软件人机界面设计(第6章 直接操纵和图形用户界面)
用户界面设计
一、用户界面的概念和定义用户界面：又称人机界面，实现用户与计算机之间得通信，以控制计算机或进行用户和计算机之间得数据传送得系统部件。
GUI：即图形用户界面（Graphical User Interface,GUI）一种可视化得用户界面，它使用图形界面代替正文界面。
是为应用程序提供一个图形化的界面，程序通过GUI与用户交互，GUI能使一个应用程序具有与众不同的“外观”和“感觉”。
有了GUI，用户就不必花很多时间去记忆各个键盘序列的功能，从而把更多的时间投入到有效地使用应用程序本身上。
[1]由于传统观念的影响，用户界面设计一直不为重视，认为这纯粹是取悦用户的伎俩，没有任何实用价值。
只要一个应用软件具有强大的功能，能顺利帮助用户完成任务就可以了。
近年来，随着计算机硬件技术迅猛发展，生产成本大幅度下跌，用户在应用软件的可操作性以及操作的舒适性等方面提出了更高的要求，期望应用软件能尽可能的为他们提供一个轻松、愉快、感觉良好的操作环境。
这表明，友好的人机界面设计已经成为应用软件开发的一个重要组成部分。
对于应用软件来说，一个基本现实就是：用户界面是面向用户的。
用户需要的是开发者开发的应用软件满足其需求，并且易于使用。
太多的开发者自以为是艺术天才，他们不去尽力遵循用户界面设计标准，或花精力使得产品好用；相反，他们错误地认为编写更灵巧的代码或是使用一套确实有趣的颜色方案才是重要的事。
[2]界面设计成为以用户为中心，实现软件的简单使用和愉悦使用，使软件能够被用户所接受。
因此，判定一个成功的交互系统的首要条件是看它能否满足用户的需要。
这就要使应用软件不仅能够识别各种用户群，而且还可辨别各个用户所掌握的技能、经验以及他们的偏好。
任何计算机应用系统都是通过用户界面与用户交互的，用户界面已成为所有计算机系统的有机组成部分，它决定了人类如何控制和操纵系统。
一个好的用户界面应该为用户提供统一、规范的交互界面，从而提高用户工作效率，增强用户对系统的认可程度。
直接操纵界面在CAD软件中的实现
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直接操纵 界 面在 Ｃ Ｄ 软件 中的实现 Ａ
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当然 ， 如果实际系统包括条件执行 命令或需要循 环执 行 的命令 ， 则可根据条件判定来 完成 条件转向或循 环． 时用命 这
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使用物理 动作 或按钮操作代替复杂的语皓和命令 ；
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二、 直接操纵 界面的实现机制
直接启动相应的平移 、 拉伸等操作 ， 省去了用户点取菜单发 出 命令的过程 ， 减少了用户的交互 ， 提高 了用户的操作效率。
高 黜 鞣黜 鬈 器博 海誊。ｏ 器究 士 圭上 。 。 ； ：
李 启发 同济 大学 Ｃ Ｄ研 究中心 研究员 Ａ 博士 生导师 上海
误运 行 甚 至 崩 溃 。
按照面向对象 的设计思 想， 我们不仅仅 可以把一 些静态
◇ 区 一
的或物理存在的事物抽象为类 ， 如前面 提到的点、 实体等 ； 线、 我们同样可以把一些逻辑概念和可重复 出现的动作序列定义
为类．
以画线超作为倒。基本的操作方法为 用鼠标左键点取两 点， 点下第 一点为线段的起 点， 然后移 动鼠标时 ， 出一根橡 画 皮筋线 ． 下第二点后 ， 点 确定线 段的终 点， 并最终生 成一条线
从运行机 制上说 ， 命令语 言和菜单 界面都是 以命令形式
软件人机界面设计
