Chapter13新兴计算机界面中的人因素课件.ppt

1、第十三章第十三章 新兴计算机界面中的人因素新兴计算机界面中的人因素主要内容n第一节第一节 自适应人自适应人-计算机界面计算机界面n第二节第二节 虚拟现实虚拟现实n第三节第三节 计算机支持的协同工作计算机支持的协同工作n第四节第四节 网络用户界面网络用户界面2022-11-262第一节 自适应人-计算机界面n设计目的：设计目的：n希望通过赋予人计算机界面以新的适应功能，使计算机界希望通过赋予人计算机界面以新的适应功能，使计算机界面系统能在用户使用过程中，改变自身的性能和特点以适面系统能在用户使用过程中，改变自身的性能和特点以适应用户的特定操作要求应用户的特定操作要求2022-11-263Outl

2、ine n人人-计算机对话的适应性界面的两种形式计算机对话的适应性界面的两种形式n自适应系统的定义自适应系统的定义n自适应系统的特点自适应系统的特点n自适应系统的应用自适应系统的应用n自适应系统的基本组成自适应系统的基本组成2022-11-264人-计算机对话的适应性界面的两种形式n可适应系统可适应系统(Adaptable System)(Adaptable System)n适应性系统适应性系统(Adaptive System)(Adaptive System)2022-11-265可适应系统(Adaptable System)n两种途径：两种途径：q通过增加软件系统各种操作的多项选择项目来提

3、高计算机用户的通过增加软件系统各种操作的多项选择项目来提高计算机用户的作自由度作自由度 例如：对同一例如：对同一“文件拷贝文件拷贝”的命令操作，可用鼠标选择菜单选择项的命令操作，可用鼠标选择菜单选择项逐步完成，也可在键盘上输入特定的快捷键组合来完成逐步完成，也可在键盘上输入特定的快捷键组合来完成q通过用户自己修改计算机界来提高界面的适应性通过用户自己修改计算机界来提高界面的适应性 例如：增加或修改特定的快捷键组合，以完成特定的操作例如：增加或修改特定的快捷键组合，以完成特定的操作 2022-11-266n缺点：缺点：n增加了软件设计的难度，占有了过多的计算机内存，增加了软件设计的难度，占有了过

4、多的计算机内存，n增加了用本身的工作负荷增加了用本身的工作负荷 n优点：优点：n适应不同操作者不同特点适应不同操作者不同特点 2022-11-267适应性系统(Adaptive System)n在用户操作过程中，适应性系统界面可以根据用户的操作特点，在用户操作过程中，适应性系统界面可以根据用户的操作特点，自动自动改变自身的界面呈现方式和系统行为，以适应特定用户的改变自身的界面呈现方式和系统行为，以适应特定用户的特定操作要求特定操作要求n例如，在菜单呈现中，可以根据用户的操作特点，自动地将用例如，在菜单呈现中，可以根据用户的操作特点，自动地将用户最有可能进行选择的选择项呈现在菜单顶部，以使用户能

5、缩户最有可能进行选择的选择项呈现在菜单顶部，以使用户能缩短鼠标移动时间，较快地完成操作短鼠标移动时间，较快地完成操作n由于适应性界面能够在对用户的操作特点进行判别的基础上，由于适应性界面能够在对用户的操作特点进行判别的基础上，自动改变自身的某些特点，以适应用户的操作要求，所以，通自动改变自身的某些特点，以适应用户的操作要求，所以，通常称之为常称之为自适应系统自适应系统2022-11-268自适应系统的特点 n(1)(1)拟人化界面拟人化界面n(2)(2)智能型界面智能型界面 2022-11-269自适应界面的应用 n在自学软件程序中：在自学软件程序中：自适应系统可以根据学习者最初的学习特点自适

6、应系统可以根据学习者最初的学习特点(即用户对自学软件的最即用户对自学软件的最初操作特点初操作特点)，引导学习必要的概念和功能，少走弯路，达到较高的，引导学习必要的概念和功能，少走弯路，达到较高的学习效率学习效率n在字处理软件的操作中：在字处理软件的操作中：自适应系统可以主动与用户交流，提示用户操作的捷径和如何避免自适应系统可以主动与用户交流，提示用户操作的捷径和如何避免操作错误操作错误n在用户操作一般软件系统过程中：在用户操作一般软件系统过程中：自适应系统可提供任务相关式帮助，可给出用户相关式帮助，针对自适应系统可提供任务相关式帮助，可给出用户相关式帮助，针对不同用户的不同操作特点，提供适合于

