人機(jī)交互技術(shù)HumanComputerInteractionTechnology人機(jī)交互的概念人機(jī)交互（Human-ComputerInteraction，HCI）是關(guān)于設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和實(shí)現(xiàn)供人們使用的交

互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，且圍繞這些方面的主要現(xiàn)象進(jìn)行研究的科學(xué)（ACMSIGCHI，1992，第6頁(yè)）廣義上講，人機(jī)交互以實(shí)現(xiàn)自然、高效、和諧的人機(jī)關(guān)系為目的，與之相關(guān)的理論和技術(shù)都在其研究范疇，是計(jì)算機(jī)科學(xué)，設(shè)計(jì)學(xué)，心理學(xué)，認(rèn)知科學(xué)，社會(huì)學(xué)等學(xué)科的交叉學(xué)科。研究開(kāi)發(fā)新的人機(jī)交互設(shè)備、技術(shù)和理論，以實(shí)現(xiàn)無(wú)處不在計(jì)算，ubiquitouscomputing，環(huán)境下的以用戶為中心的交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使其能夠增強(qiáng)人的創(chuàng)造力，解放人類(lèi)的大腦、改善人與人之間的交流與協(xié)作。狹義上講，人機(jī)交互主要是研究人與計(jì)算機(jī)之間的信息交換，它主要包括人到計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)到人的信息交換兩部分。人們?nèi)绾谓柚I盤(pán)、鼠標(biāo)、操縱桿、眼動(dòng)跟蹤器、位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、壓力筆等設(shè)備，用手、腳、聲音、姿勢(shì)或身體的動(dòng)作、眼睛甚至腦電波等向計(jì)算機(jī)傳遞信息。計(jì)算機(jī)如何通過(guò)打印機(jī)、繪圖儀、顯示器、頭盔式顯示器（HMD）、自由立體顯示器，VR眼鏡，音箱、力反饋等輸出設(shè)備給人提供信息。Humantheend-userofaprogramtheothersintheorganizationComputerthemachinetheprogramrunsonInteractiontheusertellsthecomputerwhattheywantthecomputercommunicateswithresultsTheSystemTheUserInputOutput控制信息顯示信息Human-ComputerInteraction(HCI)GoalsofHCIImproveproductivityandreducecoststhrough:Safety:Doesthesystempreventdanger?E.g.Nuclearpowerplant,AviationEngineeringFunctionality:Howmanythingscanthesystemdo?Efficiency:Howfewresourcesdoesittaketogetataskdone?Usability/Enjoyably:Howeasytolearnanduseisthesystem?BUTHighfunctionality(manywaysofdoingthesamething)canactuallyreduceusabilityCreateconfusionFiveKeyIdeasinHCIGoalAstatetheuserwantstoreachtobetalkingwithsomebodyonthephonetohavesavedafileVisibilityTipsControlneedstobevisibleGoodmappingwiththeireffectsSuggestfunctionalityTheUIshouldhelptheuseralwaysunderstand...ThecurrentstateofthesystemWhatoperationscanbedoneWindows…shutdownandupdate!E.g.Whenyoupositionthecursoroverapointonthescreen,itshouldbeclearwhatwouldhappenifyouclickedthemouseFeedbackWhenanythingchangesitshouldbemadevisibleWhenyoudeleteafile,thesystemshouldnotjustsay‘ready’Automobile---steeringandwheel!FiveKeyIdeasinHCIAffordance-功能可見(jiàn)性AtechnicaltermreferpropertyofobjectsThesetofoperationsandproceduresthatcanbedonetoanobject‘Perceivedaffordance’iswhattypicalusersthinkcanbedonetoanobjectShouldadoorbepulledorpushed?Whatdoesthisiconmean?Toimprovevisibility/feedbackweneedto:ChooseobjectswithgoodperceivedaffordanceDesigntheUItogeneratebetterperceivedaffordanceTaskAnactiontheuserwantstodotocallsomebodytosavethefileGoalsbegettasks,tasksbegetgoals.DisciplinesContributingtoHCICognitivepsychologyCapabilitiesandlimitationsofhumansensesandthoughtprocessesPeopletendtoselectcognitivestrategiesthatminimizescognitiveeffortsErgonomicsHardwareandsoftwareefficiencyofuseandsafetyLinguisticsSyntaxandsemanticsofcommandsSpeechI/OArtificialintelligenceSpeechI/OIntelligent‘guessing’whattheuserwantstodoKnowledgerepresentationsofusersandtasksSociologyandsocialpsychologyAssistingpeopletoworkingroupswithsoftwareEnsuringsoftwareworksindifferentculturesEngineeringandindustrialdesignDisciplinedmeasurement-basedapproachesEstheticsStoryboardingetc.人機(jī)交互與其他學(xué)科的關(guān)系人機(jī)交互與認(rèn)知心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)密切相關(guān)。其中，認(rèn)知心理學(xué)與人機(jī)工程學(xué)是人機(jī)交互技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與人機(jī)交互技術(shù)相互交叉和滲透認(rèn)知心理學(xué)（CognitivePsychology）研究人們?nèi)绾潍@得外部世界信息，信息在人腦內(nèi)如何表示并轉(zhuǎn)化為知識(shí)，知識(shí)怎樣存儲(chǔ)又如何用來(lái)指導(dǎo)人們的注意和行為涉及心理活動(dòng)的全部過(guò)程——從感覺(jué)到知覺(jué)、識(shí)別、注意、學(xué)習(xí)、記憶、概念的形成、思維、表象、回憶、語(yǔ)言、情緒和發(fā)展過(guò)程信息加工心理學(xué)是現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的主流，用計(jì)算機(jī)信息處理過(guò)程來(lái)類(lèi)比人的認(rèn)知過(guò)程了解認(rèn)知心理學(xué)原理可以指導(dǎo)人們進(jìn)行人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)，可用性、用戶心理、用戶行為人機(jī)工程學(xué)（Ergonomics）人機(jī)工程學(xué)是運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)和醫(yī)學(xué)等有關(guān)知識(shí)，研究人、機(jī)器、環(huán)境相互間的合理關(guān)系，以保證人們安全、健康、舒適地工作，從而提高整個(gè)系統(tǒng)工效的交叉學(xué)科早期人機(jī)工程學(xué)是最活躍、最主要的分支硬件人機(jī)工程學(xué)

