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  • 人机交互

    人机交互技术(Human-Computer Interaction Techniques)是指通过计算机输入、输出设备,以有效的方式实现人与计算机对话的技术。它包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等,人通过输入设备给机器输入有关信息及提示请示等,人通过输入设备给机器输入有关信息,回答问题等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。它与认知学、人机工程学、心理学等学科领域有密切的联系。

    编辑摘要
    科学 +
    人机交互

    交互,就是不同物体进行信息交换的过程。信息交换效率是衡量交互最重要的指标。人与机器的交互,将追随人与人交互的演化路径。[详细]

    目录

    基本简介/人机交互 编辑

    人机交互、人机互动(英文:Human–Computer Interaction或Human–Machine Interaction,简称HCI或HMI),是一门研究系统与用户之间的交互关系的学问。系统可以是各种各样的机器,也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流,并进行操作。小如收音机的播放按键,大至飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室。人机交互界面的设计要包含用户对系统的理解(即心智模型),那是为了系统的可用性或者用户友好性。

    发展

    由指示灯和机械开关组成的操纵界面->由终端和键盘组成的字符界面(80年代)->由多种输入设备和光栅图形显示设备构成的图形用户界面(GUI),(90年代)PC,工作站,WIMP(W-windows、I-icons、M-menu、P-pointing devices)界面,所见即所得->VR技术(发展方向)由计算机发展决定,科学计算机型->无处不在的计算机,人机溶合,提高交互效率。

    HCI

    HCI是设计、评估和执行交互计算机系统以及研究由此而发生的相关现象的。HCI是未来的计算机科学。我们已经花费了至少50年的时间来学习如何制造计算机以及如何编写计算机程序。下一个新领域自然是让计算机服务并适应于人的需要,而不是强近人类去适应计算机。

    行业概况/人机交互 编辑

    人机交互人机交互
    供求关系是一个人机交互行业能否快速发展的前提。目前来看,市场需求是很大的,而供应方面却略显不足,尤其是拥有核心知识产权,专利产品及服务质量过硬的企业并不多,行业整体缺乏品牌效应。在需求旺盛的阶段,行业需求巨大,发展前景好,这是毋庸置疑的。傲唯刃道号召业内企业共同努力,尤其需要发挥尽善尽美的研发精神,进一步提高研发技艺,降低成本,真正解决客户的实际困难,严把质量关,提供最可靠的产品及服务。

    详细释义/人机交互 编辑

    操作系统的人机交互功能是决定计算机系统“友善性”的一个重要因素。人机交互功能主要靠可输入输出的外部设备和相应的软件来完成。可供人机交互使用的设备主要有键盘显示、鼠标、各种模式识别设备等。与这些设备相应的软件就是操作系统提供人机交互功能的部分。人机交互部分的主要作用是控制有关设备的运行和理解并执行通过人机交互设备传来的有关的各种命令和要求。早期的人机交互设施是键盘显示器。操作员通过键盘打入命令,操作系统接到命令后立即执行并将结果通过显示器显示。打入的命令可以有不同方式,但每一条命令的解释是清楚的,唯一的。
    随着计算机技术的发展,操作命令也越来越多,功能也越来越强。随着模式识别,如语音识别、汉字识别等输入设备的发展,操作员和计算机在类似于自然语言或受限制的自然语言这一级上进行交互成为可能。此外,通过图形进行人机交互也吸引着人们去进行研究。这些人机交互可称为智能化的人机交互。这方面的研究工作正在积极开展。

    输入方式/人机交互 编辑


    包括三种输入方式:1 请求模式。 2 采样模式。3 事件模式。

    多媒体人机交互技术

    人机交互:
          Human Computer Interaction,是研究人与计算机之间交互的技术。

    多媒体人机交互技术概述:

          多媒体人机交互技术是多媒体技术和人机交互技术的结合。
          信息表示的多样化和如何通过多种输入输出设备与计算机进行交互是多媒体人机交互技术的重要内容。
          多媒体人机交互是基于视线跟踪、语音识别、手势输入、感觉反馈等新的交互技术。

    人机界面:
          User Interface,又称用户界面,是计算机与人之间交流的接口。

    人机界面的发展
          手工操作:最早的计算机采用
          命令通行无阻:DOS等操作系统采用
          图形用户界面:Windows系列采用

          人机界面的设计和开发在整个系统的研制中占40%~60%的比重。

    交互方式/人机交互 编辑

    输入
    键盘输入:传统方式

    人机交互人机交互
    鼠标输入:图形用户界面的重要输入方式
    手写输入:手写汉字识别,"平板电脑"
    语音输入
    触摸屏输入
    数字化仪输入:适用于CAD/CAM系统
    扫描输入:条形码、扫描仪、光电阅读器
    三维输入:数据手套、三维鼠标、力矩球等
    视觉输入:摄像设备。机器人的视觉

