图形用户界面的主要思想

主要复习内容提要人机交互的基本概念、人机交互的设计方法人机交互的实现技术、人机交互设计的实例一、基本概念1、什么是人机交互？是指关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，并围绕相关的主要对象进行研究的学科。

2、人机交互与其他学科的关系人机交互是一门综合学科，它与认知心理学、人机工程学、多媒体技术、虚拟现实技术等密切相关。

其中，认知心理学与人机工程学是人机交互技术的理论基础，而多媒体技术、虚拟现实技术与人机交互是相互交叉和渗透的。

（一）认知心理学与人机工程学1、人的感知视觉、听觉、触觉2、认知过程与交互设计原则（1）认知模式：经验认知、思维认知（2）常见认知过程：感官和识别、注意、记忆、问题解决、语言处理（3）影响认知的因素：情感、人的个性差异3、概念模型及对概念模型的认知概念模型指的是一种用户能够理解的关于系统的描述，它使用一组集成的构思和概念，描述系统做什么、如何运作、外观如何等。

1）设计模型——设计师设想的模型，描述系统如何运行。

2）系统印象——系统实际如何运行。

3）用户模型——用户如何理解系统的运行。

（1）思维模型（2）信息处理模型（3）外部认知模型（二）人机交互技术1、人机交互技术概述人机交互技术主要是研究人与计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。

设计模型设计师用户模型用户系统系统印象（图）概念模型2、图形用户界面的主要思想桌面隐喻、所见即所得、直接操纵3、设计图形用户界面的原则（1）界面要具有一致性（2）常用操作要有快捷方式（3）提供必要的错误处理功能（4）提供信息反馈（5）允许操作可逆（6）设计良好的联机帮助（7）合理划分并高效地使用显示屏幕4、多通道用户界面基于视线跟踪、语音识别、手势输入、感觉反馈等新的交互技术，允许用户利用自身的内在感觉和认知技能，使用多个交互通道，以并行、非精确方式与计算机系统进行交互，旨在提高人机交互的自然性和高效性。

人机交互要点人机交互（HCI）：是关于设计，评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，且围绕这些方面的主要现象，进行研究的科学。

狭义地讲，人机交互技术主要是研究人与计算机之间的信息交换，主要包括人到计算机和计算机到人信息交换两部分。

人机界面：作为计算机的重要组成部分，主要是指人与计算机之间的通信方式，包括人-机双向信息交换的支持软件和硬件。

交互设计：设计交互方式与人机界面。

人机交互与其他学科的关系：认知心理学与人机工程学是交互技术的理论基础，多媒体技术和虚拟现实技术与人机交互技术互相渗透。

人机研究的内容：人机表示模型与设计方法；可用性分析评估；多通道交互技术；认知与智能用户界面；虚拟环境中的人机交互；WEB设计；移动界面设计；群件。

发展趋势：集成化，网络化，智能化，标准化。

人的感知是认知心理学的基础，人机交互通过感知来完成。

视觉感知分为两个阶段：接受信息阶段与解释信息阶段视锥细胞，视干细胞。

黄色绿色视敏度简称视力：是指人眼对细节的感知能力，是事物间距所对应视角的倒数表示。

音调与声波的频率有关，低频能产生低调的声音，高频能产生高调的声音。

响度是指在频率一定的情况下声波的振幅。

音色与发声的材料有关。

人类能辨别20HZ-20KHZ的声音。

音强超过140分贝时，是痛觉。

语音是260HZ 到5600HZ。

电话是300到3000HZ皮肤感知触觉：温度感受器，伤害感受器，机械刺激感受器。

触觉感知的另一面是动觉:快速适应感受器，慢速适应感受器，位置感受器。

认知：经验认知，思维认知。

关注：关注是在某个时刻，对众多可能感知的事物中选择一个，并把精力集中在这个事物上。

关注与两个方面有关：目标与信息表示。

基于人们的关注特点，人机界面要做到下列几点：信息的显示醒目：动画图形，彩色，下划线，对条目不同的使用排序避免过多使用色彩声音和图像，如果太过混杂，会引起反感。

感知和识别：总体设计原则是应采用适当的形式来表示信息。

（用户不费力识别图标的意义，声音足够响亮，文字清晰，紧握与按下的触觉不同）记忆三个环节：识记，保持，再认和回忆。

1、人机交互：是指关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，并围绕相关的主要现象进行研究的学科。