對(duì)人體能力、人體限制及其他與設(shè)計(jì)相關(guān)的人體特性信息的應(yīng)用，以滿足設(shè)計(jì)、分析、測(cè)試與評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)化，以及系統(tǒng)控制的要求軟件人機(jī)工程學(xué)（SoftwareErgonomics）

研究軟件和軟件界面，側(cè)重于運(yùn)用和擴(kuò)充軟件工程的理論和原理，對(duì)軟件人機(jī)界面進(jìn)行分析、描述、設(shè)計(jì)和評(píng)估多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)是指將文本、聲音、圖形、圖像、視頻等集成在一起的技術(shù)動(dòng)畫(huà)、音頻、視頻等動(dòng)態(tài)媒體，大大豐富了計(jì)算機(jī)表現(xiàn)信息的形式，拓寬了計(jì)算機(jī)輸出的帶寬，提高了用戶接受信息的效率多媒體帶來(lái)的信息冗余性可消除人機(jī)通信過(guò)程中的歧義性及噪聲目前多媒體技術(shù)的研究基本上限于信息的存儲(chǔ)和傳輸方面，媒體理解和推理研究較少虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，VirtualReality,VR虛擬現(xiàn)實(shí)就是借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)及硬件設(shè)備，建立高度真實(shí)感的虛擬環(huán)境，使人們通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)、嗅覺(jué)等感官在其中看、聽(tīng)、觸、聞起來(lái)像真實(shí)的，以產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)的一種技術(shù)。沉浸感（immersion）交互性（interaction）構(gòu)想性（imagination）自然和諧的交互方式是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容，其目的是使人能以聲音、動(dòng)作、表情等自然方式與虛擬世界中的對(duì)象進(jìn)行交互最終要的三維交互虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)三維交互設(shè)備：如立體眼鏡、WorkBench、頭盔式顯示器、CAVE、柱形或球形立體顯示器、立體音頻輸出設(shè)備；位置跟蹤器、眼動(dòng)跟蹤器、三維掃描設(shè)備、三維鼠標(biāo)、三維跟蹤球、三維游戲桿、數(shù)據(jù)手套；觸覺(jué)和力反饋裝置、可穿戴計(jì)算機(jī)等復(fù)雜場(chǎng)景的建模、實(shí)時(shí)高度真實(shí)感繪制等技術(shù)，也是虛擬現(xiàn)實(shí)非常重要的研究?jī)?nèi)容。虛擬現(xiàn)實(shí)為人機(jī)交互的研究提供了很好的契機(jī)和媒介增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)AugmentedReality,AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合了虛擬環(huán)境與真實(shí)環(huán)境，其在交互性與可視化方法方面開(kāi)辟了一個(gè)嶄新的領(lǐng)域；而虛擬現(xiàn)實(shí)使用虛擬環(huán)境取代了真實(shí)環(huán)境增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是把虛擬的信息立體化，在人的周?chē)h(huán)境中再現(xiàn)出來(lái)，虛實(shí)結(jié)合，能夠達(dá)到以假亂真的地步，完全給人逼真的感覺(jué)。