4.产品中的软件人机界面设计
很多情况下，则更要考虑面积相对有限的产品 图形用户界面（如手机显示屏）上，有层次地组 织交互性操作与信息显示，以使用户把握清晰的 脉络、完成正确而有效率的操作。同时，在进行 产品中软件人机界面设计时，应与硬件人机界面 设计结合起来一起考虑，并综合地进行可用性测 试。
二、软件人机界面的设计
1.人—计算机对话界面的类型与设计原则 目前有很多人——计算机对话方式得到使用， 各自有不同的性能、特点、适用范围和应用领域。 传统的有回答式对话、命令语言、菜单、填表界 面等，随后出现了为人们所十分熟悉和广泛使用 的图形用户界面（Graphical User InterfaceGUI）。技术的发展还带动了新的界面形式的产 生，如用自然语言和手势、手指触控、眼球跟踪 等实现人——计算机交互。
3.网页界面设计
• 网页界面是人机界面的延伸，是人——计算机交互方 式的演变，是计算机与网络技术发展的必然结果。 • 网页界面设计应注意把握如下事项： • 第一，在设计网页界面的过程中，“人的因素”—— 在这里主要是网络用户的因素——是设计的中心因素。 不仅要运用平面设计的基本原理对界面进行审美层次 的布局设计，更要对潜在的目标用户的构成、行为和 心理期望进行分析，后者是网页界面设计必须面对和 解决的问题。
人计算机对话界面的类型与设计原则菜单界面是用户与图形系统信息交流的一种接口用户通过界面向图形系统表达自己的意图如调用命令输入数据绘制图形等图形系统也通过界面汇报当前执行情况请示下一步工作回答用户提问或展示图形等
软件人机界面设计
制作：诸洁
软件人机界面设计
一、软件人机界面概述
二、软件人机界面的设计 1.人——计算机对话界面的类型与设计原则 2.菜单计
人机交互界面的设计ppt课件
(1) 只显示与当前工作内容有关的信息。用户在获得有关系统的特定功 能的信息时，不必看到与之无关的数据、菜单和图形。
(2) 不要用数据淹没用户，应该用便于用户迅速吸取信息的方式来表示 数据。例如，可以用图形或图表来取代庞大的表格。
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第6章 详细设计 (3) 使用一致的标记、标准的缩写和可预知的颜色。显示的含义应该非 常明确，用户无须参照其他信息源就能理解。
(9) 提供对用户工作内容敏感的帮助设施。 (10) 用简单动词或动词短语作为命令名。过长的命令名难于识别和记 忆，也会占用过多的菜单空间。
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2.பைடு நூலகம்信息显示指南
第6章 详细设计
如果人机界面显示的信息是不完整的、含糊的或难于理解的，则该应用 系统显然不能满足用户的需求。可以用多种不同方式“显示”信息：用 文字、图形和声音；按位置、移动和大小；使用颜色、分辨率和省略。 下面是关于信息显示的设计指南。
易变性指系统响应时间相对于平均响应时间的偏差，在许多情况下，这是系统 响应时间的更重要的属性。即使系统响应时间较长，响应时间易变性低也有助 于用户建立起稳定的工作节奏。例如，稳定在1秒的响应时间比从0.1秒到2.5秒 变化的响应时间要好。用户往往比较敏感，他们总是担心响应时间变化暗示系 统工作出现了异常。
3
1. 系统响应时间 系统响应时间是许多交互式系统用户经常抱怨的问题。一般说来，系统响应时 间指从用户完成某个控制动作(例如，按回车键或点击鼠标)，到软件给出预期 的响应(输出信息或做动作)之间的这段时间。
系统响应时间有两个重要属性，分别是长度和易变性。如果系统响应时间过长， 用户就会不耐烦。但是，当用户工作速度是由人机界面决定的时候，系统响应 时间过短也不好，这会迫使用户加快操作节奏，从而可能会犯错误。
