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人机交互界面设计与评价一、介绍随着计算机技术的不断发展和应用，人类与计算机之间的交互变得越来越频繁。
而人机交互界面作为连接人与计算机的桥梁，承担着至关重要的作用。
因此，本文将围绕着人机交互界面的设计与评价进行深入探讨。
二、人机交互设计人机交互设计是指人与计算机之间进行的交互过程中设计计算机界面的过程。
它应该考虑用户的需求、习惯和心理，探寻和理解用户的心态，以及如何在设计中体现用户的喜好和需求，以实现高效且令人满意的用户体验。
1. 设计原则人机交互的设计需要遵循一定的设计原则，包括可用性、易学性和易记性。
其中“可用性”是指将一款产品设计成用户能够自如地使用，并达到用户的期望效果。
而“易学性”是指在设计中应该考虑到新用户的学习曲线和学习成本。
同时，“易记性”则是在使用过程中用户应该方便快捷地进行操作，避免忘记设置等繁琐操作。
2. 用户体验设计用户体验设计是人机交互设计的重要方面。
设计者需要从用户的角度考虑产品，尤其是在交互设计的初期。
在用户体验设计过程中，需要注意以下几点：（1）用户研究：在设计产品时，需要了解产品目标用户的心理和需求，通过问卷调查、访谈、观察等方式获取信息，从而制定出需求规范。
（2）用户界面设计：通过交互设计来设计产品的交互界面，包括视觉设计、功能设计、交互流程设计等。
（3）用户测试：用户测试是为了验证交互设计是否符合用户需求，以及是否满足用户预期。
常见的测试方法包括原型测试、A/B测试等。
三、人机交互评价人机交互评价是指评估人机界面在使用过程中的交互效果。
对人机交互界面的评价一般分为定性评价和定量评价两种。
1. 定性评价定性评价是基于观察和评估的主观判断，通过问卷调查、访谈等方式收集用户的反馈并进行评估。
通过定性评价可以得出基于人机界面的用户交互体验的相对质量。
2. 定量评价定量评价是通过计算机模拟、测试等方式进行分析的客观评估方法。
常见的定量评价指标有：反应时间、正确率、效率等。
人机交互技术实验用户界面设计与评估实现人机交互技术是研究人与计算机之间的信息交流和互动的科学。
在当今信息时代中，人机交互技术的重要性日益凸显。
用户界面设计是人机交互技术中的一项关键工作，它涉及了用户体验、界面布局、交互方式等方面的设计。
本文将介绍人机交互技术实验中用户界面设计与评估的实现方法。
一、用户界面设计1. 界面布局设计在用户界面设计中，良好的界面布局是非常重要的。
合理的布局能够使用户更加方便地使用系统，并提高用户的满意度。
一般来说，界面布局设计可以采用以下几种方式：（1）网格布局：将界面划分为等大小的网格，便于对界面进行布局，使得各个功能模块有序排列。
（2）流式布局：根据用户的屏幕分辨率来自动调整界面的布局，适应不同大小的设备。
（3）层次布局：将界面元素按照层次结构进行排列，形成清晰的界面层次。
2. 交互方式设计用户界面的交互方式直接影响用户使用系统的体验。
为了提高用户的易用性和效率，设计师可以采用以下几种交互方式：（1）图形化界面：通过可视化的方式呈现信息，使用户更容易理解和操作系统。
（2）触摸屏交互：利用触摸屏技术，使用户可以通过手指触碰屏幕来实现操作。
（3）语音识别交互：通过语音识别技术，使用户可以通过语音来控制系统。
二、用户界面评估用户界面评估是为了确定用户界面设计是否满足用户需求和设计目标。
以下是常用的用户界面评估方法：1. 专家评估专家评估是一种快速有效的评估方法，通过邀请领域专家对用户界面进行评审，从而发现潜在的问题和改进的空间。
专家评估一般包括以下几个步骤：（1）设定评估目标：确定要评估的界面功能和性能目标。
（2）邀请专家：邀请领域专家参与评估。
（3）独立评估：专家独立对界面进行评估，并提出改进建议。
（4）汇总评估结果：整理专家评估报告，分析评估结果。
2. 用户测试用户测试是一种直接从用户角度评估界面的方法，通过邀请用户参与实际操作，观察用户的行为和反馈，从而获得对界面设计的真实反馈。
一种软件人机界面设计综合评价方法刘维学;郑丽娟【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】Human-computer interface is the interface between system and users,and is the main way of control and input-output informa-tion,directly impacting the productivity of users,and even relating to the success of software product marketing. For the current situation of no uniform standard and difficult to evaluate for human-computer interface design evaluation,research with rough soft sets theory. First,build the evaluation index system,showing the