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中交互是實(shí)時(shí)的。HCI的發(fā)展歷史人機(jī)交互的發(fā)展過(guò)程，也是人適應(yīng)計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)不斷地適應(yīng)人的發(fā)展過(guò)程。它經(jīng)歷了幾個(gè)階段：圖形用戶界面自然和諧的交互命令行HCI的發(fā)展歷史語(yǔ)言命令交互階段計(jì)算機(jī)語(yǔ)言經(jīng)歷了由最初的機(jī)器語(yǔ)言，而后是匯編語(yǔ)言，直至高級(jí)語(yǔ)言的發(fā)展過(guò)程。這個(gè)過(guò)程也可以看作早期的人機(jī)交互的一個(gè)發(fā)展過(guò)程。HCI的發(fā)展歷史圖形用戶界面（GUI）交互階段圖形用戶界面（GraphicalUserInterface，GUI）的出現(xiàn)，使人機(jī)交互方式發(fā)生了巨大變化。GUI的主要特點(diǎn)是桌面隱喻、WIMP技術(shù)、直接操縱和“所見(jiàn)即所得”。與命令行界面相比，圖形用戶界面的人機(jī)交互自然性和效率都有較大的提高。圖形用戶界面很大程度上依賴于菜單選擇和交互小組件（Widget）。圖形用戶界面給有經(jīng)驗(yàn)的用戶造成不方便，他們有時(shí)傾向使用命令鍵而不是選擇菜單，且在輸入信息時(shí)用戶只能使用手這一種輸入通道。圖形用戶界面需要占用較多的屏幕空間，并且難以表達(dá)和支持非空間性的抽象信息的交互。HCI的發(fā)展歷史自然和諧的人機(jī)交互階段隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、移動(dòng)計(jì)算、無(wú)處不在計(jì)算等技術(shù)的飛速發(fā)展，自然和諧的人機(jī)交互方式得到了一定的發(fā)展?；谡Z(yǔ)音、手寫(xiě)體、姿勢(shì)、視線跟蹤、表情等輸入手段的多通道交互是其主要特點(diǎn)，其目的是使人能以聲音、動(dòng)作、表情等自然方式進(jìn)行交互操作。筆式交互設(shè)備語(yǔ)音交互設(shè)備視覺(jué)交互設(shè)備虛擬環(huán)境中的交互設(shè)備觸覺(jué)交互設(shè)備課程目標(biāo)基礎(chǔ)了解人機(jī)交互的含義，人機(jī)交互的研究?jī)?nèi)容及發(fā)展趨勢(shì)了解認(rèn)知心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)在人機(jī)界面設(shè)計(jì)的作用，并在此基礎(chǔ)上能夠進(jìn)行人機(jī)交互界面評(píng)價(jià)了解普遍流行的各種交互設(shè)備，包括文本輸入設(shè)備、圖像輸入設(shè)備、指點(diǎn)輸入設(shè)備，顯示設(shè)備等理論了解人機(jī)交互的一些新技術(shù)，如語(yǔ)音、手寫(xiě)識(shí)別、圖像理解，眼動(dòng)跟蹤等技術(shù)掌握人機(jī)交互的界面模型，如用戶模型、任務(wù)模型、表現(xiàn)模型等學(xué)習(xí)熱點(diǎn)和前沿研究領(lǐng)域的新技術(shù)，如立體視覺(jué)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)等研究課題的基本理論和要解決的關(guān)鍵問(wèn)題技術(shù)-提升動(dòng)手解決問(wèn)題能力深度圖像獲取，點(diǎn)云編輯處理雙目立體圖像的處理，全景圖像的生成方法基于多視點(diǎn)圖像的三維重建技術(shù)……

