ciclo di esecuzione/valutazione
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sistema
esecuzione
valutazione
obiettivo
Ciclo di valutazione/esecuzione
• Esecuzione: l'utente ha un obiettivo, formula un piano d'azione e lo esegue mediante l'interfaccia.
• Valutazione: l'utente osserva l'interfaccia per valutare, rispetto alll’obiettivo, il risultato del’esecuzione e determina le azioni successive.
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Ciclo di valutazione/esecuzione
• L’utente stabilisce l’obiettivo
• Formula l’intenzione• Specifica la sequenza
di azioni• Esegue le azioni • Percepisce lo stato
del sistema • Interpreta lo stato
del sistema • Valuta lo stato del
sisterma in relazione all’obiettivo
sistema
valutazione
esecuzione
obiettivo
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Ciclo di valutazione/esecuzione
• L’utente stabilisce l’obiettivo
• Formula l’intenzione• Specifica la sequenza
di azioni• Esegue le azioni • Percepisce lo stato
del sistema • Interpreta lo stato
del sistema • Valuta lo stato del
sisterma in relazione all’obiettivo
sistema
valutazione
esecuzione
obiettivo
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Ciclo di valutazione/esecuzione
• L’utente stabilisce l’obiettivo
• Formula l’intenzione• Specifica la sequenza
di azioni• Esegue le azioni • Percepisce lo stato
del sistema • Interpreta lo stato
del sistema • Valuta lo stato del
sisterma in relazione all’obiettivo
sistema
valutazione
esecuzione
obiettivo
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sistema
Interfaccia come traduttore
• L’interfaccia esegue “traduzioni” tra due linguaggi: – Linguaggio dei compiti (task): usato per descrivere l’utente, i suoi obiettivi, le sue azioni, etc…
– Linguaggio di base (core): usato per descrivere il sistema, il suo stato, le sue capacità etc…
Linguaggio dei compiti
Linguaggio di base
utente
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• Golfo dell'esecuzione:– differenza tra le azioni formulate dall' utente per raggiungere l'obiettivo e le azioni permesse dal sistema
• Golfo della valutazione– differenza tra la presentazione dello stato del sistema e le aspettative dell'utente.
• L’interfaccia è un ponte gettato sul golfo
Golfo di esecuzione
Golfo divalutazione
Golfi
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13
voglio salvare questo lucido
Devo premere l’icona di salvataggio
Devo spostare il puntatore del mouse sopra l’icona e poi premere il tasto sinistro.
??? Ho salvato? Ho
raggiunto il mio
obiettivo?
Eseguo
Esempio negativo
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14
voglio salvare questo lucido
Devo premere l’icona di salvataggio
Devo spostare il puntatore del mouse sopra l’icona e poi premere il tasto sinistro.
L’icona è
cambiata
Ho salvato!
Ho raggiunto il mio
obiettivo!
Eseguo
Esempio positivo
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• Svista (slip)– Corretta formulazione dell’obiettivo– Corretta forulazione dell’intenzione– Azione sbagliata
• Sbaglio (mistake)– Obiettivo o intenzione sbagliato
• Come rimediare?– Svista: migliorare interfaccia – Errore: bisogna fornire all’utente una migliore comprensione del sistema; riprogettazione radicale dell’interfaccia.
Errori: sviste e sbagli
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• Il modello di Norman serve a mettere in evidenza difficoltà di comunicazione tra utente e sistema+interfaccia.
• Non analizza la comunicazione tra sistema e interfaccia.
• Estensione di Abowd e Beale.
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Score
Utask
Ooutput
Iinput
Modello di Abowd e Beale
• Interaction Framework • 4 componenti:
– Utente (U)– Sistema (S)– Input (I)– Output (O)
• Ogni componente ha il suo linguaggio– Interazione: traduzione tra linguaggi– Problemi di interazione = problemi di traduzione
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O
Input
Compiti
Base
Interaction framework
• Ogni componente ha il suo linguaggio:– Utente: linguaggio del compito (task)– Sistema: linguaggio di base (core)– Input: linguaggio di input– Output: linguaggio di output
Output
I
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Compiti
Base
Interaction framework
• L’utente ha un obiettivo – tradotto in azioni attraverso l’input dell’interfaccia (articolazione)
– tradotto in operazioni sul sistema, che cambia stato (prestazione)
– tradotto nell’output dell’interfaccia (presentazione)
– interpretato dall’utente (osservazione)
Articolazione
Osservazione
Presentazione
Prestazione
O
Input
Output
I
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Articolazione
Osservazione
Presentazione
Prestazione
O
I
Voglio cercare mappe di Los Angeles
http://www.google.com/search?client=safari&rls=it-it&q=mappe+di+Los+Angeles&ie=UTF-8&oe=UTF-8
Maps of Los AngelesFlybird.com ….
