人机交互与人机界面
人机界面百度百科
人机界面百科名片人机界面（又称用户界面或使用者界面）是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。
凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。
编辑本段人机界面概念介绍人机界面（Human–Machine Interaction，简称HMI），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。
是指人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的领域或称界面所说人机结合面，信息交换，功能接触或互相影响，指人和机器的硬接触和软触，此结合面不仅包括点线面的直接接触，还包括远距离的信息传递与控制的作用空间。
人机结合面是人机系统中的中心一环节，主要由安全工程学的分支学科安全人机工程学去研究和提出解决的依据，并过安全工程设备工程学，安全管理工程学以及安全系统工程学去研究具体的解决方法手段措施安全人机学。
它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。
凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。
现在大量运用在工业与商业上，简单的区分为“输入”（Input）与“输出”（Ouput）两种，输入指的是由人来进行机械或设备的操作，如把手、开关、门、指令(命令)的下达或保养维护等，而输出指的是由机械或设备发出来的通知，如故障、警告、操作说明提示等，好的人机接口会帮助使用者更简单、更正确、更迅速的操作机械，也能使机械发挥最大的效能并延长使用寿命，而目前市面上所指的人机接口则多界狭义的指在软件人性化的操作接口上。
特定行业的人机界面可能有特定的定义和分类，比如工业人机界面(Industrial Human-machine Interface 或简称Industrial HMI)，具体解释可查看“工业人机界面”词条。
编辑本段人机交互概念介绍人机交互、人机互动（Human-Computer Interface,简写HCI，又称用户界面或使用者界面）：是一门研究系统与用户之间的互动关系的学问。
工业自动化中机器人技术的应用与人机协同安全规范
工业自动化中机器人技术的应用与人机协同安全规范随着科技的不断发展，机器人技术在工业自动化领域的应用日益普及。
机器人的出现不仅可以提高生产效率，减少人力成本，还可以应对特定行业中的危险和困难工作环境。
然而，为了确保机器人技术的安全应用与人机协同工作，我们需要建立严格的安全规范。
一、机器人技术在工业自动化中的应用1. 生产线作业：机器人用于完成生产线上的重复性工作，例如装配、搬运和包装等任务。
通过机器人的应用，不仅可以提高生产效率，还能够减少操作员的劳动强度和错误率。
2. 危险环境作业：机器人能够承担危险环境下的工作，例如高温、高压和有毒气体等环境。
在这种情况下，机器人可以代替人们去完成危险任务，有效保护人员的人身安全。
3. 精密加工作业：机器人具有高精度和稳定性的特点，特别适用于需要高精度操作或长时间连续运行的工艺。
例如，机器人在汽车制造业中可以完成焊接、涂装和打磨等工作，保证产品的质量和一致性。
二、机器人技术与人机协同工作的挑战尽管机器人技术在工业自动化中的应用带来了许多优势，但在实现人机协同工作时仍然存在一些挑战，特别是与人员的互动和安全问题相关的挑战。
1. 安全问题：机器人在与人类共同工作的过程中，必须具备足够的安全保障措施。
这涉及到机器人的设计、编程、传感器和控制系统等多个方面。
特别是在遇到突发情况时，机器人应该能够及时识别并采取应对措施，以确保人员的安全。
2. 人机交互：机器人需要具备良好的人机交互能力，以便与操作员进行有效的沟通和协作。
人机界面的设计应该简单易用，可以方便地进行指导或监控机器人的操作。
3. 缺乏统一标准：当前工业自动化中的机器人技术存在许多不同的标准和规范，缺乏统一的安全标准。
这导致了不同厂商生产的机器人在安全性能上存在差异，需要制定统一的规范来确保机器人在不同环境下的安全应用。
三、人机协同安全规范的制定与应用为了保证工业自动化中机器人技术的安全应用与人机协同工作，需要制定相应的安全规范和标准。
人机界面百度百科
人机界面百科名片人机界面（又称用户界面或使用者界面）是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。
凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。
编辑本段人机界面概念介绍人机界面（Human–Machine Interaction，简称HMI），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。