第2章感知和認(rèn)知基礎(chǔ)本章課程目標(biāo)了解人的感知模型掌握認(rèn)知過(guò)程與交互設(shè)計(jì)原則掌握概念模型及對(duì)概念模型的認(rèn)知了解分布式認(rèn)知2.1人的感知認(rèn)知心理學(xué)研究：人們?nèi)绾潍@得外部世界信息，信息在人腦內(nèi)如何表示并轉(zhuǎn)化為知識(shí)，知識(shí)怎樣存儲(chǔ)又如何用來(lái)指導(dǎo)人們的注意和行為感知和認(rèn)知人的感知即通過(guò)人體器官和組織進(jìn)行人與外部世界的信息的交流和傳遞認(rèn)知是人們?cè)谶M(jìn)行日?；顒?dòng)時(shí)發(fā)生于頭腦中的事情，它涉及思維、記憶、學(xué)習(xí)、幻想、決策、看、讀、寫(xiě)和交談等

人的感知是認(rèn)知的基礎(chǔ)，認(rèn)知是將感知獲取的信息綜合運(yùn)用認(rèn)知分為經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知和思維認(rèn)知認(rèn)知過(guò)程是相互聯(lián)系的，單純的一個(gè)認(rèn)知過(guò)程是非常少見(jiàn)的1.感知通道五種基本感知的絕對(duì)閾限:“視覺(jué):在黑暗而空氣清新的夜晚,人們可以看到30英里(48000千米)外的一只燭光(1英里≈1.6千米);聽(tīng)覺(jué):在安靜的環(huán)境中,人能夠聽(tīng)到20英尺遠(yuǎn)處的手表滴答聲(1英尺=0.3米);嗅覺(jué):人能嗅到1公升空氣中散布的1/10萬(wàn)毫克的人造麝香的氣味;味覺(jué):人可嘗出9升水中放一茶匙糖的甜味;觸覺(jué):人可感到蜂蜜翅膀距臉頰1厘米處落下。視覺(jué)感知視覺(jué)是人與周?chē)澜绨l(fā)生聯(lián)系的最重要的感覺(jué)通道。外界80%的信息都是通過(guò)視覺(jué)得到的，因此視覺(jué)顯示是人機(jī)交互系統(tǒng)中用的最多的人機(jī)界面。視覺(jué)感知可以分為兩個(gè)階段：受到外部刺激接收信息階段和解釋信息階段。視覺(jué)感知特點(diǎn)：一方面，眼睛和視覺(jué)系統(tǒng)的物理特性決定了人類(lèi)無(wú)法看到某些事物；另一方面，視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行解釋處理信息時(shí)可對(duì)不完全信息發(fā)揮一定的想象力。進(jìn)行人機(jī)交互設(shè)計(jì)需要清楚這兩個(gè)階段及其影響，了解人類(lèi)真正能夠看到的信息。

眼睛的構(gòu)造視覺(jué)活動(dòng)始于光，眼睛接收光線，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。光能夠被物體反射，并在眼睛的后部成像。眼睛的神經(jīng)末梢將它轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳遞給大腦。視干細(xì)胞和視錐細(xì)胞的功能區(qū)別視網(wǎng)膜由視細(xì)胞組成，視細(xì)胞分為視干細(xì)胞和視錐細(xì)胞兩種。它們是接收信息的主要細(xì)胞。視干細(xì)胞視錐細(xì)胞在低水平照明時(shí)（如夜間）起作用在高水平照明時(shí)（如白天）起作用區(qū)別黑白區(qū)別彩色對(duì)光譜中綠色部分最敏感，在遠(yuǎn)離視網(wǎng)膜中心處最多對(duì)光譜中黃色部分最敏感，在視網(wǎng)膜中部最多對(duì)極弱的刺激敏感主要在識(shí)別空間位置和要求敏銳地看物體時(shí)起作用視角和視敏度