Esempio
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• Il modello di Abowd & Beal fornisce una cornice generale per per la comprensione dell’interazione – non è ristretto ai sistemi computerizzati– identifica i maggiori componenti coinvolti nell’interazione
– permette valutazioni comparative dei sistemi– È un’astrazione
• Pregi:– considera il punto di vista del progettista
• Difetti:– la divisione tra input ed output risulta artificiosa
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Interazione
• Paradigmi– Particolare filosofia o modo di pensare l’interazione
• Modelli concettuali– Descrizione del sistema in termini di idee e concetti integrati sul suo funzionamento, comportamento e modo di presentarsi (es. metafora)
• Stili– Modalità concreta attraverso la quali l'utente può comunicare o interagire con il sistema
Astrazione
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Modelli concettuali di interazione
Basati sull’attivitàBasati sull’oggetto
Metafore
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• Modello concettuale– Descrizione del sistema in termini di idee e concetti integrati sul suo funzionamento, comportamento e modo di presentarsi
– L’elenco dei modelli non è esaustivo, nè i modelli sono tra loro mutuamente esclusivi
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Modello dell’utente
Modello del progettista
Modello di operazione del sistema
• Tre modelli concettuali:– quello del progettista
– quello implementato dal sistema
– quello che si forma l’utente
• … devono coincidere!
• Altrimenti vi sono problemi nell’interazione.
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Modelli basati sull’attività
• Fornire istruzioni (comandi)– Utente fornisce istruzioni al sistema su cosa fare
– Es. Videoregistratore, HiFi, computer Unix o DOS
• Conversare– Il sistema si comporta come un interlocutore di una conversazione
– Es. Sistemi di prenotazione telefonica.
• Manipolare e navigare– Manipolazione di oggetti virtuali e navigazione in spazi virtuali --> manipolazione diretta
• Esplorare e sfogliare– L’utente può esplorare e sfogliare l’informazione come una rivista o un libro (--> ipertesto)
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Manipolazione diretta
• Gli oggetti di interesse sono rappresentati nella UI (es. i file) e l’utente li manipola (compie azioni su di essi) in modo diretto (trascino con il mouse)
• Principi (Schneiderman 1982)– Visibilità dell’oggetto di interesse – Azioni incremental, reversibili, con feedback immediato– Sostituzione di comandi dalla sintassi complicata con azioni
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Manipolazione diretta
• Vantaggi:– Facile da apprendere
– Evita errori– Incoraggia esplorazione
– Punta sul riconoscimento (invece che ricordo)
• Svantaggi– Gli utenti esperti possono preferire metodi più snelli
– Non tutte le operazione si possono rendere in termini di manipolaione di oggetti
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• Ufficio – manipolazione diretta– L’utente interagisce con un mondo artificiale
• Industria – manipolazione indiretta– L’Utente interagisce con il mondo realeattraverso l’interfaccia
– Problemi:• Feedback, ritardi
system
interface plant
immediate
feedback
instruments
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Ipertesto
• A metà degli anni ‘60 Ted Nelsonconia il termine ipertesto
• Lettura lineare vs lettura non lineare (collegamenti associativi)
• L'ipertesto è un insieme di testi o pagine leggibili con l'ausilio di un'interfaccia elettronica, in maniera non sequenziale, per tramite di particolari parole chiamate collegamenti ipertestuali (hyperlink o rimandi), che costituiscono un rete raggiata o variamente incrociata di informazioni, organizzate secondo diversi criteri, ad esempio paritetici o gerarchici, in modo da costituire vari percorsi di lettura alternativi. [Wikipedia]
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Modelli basati su oggetti
• Modulo da riempire: – L’interfaccia èun modulo che l’utente deve compilare
• Agente:– L’interfaccia è un agente che esegue compiti stabiliti dall’utente
– Esempi:• Filtro anti-spam• Assistente di Office• Wizards• ….
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Interfaccie basate su agenti
• Caratteristiche dei compiti adatti per agenti:– Adattamento: il compito richiede adattabilità, come apprendere ad evitare errori ed adattarsi alle preferenze dell’utente.
– Ricerca: il compito non è ben definito e dunque il software deve tentare varie opzioni
– Dimostrazione: il compito comporta l’insegnamento su come fare qualcosa
– Guida: il compito richiede co-operazione tra umano e agente.