是指人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的领域或称界面所说人机结合面，信息交换，功能接触或互相影响，指人和机器的硬接触和软触，此结合面不仅包括点线面的直接接触，还包括远距离的信息传递与控制的作用空间。
人机结合面是人机系统中的中心一环节，主要由安全工程学的分支学科安全人机工程学去研究和提出解决的依据，并过安全工程设备工程学，安全管理工程学以及安全系统工程学去研究具体的解决方法手段措施安全人机学。
它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。
凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。
现在大量运用在工业与商业上，简单的区分为“输入”（Input）与“输出”（Ouput）两种，输入指的是由人来进行机械或设备的操作，如把手、开关、门、指令(命令)的下达或保养维护等，而输出指的是由机械或设备发出来的通知，如故障、警告、操作说明提示等，好的人机接口会帮助使用者更简单、更正确、更迅速的操作机械，也能使机械发挥最大的效能并延长使用寿命，而目前市面上所指的人机接口则多界狭义的指在软件人性化的操作接口上。
特定行业的人机界面可能有特定的定义和分类，比如工业人机界面(Industrial Human-machine Interface 或简称Industrial HMI)，具体解释可查看“工业人机界面”词条。
编辑本段人机交互概念介绍人机交互、人机互动（Human-Computer Interface,简写HCI，又称用户界面或使用者界面）：是一门研究系统与用户之间的互动关系的学问。
人机交互课件第6章 人机交互界面表示模型与实现
6.1 人机交互界面表示模型
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T1 | [a1,...,an] | T2（同步Synchronization ）：任务T1，T2必须在动作（a1,……，an）处保 持同步。 T1 [> T2（禁止Deactivation）：一旦T2任务 被执行，T1便无效（不活动）。 T1 >> T2（允许Enabling）：当T1成功结束 后才允许T2执行。
产生式规则
所有的规则都是有效的，并且系统不断用它来检测用户的 输入是否与这些条件相匹配。
若匹配则激活相应的动作，这些动作可以是执行应用程序 的一个过程，也可以是直接改变某些系统状态的值。
一般来说，组成界面描述的产生式规则很多，规则定义的
顺序并不重要，只要与规则中的条件相匹配，就可以激活 相应的动作。产生式规则系统可以是事件引导的，也可以 是状态引导的，或者两者都有。
1.事件引导的系统
产生式集合，实现用户在屏幕上绘直线
事件的主要类型
用户事件（user event），Sel-line表示从菜单中选择 line命令，C-point 和D-point表示用户在绘图平面上单 击和双击鼠标 内部事件，用于保持对话状态，如start-line 表示开始 画线后的状态，rest- line表示选择了第一个点之后的状 态。 系统响应事件，以尖括号表示可见或可听的系统响应， 如<highlight 'line'>，把菜单项'line' 高亮度显示， <draw line>表示在屏幕上显示直线，<rubber band on> 表示橡皮筋绘制方式打开，<rubber band off> 表示橡皮筋绘制方式关闭。
人机交互中的人机界面设计
人机交互中的人机界面设计随着科技的不断发展，人机交互的重要性越来越受到人们的关注。
人机交互是指人类与计算机这种人造智能设备进行相互作用的一种方式。
在人机交互中，人机界面的设计起着至关重要的作用，它能直接决定了用户使用设备的体验和效率。
一、人机界面设计的重要性人机界面是人与计算机进行交互的必要环节。
在人机交互中，人机界面设计的好坏直接影响用户使用体验和效率。
由此可见，人机界面设计对于计算机系统的使用和应用非常重要。
在实际使用中，如果人机界面设计不合理或者不人性化，会给用户使用带来很大的困扰。
这不仅会使用户使用计算机的效率下降，还会降低用户的使用欲望，甚至失去信心。
因此，一款好的计算机系统必须要有一个好的人机界面设计。
二、人机界面设计的基本原则（一）可视化原则可视化原则是人机界面设计中最基础的原则，也是最重要的一条原则。
在界面设计中，使用合适的色彩、文字和图标可以帮助用户更好地理解和掌握操作流程，提高使用效率和舒适度。
（二）简洁原则一个好的人机界面设计需要尽可能的精简。
对于设计的元素要尽可能地少，一定要保持简洁，不要让用户感到复杂或者混乱。
简洁的界面可以简化用户的学习成本，提高用户的工作效率。
（三）一致性原则在人机界面设计中，一致性原则是非常重要的设计原则之一。
一致性体现在系统的各个端点都相同，用户可以快速地找到所需的操作或信息，提高使用效率和舒适度。
（四）直观性原则一个好的人机界面设计需要尽量贴近人类思维模式，通过预设操作流程，帮助用户快速找到所需的操作或信息，提高用户体验。
通过直观的设计，打破人机交互中的语言障碍和表现障碍，使人们可以用自然的方式与计算机进行交互。