視角視敏度：指人眼對(duì)細(xì)節(jié)的感知能力，通常用被辨別物體最小間距所對(duì)應(yīng)的視角的倒數(shù)表示。通常將能分辨出視角1′的視敏度定為1.0。一般人能夠在2m的距離分辨2mm-20mm的間距，為我們?cè)O(shè)計(jì)界面時(shí)字符大小和間距提供了依據(jù)。感知物體大小、相對(duì)距離和深度利用視覺(jué)影像中的線索：覆蓋關(guān)系：被覆蓋的物體相對(duì)較遠(yuǎn)；大小比例：一般來(lái)講，較大的物體距離較近；對(duì)物體的熟悉度：對(duì)非常熟悉物體，人們對(duì)物體的大小在頭腦中事先有一個(gè)期望和預(yù)測(cè)，因此在判斷物體距離時(shí)很容易和他看到的物體的大小聯(lián)系起來(lái)

感知亮度亮度是光線明亮程度的主觀反映

增強(qiáng)亮度可以提高視敏度

隨著亮度的增加，閃爍感也會(huì)增強(qiáng)。在高亮度時(shí)，光線變化低于50Hz，視覺(jué)系統(tǒng)就會(huì)感到閃爍在設(shè)計(jì)交互界面時(shí)，要考慮使用者對(duì)亮度和閃爍的感知，盡量避免使人疲勞的因素，創(chuàng)造一個(gè)舒適的交互環(huán)境。30感知色彩人能感覺(jué)到不同的顏色，這是眼睛接受不同波長(zhǎng)的光的結(jié)果。

顏色通常用三種屬性表示：色度、強(qiáng)度和飽和度。色度是由光的波長(zhǎng)決定的，正常的眼睛可感受到的光譜波長(zhǎng)為400μm-700μm。

顏色模型RGB顏色模型顏色模型CMYK顏色模型（減性原色系統(tǒng)）——主要用于印刷和顯示器藍(lán)=白-紅-綠青=白-紅綠=白-紅-藍(lán)黃=白-藍(lán)黑=白-紅-綠-藍(lán)紅=白-綠-藍(lán)品紅-白-綠CMYK原色的減色效果顏色模型

HSV顏色模型HSV是指Hue(色相)、Saturation(飽和度)和Value(值或明度)。設(shè)想從RGB沿立方體對(duì)角線的白色頂點(diǎn)向黑色頂點(diǎn)觀察，就可以看到立方體的六邊形外形。六邊形邊界表示色彩，水平軸表示純度，明度沿垂直軸測(cè)量。H參數(shù)表示色彩信息，即所處的光譜顏色的位置。該參數(shù)用一角度量來(lái)表示，紅、綠、藍(lán)分別相隔120度?；パa(bǔ)色分別相差180度。

純度S為一比例值，范圍從0到1，它表示成所選顏色的純度和該顏色最大的純度之間的比率。S=0時(shí)，只有灰度。

V表示色彩的明亮程度，范圍從0到1。有一點(diǎn)要注意：它和光強(qiáng)度之間并沒(méi)有直接的聯(lián)系。顏色模型顏色模型Lab顏色空間用L來(lái)近似人類(lèi)對(duì)亮度的感知a,b用來(lái)表示“紅/綠”和“黃/藍(lán)”通道視錯(cuò)覺(jué)