组态软件人机界面设计步骤
组态软件人机界面设计步骤1.界面风格的设计控制台人机界面选用非标准Windows风格，以实现用户个性化的要求。
但考虑到大多数用户对于标准Windows系统较熟悉，在界面设计中尽量兼容标准Windows界面的特征。
因为位图按钮可在操作中实现高亮度、突起、凹陷等效果，使界面表现形式更灵活，同时可以方便用户对控件的识别。
但是，界面里使用的对话框、编辑框、组合框等都选用Windows标准控件，对话框中的按钮也使用标准按钮。
控件的大小和间距尽量符合Windows界面推荐值的要求。
界面默认窗体的颜色是亮灰色。
因为灰色调在不同的光照条件下容易被识别，且避免了色盲用户在使用窗体时带来的不便。
为了区分输入和输出，供用户输入的区域使用白色作为底色，能使用户容易看到这是窗体的活动区域；显示区域设为灰色（或窗体颜色），目的是告诉用户那是不可编辑区域。
窗体中所有的控件依据Windows界面设计标准采用左对齐的排列方式。
对于不同位置上多组控件，各组也是左对齐2．系统界面布局分析人机界面的布局设计根据人体工程学的要求应该实现简洁、平衡和风格一致。
典型的工控界面分为3部分：标题菜单部分、图形显示区以及按钮部分。
根据一致性原则，保证屏幕上所有对象，如窗口、按钮、莱单等风格的一致。
各级按钮的大小、凹凸效果和标注字体、字号都保持一致，按钮的颜色和界面底色保持一致。
3．打开界面的结构体系选择界面的概念取决于多个界面。
可将界面设计为循环，如果运行大量界面，必须设计一个合理的结构体系来打开界面。
选择简单而永久的结构以便操作员能够快速了解如何打开界面。
用户一次处理的信息量是有限的，所以大量信息堆积在屏幕上会影响界面的友好性。
为了在提供足够的信息量的同时保证界面的简明，在设计上采用了控件分级和分层的布置方式。
分级是指把控件按功能划分成多个组，每一组按照其逻辑关系细化成多个级别。
用一级按钮控制二级按钮的弹出和隐藏保证了界面的简洁。
分层是把不同级别的按钮纵向展开在不同的区域，区域之间有明显的分界线。
HMI人机界面设计软件详细使用教程
HMI人机界面设计软件详细使用教程HMI（Human-Machine Interface）人机界面设计软件是一种用于创建和设计交互式用户界面的专业工具。
在工业自动化、机器人学、智能制造等领域中，HMI软件广泛应用于各种人机交互系统。
本文将详细介绍HMI人机界面设计软件的使用方法。
第一章：HMI软件概述HMI软件是一种用于创建和编辑人机界面的工具。
它提供了丰富的图形库、控件库和动画效果，可以帮助开发者快速构建直观、易用的人机界面。
常用的HMI软件有Siemens WinCC、Rockwell FactoryTalk View、Wonderware InTouch等。
第二章：HMI软件安装与配置1. 安装：下载并运行HMI软件安装程序，并按照向导提示完成安装过程。
2. 配置：启动软件后，根据需要配置相关设置，如语言、界面布局等。
第三章：创建新项目1. 新建项目：点击软件菜单栏上的“新建项目”按钮，选择项目保存路径并命名项目。
2. 创建页面：在项目中创建新页面，选择页面模板或自定义页面尺寸和布局。
3. 编辑页面：使用软件提供的图形库和控件库，设计页面的布局、样式和功能。
第四章：图形和控件的使用1. 图形库：HMI软件提供了丰富的图形库，包括按钮、指示灯、图表等元素，可以直接拖拽使用，也可以自定义图形。
2. 控件库：HMI软件提供了各种常用的控件，如按钮、开关、滑块等，可以通过简单的设置和配置实现控件的功能。
3. 属性设置：通过选中图形或控件，对其进行属性设置，如大小、位置、颜色、动画效果等。
第五章：交互操作1. 绑定数据：通过设置控件的数据绑定，将控件与实际数据源关联起来，实现数据的读取和显示。