（五）反馈原则在人机交互中，反馈原则是设计中不可忽视的一个方面。
反馈的设计可以帮助用户更好地掌握系统的状态、动态、变化等信息，提高使用效率和明确结果。
三、人机界面设计的发展方向（一）虚拟现实技术和人机界面设计虚拟现实技术是一种将人工智能、大数据分析、仿真、机器学习等技术结合在一起的新型交互式技术，会对未来的人机界面进行巨大改变。
人机交互及人机界面设计的三个实例
⼈机交互及⼈机界⾯设计的三个实例——2102级⼯设2班揣颖⼈机交互及⼈机界⾯设计的三个实例⼀，从苹果iPhone看现在⼈机交互设计⽅⾯技术丰富和⼈性化的视觉反馈 在⼈与外界进⾏的任何交互中，获得反馈都是很重要的，因为只有看到⾃⼰的动作所带来的效果后，⼈们才能决定下⼀步的操作。
在⽬前阶段的⼈机交互中，视觉反馈仍是最主要的⽅式。
这是因为基于屏幕的信息显⽰技术是⽬前最为成熟的。
在iPhone中，⼀个很有创意的设计是如何⽤视觉反馈来表⽰触觉反馈，它颇有些通感的意味。
iPhone没有提供物理的QWERTY键盘，⽽是提供了⼀个基于屏幕显⽰的软键盘来让⽤户输⼊26个字母。
在现有的带有触摸屏的PDA或⼿机上，表⽰⽤户按了某个字母键的⽅法是将该字母所在位置的凸起形状的图像转变为凹下的图像，并辅之以某种声⾳。
不幸的是，这种⽅法不适⽤于iPhone，因为iPhone没有触控笔，只能⽤⼿指点击触摸屏，⽽软键盘上的每个字母都⼩于指头的⼤⼩，因此显⽰字母的图像会被⼿指遮住。
为了克服这个问题，iPhone的⽅法是将所按下的字母部分的图像快速放⼤到⽐较醒⽬的⼤⼩，以便能够不被⼿指遮挡⽽让⽤户看清楚，然后再迅速地恢复到原来的显⽰⼤⼩，以使得⽤户可以继续察看并输⼊下⼀个字母，如图所⽰。
这种效果很像将⼀个物体投进⽔中后所产⽣的波纹。
(图： iPhone软键盘输⼊时的视觉反馈)在⼈机交互过程的反馈中，另⼀个重要问题是响应时间的长短。
通常认为，响应时间越快越好。
不过，对于⼈类认知⼼理⽅⾯的研究表明，在某些情况下，响应时间并不是越快越好。
这其中的主要原因是：⼈类所⽣活的物理世界中的各种物体的存在、位置和运动都要遵守⾃然规律。
例如，物体从静⽌到运动，或从运动到静⽌是需要⼀个过程的，它符合⽜顿运动定律。
我们通常不会看到物体突然地运动起来，或忽然从很快的速度变为静⽌状态。
然⽽在软件界⾯设计中，到处都充满了这种情况。
例如，当你关闭⼀个窗⼝时，不到⼀眨眼的瞬间，该窗⼝就消失了；当你在某个内容长度超过窗⼝⾼度的窗⼝中上下卷滚时，较新的内容会在极快的时间内替代原有内容并出现在窗⼝中，等等。
人机交互技术熟悉硬件人机界面设计
重庆邮电大学移通学院学生实验报告实验名称: 熟悉硬件人机界面设计专业班级:姓名:学号:实验日期:实验3:熟悉硬件人机界面设计3、1实验目的(1)熟悉硬件人机界面设计的基本内容,了解硬件设计在人机界面设计中的作用;(2)欣赏著名设计公司的设计成果,熟悉人机界面设计的成果表达,提高自己的鉴赏水平与知识水平,提高对设计的鉴赏能力。
3、2 工具/准备工作在开始本实验之前,请认真阅读课程的相关内容。
需要准备一台带有浏览器,能够访问英特网的计算机。
2、3 实验内容与步骤1、概念理解(1)请选择一个最近人气很旺的数字厂品或服务,瞧瞧这些产品与服务中有哪些因素让交互变得容易,有哪些因素让交互变得困难。
答:美拍,有很多的拍摄模式包括字幕的加载等,而且也有内部的一些拍摄技巧。
美拍内部也有很多的分类以及一些很好的视频推送。
美拍中的拍摄视频可以渲染可就是在剪辑上面就需要其她的软件协助,例如iMovie等。
(2)想想最近备受欢迎的某个数字产品或者服务中整体交互性高的例子,简述一下为什么它的交互性高。
答:Apple pay,三星pay的交易上面,在现如今很受大众推崇。
满足了只需一部手机便可出行的需求。
不但方便了背包方面问题,也节约了很大一部分的时间精力。
线上交易,速度很快,也适合于出行买东西的需求、(3)在最近上市的某个数字产品或者服务中,选择最有效提供社会性交互的例子。
然后说明在这些例子中,社会性交互就是通过什么方法成功实现的。
答:远程教育,通过互联网对异地的学生进行教育学习。
也在很大程度上缩减了地理距离,提高了学生的学习效率,节省了学生外出补课在路上花费的时间。
节约了成本,提高了效率。
社会性交互就是通过互联网被成功实现的(4)在最近上市的某个数字产品或者服务中,选择有效使用创造性交互的例子。
然后说明在这些例子中,创造性交互就是通过什么方法被成功实现的。
答:美拍、快手等软件。
人们在其中拍摄我们所谓的“段子”并且加入自己的构思。
《电气控制与PLC》项目6人机界面及组态软件
任务6.1 人机界面
人机界面（HumanMachine Interaction，简称 HMI），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。 是指人和机器在信息交换和功能上接触或互相影 响的领域或称界面所说的人机结合面，信息交换 ，功能接触或互相影响，指人和机器的硬接触和 软触，此结合面不仅包括点线面的直接接触，还 包括远距离的信息传递与控制的作用空间。