hierarchy of indicators by the structural model,and describe the various indicators. Then,study the evaluation theoretical basis,and express precisely through the 6 definition of rough sets,involving soft sets,rough soft sets,comparison tables,data calculation and quality sort. Finally,give the evaluation instance according to the order of evaluation steps. This research method overcomes the subjective arbitrariness of previous reviews,and improves the reliability,accuracy and objective im-partiality.%人机界面是系统与用户之间的接口，是控制和信息输入输出的主要途径，直接影响用户的工作效率，甚至关系到软件产品营销的成败。
基于专家系统的轮机模拟器自动评分系统研究曹汉卿;聂伟【摘要】客观公正的考核评分系统可有效的提高轮机模拟器人员培训的效率,降低培训的成本.以知识库的建立为重点,论文阐述了专家系统在轮机模拟器自动评分系统中的应用,并以推进电机的操作评分为例说明整个知识库建立过程和遵循的准则.在考核评估的实际应用中,自动评分系统取得了较好的效果.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2013(033)002【总页数】3页(P37-39)【关键词】轮机模拟器;专家系统;自动评分系统;知识表示【作者】曹汉卿;聂伟【作者单位】海军工程大学动力工程学院,武汉430033【正文语种】中文【中图分类】TP3310 引言仿真技术研究始于20世纪30年代，美国生产了用于训练飞行员的林克飞行训练器，使飞行员熟悉飞机的操作程序和驾驶技术。
经过40年的发展，到了上世纪70年代，仿真计算机由数字计算机代替了模拟计算机，并广泛用于航天、航空、航海、电厂和核电站等培训领域[1]。
训练模拟器是仿真技术应用的一个重要领域，是以计算机为基础的人—机实时仿真系统。
随着各种新技术发展应用，轮机模拟器在人员培训中的作用越来越突出。
国际海事组织颁布的《海员培训、发证和值班标准国际公约》规定，高级轮机管理人员在取得当局主管机关或其认可机构所颁发的适任证书前必须在经过认可的轮机模拟器系统中进行规定时间的训练并取得合格证书[2] 。
轮机训练模拟器[3,4]是一种在实验室内利用计算机、自动控制、图形图象技术和多媒体等高新技术，通过数学建模，建立一个虚拟的轮机运行和操作环境，达到使操作人员感觉在实艇中操作所具有的场景。
怎样评价操作者实际使用设备和处理故障的能力也是轮机训练模拟器的一个重要组成部分。
如果通过教员监视操作者并根据其操作过程打分，这样结果带有很大的主观性、延时性而且还有可能带来不公正。
自动评分系统以各类专业技术人员的专业理论和实际操作经验建立知识库作为评价准则，监测数学模型中各状态参数的变化，识别操作者的操作过程，通过相应的程序算法实现自动评分。
基于虚拟现实技术的人机交互系统设计与评估随着科技的不断发展，虚拟现实技术（VR）已成为人们关注和研究的热点领域之一。
基于虚拟现实技术的人机交互系统设计与评估，是一项具有广阔前景的任务。
虚拟现实技术是一种通过计算机生成的模拟环境，通过头戴显示器、手柄等设备，使用户能够身临其境地感受到虚拟场景。
虚拟现实技术的人机交互系统设计与评估旨在提供更加自然、直观、高效的用户体验，进一步提升人们在虚拟环境中的交互效果。
本文将从系统设计与评估两个方面，探讨如何基于虚拟现实技术进行人机交互的创新与改进。
首先，基于虚拟现实技术的人机交互系统的设计需要充分考虑用户的需求和心理特征。
用户在虚拟环境中期望能够感受到真实世界的情感和行为体验，因此，设计人员需要注重创造出具有生动、逼真的虚拟场景，以激发用户的情感和参与感。
在虚拟现实技术的人机交互系统设计过程中，还应该注意用户体验的流畅性和舒适性，减少对用户造成的身体或智力负担。
例如，在设备的轻量化和便携性方面进行创新，使用优质的头戴显示器和手柄，提升用户的操作舒适度和使用便捷性。
其次，基于虚拟现实技术的人机交互系统的评估是设计过程中不可或缺的一步。
评估的目的是验证系统设计的有效性和用户体验的质量，为进一步改进提供依据。
评估的方法可以通过用户体验测试、评价问卷等方式进行。
用户体验测试可以让用户亲身参与虚拟现实环境中的交互，通过记录用户的行为、反应和体验，评估系统在用户认知、操作、情感等方面的表现。
评价问卷则可以通过收集用户对系统的评价和意见，了解用户对系统设计的满意度和需求。
通过评估，设计人员可以了解用户的真实需求和困扰，为后续的系统改进提供方向。
在基于虚拟现实技术的人机交互系统设计和评估过程中，还需要考虑到系统的可扩展性和多样性。
随着技术的进一步发展，虚拟现实技术将应用于更多的领域，包括教育、医疗、娱乐等。