2. 事件触发：对控件设置事件触发条件，如点击按钮、数值变化等，通过脚本编写相应的响应动作，实现交互操作。
第六章：页面导航与传输1. 页面导航：设计菜单栏、标签页等页面导航控件，实现页面切换和导航功能。
2. 页面传输：通过网络或串口等方式，将设计好的人机界面传输到目标设备，实现实时显示和操作。
《人机界面设计》课件
案例名称：智能家居控制系统 案例描述：通过人机界面设计，实现智能家居设备的远程控制和自动化管理 案例分析：从人机界面设计、交互设计、用户体验等方面进行深入剖析 案例总结：总结优秀案例的亮点和不足，为后续设计提供借鉴和参考
成功因素：界面设计简洁 明了，易于操作；交互方 式自然流畅，用户体验良 好；功能齐全，满足用户 需求。
味觉设计要素： * 味道选择：选择与产品或品牌相关的味道 * 味道强度：控制味道的浓度和 持久性 * 味道与情感的关联：利用味道引发特定的情感反应 * 味道选择：选择与产品或品牌相关的味道 * 味道强度：控制味道的浓度和持久性 * 味道与情感的关联：利用味道引发特定的情感反应
人机界面设计技巧
色彩基础：了解色彩的基本原理和 基础知识
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《人机界面设计》 PPT课件
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目录
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人机界面设计概述
人机界面设计原则
人机界面设计要素
人机界面设计技巧
人机界面设计案例 分析
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人机界面设计概述
人机界面是人与机器之间交互的界面 人机界面包括硬件和软件两个方面 人机界面设计需要考虑人的因素和机器的因素 人机界面设计需要遵循一定的原则和规范
界面设计应具备 稳定性、一致性 和可预测性
避免出现误导用 户或产生歧义的 设计元素
确保界面在各种设 备上都能正常工作， 且响应时间合理
遵循国际通用的设 计规范和标准，提 高界面的可访问性
人机界面设计要素
色彩设计：选择合适的色彩搭配， 营造舒适、清晰的用户体验
字体设计：选择易读、易识别的字 体，确保用户在短时间内获取信息
适应性：界面应适 应不同用户的需求 和习惯，提供个性 化设置
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
第6章+软件人机界面概述1
6.2.2 用户行为模型 1、人机交互的行为模型 Norman于1988年提出了人机对话的7个行为 阶段，它们是： （1）形成目标； （2）形成意图； （3）指定动作；
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（4）执行动作； （5）领会系统状态； （6）解释系统状态； （7）评价结果。 Norman的贡献在于把阶段综合到动作和 评价循环的前后关系中。该模型主要涉及到 用户必须记住知识，从而自然地导致识别执 行鸿沟（用户意图和允许动作之间失配）和 评价鸿沟（系统表示和用户期望之间失配）
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（3）用户的知识背景。用户的知识背景（包 括知识经验、受教育程度、语言背景等）决 定了他对人机交互的知识经验以及对计算机 应用领域的知识水平，这些都将影响他使用 软件界面的方式。
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（4）用户对系统的期望和态度。有些人不喜 欢甚至厌恶计算机；另一些人则对计算机很 感兴趣并渴望使用计算机。即使同样喜欢计 算机的人也会对对话方式、速度等各方面有 不同的偏爱。