任务6.1.7主要产品品牌分类
1、Proface（普洛菲斯） 2、HITECH(海泰克) 3、BEIJER(北尔) 4、威纶（中国大陆使用的商标） 5、三菱 6、西门子 7、施耐德 8、台达（中达电通股份有限公司） 9、eView（深圳市步科电气有限公司/上海步科自动化有限公司） 10、昆仑通态（北京昆仑通态自动化软件科技有限公司） 11、福州维控 12、深圳显控
任务6.2.4 WinCC flexible 的安 装和基本操作
（一）变量的类型
在WinCC flexible中用到两种类型的变量：
外部变量和内部变量。
1、外部变量 外部变量是HMI设备和PLC进行数据交换的媒介。
2、内部变量 内部变量存贮在HMI设备的内存中，不能够直接与PLC通信。
任务6.2.4 WinCC flexI）产 品相关知识
2、 人机界面（HMI）产品的组成
任务6.1.4人机界面（HMI）产 品相关知识
3、人机界面产品的基本功能及选型指标 4、人机界面产品分类 5、人机界面的使用方法
任务6.1.5人机界主要应用
1、磁卡 2、交通指挥灯 3、遥控器 4、鼠标/图形用户界面 5、条形码扫描器
任务6.2.4 WinCC flexible 的安 装和基本操作
HMI(人机界面)简介
8.问题讨论
4、人机界面只能通过标准的串行通讯口与其它设备相连接吗？ 答：不对，大多数情况下是这样的。但随着计算机和数字电路技术的发展， 人机界面产品的接口能力越来越强。除了传统的串行（RS232、 RS422/RS485） 通讯接口外，有些人机界面产品已具有网口、并口、USB口等数据接口，它们 就可与具有网口、并口、USB口等接口的工业控制设备相连接，来实现设备的 人机的交互。 5、PC机加触摸屏，能否直接与PLC通讯，完成HMI的功能？ 答：当然可以。不过还要编制相应的HMI软件，才能使PC机成为一个真正的 HMI产品。 6、未来人机界面的发展趋势是什么？ 答：随着数字电路和计算机技术的发展，未来的人机界面产品在功能上的高、 中、低划分将越来越不明显，HMI的功能将越来越丰富；5.7寸以上的 HMI产品 将全部是彩色显示屏，屏的寿命也将更长。由于计算机硬件成本的降低，HMI 产品将以平板PC计算机为HMI硬件的高端产品为主，因为这种高端的产品在处 理器速度、存储容量、通讯接口种类和数量、组网能力、软件资源共享上都有 较大的优势，是未来HMI产品的发展方向。当然，小尺寸的（显示尺寸小于 5.7寸）HMI产品，由于其在体积和价格上的优势，随着其功能的进一步增强 （如增加IO功能），将在小型机械设备的人机交互应用中得到广泛应用。
1.HMI由来及其科学定义
HMI——PLC、变频器、直流调速 器、仪表等工业控制设备，利用显 示屏显示，通过输入单元（如触摸 屏、键盘、鼠标等）写入工作参数 或输入操作命令，实现人与机器信 息交互的数字设备,HMI组成
硬件
软件
7.HMI应用与前景
前景
人机界面在未来的时间中肯定会成为自动化界的主流 ，人机界面方案的开放式平台构架将为原始设备制造商提 供一系列众多机会来加强应用程序的视觉效果、功能和连 通性，从而促进有着极大完整性的独特产品的面世。 人机界面方案的专有性更低，能在选择运行时间平台 方面提供更大的自由度；从紧凑的操作者面板到由不同制 造商生产的工业电脑。 在中国包装产业的高速发展中人力不能完全填补工厂所 缺的生产力，这时候我们需要更机械化更加自动化的产业 链。所以人机界面在国内的前景是十分值得期待的。
人机交互与人机界面课件
人机交互与人机界面课件
➢在图形模式下
➢将一个图形由一个位置移动到另一个位置,在移动 的轨迹上按特定的象素操作模式(如异或方式)进行图
形的重新绘制.这样,拖动的图形不会破坏它扫过轨迹
➢ 如指定一个圆的圆心等。
➢ 输入方式包括直接或间接在屏幕上输入, 设置数值坐标等。
人机交互与人机界面课件
间接输入设备: 1)最普通的定位设备:鼠标及屏幕上的光标。 2)操纵杆、数字化仪及按键盘上的方向键也可 以控制光标的移动。
直接输入设备
光笔、触摸屏
人机交互与人机界面课件
2. 笔画设备（Stroke）
人机交互与人机界面课件
5．拾取设备（Pick）
• 拾取设备在处理的模型中选取一个对象，从而为应 用型操作确定目标。
• 输入方式: ➢直接在屏幕上选取 ➢时间扫描 ➢字符串选取。
• 物理设备包括各种定位设备、编程功能键、字符串 输入设备等。
人机交互与人机界面课件
6．字符串设备（String)
• 字符串设备向应用程序输入字符串.
人机交互与人机界面课件
3. 引力场
• 可以看做是一种定位约束，用光标进行选图操作时，为 了使光标可以较容易地定位选择区域中的图形，可以将 图形的选择区域适当变大，这就是引力场方法。
• 例如，在每条线段的周围假想有一个区域，光标中心落 在这个区域内时，就自动地被直线上离光标最近的一点 所代替，如同一个质点进入直线周围的引力场后，被吸 引到这条直线上去一样。
4. 选择
• 选择是在某选择集中选出一个元素，它可 以用于指定命令，确定操作对象或选定属 性等。
• 选择功能可用功能键.