萊亞錯(cuò)覺(jué)厄任斯錯(cuò)覺(jué)視錯(cuò)覺(jué)背景錯(cuò)覺(jué)視錯(cuò)覺(jué)視錯(cuò)覺(jué)camouflageimage/~niloy/research/camouflage/camouflage_images_sig_10.html視錯(cuò)覺(jué)物體的組合方式將影響觀察者的感知方式：人們總會(huì)夸大水平線而縮短垂直線。視錯(cuò)覺(jué)同樣會(huì)影響到顯示頁(yè)面的對(duì)稱(chēng)性。人們經(jīng)常把對(duì)稱(chēng)頁(yè)面的中心看得稍微偏上些，如果頁(yè)面以實(shí)際中心為基準(zhǔn)排版設(shè)計(jì)，人們就會(huì)感到頁(yè)面上部比下部分要短，影響視覺(jué)效果。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者就會(huì)以視覺(jué)中心為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖形界面。聽(tīng)覺(jué)聽(tīng)覺(jué)感知傳遞的信息僅次于視覺(jué)，可人們一般都低估了這些信息。人的聽(tīng)覺(jué)可以感知大量的信息，但被視覺(jué)關(guān)注掩蓋了許多。聽(tīng)覺(jué)所涉及的問(wèn)題和視覺(jué)一樣，即接受刺激，把它的特性轉(zhuǎn)化為神經(jīng)興奮，并對(duì)信息進(jìn)行加工，然后傳遞到大腦。聲音的處理聲波在空氣中的振動(dòng)傳播的特性音調(diào)與聲波的頻率有關(guān)，低頻能產(chǎn)生低調(diào)的聲音，高頻能產(chǎn)生高調(diào)的聲音。響度指在頻率一定的情況下聲波的振幅。音色與發(fā)聲的材料有關(guān)，不同的樂(lè)器可以產(chǎn)生相同頻率和振幅的聲波，但音色不同。人類(lèi)能夠聽(tīng)到頻率在20Hz~20kHz之間的聲音，其中在1000Hz~4000Hz范圍內(nèi)聽(tīng)覺(jué)的感受性最高。500Hz以下和5000Hz以上的聲音，強(qiáng)度很大時(shí)才能被聽(tīng)到。響度超過(guò)140dB（分貝）時(shí)，所引起的不再是聽(tīng)覺(jué)而是痛覺(jué)。人可以辨認(rèn)的語(yǔ)音頻率范圍是260~5600Hz。聲音的解釋聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)把輸入分為三類(lèi)：噪聲和可以忽略的不重要的聲音；被賦予意義的非語(yǔ)言聲音，如動(dòng)物的叫聲；用來(lái)組成語(yǔ)言的有意義的聲音。聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)就像視覺(jué)系統(tǒng)一樣，利用以前的經(jīng)驗(yàn)來(lái)解釋輸入。LindsayPH和NormanDA的“材料-驅(qū)動(dòng)”（Data-Driven）和“概念-驅(qū)動(dòng)”（Conceptually-Driven）過(guò)程。材料-驅(qū)動(dòng)指的是對(duì)言語(yǔ)材料在感知水平上進(jìn)行的加工過(guò)程，它是由下而上的分析過(guò)程。概念-驅(qū)動(dòng)則是在理解水平上進(jìn)行的加工過(guò)程，它是由上而下（從最高的結(jié)構(gòu)概念開(kāi)始）的分析過(guò)程。人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)對(duì)聲音的解釋可幫助設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面中的語(yǔ)音界面觸覺(jué)Touch或者Hapticperception觸覺(jué)在交互中的作用是不可低估的，尤其對(duì)有能力缺陷的人，如盲人，是至關(guān)重要的觸覺(jué)的感知機(jī)理與視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的最大不同在于它的非局部性溫度感受器-冷熱傷害感受器-疼痛機(jī)械刺激感受器-壓力實(shí)驗(yàn)表明，人的手指的觸覺(jué)敏感度是前臂的觸覺(jué)敏感度的10倍。對(duì)人身體各部位觸覺(jué)敏感程度的了解有助于基于觸覺(jué)的交互設(shè)備的設(shè)計(jì)。動(dòng)覺(jué)的概念：對(duì)人的軀干和四肢的位置的感覺(jué)，主要由于人的關(guān)節(jié)處的感受器。