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10、快速的系统响应和低的系统成本 在使用较多硬件设备并与其他软件系统连 接时，会带来系统大的开销。人机界面应在 此情况下有较快的响应速度和较小的系统开 销。
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11、设计良好的联机帮助 虽然对于熟练用户来说，联机帮助并非必 不可少，但是对于大多数不熟练用户来说， 联机帮助具有非常重要的作用。
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5、交互设备 （1）输入设备：键盘、鼠、光笔、跟踪球、 触摸式屏幕、操纵杆、图形输入板、声音输 入设备、视线跟踪器和数据手套等； （2）输出设备：CRT屏幕显示器、平板显示 设备、投影仪、头盔显示器、电视眼镜、声 音输出设备、打印输出设备等。
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6.2 人机界面的用户分析
用户分析是人机界面开发设计的第一步。 用工业术语来讲，即进行任务和用户分析。 我们必须了解各种用户的习性、技能、知识 和经验，以便预测不同类别的用户对人机界 面有什么不同的需要与反应，为人机交互系 统的分析设计提供依据，使设计出的人机交 互系统更适合于各类用户的使用。
软件人机界面设计(第六章 直接操纵和图形用户界面)
直接操纵的定义及其设计指南
两个案例比较
直接操纵的定义及其设计指南
两个案例比较
直接操纵的定义及其设计指南
在功能和可靠性相同的软件系统中，有 一些系统开始在竞争中占据优势。通常最 吸引人的系统具有一个令人愉快的用户界 面，这种界面对任务的目标和动作提供逼 真的表示。这些系统易学易用，而且不易 忘记。和勉强能接受或根本就是抵触的交 互系统明显不同，某些对话式系统在用户 中激发了巨大的热情。
1．比例 2．强调 3．凝聚与扩散 4．形态的意向 5．变化率 6．规律感 7．导向 8．空白区 9．屏幕上的文字
在图形用户界面中使用图标
• 鉴于图标表示实体具有直观、形象、逼真等特点， 所以在日常生活及工程技术中早就被广泛使用。 图标除了作为表示实体的符号外，还可以作为可 视按钮或菜单选择项，当被选中激活时，可以完 成指定的功能。
空间的数据管理系统的成功与否取决于 设计者在选取使用户感到自然、容易理解 的图标、图表及数据布局的技巧。用控制 杆移入、移出或在数据上移动的快感，甚 至吸引了那些要求很快得到更多的功能和 数据的急性子用户。
电视游戏
• 对很多人来说，游戏软件是最令人兴奋的、设 计精良的并在商业上最成功的应用软件。
计算机辅助设计和制造
图标的基本概念和工作原理
• 图标（icon）是一种“形象语言” • 图标常用于绘图程序以表示工具或动作 • 对于抽象对象类，较难于采用和目标直接
相似的符号来表示其实体与概念，这时可 用隐喻的方法来抽象地表示。
图标设计的一般性原则
1．以熟悉和能辨认的方式表示对象或动作。 2．不同的目标必须使用不同的图标表示，以避免引起 混淆。 3．设计图标应尽可能简单（三维的图标虽然醒目但也 能使人分心），尽量符合常规的表达习惯，不同的图标 之间应该有一定程度的区别。 4．适当设置图标的尺寸 5．鉴于用户的学习和记忆能力所限，为了避免引起混 淆，一个系统的图标类型不宜过多（一般不超过20 种）。 6．使图标突出于背景，确保某一个被选择的图标能在 别的未选择的图标中清晰可见。 7．设计活动的画面 8．增加详细的信息 9．探索图标的键钮：许多采用显示编辑的工作站具有标 记上操作名称的按键.