2、人机交互是一门综合学科。

认知心理学与人机工程学是人机交互技术的理论基础，虚拟现实技术与人机交互是相互交叉和渗透的。

3、人机交互的发展历史：命令行界面交互阶段；图形用户界面交互阶段；自然和谐的人机交互阶段。

4、人的感知交互过程主要是通过视觉、听觉和触觉感知进行的。

5、人类从周围世界获得的信息约有80%是通过视觉得到的。

6、RGB颜色模型通常用于彩色阴极摄像管等彩色光栅图形显示设备中。

7、CMY濒色模型对于认识某些印刷硬拷贝设备的颜色处理很有帮助。

8、常见的认知过程：感知和识别；注意；记忆；问题解决；语言处理。

9、影响认知的因素：情感；人的个性差异。

10、分布式认知理论是传统认知理论的发展，和传统的认知理论并不冲突。

11、分布式认知理论的特征：强调个体与外部表象的结合，重视人工制品的作用；强调认知的分布性；强调交互作用和信息共享；关注具体情境和情境脉络。

12、输入设备：键盘、手写输入、二维扫描仪、数码摄像头、三维扫描仪、动作捕捉、鼠标、触摸板、触摸屏、控制杆设备。

13、输出设备：显示器、打印机、语音交互设备。

14、三维扫描仪成为了实现三维信息数字化的一种极为有效的工具。

动作捕捉设置则用于捕捉用户的肢体甚至是表情动作，生成运动模型。

15、人机交互输入模式？请求模式：在请求模型下，输入设备的启动是在应用程序中设置的；采样模式：输入设备和应用程序独立地工作；事件模式：输入设备和程序并行工作；16、基本交互技术？定位：定位是确定平面或空间的一个点的坐标，是交互中最基本的输入设备技术之一；笔画：笔画输入用于输入一组顺序的坐标点；定值：定值输入用于设置物体旋转角度、缩放比例因子等；选择；选择是在某个选择集中选出一个元素，通过注视。

指点或接触一个对象，使对象成为后续行为的焦点，是操作对象时不可缺少的一部分；字符串：键盘是目前输入字符串最常用的方式，现在用写字板输入字符也已经很流行。

⼈机交互知识点总结第⼀章绪论1、什么是⼈机交互所谓的⼈机交互是指关于如何设计、评价和实现供⼈们使⽤的交互式计算机系统，并围绕相关现象进⾏研究的⼀门学科。

⼈机交互是⼀门综合性的学科，他与认知⼼理学、⼈机⼯程学、多媒体技术、虚拟现实技术等密切相关，其中，认知⼼理学和⼈机⼯程学是⼈机交互的理论基础，多媒体技术和虚拟现实技术与⼈机交互相互交叉、相互渗透。

2、⼈机交互的研究内容⼈机交互界⾯的表⽰模型与⽅法可⽤性分析与评价多通道交互技术认知与智能⽤户界⾯群件web设计移动界⾯设计3、⼈机交互的发展历史命令⾏界⾯交互阶段、图形⽤户界⾯交互阶段、⾃然和谐的⼈机交互阶段（情感计算、多通道交互、虚拟现实、只能⽤户界⾯）4、⼈机交互的发展趋势智能化、集成化、⽹络化、标准化第⼆章感知和认知基础1、⼈的感知视觉、触觉、听觉，其中⼈类从周围世界获取的信息80%都来源于视觉。