    输出
    显示终端输出:重要工具。

    声响输出:声波

    打印输出:标准输出设备之一
    三维输出:产生三维输出的设备有投影显示器、头盔显示器、电视眼境等

    应用领域
    自然语言人机交互    

    人机交互人机交互
    输入输出装置的设计
    计算机辅助设计和制造(Computer Aided design CAD/Computer aided manufacturing CAM)

    相关概念
    人机界面(Human-Computer Interface,简写HCI):是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口,是计算机系统的重要组成部分。
    人机交互与人机界面是两个有着紧密联系而又不尽相同的概念。

     

    发展历史/人机交互 编辑

    59年美国学者B.Shackel从人在操纵计算机时如何才能减轻疲劳出发,提出了被认为是人机界面的第一篇文献的关于计算机控制台设计的人机工程学的论文。1960年,Liklider JCK首次提出人机紧密共栖(Human-Computer Close Symbiosis)的概念,被视为人机界面学的启蒙观点。1969年在英国剑桥大学召开了第一次人机系统国际大会,同年第一份专业杂志国际人机研究(IJMMS)创刊。可以说,1969年是人机界面学发展史的里程碑。
    在1970年成立了两个HCI研究中心:一个是英国的Loughbocough大学的HUSAT研究中心,另一个是美国Xerox公司的Palo Alto研究中心。
    1970年到1973年出版了四本与计算机相关的人机工程学专著,为人机交互界面的发展指明了方向。
    20世纪80年代初期,学术界相继出版了六本专著,对最新的人机交互研究成果进行了总结。人机交互学科逐渐形成了自己的理论体系和实践范畴的架构。理论体系方面,从人机工程学独立出来,更加强调认知心理学以及行为学和社会学的某些人文科学的理论指导;实践范畴方面,从人机界面(人机接口)拓延开来,强调计算机对于人的反馈交互作用。人机界面一词被人机交互所取代。HCI中的I,也由Interface(界面/接口)变成了Interaction(交互)。
    20世纪90年代后期以来,随着高速处理芯片,多媒体技术和Internet Web技术的迅速发展和普及,人机交互的研究重点放在了智能化交互,多模态(多通道)-多媒体交互,虚拟交互以及人机协同交互等方面,也就是放在以人为在中心的人机交互技术方面。

    经历阶段/人机交互 编辑

    人机交互的发展历史,是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史
    人机交互人机交互
    人机交互的发展经历了几个阶段:
    早期的手工作业阶段
    作业控制语言及交互命令语言阶段
    图形用户界面(GUI)阶段
    网络用户界面的出现
    多通道、多媒体的智能人机交互阶段

    虚拟界面/人机交互 编辑

    德国研究人员正在开发一种全新的可移动交互系统,此系统能够通过视觉存贮设备将视觉信号转换为命令,有望能全面代替键盘和显示器.这种设备是一个小型的、能够放在胸前的电脑,其摄像头能捕捉到手部运动,从而转换成对应的命令执行.例如人们可以用手在空中画出各种图形,或选择空中不同的点来构型,此交互系统可以立即将这些手上动作转化成图形或操作命令,就像《钢铁侠2》里的托尼—斯达克在自己实验室里用手在空中挥动便能操作电脑一般。在不久的将来,你在空中画几个数字就能表示在拨打电话,或者在空中点几下就表示在打键盘,一切就将变的美妙无比。

    理想技术/人机交互 编辑

    人机交互技术几十年来经历了几个不同的主要发展阶段和典型风格。当前,占统治地位的图形用户界面(WIMP/GUI)正遭受不断的批评,而新的交互技术尚不成熟和普及,于是人们更为热衷于争论未来的人机界面“可能是什么样子”而且莫衷一是。在此,我们也想加入这种讨论的行列,根据几年来研究工作的心得发表一些看法,谈谈什么是理想人机交互风格。我们的出发点处于人机工程学这个大背景,遵循人机工程学的基本观点,在“以人为中心”前提下强调人机配合。

    让我们先考察在人机工程学出现之前人类如何对待工具。不管某个具体工具的设计者在某个具体时期如何理解人与工具的关系,就人类劳动(尤其是制造和使用工具)的历史长河而言,人类是在努力不懈地改造和驯服自然,而工具的制造和完善都是在服从这种目的的前提下进行的。就使用特定工具是否需要经过训练以及所需训练的程度如何,也是不一而论的。人的技能有简单与复杂之分,也许人人都能学会打字,但未必人人都能学会驾驶航天飞机。