软件工程中的人机交互和用户界面设计
软件工程中的人机交互和用户界面设计在软件工程中，人机交互和用户界面设计是十分重要的一环。
在IT行业飞速发展的今天，软件的交互和界面设计已经成为用户选择产品的一个重要因素。
那么，究竟什么是人机交互？为什么用户界面设计这么重要呢？一、人机交互人机交互，又称“人机界面”，指的是人与计算机进行信息互动的过程。
此过程包括输入、处理、输出等环节，其中人的判断和反馈是十分重要的。
人机交互通过交互设计来协调人与机器间的交流，在人机之间建立桥梁。
良好的人机交互可以大大提升用户对软件产品的满意度、提高软件的可用性和可操作性，减少用户因为操作不当而对程序的误解和抱怨。
二、用户界面设计用户界面设计是人机交互的核心，就是设计一种用户看得懂、用得顺手的活动面板。
优秀的人机交互，其实是在用户界面设计上下了很多功夫。
借助用户界面设计，用户可以更轻易地操作软件，软件的可接受性和可用性就能得到提高。
它的表现——菜单、按钮、窗口、滚动条、图标、颜色、音效、操作格式等等，都是通过用户界面设计与用户进行交互，因此带给了人们一个更加智能化的界面。
三、好的用户界面设计应具备的特点1.视觉图形的吸引。
当人们通过视觉所感受到的颜色、线条、形状等视觉资讯，能引起舒适的感受和视觉上的舒心感，那么他对该软件的使用体验将会更好；2.具有可读性和可辨识性。
在用户界面设计上，需要注意排版、字体等细节元素与设计风格的结合，以便使用户更好地辨识内容和流程；3.操作流畅简单。
如果用户在使用软件产品过程中，流程不畅，操作复杂，那么将会影响用户的体验感受。
操作流程的繁杂会引发用户误解：4.符合人类直觉思维模式。
在用户界面设计时，需要考虑用户的思维方式，符合人类直觉思维模式，以便用户更快速地理解和使用软件；5.用户界面应该有多样性。
标准化的设计过程已经不能满足用户的需求，因此，设计出具有多样性和更加完善的用户界面是十分必要的。
四、人机交互和用户界面设计的发展现今，随着计算机行业的不断发展和智能化的进步，人机交互和用户界面设计也不断优化和完善。
软件工程中的人机交互与用户界面设计
用户界面设计模式的概念和分类
创建型模式
用于创建对象的设计模式
结构型模式
用于处理对象之间关系的设计模式
行为型模式
用于对象之间的通信和职责分配的设计模式
常见的用户界面设计模式示例
常见的用户界面设计模式包括导航菜单、 表单输入、模态框等。这些设计模式在实 际应用中能提高用户操作的效率和准确性， 同时也为用户提供了熟悉和可预测的界面 体验。设计师可以根据具体需求灵活运用 这些模式，以提升用户界面的友好度和易
用户界面未来发展趋势
AR/VR技术应用
增强用户体验 创新交互方式
智能交互趋势
个性化定制 智能推荐
可持续发展策略
用户参与设计 持续改进优化
结语
移动设备用户界面设计是软件工程中至关 重要的一环，随着技术的不断发展和用户 需求的变化，设计者需要不断学习创新， 适应新的趋势，为用户提供更好的体验。
● 06
软件工程中的人机交互与用户界面设计
制作人：魏老师 时间：2024年X月
目录
第1章 软件工程与人机交互 第2章 用户需求分析与用户研究 第3章 用户界面设计原则与模式 第4章 可用性评估与优化 第5章 移动设备用户界面设计 第6章 总结与展望
● 01
第1章 软件工程与人机交互
软件工程概述
软件工程是一门研究和应用如何以系统化、规范化、 可度量的方式开发和维护软件的学科。其重要性在 于能够提高软件的质量、提高生产效率、降低成本。 软件工程的发展历程可以追溯到20世纪60年代的 软件危机时期，是为了解决软件开发中的困难和问 题而形成的。在软件工程中，基本原则和方法包括
性能优化技巧
优化界面加载速度、交互流畅性等方面，提升用户对界面的满意度。
简述直接操纵界面的设计指南
简述直接操纵界面的设计指南在当今数字化的世界中，界面设计越来越成为各种产品和服务的重要组成部分。
无论是应用程序、网站，还是智能设备等，良好的界面设计可以为用户提供愉快的使用体验，增加产品的吸引力。
而直接操纵界面（Direct Manipulation Interface）作为一种特殊的界面设计方法，被广泛应用于各种领域。