– Autonomia: il task richiede di essere seguito, ma non richiede input dall’utente, per cui ha senso delegare.
– Asincronia: il compito presenta un ritardo significativo tra il suo inizio e la fine.
Beale & Wood 1994
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Metafore
• L’essenza della metafora è comprendere ed avere esperienza di una cosa in termini di un’altra.
• Le metafore producono modelli concettuali (basati sull’attività o sull’oggetto o altro)
• Alcuni dei precedenti derivano da metafore (p. es. scrivania, modulo cartaceo)
• Le metafore forniscono all’utente analogie (aiutano il problem solving)
• Le metafore rendono l’interfaccia familiare e facilitano l’apprendimento
• La metafora può essere fuorviante: gli utenti potrebbero prendere la metafora alla lettera e farsi un modello concettuale sbagliato del sistema
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La metafora della scrivania
• il video “è” la scrivania dell’utente
• documenti, cartelle• disordine
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Critiche all’uso di metafore
• Comporta sempre delle forzature (il cestino non è sopra la scrivania)
• Limitano le funzioni che potrebbero, in principio, essere utili nell’interfaccia
• La metafore può entrare in conflitto con principi di progetto (v. più avanti)
• Incapcità di comprendere il funzionamento del sistema oltre alla metafora
• Rischio di ispirarsi ad oggetti fisici progettati male, ovvero poco usabili (es. calcolatrice)
• Limita l’immaginazione del progettista nell’escogitare nuovi modelli concettuali
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Interazione
• Paradigmi– Particolare filosofia o modo di pensare l’interazione
• Modelli concettuali– Descrizione del sistema in termini di idee e concetti integrati sul suo funzionamento, comportamento e modo di presentarsi (es. metafora)
• Stili– Modalità concreta attraverso la quali l'utente può comunicare o interagire con il sistema
Astrazione
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Stili di interazione
ComandiSelezione menu
Riempimento moduliWIMP
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Stili di interazione
• Sono le modalità concrete attraverso le quali l'utente può comunicare o interagire con il sistema:
– Interfaccia a linea di comando (fornire istruzioni)
– Interrogazione (fornire istruzioni)– Selezione in un menu (fornire istruzioni)– Domanda/risposta (dialogare)– Compilazione di moduli (modulo)– Fogli elettronico (modulo)– Point & click (esplorare e sfogliare)– WIMP (manipolazione diretta)– Tridimensionali (manipolazione diretta)– Multimodale (metafore specifiche)
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39
• Gli stili di interazione si possono inquadrare in uno (o più) modelli concettuali visti in precedenza.
• Tutti questi stili non sono fra loro mutuamente esclusivi ma possono essere combinati a seconda delle applicazioni.
• Lo stile più adatto dipende anche dal profilo dell’utente e del compito
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Interfaccia a linea di comando
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Interfaccia a linea di comando
• Comunica istruzioni direttamente al computer.
• Parole chiave, combinazioni di tasti • Adatto per compiti ripetitivi e utenti esperti
• Accesso diretto alle funzionalità del sistema
• Si basa sul ricordo • Elevato sforzo cognitivo per l’utente
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Interfaccia a linea di comando
• Vantaggi– Flessibile– Iniziativa di dialogo all’utente
– Piace agli utenti esperti
– Supporta la creazione di script o macro
– Pemette l’interazione con computer remoti anche con rete lenta.
• Svantaggi– Difficile da ricordare
– Difficile da imparare
– Errori di battitura
– Cambiamento di stato non visibile
– Inadatto a non esperti
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Interfacce di interrogazione (query)
• L’utente deve specificare una interrogazione (query)– Sono usate principalmente nelle basi di dati e nei sistemi di recupero delle informazioni.
– La query viene espressa in un lingiaggio di interrogazioneI (e.g. SQL).
– Richiede la conoscenza della struttura del database e della sintassi del linguaggio di interrogazione
– Sono adatte per utenti esperti
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Menu
• L'interazione avviene mediante selezione, da parte dell'utente, di una o più opzioni tra l’elenco di quelle visualizzate.
• Le opzioni sono visibili: si basa più sul riconoscimento che sul ricordo (minor sforzo cognitivo)
• Può essere di solo testo oppure grafico.• La scelta può avvenire per mezzo di numeri, lettere, tasti cursore o del mouse.
• Per risparmiare spazio spesso sono organizzati per raggruppamenti gerarchici
• Adatto ad utenti con bassa conoscenza del sistema, ed a compiti strutturati.