    较为合理的看法是“自然人机交互是利用人的日常技能进行的”,强调无需特别训练或不需要训练。但究竟什么是“日常技能”以及日常技能是否都是不经训练或稍作训练即可获得呢?语言(特别是书面语言)是必须经过训练的,音乐、绘画、生产工艺等莫不如此。我们认为,人从日常环境走向计算环境时原本具有的技能便是所谓的“日常技能”。可见这是一个相对的概念,其中并不细究是否需训练的问题。所以我们不能以是否需要训练来衡量人机交互技术的好坏。人机工程学并不否定训练,避免训练或减少训练是人们的愿望,但能否做到并不完全由人的主观意志决定,应根据人机交互任务的目的、特点、场合以及实现成本等因素来决定人机交流应达到的自然性程序

    也许对于早期的“纯粹”的计算机问题和为数极少的计算机专家而言,命令语言及程序语言界面是足够的。但是当计算机大量应用于CAD/CAM、字处理、MIS等非数值计算领域之后,需要进行大量几何的、空间的、非数值的、非符号的信息处理手段,此时形式语言界面的复杂性、抽象性,对记忆负荷要求等限制了计算机应用的深入和普及,随之直接操纵给用户界面技术应运而生并广受欢迎。我们相信,形式语言不会消失,当然也不能强迫所有用户都接受它。这正如数学语言并不会被其它形式的语言(如图形的、手势的)所取代,虽然心理学家尝试在数学教育中大量利用非数学手段;又如流行音乐与高雅音乐各分秋色,听众各有所好。目前,直接操纵界面不但没有彻底取代形式语言界面,而且其自身也表现出许多局限性。而基于语言的对话式交互方式又重新开始受到重视,只是对话语言不再限于单纯的形式语言,而是引入了自然语言或类自然语言对话,如所谓的第四代语言,甚至引入基于语音的人机对话。基于形式语言、自然语言或类自然语言的用户界面本质上都是命令驱动的,其基本模式与直接操作用户界面相反。这两种本质不同的人机交互模式在人类的日常活动中都存在其对应的形式,分别对应于语言的和非语言的交际活动,后者泛指形体语言,包括姿势,情态、触摸、近体、标志等。语言具有后天习得性,有口头语言和书面语言两种,书面语言需要正规和专门的教育和训练才能掌握。

    我们认为,自然人机交互模式是以直接操纵为主的、与命令语言特别是自然语言共存的人机交互形式。理想的人机交互模式就是“用户自由”。

    图书简介/人机交互 编辑

    人机交互

    人机交互人机交互
    高等院校计算机专业及专业基础课系列教材
    作 者: 董士海,王衡 著
    出 版 社: 北京大学出版社
    出版时间: 2004-6-1
    字 数: 431000
    版 次: 1
    页 数: 266
    纸 张: 胶版纸
    I S B N : 9787301070338
    包 装: 平装
    所属分类: 图书 >> 计算机/网络 >> 人工智能
    定价:¥25.00

    内容简介

    本书是学习人机交互课程的教材,介绍人机交互的发展史、人机交互技术、交互设备、交互系统设计方法及交互系统评估等,总结了20世纪90年代人机互多通道界面的前沿进展,并对新一代人机交互界面进行了展望。本书可用作计算机软件专业学生(包括研究生和高年级本科生)的基本教材,也可以供人机界面及其各相关研究人员以及计算机界各层次工作人员参考。

    目录详情

    第一章 引言
    1 人机交互的重要性
    2 人机交互的发展历史
    3 人机交互的三元素
    推荐阅读和网上资源
    参考文献
    第二章 人的因素
    1 人的行为模型
    2 人类工程学
    3 计算工机用户工程原理
    4 软件心理学
    参考文献
    第三章 人机交互设备和技术
    1 传统交互设备
    2 三维辅入设备
    3 语音交互技术
    4 基于手势的交互技术
    5 视线追踪的交互技术
    6 表情识别
    7 自然语言理解
    8 手写识别
    9 全息力图像
    10 听觉界面
    11 总结
    推荐阅读和网上资源
    参考文献
    第四章 用户界面设计
    1 用户界面的风格
    2 用户界面设计中的重要问题
    3 对话独立性
    4 对话的表示技术
    5 界面设计方法
    推荐阅读和网上资源
    参考文献
    第五章 多通道用户界面的主要问题
    1 引言
    2 辅入原语
    3 用户模型和描述方法
    4 多通道整合
    5 实例
    推荐阅读和网上资源
    参考文献
    第六章 用户界面的开发工具和环境
    1 用户界面工具箱
    2 用户界面管理系统
    3 多通道用户界面的软件平台
    参考文献
    第七章 用户界面的评估
    1 测试民评估
    2 评估方法
    3 可用性测试
    4 用户界面评估
    5 多通道用户界面的评估
    推荐阅读和网上资源
    参考文献
    第八章 新一代人机界面展望
    1 近年来人机交互的进展
    2 人机交互技术的标准化问题
    3 虚拟现实及网络用户界面
    4 无所不在的计算
    5 关于新一代界面的讨论
    参考文献
    附录一:W3C多通道交互用例
    附录二:北京大学本科生“人机交互”课程实习情况简介 


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