直接操纵界面设计的指南可以帮助我们更好地理解和应用这种设计方法。
通过直接的操作手段，用户可以直接操控视觉对象或物理对象，而不需要间接地通过命令或指令。
这种设计方法的优势在于它提供了更直观、自然的交互方式，使用户能够快速地理解并熟练地使用系统功能。
1. 界面设计的直接操纵原则直接操纵界面设计的关键是使用户感觉自己在与物理世界或虚拟世界进行直接的互动。
为了实现这一目标，我们需要遵循以下原则：1.1 视觉映像直接操纵界面应该尽可能地反映用户操作的结果。
在图像编辑软件中，用户可以通过拖动图片来调整其大小，实时反馈给用户图片的尺寸变化。
这种直观的反馈会增强用户的理解和意识。
1.2 手势与行为直接操纵界面设计应该遵循用户已经熟悉和掌握的手势和行为。
在触摸屏设备上，用户通过手指的滑动、捏合和轻敲等手势来操作应用程序。
这种设计方法使用户能够无需学习新的操作方式，提高使用效率。
1.3 物理模拟直接操纵界面设计应该模拟物理世界的操作方式。
在游戏中，用户可以通过重力感应来控制角色的移动。
这种设计方法可以增加用户的参与感和沉浸感。
2. 应用场景与案例分析直接操纵界面设计可以应用于各种场景和领域。
下面我们以几个案例来说明：2.1 图像编辑软件在图像编辑软件中，直接操纵界面设计提供了丰富的工具和操作方式，使用户能够直接操控图像的各个方面，如尺寸、颜色、亮度等。
用户可以通过拖动、旋转、缩放等手势来实时调整和预览图像的效果，提升编辑的效率和体验。
2.2 虚拟现实游戏在虚拟现实游戏中，直接操纵界面设计使玩家能够身临其境地参与游戏。
《软件人机界面设计》大纲
《软件人机界面设计》大纲四川师范大学成都学院《软件人机界面设计》课程教学大纲课程名称：软件人机界面设计适用层次、专业：本科（软件技术）学时： 32 课程类型：（考试、考查）考查课程性质：专业课先修课程：C/C++、VB、Windows编程等一、课程的教学目标与任务《软件人机界面设计》是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程。
通过理论教学与实践，使学生获得商品化软件界面开发和设计的初步能力，掌握人机界面的基本概念、基本原理及其设计原则；了解人机界面设计的发展动向；如何用规范的方法进行软件界面的设计和评估，并掌握在设计过程中应遵循的流程、准则、标准和规范。
人机界面是人与机器传递和交换信息的媒介。
《人机界面设计》是计算机科学与技术专业的一门特色选修课程。
课程的主要任务是掌握硬件人机界面与软件人机界面方法、理论与设计实例，探索新的交互技术。
二、本课程的主要教学方法本课程的教学方法是“课堂讲授+项目讨论，”参考学时为32，其中实践及讨论14学时，如下表所列。
学时分配表三、课程教学内容及基本要求（按章节递增顺序挑选案例说明）第一章绪论【学习目标】*掌握人机界面设计的基本概念。
*了解人机界面设计领域的研究内容。
*了解人机界面设计应当具备的基本知识。
*掌握人机界面的研究方法。
*了解人机界面的发展前景。
【知识点】1、什么是人机界面；2、人机界面学的研究内容；3、人机系统的组成；4、20世纪最成功的10种人机界面装置；5、人机界面的发展趋势；【课后作业】见教材P28第二章人机界面的基本概念与分析【学习目标】*了解人机界面的基本概念。
*掌握人机界面的基本特征。
*了解人机界面的软件开发过程。
*了解影响用户行为特性的因素。
1、人机界面的基本概念；2、人机界面的基本特性；3、人机界面的应用领域；4、人机界面的分析方法；5、人机界面的软件开发过程；【课后作业】见教材P55第三章软件人机界面的开发方法与开发工具【学习目标】*了解一个好的设计原则所应具备的性质及要点。
软件的设计之人机界面的设计
2. 媒体化UI
– 这是一种面向视觉特效的UI风格。视觉效果 在界面风格上的展现非常突出，界面的媒体 色彩很浓。
3. 服务软件UI
– 这种UI风格是专门针对持续运行的服务型程 序的。它的特点是力求最为简化、健壮，且 耗费资源少，运行迅速。
• 2、用户界面的任务分析 —任务模型 （DFD图）
– 是对系统内部活动的分解，不仅要进行功能分 解（用DFD图描述），还要包括与人相关的活 动。每个加工即一个功能或任务。