• 可用鼠标移动光标到要选图
元附近的位置，按下鼠标的
人机交互的概念
人机交互的概念人机交互（Human-Computer Interaction，HCI）是指人与计算机之间进行信息交流和操作的过程。
它涵盖了计算机科学、心理学、人类学、设计学等多个学科的知识，并着眼于理解和改进人类与计算机系统之间的交互方式。
人机交互的目标是设计和开发用户友好的计算机系统，使用户能够高效、方便地与计算机进行交流和操作。
为了实现这一目标，人机交互研究关注以下几个方面：1. 用户需求和心理特点：人机交互研究需要深入了解用户的需求和心理特点。
通过调查、访谈和社会科学方法等，研究人员可以获取用户的需求和期望，进而设计出符合用户期望的计算机界面。
2. 人机界面设计：人机界面是用户与计算机进行交互的媒介。
良好的界面设计可以提高用户的学习效率和工作效率，减少错误操作。
人机界面设计需要考虑用户的认知能力、操作习惯等因素，以及界面的可用性、易学性和易用性。
3. 交互技术和方法：人机交互涉及到多种交互技术和方法，如触摸屏、语音识别、手势交互等。
研究人员需要探索和开发适用于不同应用场景的交互技术和方法，并且通过实验证明其效果和可行性。
4. 用户体验：用户体验是指用户在使用计算机系统时的主观感受和情感体验。
一个好的用户体验可以提高用户满意度和忠诚度。
人机交互研究关注用户体验的方方面面，如界面美观度、互动感、反馈及时性等。
5. 用户测试和评估：人机交互研究需要通过用户测试和评估来验证系统的可用性和用户满意度。
测试方法可以包括实验室试验、问卷调查、用户访谈等。
通过测试和评估，研究人员可以发现系统中存在的问题，并提出改进和优化的建议。
人机交互在现代社会中扮演着重要的角色，它不仅改变了人们与计算机系统的互动方式，也深刻地影响到了人们的工作、学习和生活。
以下是人机交互在各个领域中的应用：1. 智能手机和平板电脑：智能手机和平板电脑已经成为人们日常生活中必不可少的工具。
他们的用户友好的界面设计和简便的操作方式，使得人们可以随时随地进行信息检索、社交娱乐等活动。
人机交互实验报告1-人机界面
1）设计软件构件之间的接口；
2）设计模块和其他非人的信息生产者和消费者的界面；
3）设计人（如用户）和计算机间的界面。
步骤2：使用关键字“人机交互技术”或“人机交互设计”，利用英特网搜索引擎进行搜索，大致了解你所看到的基本内容，并简述如下：
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。
从广义的人机界面角度来讲，它主要是研究人与机关系的合理性。人机界面中的“人”是指作为工作主体的人，包括操作人员、决策人员等.
狭义的人机界面：
是计算机系统中的人机界面，又称人机接口、用户界面，它是计算机科学与心理学、图形艺术、认知科学和人机工程学的交叉研究领域，是人与计算机之间传递和交换信息的媒介，是计算机系统向用户提供的综合操作环境。
实验步骤
（1）概念理解
1）“人机界面设计”的定义：
在人和机器的互动过程中，有一个层面，即我们所说的界面。从心理学意义来分，界面可分为感觉（视觉、触觉、听觉等）和情感两个层次。人机界面设计是屏幕产品的重要组成部分。界面设计是一个复杂的有不同学科参与的工程，认知心理学、设计学、语言学等在此都扮演着重要的角色。人机界面设计的三大原则是：置界面于用户的控制之下；减少用户的记忆负担；保持界面的一致性。
课程实验报告
专业年级软件工程
课程名称人机交互
第1章人机交互与人机界面的概念
多功能感知机模型
手势识别 体势识别 视觉流 表情识别 人脸识别
输入同 步标记
唇动合成 表情合成 手语合成
输出同 步控制
视频流
唇读
. . . . . .
话者定位 话者识别 语音识别
集成、融合与转换
听觉流
语音合成 文字转换
上述变迁意味着什么？
• 以计算为中心 以人为本
– 计算机必须为人服务 – 专业人士 + 文盲/残障/病人/儿童
• 服务A metaphor：仆人，个人助理
– 低级的仆人/个人助理
• A metaphor：军人——服从命令是天职！
– 人类需要什么？
• 高级仆人/个人助理——服从命令只是基本要求！还要
• 计算机应用类方向：AI, CV, CG, HCI, … • 用户：CS专业人士高等教育人士文盲/儿童/残障 • XX定律：键盘，字符界面鼠标，图形界面NEXT?
Spring, 2009 Xiamen University of Technology
计算的变迁
• 第一波——主机时代(mainframe)
• 实现人机适应的可变化技术手段 • 自适应系统的本质，适应冗余系统的错误本质， 用户对例程改进的经验发现，成功系统的关键点 • 系统选择：系统采用理论 • 系统适应：定制与裁剪技术 • 用户选择：用户和系统特性的兼容性 • 用户适应：易学习，训练方法（在线指南），与 系统设计的关系 • 用户指导：帮助技术，文档，错误处理技术
• 对用户持久的吸引力
– User retention over time
Spring, 2009 Xiamen University of Technology
人机交互界面设计技术手册
人机交互界面设计技术手册一、引言人机交互界面设计技术是一门涉及用户与计算机系统之间交流方式与界面设计的学科。