7、用户的特定帮助，使用户能尽不同用户的不同操作特点，提供适合于用户的特定帮助，使用户能尽快地摆脱困境快地摆脱困境2022-11-2610自适应系统的基本组成 n自适应系统可分成输入部分、推论部分和输出部分自适应系统可分成输入部分、推论部分和输出部分 n输入部分输入部分的主要功能：收集各种数据，记录有规律的人一计算机交互的主要功能：收集各种数据，记录有规律的人一计算机交互模式模式 n推论部分推论部分是自适应系统的核心部分是自适应系统的核心部分 根据输入部分所收集的数据，对用户的操作行为进行分析和推断根据输入部分所收集的数据，对用户的操作行为进行分析和推断 根据对用户分析的结果，决定系统应该采用怎样

8、的方式去适应用户根据对用户分析的结果，决定系统应该采用怎样的方式去适应用户的操作特点，即决定自适应系统的输出部分的操作行为的操作特点，即决定自适应系统的输出部分的操作行为 n 输出部分的主要功能是根据推论部分作出的决定，自动改变系统本输出部分的主要功能是根据推论部分作出的决定，自动改变系统本身的某些输出特点，以适应用户的操作要求身的某些输出特点，以适应用户的操作要求 2022-11-2611第二节 虚拟现实n一、虚拟现实及其发展历史一、虚拟现实及其发展历史 n二、虚拟现实中的人因素二、虚拟现实中的人因素 n三、虚拟现实的应用三、虚拟现实的应用 2022-11-2612一、虚拟现实及其发展历史

9、n虚拟现实是由计算机生成的，通过头盔显示器和数据传感虚拟现实是由计算机生成的，通过头盔显示器和数据传感手套等一系列传感设备辅助实现的模仿现实环境的三维人手套等一系列传感设备辅助实现的模仿现实环境的三维人造虚拟情况造虚拟情况n创造了一种全新的人一计算机界面形式创造了一种全新的人一计算机界面形式n也被称为人工环境、电脑空间、人工合成环境或虚拟环境也被称为人工环境、电脑空间、人工合成环境或虚拟环境 2022-11-2613一 虚拟现实及其发展历史n美国科学家黑林美国科学家黑林(Heilig)(Heilig)19561956年年 曾开发了一种名为传感影院曾开发了一种名为传感影院(Sensorama)(

10、Sensorama)的传感模拟机。的传感模拟机。操作者可以驾驶摩托车穿越街区，看到各种视景，听到各种声音，操作者可以驾驶摩托车穿越街区，看到各种视景，听到各种声音，甚至闻到食品店的烤面包的香味甚至闻到食品店的烤面包的香味 但是这种构想和计算机并无任何关联，它仅仅是虚拟现实的一种雏但是这种构想和计算机并无任何关联，它仅仅是虚拟现实的一种雏形形n19651965年，美国科学家苏森兰德年，美国科学家苏森兰德(Sutherland)(Sutherland)提出的把计算机屏幕作为提出的把计算机屏幕作为观看虚拟世界窗口的设想，向人们展示了利用计算机创造一个类似于观看虚拟世界窗口的设想，向人们展示了利用计算

11、机创造一个类似于现实的虚拟世界的美好前景。苏森兰德的设想被认为是虚拟现实研究现实的虚拟世界的美好前景。苏森兰德的设想被认为是虚拟现实研究的开端的开端 2022-11-2614虚拟现实系统的特点n临境体验临境体验 用户投身到计算机生成的合成环境中，得到身临其境的用户投身到计算机生成的合成环境中，得到身临其境的体验体验n自然交互性自然交互性 用户能与计算机生成的虚拟世界进行自然的交互用户能与计算机生成的虚拟世界进行自然的交互 2022-11-2615二、虚拟现实中的人因素 n在视觉上，首先必须解决的是在视觉上，首先必须解决的是深度知觉和运动知觉深度知觉和运动知觉问题问题 n在听觉上，要解决的问题首

12、先是人在运动时虚拟空间里在听觉上，要解决的问题首先是人在运动时虚拟空间里声声源的精确定位源的精确定位问题问题 n还需要解决的问题有还需要解决的问题有本体感觉本体感觉(人对自身机体所处状态的人对自身机体所处状态的感觉感觉)和和触觉反馈触觉反馈问题问题 2022-11-2616三、虚拟现实的应用 n(1)(1)军事和航天航空领域：建立各类训练模拟器，进行模拟训练，如军事和航天航空领域：建立各类训练模拟器，进行模拟训练，如虚拟火星、虚座舱等虚拟火星、虚座舱等n(2)(2)医疗和康复：可利用虚拟技术建立诸如外科虚拟模拟训练系统和医疗和康复：可利用虚拟技术建立诸如外科虚拟模拟训练系统和遥控手术等新治疗手