2、颜⾊通常⽤三种属性表⽰：强度、饱和度、⾊度颜⾊模型就是某个空间中的⼀个可见光⼦集，主要有RGB,CMYK,HSV,CIE四种颜⾊模型3、认知过程与交互设计原则（1）认知分为经验认知和思维认知，经验认知是指有效、轻松的观察、操作和响应周围的事件，他要求具备某些专业的知识并达到⼀定的熟练程度。

思维认知是它涉及思考、⽐较和决策，是发明创造的来源。

（2）常见的认知过程：感知和识别、注意、记忆、问题解决、语⾔处理。

许多认知过程是相互依赖的，⼀个认知过程往往同时涉及多个不同的过程。

（3）影响认知的因素：1、情感 2、个体差异 3、动机和兴趣4、概念模型概念模型是指⼀种⽤户可以理解的关于系统的描述，他使⽤⼀组构思和概念，描述了系统做什么，如何运作，外观如何等第三章交互设备1、输⼊设备⽂本输⼊设备：键盘、⼿写输⼊设备图像输⼊设备：⼆维扫描仪、数字摄像头三维信息输⼊设备：三维扫描仪、动作捕捉设备、体感输⼊设备指点输⼊设备：⿏标及控制杆、触摸屏2、输出设备光栅显⽰器、投影仪、打印机、语⾳交互设备虚拟现实交互设备：空间跟踪定位器、数据⼿套、触觉和⼒反馈器三维显⽰设备：⽴体视觉（头盔显⽰器）第四章交互技术1、⼈机交互的输⼊模式请求模式：在请求模式下，输⼊设备的启动是在应⽤程序中设置的。

《人机交互》单选10 * 2 分填空10 * 2 分简答6 * 5分综合3 * 10 分绪论1、什么是人机交互，主要研究内容，经历的阶段（P1）人机交互技术（HCI）：是指关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，并围绕相关的主要现象进行研究的学科。

狭义的讲，它主要是研究人与计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。

研究内容：（P2）人机交互界面表示模型与设计方法2)可用性分析与评估3)多通道交互技术4)认知与智能用户界面5)群件6)WEB设计7)移动界面设计经历的阶段：（P3）命令行界面交互阶段2)图形用户界面交互阶段3)自然和谐的人机交互阶段认知和认知基础1、视觉感知（P5）视觉感知可分为两个阶段：1）受到外部刺激接受信息阶段2）解释信息阶段人机交互设计时需要清楚这两个阶段及其影响，需要注意的是，一方面，眼睛和视觉系统的物理特性决定了人类无法看到某些事物；另一方面，视觉系统解释处理信息时对不完全信息发挥一定的想象力。

人的感知：视觉，听觉和触觉感知。

（P9）3、认知过程有哪些？对界面设计的原则（p18-22）1）感知和识别（根据人的关注特点，在设计人机交互界面时具体应注意的问题有：A. 用户应能不费力地区别图标或其他图形表示的不同含义；B.文字应清晰易读，且不受背景干扰C. 声音应足够响亮而且可辨识，应使用户能够容易理解输出的语言及其含义；D. 在使用触觉反馈时，反馈应可辨识，以便用户能识别各种触觉标的的含义等。

）2）注意（根据人的注意特点，在设计人机交互界面时应做到：A. 信息的显示应醒目，如使用彩色，下划线等进行强调；B. 避免在界面上安排过多的信息，尤其要谨慎使用色彩，声音和图像，过多的使用这类表示易导致界面混杂，分散用户的注意力；C. 界面要朴实，朴实的界面更容易使用。

）3）记忆（考虑人的记忆特点，进行交互设计时应该注意的问题有：应考虑用户的记忆能力，勿使用过于复杂的任务执行步骤；由于用户长于“识别”而短于“回忆”，所在设计界面时，应使用菜单、图标，且它们的位置应保持一致；为用户提供多种电子信息的编码方式，并且通过颜色、标志、时间戳、图标等，帮助用户记住它们的存放位置。