良好的界面设计能够提高用户对计算机系统的满意度和使用效率。
本手册旨在介绍人机交互界面设计的基本原理和技术，帮助设计师开发出易用、直观、美观的界面。
二、人机交互基础知识1. 用户体验设计：用户体验设计着重关注用户在与系统交互过程中的感受和感受质量，通过合理设计界面和交互方式，达到提升用户满意度的目的。
2. 人机界面设计原则：包括可用性、可访问性、一致性、可预测性、可学习性等原则，通过遵守这些原则，设计出符合用户需求且易于操作的界面。
3. 用户研究方法：用户研究是了解用户需求和行为的重要手段，包括问卷调查、访谈、观察等方法，通过用户研究结果指导界面设计。
三、界面设计流程1. 需求分析：了解用户需求和系统功能，明确设计目标和约束条件。
2. 界面设计草图：通过手绘或软件工具制作界面草图，确定界面布局、元素和交互方式。
3. 交互设计：设计用户与界面的交互方式和流程，包括导航设计、反馈设计等。
4. 视觉设计：确定界面的整体视觉风格、色彩搭配和图标设计等。
5. 原型设计：制作交互式界面原型，评估原型的用户体验，并进行迭代优化。
6. 界面实现：根据原型设计和评审结果，进行界面的编码和实现。
7. 用户测试与评估：通过用户测试和评估来验证和改进设计效果。
四、界面设计原则1. 简化设计：减少界面元素和操作步骤，提供直观的操作方式。
2. 易学易用：设计符合用户习惯的交互方式，减少用户的学习成本。
3. 一致性：保持界面元素的一致性，减少用户的认知负担。
4. 可见性：通过界面元素的可视性来引导用户操作，提供即时反馈。
5. 错误处理：设计合理的错误提示和恢复机制，降低用户错误操作的影响。
五、界面设计工具与资源1. 设计工具：包括原型设计工具、UI设计工具、交互设计工具等。
2. 图标库和素材：提供丰富的图标和素材资源，用于界面的视觉设计。
人机交互技术-熟悉硬件人机界面设计
重庆邮电大学移通学院学生实验报告实验名称：熟悉硬件人机界面设计专业班级：姓名：学号：实验日期：实验3：熟悉硬件人机界面设计3.1实验目的（1）熟悉硬件人机界面设计的基本内容，了解硬件设计在人机界面设计中的作用；（2）欣赏著名设计公司的设计成果，熟悉人机界面设计的成果表达，提高自己的鉴赏水平和知识水平，提高对设计的鉴赏能力。
3.2 工具/准备工作在开始本实验之前，请认真阅读课程的相关内容。
需要准备一台带有浏览器，能够访问英特网的计算机。
2.3 实验内容与步骤1.概念理解（1）请选择一个最近人气很旺的数字厂品或服务，看看这些产品和服务中有哪些因素让交互变得容易，有哪些因素让交互变得困难。
答：美拍，有很多的拍摄模式包括字幕的加载等，而且也有内部的一些拍摄技巧。
美拍内部也有很多的分类以及一些很好的视频推送。
美拍中的拍摄视频可以渲染可是在剪辑上面就需要其他的软件协助，例如iMovie等。
（2）想想最近备受欢迎的某个数字产品或者服务中整体交互性高的例子，简述一下为什么它的交互性高。
答：Apple pay，三星pay的交易上面，在现如今很受大众推崇。
满足了只需一部手机便可出行的需求。
不但方便了背包方面问题，也节约了很大一部分的时间精力。
线上交易，速度很快，也适合于出行买东西的需求.（3）在最近上市的某个数字产品或者服务中，选择最有效提供社会性交互的例子。
然后说明在这些例子中，社会性交互是通过什么方法成功实现的。
答：远程教育，通过互联网对异地的学生进行教育学习。
也在很大程度上缩减了地理距离，提高了学生的学习效率，节省了学生外出补课在路上花费的时间。
节约了成本，提高了效率。
社会性交互是通过互联网被成功实现的（4）在最近上市的某个数字产品或者服务中，选择有效使用创造性交互的例子。
然后说明在这些例子中，创造性交互是通过什么方法被成功实现的。
答：美拍、快手等软件。
人们在其中拍摄我们所谓的“段子”并且加入自己的构思。
很多的微商对其投资，他们就会拍摄广告，但其中会植入微商的产品又不会让大众反感，实现共赢。
从“人机交互”到“人机共存”,如何打造更加智能的未来
从“人机交互”到“人机共存”，如何打造更加智能的未来人机交互（Human-Computer Interaction，简称HCI）是指人类与计算机之间进行信息交流和共享、合作的过程。
过去数十年，人机交互的发展取得了巨大的进步，从最初的文字输入、鼠标和键盘控制，到语音识别、手势操作、虚拟现实和脑机接口，人类与计算机之间的交互方式越来越多样和便利。
然而，随着人工智能技术的不断发展和应用，人机交互的概念正在逐渐演变为人机共存（Human-Computer Coexistence），即人与机器之间的相互理解、协作和共生。
在人机共存的未来，人类和计算机将不再是简单地“合作关系”，而是通过技术和算法的支持，实现更深层次的互动和合作。
为了实现这一目标，有以下几个关键方面需要考虑和改进：首先，人机交互要建立在信任和透明的基础上。
在今天的互联网世界中，我们面临着大量的信息和数据，但很难确定其真实性和可信度。
在人机共存的时代，计算机系统需要更加智能和敏感地理解和判断信息的真实性，并提供给用户透明且可靠的数据来源和推荐。
其次，人机共存需要更好地理解人类的认知和情感。
人类的认知和情感是复杂而多元的，但它们是我们理解和决策的重要因素。
计算机系统应该具备类似的认知和情感能力，通过学习和模拟人类的认知过程，更好地理解人类的需求和意图，并对其作出相应的反应和支持。