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Menu
• Vantaggi– Ideale per i novizi o utenti occasionali
– Incoraggia l’esplorazione
– Mostra tutte le funzionalità
– Non richiede abilità di battitura
• Svantaggi– Occupa spazio video
– Troppi menu fanno confusione, sovraccarico informativo.
– Non adatto a compiti ripetitivi
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Domanda/Risposta
• L'interazione avviene attraverso risposte fornite dall'utente a domande formulate dal sistema.
• Adatto a sistemi con funzionalità ristrette.
• Adatto ad utenti con poca esperienza del compito e scarsa del sistema.
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Domanda/Risposta
• Vantaggi– Facile da imparare – Semplice da usare
• Svantaggi– Iniziativa di dialogo del sistema
– Poca flessibilità – Limitata potenza
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Compilazione di moduli
• L'interazione avviene mediante compilazione, da parte dell'utente, di moduli simili ai documenti cartacei.
• Adatte per compiti d’ufficio– inseririmento dati– per recupero dell’informazione (es. Biblioteca)
• Stile familiare anche ad utenti inesperti grazie alla metafora del modulo cartaceo.
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Compilazione di moduli
• Vantaggi– Facile da apprendere
– Poco carico cognitivo
– Facilita l’inserimento dati
– Aggiornamento visibile
• Svantaggi– Richiede abilità di battitura
– Poco flessibile
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Foglio elettronico (spreadsheet)
• L'interazione avviene tramite inserimento dati, da parte dell'utente, in una griglia di celle predefinita.
• Variante sofisticata della compilazione di moduli
• È programmabile• Le celle possono contenere valori o formule• Le formule fanno riferimento a valori contenuti in altre celle
• Quando un dato viene modificato dall’utente, automaticamente si modificano tutti quelli che dipendono da questo
• Ogni cella può essere un input o un output• Adatto ad utenti con sufficiente conoscenza sia del compito che del sistema.
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Point & click
• L’utente deve semplicemente “cliccare” su l’elemento di interesse:– Icona– Hyperlink– Locazione su una mappa
• Si usa in – Applicazioni multimediali e/o ipertestuali (eg. web browser)
– Biglietterie automatiche o punti di informazione
• La digitazione è ridotta al minimo
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Interfaccia WIMP
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Interfacce WIMP
• WIMP = Windows, Icons, Menus, Pointers• È lo stile della maggioranza degli attuali PC (MS Windows, Apple Mac OS).
• L' interazione avviene mediante operazioni (puntamenti, trascinamenti, etc...) effettuate dall'utente su oggetti virtuali (bottoni, icone,etc.).
• Adatto ad utenti con scarse conoscenze del sistema e una discreta conoscenza del compito.
• Incarna il modello della manipolazione diretta.
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• Vantaggi– Facile da imparare – Le operazioni sono spesso reversibli
– Flessibile – Feedback istantaneo
– Intuitivo
• Svantaggi– Può essere inefficiente
– Occupazione di spazio video
– Più costoso da programmmarte
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Elementi della WIMP
• Gli elementi di una GUI si chiamamo widget (window gadget)
QuickTime™ e undecompressore TIFF (Non compresso)sono necessari per visualizzare quest'immagine.
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Elementi della WIMP
• Finestre (Windows)• Aree dello schermo che si comportano come se fossero indipendenti – può contenere testo o oggetti grafici– può essere spostata o ridimensionata– possono affiancarsi o sovrapporsi ed oscurarsi a vicenda.
– Barra di scorrimento (scrollbar)• permette di muovere il contenuto della finestra sopra e sotto o da un lato all’altro
– barra del titolo (title bar) • descrive il nome della finestra
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• Icone (Icons)– Sono piccole immagini o figure usate per rappresentare alcuni oggetti dell’interfaccia o un’azione.
– Le finestre possono essere chiuse (iconificate), ovvero rappresentate da una icona
• Puntatori (Pointers)– Componente fondamentale – Identifica una corrispondenza spaziale fra lo schermo e la posizione fisica del mouse
– Tipicamente una piccola freccia, ma può cambiare (es. mano o clessidra)
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• Menu– Scelta (tramite il puntatore) di operazioni elencate sul display
– Alleggeriscono il compito della memoria a breve termine
– Non bisogna mettere troppe voci, meglio usare menu a cascata (cascading menu)• la selezione di un menu apre un altro menu adiacente.
– Menu principale visibile sempre come barra dei menu
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– menu a tendina (pull-down) – fall-down
• simili ai menu a tendina ma non serve fare click
– menu a comparsa (pop-up) • di solito per opzioni contestuali• Appaiono dove si clicca
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FINE!