因此，设计人员需要思考如何将虚拟现实技术与不同领域的需求相结合，创造出更加丰富多样的人机交互系统。
第38卷第1期原子能科学技术Vol.38,No.1 2004年1月Atomic Energy Science and TechnologyJan.2004基于计算机模拟技术的人机界面评价系统陈晓明1,高祖瑛1,周志伟1,赵炳全1,中川隆志2,仵 威2(11清华大学核能技术设计研究院,北京 100084;21三菱电机先端技术研究所,日本尼崎市 口 6618661)摘要:介绍了一种基于计算机模拟技术的核电厂控制室人机界面软件评价系统DIAS 。
该系统利用计算机来模拟操纵员对控制室人机界面的操作过程,给出操作过程的定量评价结果,同时它还采用人因失误预测技术(THERP )对操纵员操作失误概率进行分析。
DIAS 系统可以为核电厂主控室人机界面的设计及改进提供很好的技术支持。
关键词:评价系统DIAS ;人机界面;人因失误中图分类号:TP15;TP302 文献标识码:A 文章编号:100026931(2004)0120070204Man 2machine Interfaces Analysis System B ased on Computer SimulationCHEN X iao 2ming 1,G AO Zu 2ying 1,ZHOU Zhi 2wei 1,ZHAO Bing 2quan 1,Nakagawa 2,WU Wei 2(1.Institute of N uclear Energy Technology ,Tsinghua U niversity ,Beijing 100084,China ;2.A dvanced Technology R &D Center ,M I TS UB IS HI Elect ric Corporation ,Hyogo 6618661,Japan )Abstract : The paper depicts a software assessment system ,Dynamic Interaction Analysis Support (DIAS ),based on computer simulation technology for man 2machine interfaces (MM I )of a control room.It employs a computer to simulate the operation procedures of op 2erators on man 2machine interfaces in a control room ,provides quantified assessment ,and at the same time carries out analysis on operational error rate of operators by means of tech 2niques for human error rate prediction.The problems of placing man 2machine interfaces in a control room and of arranging instruments can be detected from simulation results.DIAS sys 2tem can provide good technical supports to the design and improvement of man 2machine in 2terfaces of the main control room of a nuclear power plant.K ey w ords :DIAS assessment system ;man 2machine interface ;human error收稿日期:2002210221;修回日期:2002212212作者简介:陈晓明(1969—),男,江苏建湖人,助理研究员,核能科学与工程专业 反应堆的控制在核电厂安全中占有重要地位,控制室人机界面设计的好坏直接影响到反应堆的控制。
人因工程的研究是广泛的,在有人和机器或工具相互作用的地方都可进行人因工程的研究工作。
核反应堆的控制系统是一个庞大的系统,其控制方案设计、人机界面设计及操作环境设计等均会影响对反应堆的控制。
美国三哩岛事故和前苏联切尔诺贝利核反应堆事故的发生都是由于操纵员失误和操作规程运行体系的缺陷,使反应堆系统的故障演化成严重事故。
这两起事故发生以后,特别是切尔诺贝利事故以后,研究人员开始加强人因工程的研究,以减少操纵员在操作过程中的失误。
人机界面评价过程,一般是在设计好控制室后,让操纵员提供一些使用心得,设计者根据使用效果对人机界面进行进一步修改和完善工作。
这些工作都是定性的分析评价工作,它需大量人力和物力资源,同时还需花费大量时间。
本文介绍的人机界面评价系统可定量提供操纵员在操作过程中的信息,并可对操纵员可能发生的操作失误概率给出定量结果。
1 DIAS系统介绍DIAS(Dynamic Interaction Analysis Sup2 port)系统是日本三菱电机公司先端技术研究所和清华大学核能技术设计研究院联合开发的一套用于控制室人机界面评价的软件支持系统,它利用计算机模拟技术对操纵员的操作过程进行模拟,对操作规程和人机界面的评价提供定量的结果。