13、段遥控手术等新治疗手段n(3)(3)商业：主要有虚拟广告、虚拟室内装潢设计等商业：主要有虚拟广告、虚拟室内装潢设计等 n(4)(4)制造业：可利用虚拟技术设计飞机、汽车等制造业：可利用虚拟技术设计飞机、汽车等 n(5)(5)娱乐、艺术和教育：可利用虚拟技术开发大型娱乐游戏系统；建娱乐、艺术和教育：可利用虚拟技术开发大型娱乐游戏系统；建立虚拟博物馆、虚拟演员，以及建立虚拟教学课堂和实验室等立虚拟博物馆、虚拟演员，以及建立虚拟教学课堂和实验室等 2022-11-2617第三节 计算机支持的协同工作n计算机支持的协同工作计算机支持的协同工作(Computer Suported(Computer Su

14、ported Cooperative WorkCooperative Work，简称，简称CSCW)CSCW)q信息高速公路的开发和计算机网络及多媒体技术的不断信息高速公路的开发和计算机网络及多媒体技术的不断推动下发展起来的一种基于计算机网络的全新工作方式推动下发展起来的一种基于计算机网络的全新工作方式 2022-11-2618nCSCWCSCW的四种工作方式的四种工作方式 2022-11-2619n施耐德曼曾对开展施耐德曼曾对开展 CSCWCSCW七种不同的情形进行了概括：七种不同的情形进行了概括：n(1)(1)互补型伙伴：不同用户彼此协作完成一项任务，例如互补型伙伴：不同用户彼此协作完成一

15、项任务，例如用户甲和用户乙彼此问的问答用户甲和用户乙彼此问的问答n(2)(2)讲演或示范：一个用户和多个其他用户共享信息，并讲演或示范：一个用户和多个其他用户共享信息，并进行交流进行交流n(3)(3)必需伙伴：两个必需伙伴：两个(或多个或多个)相互需要以便完成某个特定相互需要以便完成某个特定任务的用户之问的合作任务的用户之问的合作 例如，为某个患者会诊的两个专家之问的配合例如，为某个患者会诊的两个专家之问的配合 想修复航天器某个部件时，宇航员和地面操作人员的想修复航天器某个部件时，宇航员和地面操作人员的合作合作2022-11-2620n(4)(4)会议：在同一时间或者分期在不同地点举行的集体会

16、会议：在同一时间或者分期在不同地点举行的集体会议议n(5)(5)定向会议：领导者主持讨论；经理在指导一队促销人定向会议：领导者主持讨论；经理在指导一队促销人员员n(6)(6)结构化工作进程：不同角色的工作人员为了同一个任结构化工作进程：不同角色的工作人员为了同一个任务而协同工作。例如：医疗保险单位对医疗账单的受理、务而协同工作。例如：医疗保险单位对医疗账单的受理、复核、赔偿等一系列工作中各种职务员工的协同工作复核、赔偿等一系列工作中各种职务员工的协同工作n (7)(7)电子化的教室或会议室：教师或主讲人和每一个正在电子化的教室或会议室：教师或主讲人和每一个正在上机的用户进行面对面的会议。使用一

17、些共用或专用的窗上机的用户进行面对面的会议。使用一些共用或专用的窗口，加上大屏幕投影显示，所有参与者都可以直接参与并口，加上大屏幕投影显示，所有参与者都可以直接参与并发表意见发表意见2022-11-2621nCSCWCSCW两个主要的特点：两个主要的特点：qCSCWCSCW以计算机网络为基础，打破了时空的限制，多个用以计算机网络为基础，打破了时空的限制，多个用户无论何时何地可以彼此合作完成同一任务户无论何时何地可以彼此合作完成同一任务qCSCWCSCW以多媒体方式进行交互，多个用户可实现信息共享，以多媒体方式进行交互，多个用户可实现信息共享，广泛采用文本、图片、图表、声音和视频图像等多种媒广泛