2.2認(rèn)知過(guò)程與交互設(shè)計(jì)原則認(rèn)知是人們?cè)谶M(jìn)行日?；顒?dòng)時(shí)發(fā)生于頭腦中的事情，它涉及認(rèn)知處理，如思維、記憶、學(xué)習(xí)、幻想、決策、看、讀、寫(xiě)和交談等。Norman把認(rèn)知?jiǎng)澐譃閮蓚€(gè)模式經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知：有效、輕松地觀察、操作和響應(yīng)周?chē)氖录?，它要求具備某些?zhuān)門(mén)知識(shí)并達(dá)到一定的熟練程度，如使用Word字處理系統(tǒng)編輯文檔等。思維認(rèn)知：涉及思考、比較和決策，是發(fā)明創(chuàng)造的來(lái)源，如設(shè)計(jì)創(chuàng)作等。常見(jiàn)認(rèn)知過(guò)程感知和識(shí)別人們可以使用感官?gòu)沫h(huán)境中獲取信息，并把它轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)物品、事件、聲音和味覺(jué)的體驗(yàn)。注意注意通常是指選擇性注意，即注意是有選擇的加工某些刺激而忽視其他刺激的傾向。記憶記憶就是回憶各種知識(shí)以便采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。常見(jiàn)認(rèn)知過(guò)程問(wèn)題解決問(wèn)題解決是由一定的情景引起的，按照一定的目標(biāo)，應(yīng)用各種認(rèn)知活動(dòng)、技能等，經(jīng)過(guò)一系列的思維操作，使問(wèn)題得以解決的過(guò)程。語(yǔ)言處理閱讀、說(shuō)話和聆聽(tīng)這三種形式的語(yǔ)言處理具有一些相同和不同的屬性。相似性之一是，不論用哪一種形式表示，句子或短語(yǔ)的意思是相同的。但是，人們對(duì)閱讀、說(shuō)話和聆聽(tīng)的難易有不同的體會(huì)。影響認(rèn)知的因素情感情感因素會(huì)影響人的感知和認(rèn)知能力。如積極的情感會(huì)使人的思考更有創(chuàng)造性、解決復(fù)雜問(wèn)題的能力更強(qiáng)，而消極的情感使人的思考更加片面，還會(huì)影響其他方面的感知和認(rèn)知能力。人的個(gè)性差異個(gè)性差異可能是長(zhǎng)期的，如性別、體力和智力水平；也可能是短期的，如壓力和情感因素對(duì)人的影響；還可能是隨時(shí)間變化的，如人的年齡等。注意注意就是在某個(gè)時(shí)刻，從眾多可能的事物中選擇一個(gè)，并把精力集中在這個(gè)事物上。

注意的不同類(lèi)型視覺(jué)關(guān)注聽(tīng)覺(jué)關(guān)注注意相關(guān)的因素目標(biāo)信息的表示形式信息表示方法信息的顯示方式對(duì)于人們能否快速捕捉到所需的信息片斷有很大的影響。分類(lèi)顯示的信息就比較便于人們查找。感知和識(shí)別在結(jié)合不同的媒體時(shí)，應(yīng)確保用戶能夠理解它們表示的復(fù)合信息。在結(jié)合使用聲音和動(dòng)畫(huà)時(shí)，需要仔細(xì)協(xié)調(diào)，合理安排它們的調(diào)用次序。在設(shè)計(jì)虛擬人物時(shí)，就應(yīng)該使其唇形與所說(shuō)的話同步，兩者之間的微小延遲都會(huì)使人難以忍受，這類(lèi)似于給外文電影配音。用戶應(yīng)能不費(fèi)力地區(qū)別圖標(biāo)或其他圖形表示的不同含義。聲音應(yīng)足夠響亮而且可辨識(shí)，以便用戶理解它們的含義。用戶應(yīng)能夠理解輸出的語(yǔ)音及其含義。文字應(yīng)清晰易讀，且不受背景干擾如可以在黑色或藍(lán)色背景上使用黃色文字，但不能在白色或綠色背景上使用黃色文字。在虛擬環(huán)境中使用觸覺(jué)反饋時(shí)，用戶應(yīng)能識(shí)別各種觸覺(jué)表示的含義。例如“緊握”的觸感與“按下”的觸感不同。