一、填空题（20分）1.人机交互技术主要是研究人与计算机之间的信息交换。

2.按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质的不同，可以把触摸屏分为四种：电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。

3.数字墨水在数学上是通过三阶贝塞尔曲线来描述笔输入的笔迹，它的记录格式能使数字墨水文件很小，从而可以更有效地进行存储。

4.人机交互是指关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，并围绕相关的主要现象进行研究的学科。

5.有关研究表明，人类从周围世界获取的信息约有80%是通过视觉得到的。

6.RGB颜色模型通常用于彩色阴极射线管等彩色光栅图形显示设备中。

7.为了实现交互功能，必须有效地管理、控制多种输入设备进行工作。

目前，对输入过程的处理要常用的三种基本模式为：请求模式、采样模式及事件模式。

8.目前，手写板主要有三类：电阻式感应手写板、电磁式感应手写板和电容式触控手写板。

9.橡皮筋技术是拖动形式的图形交互技术，被拖动对象的形状和位置随着光标位置的不同而变化。

10.计算机语音识别过程与人的处理过程基本上是一致的。

一个完整的语音识别系统大致可分为语音特征提取、声学模型与模式匹配、语言模型与语义理解三部分。

11.命令行可以看作第一代人机界面。

在这种界面中，计算机的使用者被看成操作员，计算机对输入信息一般只做出被动的反应。

12.立体影像生成技术主要有两种：主动式立体模式和被动式立体模式。

二、单项选择题（10分）三、是非题（10分）四、名词解释（20分）1. 产生式规则产生式规则是一种形式化语言，这些规则可用于描述人机交互界面。

产生式规则的一般形式是：if condition then action，这些规则也可以表示为不同的形式，如condition→action；condition：action。

2. GOMS模型GOMS模型是关于用户在与系统交互时使用的知识和认知过程的模型。

G代表Goals（目标）、O代表Operations（操作）、M代表Methods（方法）、S代表Selection rules（选择规则）。

人机交互作业题一、名词解释二、+1、人机交互：是关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，且围绕这些方面的主要现象进行研究的科学。

2、人机界面：作为计算机系统的重要组成部分，主要是指人类与计算机系统之间的通信方式，包括人-机双向信息交换的支持软件和硬件。

3、人机交互设计：指的是“设计支持人们日常工作与生活的交互产品”，具体地讲就是关于创建新的用户体验的问题，其目的是增强和扩充人们工作、通信及交互的方式。

4、人机系统：由人和机器组成，通过人机之间的相互作用以实现特定功能的系统。

它包括人、机、人机之间以及人机系统所处的环境。

5、认知心理学：研究人的高级心理过程，主要是认识过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维和语言等，从心理学的观点研究人机交互的原理。

6、人机工程学：人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关知识，研究人、机器、环境相互间的合理关系，以保证人们安全、健康、舒适地工作，从而提高整个系统工效的新兴边缘科学。

7、多媒体技术：多媒体技术是指将正文、声音、图形、静止图像、动态图像等与计算集成在一起的技术。

& 虚拟现实技术：虚拟现实(Virtual Reality , VR)就是借助于计算机技术及硬件设备，建立高度真实感的虚拟环境，使人们通过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等感官在其中看、听、触、闻起来像真实的，以产生身临其境的感觉的一种技术。

9、桌面隐喻：是指在用户界面中用人们熟悉的桌面上的图例清楚地表示计算机可以处理的能力。

图形具有一定的文化和语言独立性，可以提高搜索目标的效率。

图形用户界面中的图例可以代表对象、动作、属性或其他概念。

10、图形用户界面：图形用户界面又称为WIMP界面，由窗口(windows)、图标(icons)、菜单m)、指点设备(pointingdevice)四位一体，形成桌面(desktop)11、多通道用户界面：多通道人机界面主要解决科学计算可视化、虚拟现实对计算机系统提出的高效、三维和非精确的人机交互要求。