第三，人机共存需要建立一个高效的沟通和协作机制。
在过去的几十年中，我们已经取得了很大的进展，如语音识别和自然语言处理等技术，但人机之间的交流仍然存在很多局限性。
在未来，我们需要开发更智能和灵活的人机界面，使我们能够自如地与计算机进行对话、分享和协作，实现更高效和无缝的工作和生活体验。
第四，人机共存需要平衡自动化和人工参与。
自动化技术的发展使得计算机系统能够自主地处理大量的任务和决策，但在某些情况下，人类的参与仍然是必要的。
在未来，我们需要找到一个平衡点，既能够发挥计算机系统的效率和准确性，又能够利用人类的创造力和智慧，实现更加智能和高效的工作和生活方式。
人机交互与人机界面的区别
人机交互与人机界面的区别人机交互与人机界面都是人们与计算机进行交互的方式，但二者之间存在着细微的差别。
人机交互（HCI）是指一种涉及到用户在与计算机进行互动时所采取的方式、截留及响应等的综合科学，而人机界面（UI）则是指人与计算机之间的交互媒介。
虽然二者之间存在着一定的联系和相互关联，但是它们的重点和应用在许多方面都是不同的，下面就分别对它们进行分析和解释。
人机交互是复杂技术系统的一部分，它的目的是将人们的需求、技能和经验应用于计算机软件和硬件中，以便提高系统的可用性、易用性和用户满意度。
具有良好的HCI系统，通常能够提供可预测的操作和反馈机制，同时还能更好地满足用户的需求和期望。
为了达到这个目的，HCI系统通常需要以人类行为和认知为基础来设计和构建，这包括认知心理学、人类工程学、计算机图形学、交互设计等学科。
人机界面，则是为人与计算机进行交互设计的一种界面，包括视觉、听觉等多种模式。
UI由软件、硬件、图形等多种因素组成，可以通过窗口、按钮、菜单、滑块、进度条等元素来与用户进行交互。
一个好的UI界面能够帮助用户更好的理解和使用计算机软件，提高用户的生产力和效率。
在HCI和UI之间，相互作用是密不可分的。
好的HCI需要优秀的UI界面加持，同时优秀的UI也需要无间的HCI配合，因为好的UI界面只是使用过程中的环节之一，而好的HCI才是使用过程中的核心。
例如，当用户通过有限的光标和按钮来进行选择和操纵时，UI能够温和地引导用户，从而明智和正确地使用系统。
不仅如此，UI也应该具有可扩展性，以适应不同的使用环境和用户需求。
要实现这一点，设计师和开发者必须对观察人员、测试反馈、使用数据、用户参与和其他人机交互技术的使用加以研究和分析。
人机交互根据所面向的应用领域可分为多种类型，例如智能家居、游戏、医疗、航空、智能交通等。
在不同的应用领域下，人机交互的设计和需求也会有所不同。
例如，游戏人机交互的设计需求有更强的娱乐性和艺术性，而医疗人机交互的设计则更为注重安全性和科学性。
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人机交互与人机界面————光标
人机交互（HCI，human computer interaction）
是指用户与计算机系统之间的通信，是人与计算机之间各种符号和动作的双向信息交换。
这里，“交互”定义为一种通信，即信息交换，并且是一种双向信息交换，可有人向计算机输入信息，也可由计算机向用户反馈信息。
1.费茨定律
在操作汽车方向盘或军械的柄杆时，视觉与手动作必须密切配合。
手运动速度与动作准确度具有一定关系，手运动越快，动作的准确性就越低。
从这些现象中抽取出来一个实验：视觉反馈控制下手的运动（这一般只比较慢的运动）。
如果手的运动很快，视觉反馈速度跟不上运动的控制需求。
费茨设计了一个矩形靶，边长从0.65cm变化到5cm，手的运动到靶的距离从5cm变化到40cm。
费茨的实验结果表明，当要求的运动准确度提高时（靶的高度不变，而宽度减小），手运动的时间会增长；要求的运动准确度降低，增加靶的宽度，受的运动时间会减少。
他把实验的结果归纳成为一个公式，被称为费茨定律（Fitts’ law）
手运动时间= a + b
其中，a和b是常数，A是靶的高度，D是靶的宽度。
他把叫困难指数。
例如，当ID（困难指数）=3时，手的运动大约为0.3s。
当ID=5时，手的运动时间大约为0.45s。
当ID=7时，手的运动时间大约为0.67s。
这个公式是描述视觉-动作运动的一个基本定律。
尤其在要求操作速度很快的军事器械设计中，往往是以这个公式确定操作竿柄的长度等参数。
他的研究结果于1954年发表在美国《实验心理学杂志》（Journal of Experimental Paychology），文章名为“在控制运动幅度中的人的动作系统的信息容量”（The information capacity of the human motor system in controlling the amplitude of movement）。
后来有人进一步研究其中视觉反馈所需要的时间，通过实验有人认为从动作开始到使用反馈，最少需要250ms，有人认为至少需要
290ms。
如果目标靶是运动的（如车辆，人），那么需要至少135ms的额外调整时间。
后来Kerr（1978）研究了这一实验在水下的情况，并且把系数量化了。
靶宽度为2~15mm，手运动距离从50mm变化到260mm。
得出一个类似的公式
=34（ms）+111（ms）+190