記憶

記憶就是回憶各種知識(shí)以便采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。記憶過(guò)程中有三個(gè)環(huán)節(jié)：識(shí)記：相當(dāng)于信息的輸入和編碼過(guò)程，也就是使不同感官輸入的信息，經(jīng)過(guò)編碼而成為頭腦可接受的形式；保持：相當(dāng)于信息的貯存，即信息在頭腦中被再加工整理，使其成為有序地組織結(jié)構(gòu)，以便貯存；再認(rèn)和回憶：再認(rèn)和回憶相當(dāng)于信息的提取，編碼越完善、組織越有序，提取也就越容易，反之，提取越困難。

減輕記憶負(fù)擔(dān)人的識(shí)別能力大于回憶能力圖文界面替代命令界面安裝過(guò)程的wizard回憶提示密碼的提示語(yǔ)句2.3概念模型及對(duì)概念模型的認(rèn)知概念模型：指的是一種用戶能夠理解的系統(tǒng)描述，它使用一組集成的構(gòu)思和概念，描述系統(tǒng)做什么、如何運(yùn)作、外觀如何等。設(shè)計(jì)概念模型的關(guān)鍵過(guò)程應(yīng)包括如下兩個(gè)階段：了解用戶在執(zhí)行日常任務(wù)時(shí)做什么；選擇交互方式，是主動(dòng)式的提問(wèn)方式，還是被動(dòng)式的填表進(jìn)行檢索方式；并決定采用何種交互形式。有關(guān)交互方式的決策與有關(guān)交互形式的決策是不相同的。前者是更高層次的抽象，它關(guān)心的是要支持的用戶活動(dòng)的本質(zhì)，而后者關(guān)心的是特殊的界面類(lèi)型。對(duì)概念模型的認(rèn)知一個(gè)系統(tǒng)能夠做到讓用戶感到滿意，除了在設(shè)計(jì)開(kāi)始階段建立一個(gè)好的概念模型以外，還應(yīng)該考慮如何根據(jù)人的認(rèn)知特點(diǎn)，提供多種手段，使用戶能盡快理解關(guān)于系統(tǒng)外觀及行為即概念模型的構(gòu)思，這是一個(gè)非?；镜膯?wèn)題。三個(gè)相互聯(lián)系的概念模型設(shè)計(jì)模型——設(shè)計(jì)師設(shè)想的模型，說(shuō)明系統(tǒng)如何運(yùn)作。系統(tǒng)映像——系統(tǒng)實(shí)際上如何運(yùn)作。用戶模型——用戶如何理解系統(tǒng)的運(yùn)作。幾種認(rèn)知概念框架從人們不同的認(rèn)知特點(diǎn)，討論用戶如何理解系統(tǒng)概念模型，它們是：思維模型信息處理模型外部認(rèn)知模型思維模型用戶思維模型：人們?cè)趯W(xué)習(xí)和使用系統(tǒng)的過(guò)程中，積累了有關(guān)如何使用系統(tǒng)的知識(shí)，而且在一定程度上，也積累了有關(guān)系統(tǒng)如何工作的知識(shí)。在認(rèn)知心理學(xué)中，思維模型被認(rèn)為是外部世界的某些因素在人腦中的反映，掌握和運(yùn)用思維模型使得人們能夠進(jìn)行推測(cè)和推理。思維模型牽涉到兩個(gè)過(guò)程—“構(gòu)建”和“運(yùn)用”過(guò)程，人們既可能進(jìn)行有意識(shí)的思維處理，也可能進(jìn)行無(wú)意識(shí)的思維處理。正確的思維模型的建立在理想情況下，用戶開(kāi)發(fā)的思維模型應(yīng)與設(shè)計(jì)人員開(kāi)發(fā)的概念模型相符，如何幫助用戶達(dá)到這個(gè)目標(biāo)是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。一個(gè)交互式系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該開(kāi)發(fā)一個(gè)易于用戶理解的系統(tǒng)映像，應(yīng)該做到及時(shí)響應(yīng)用戶的輸入并給出有用的反饋；提供易于理解的、直觀的反饋信息。此外，一個(gè)好的交互系統(tǒng)還需要提供正確的信息類(lèi)型以及正確的信息層次，以針對(duì)不同層次的用戶，提供不同層次的系統(tǒng)透明度。這方面包括：有條理的