DIAS系统在Windows平台下开发。
该系统满足中国核电厂主控室人机界面设计及操作规程的要求,可应用到中国核电站。
为适应国际化需要,根据用户的需求,DIAS系统可在中文、日文和英文3种用户界面间方便地转换。
DIAS系统的应用有如下意义:1)辅助控制室设计;2)有助于避免操纵员人因错误;3)有利于制定主控板和I&C系统的设计导则;4)提高核电厂运行的安全性,辅助主控室及控制面板的设计。
2 DIAS系统组成及其相互关系DIAS系统由5个程序组成(图1),包括操作规程编辑器、人机界面设计编辑器、操纵员模拟器、人机界面模拟器和人机交互分析器等。
211 操作规程编辑器该编辑器是用来输入操作规程的程序,在整个系统中,操作规程以Petri2net形式输入到数据库中,供操纵员模拟器使用,操纵员按照Petri2net的顺序进行操作。
图1 DIAS系统各程序间相互关系图Fig.1 Configuration of DIAS212 人机界面设计编辑器人机界面设计编辑器是将主控室人机界面设计的信息输入到数据库中的工具。
输入的信息包括主控室大小,控制盘布置、形状及大小,控制盘面的仪表布置以及这些仪表的参数值和状态等,作为人机界面模拟器的输入信息。
213 操纵员模拟器该模拟器是模拟操纵员的程序,按照数据库中Petri2net指定的操作规程进行操作,包括读取参数值、确认状态、进行操作等,与操纵员在操作规程下的实际操作完全一致,并将操纵员的操作信息全部保存,作为人机交互分析器的输入数据。
214 人机界面模拟器该模拟器用来模拟主控室,把主控室的所有信息提供给操纵员,操纵员根据这些信息和操作规程进行操作。
在模拟过程中,人机界面模拟器显示操纵员在控制室中的位置、操纵员的最大视野及最佳视野等信息,操纵员的操作对象位于操纵员的最佳视野内。
215 人机交互分析器人机交互分析器是对模拟结果进行分析评价的工具。
模拟操纵员操作的数据是它的输入,对这些操纵员的操作信息进行处理和统计,得到操纵员在操作过程中的移动距离、操作时间等信息。
该分析器程序同时提供对每个操作步进行THERP(technique for human error rate prediction)分析评价的工具,它引入了美国核管理委员会出版的关于人因分析手册中的评价表,分析人员可根据操纵员的操作和给出的基本出错概率表得到该操作的基本出错概率,还可根据人机界面设计和环境等情况对每个操作17第1期 陈晓明等:基于计算机模拟技术的人机界面评价系统步的评价指标权重进行修正。
DIAS系统的操纵员模拟器和人机界面模拟器支持多个操纵员的模拟工作。
在利用Petri2net编辑操作规程数据库时,可指定某个操作由某个操纵员完成。
模拟时,程序自动模拟该操纵员的操作,并启动一个人机界面模拟器和相应个数的操纵员模拟器来模拟操纵员的操作。
操纵员模拟器模拟操纵员的结果作为输入数据输入到人机交互分析器中,分析人员利用模拟结果和评价指南,通过人机交互分析器对操纵员的整个操作过程进行分析。
在分析过程中,分析器除了可将统计的评价结果对操纵员的出错概率进行修正外,还提供与人机界面设计编辑器的联系,分析时,分析人员可通过人机界面编辑器了解操纵员进行操作时所在的位置,以及前后5步操作的所在位置,将分析人员放到整个操作环境中去进行出错概率分析,使得分析人员能够全面了解操纵员、操作对象的情况,从而得到客观的评价结果。
通过对评价结果分析,可对控制室人机界面的设计作出评价,人机界面的设计在某个操作规程下是否有利于操纵员的操作等信息。
通过多个操作规程的模拟,可得知反应堆主控室的设计对于操纵员控制反应堆是否合理,有无需要改进设计等。
3 DIAS系统人机界面评价指标及使用DIAS系统给出用于人机界面设计的以下评价指标。
1)水平移动距离 操纵员在完成某个操作动作的过程中需走过的路程(在水平面上),它反映操纵员进行操作时是否需要移动太长的距离或频繁地来回移动、人机界面设计在布置上是否合理、是否与操作规程相匹配等。
2)垂直移动距离 操作过程中操纵员在垂直面上移动的距离,它反映人机界面设计在仪表和按钮布置上是否合理、是否需要操纵员进行弯腰操作、操纵员的操作是否方便等。
3)视线移动距离 在同一块控制盘内,操纵员在两个操作步之间视线的移动,它反映了人机界面设计在控制盘内的情况,是否需要操纵员在控制盘内来回移动视线,即在同一块控制盘内相邻操作的操作对象的布置是否合理。
4)非正前方视线移动距离 仪表或按钮等高于操纵员视线高度的距离,除报警灯外,其它仪表或按钮,如果高于操纵员的视线高度,操纵员需仰视读取参数或进行操作,这必将增加操纵员的出错概率,因此,该指标反映了人机界面设计是否符合操纵员的特点。
5)操作时间 操纵员进行某项操作所花费的时间。
6)HEP(Human Error Probability) 操纵员进行某个操作时可能出现失误的概率。
此外,它还包括人机界面设计情况或外界环境的修正因子、关联操作之间的依赖性以及操纵员在进行操作时的紧张程度等多种因子。
基本出错概率的给出是根据操作的要求,通过选择人机交互分析器中给定的THERP评价表而得到的。
美国核管理委员会的报告给出了人机交互界面的THERP评价表。