=145（ms）+155（ms）+115
然而当运动很快，视觉反馈的作用很小或不起作用时，精度取决于运动速度。
这时，精度是运动距离和时间的函数。
当运动速度加快，距离增加时，精度降低，这个定律叫施密特定律（Schmidt‘s law） =a+b（D/MT）
其中，MT是运动时间，a和b是常数，D是手到靶的距离，是有效的靶边长。
这个公式比较实用于大约30cm距离，运动持续时间为
140~200ms的快速运动。
其他人还研究了在显微镜下人的运动（例如，在显微镜下的微电子操作等）以及其他有关的操作。
这些操作比较适合那些对手运动时间要求较快的视觉—动作链。
2.光标操作的费茨定律
费茨定律是否适合光标操作？1978~1991年，有些人对这个问题进行研究。
但是的实验条件有限，没有把目标形状作为影响速度的一个因素，实验结果误差较大。
有些人认为用户使用光标时，运动时间与按照费茨定律计算的结果差别很大，他们的实验差别从66%~97%。
在1996年有人研究了手向的一个靶的8种垂直运动、水平运动、斜线运动，得出的结论是：运动时间与费茨定律的偏差为43%。
那么，费茨定律是否
适合光标操作？或者说，适合光标操作的费茨定律应该被修正成什么形式？有的实验还误认为，垂直运动和水平运动比斜线运动的速度快。
从本质上看，往往忽视了一个问题：费茨定律比较适合预测比较大的靶以及比较近的那些运动，对于小靶和运动距离较远的情况不很合适。
一般的实验中，目标靶的形状为矩形或正方形，边长为
0.4~32mm，高度为0.6~26mm。
一般没有注意研究靶的形状对运动时间的影响。
这与实际计算机的图标大小差别较大。
Windows2000的图标一般为正方形，边长大约为10~15mm。
鼠标操作形式也出现变化。
在图形界面（graphic user interface，GUI）环境，通常存在两种操作：在选择一个图标时，采用“瞄准一点击”操作，这是传统的使用鼠标的操作方式；把一个图形放入某个位置，从下拉式菜单或弹出式菜单中选择项目，或选择一块文字或一块数据（电子表格）时，使用“拖动—抛下”操作，这种运动方式是20世纪90年代给鼠标增加的使用方式，一般对这种使用方式没有进行费茨定律研究。
为了把这些问题搞清楚，Whisenand和Emurian（1999）对鼠标操作的运动做了进一步研究。
他们的实验主要研究4个问题。
第一，手的斜线运动的时间和精度。
第二，确定两种鼠标操作中运动时间和运动精度。
第三，目标形状（正方形或圆）对运动时间的精度的影响。
第四，这些因素是否对菲茨定律有影响。
32名信息系统与计算机科学专业的学生参加实验，年龄21~36岁，13名女学生，6名左撇子，26名是左手倾向。
都有30天以上的PC机操作经验，其中24人使用过半年以上的鼠标。
试验使用了PC机486/33Intel处理器，4M内存，17in显示器。
研究使用了Generalized Fitts‘s Law Model Builder，它自己产生刺激并记录运动时间。
他们实验了若干角度方向的鼠标运动，包括水平、垂直、、、、、、、。
鼠标起始位置位于坐标系的原点。
每次都要操作一个正方形目标（边长4mm、8mm或16mm）或一个圆形目标（直径为4mm、8mm或16mm）。
鼠标运动距离为20mm、40mm、80mm或160mm。
平均每次操作鼠标运动时间为1130ms。
他们通过实验认为，费茨定律的形式应当为
PMT(ms)=208.2ID+338.3
其中，ID是困难指数。
他们还得出了如下结论。
手操作鼠标的水平运动元快于垂直运动，水平运动比斜线运动快。
斜线运动需要的时间最长。
费茨定律对大目标靶和很近的运动距离计算预测比较准确。
鼠标操作“拖动”任务时。
操作速度远快与鼠标的“点击”任务。
在49152次操作中，总共出错1480次，出错率为3.01%。
“拖动”操作出错为700次，“点击”操作出错780次。
因此，应当多采用“拖动”操作。
正方形图标出错次数大约为650次，圆形图标出错大约830次，这说明图形形状对操作时间和精度有很大的影响，应当采用正方形，操作鼠标对正方形靶的操作时间远快于对圆形靶的操作时间，边长应当在8~16mm之间。
然而他们没有尝试更大一些的图标。
他们认为把目标靶置于距起始位置40mm的地方，操作速度最快。
操作目标应当与鼠标起始位置处于水平位置（或）。
这些结论可以被作为参考，用于改善人机界面的图标设计，但是也要注意实验中的参数局限。
3.比较
一般用户在操作计算机时，经常使用四种控制器件，用于文字编辑，鼠标、步进键（键盘右部的五个键）、字节功能键（标有专用功能）和操作杆。
有人研究了这四种器件的操作运动的时间，并相互进行了比较。
该实验中主要测试三个操作时间：手离开键盘的空格键去寻找
一个器件的时间（表示为A），用该器件移动光标到预定位置（表示为B），总时间（A+B）以及操作出错率（表示为C）。
结果表明：鼠标：A=0.36s，B=1.29s，C=5%
操作杆：A=0.26s，B=1.57s，C=11%
步进键：A=0.21s，B=2.31s，C=13%
字符键：A=0.32s，B=1.95s，C=9%
从这个实验结果可以看出，用手寻找鼠标的时间最长，但是操作总时间（A+B）最短，出错率最少。
其次是操作杆，研究这些输入器件的实验结果也表明在当前常用的输入器件中鼠标最好。