18、采用文本、图片、图表、声音和视频图像等多种媒介讲行交流介讲行交流 2022-11-2622人-计算机-人的界面问题 nCSCWCSCW用户界面必须提供各种有关信息用户界面必须提供各种有关信息n（1 1）与其他用户有关的信息，例如其他用户的）与其他用户有关的信息，例如其他用户的“存在存在”及其操作意及其操作意图、操作的进程和操作方式等信息图、操作的进程和操作方式等信息n（2 2）与操作任务有关的信息，即任务本身的信息，如协同编辑一报）与操作任务有关的信息，即任务本身的信息，如协同编辑一报纸版面时，其他有关报纸版面的信息纸版面时，其他有关报纸版面的信息 nCSCWCSCW中的人际之间的沟通是一个非

19、常棘手的问题中的人际之间的沟通是一个非常棘手的问题 2022-11-2623计算机支持的协同工作的应用 n(1)(1)教育：远程教育教育：远程教育 n(2)(2)医疗：远程专家会诊医疗：远程专家会诊 n(3)(3)科研：科研合作中心科研：科研合作中心n(4)(4)工业：计算机集成制造系统工业：计算机集成制造系统 n(5)(5)军事：军事：C4I(C4I(指挥、控制、通信、计算机和情报指挥、控制、通信、计算机和情报)系统系统 n(6)(6)办公自动化办公自动化(OA)(OA)和管理信息系统和管理信息系统(MIS)(MIS)2022-11-2624第四节 网络用户界面n一、网络用户界面一、网络用户

20、界面 n二、网络界面的二、网络界面的“迷路迷路”问题问题 2022-11-2625一、网络用户界面n网络用户界面的特点：网络用户界面的特点：q用户面对的是数用户面对的是数T(1T=10T(1T=101212)位的虚拟文件，用户访问位的虚拟文件，用户访问webweb服务器类同于访问计算机的内置硬盘，网络资源和服务器类同于访问计算机的内置硬盘，网络资源和本地资源，本机平台和异机平台本地资源，本机平台和异机平台 本机应用和远程应用的差异日益淡化本机应用和远程应用的差异日益淡化 q用户间可以实现不同地点、不同时问的对话交流，打破用户间可以实现不同地点、不同时问的对话交流，打破了原有的时问和空间的限制了

21、原有的时问和空间的限制 2022-11-2626二、网络界面的“迷路”问题 n迷路迷路指的是用户在浏览指的是用户在浏览(或搜索或搜索)网络信息时，不网络信息时，不知道自己已浏览知道自己已浏览(或搜索或搜索)到何处，或者在浏览到何处，或者在浏览(或或搜索搜索)时因多次跳转而偏离浏览时因多次跳转而偏离浏览(或搜索或搜索)主题主题2022-11-2627二、网络界面的“迷路”问题 n(一一)导航技术导航技术 n(二二)导航有关的心理学问题导航有关的心理学问题 2022-11-2628(一)导航技术 n结构导航结构导航具有直观和总揽全局的特点具有直观和总揽全局的特点n概念导航概念导航是基于用户操作意图

22、的更高层次上的导航技术是基于用户操作意图的更高层次上的导航技术2022-11-2629n结构导航通过在人结构导航通过在人-计算机界面上设置特定的导航信息以计算机界面上设置特定的导航信息以帮助用户在网络中进行定位和阅读帮助用户在网络中进行定位和阅读n结构导航一般采用主结点结构导航一般采用主结点(Home)(Home)、回溯指针、回溯指针(Back)(Back)和地图和地图(Topography and Geography)(Topography and Geography)等技术等技术2022-11-2630n概念导航是一种基于用户浏览意图的导航技术概念导航是一种基于用户浏览意图的导航技术n概念

23、导航通过对用户浏览操作行为概念导航通过对用户浏览操作行为(如浏览过的文档，在如浏览过的文档，在每个文档上停留的时间，跳转的关键字等每个文档上停留的时间，跳转的关键字等)进行分析和追进行分析和追踪，以判断用户感兴趣的概念，从而形成一个代表用户浏踪，以判断用户感兴趣的概念，从而形成一个代表用户浏览意图的概念空间，并围绕该概念空间安排提示和引导览意图的概念空间，并围绕该概念空间安排提示和引导 2022-11-2631(二)导航有关的心理学问题 n1 1注意的集中和泛化注意的集中和泛化 n2 2线性文档与非线性联结的组合问题线性文档与非线性联结的组合问题 n3 3向后一向前阅读问题向后一向前阅读问题 n4 4导游线路问题导游线路问题 2022-11-2632End.2022-11-2633