• 3、确定用户界面类型
用户界面的基本类型
从用户角度出发，用户界面设计的类型主要有问题描述语言，数据 表格、图形与图标、菜单、对话框及窗口等。每一种类型都有不同的特 点和性能。讨论以下类型：菜单、图象、对话框和窗口。
警告式
如图4.58所示
无需回答式对话框
必须回答式对话框
警告式对话框
4、窗口（window）
图形学中称为视图区（Viewport），视为虚拟屏幕。一个实用窗口，
可包含部件：
菜单区（menu bar）
图标区（icon bar）
标题区（title bar） 移动区（move bar）
大小区（size bar）
软件设计
福州大学 ·软件学院 张舒
人机界面设计
• 人机界面（Human-Computer Interface ，HCI）是计算机直接与人打 交道的途径，是计算机系统的重要组成部 分
• 它的开发工作量占系统开发工作量的4060%。
用户界面应具有的特性
1、可使用性
① 使用简单 ② 用户界面中所用术语的标准化和一致性 ③ 具有HELP功能 ④ 快速的系统响应和低的系统成本 ⑤ 具有容错能力
第六章 安全人机系统中的信息界面设计(刘景良编)
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34
在试验中发现，当刻度盘直径从25mm开始增 大时，认读的速度和准确性相应提高，误读 率下降；当直径增加到80mm以后，认读速 度和准确度开始下降，误读率上升。直径在 30—70mm之间的刻度盘，在认读的准确度 上没有什么差别。
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一、指针式仪表设计
2)刻度 刻度盘上刻度线之间的距离为刻度。刻度的大 小是根据人眼的最小分辨能力来确定的。通 常在人眼直接观察时，刻度的最小值不应小 于0.6—1mm，一般在1—2.5mm之间选取， 必要时也可取4—8mm。
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色觉视野
水平方向的色觉视野 180。 白 。 120 黄 100。蓝 60 。绿红 垂直方向的色觉视野
130 。 白
95 。80。 45 蓝 红
。
。 40
黄
绿
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30
4) 运动特性 眼睛的水平运动比垂直运动快； 眼睛的垂直运动比水平运动更易疲劳； 对周围运动物体的感知力比静止物体容易。
第六章 安全人机系统中的信息界面 设计
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第一节 人机界面机器机具系统
一、人机界面简述
人机界面为人与机器子系统的匹配面，可分为如 下三部分：
①显示器与人的信息通道的匹配
②操纵器与人的运动系统的匹配 ③人机与环境要素的匹配
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第一节 人机界面机器机具系统
二、人机界面的机具系统及其主要内容简述 机具系统：由人机系统中所有机械设备、劳动 工具组成的子系统。 对人机界面设计：指系统中处于人机交界面的 机具，主要包括显示器和操纵控制器 1、显示器的可识别性设计 2、操纵控制器的可控性设计 3、显示器和操纵控制器的布局设计（了解各 自的设计目标）
人机界面设计
第七章 人机界面设计
三星14英寸AMOLED显示屏
厚度为0.37mm的AMOLED显示屏
0.29mm
人机工程学 Ergonomics
第七章 人机界面设计
LG.飞利浦19.8mm厚 的42英寸Full HD高 清液晶电视
人机工程学 Ergonomics
一、 人机界面设计程序
人机工程学 Ergonomics
第七章 人机界面设计
人机工程学 Ergonomics
第七章 人机界面设计
二、人机界面输入装置 1、键盘
键盘主要研究两个方面的问题：键盘的布局及键 盘的外型尺寸。
现有键盘存在四个方面的问题。 键盘的外型尺寸影响人的操作和人体的生理健康。 2、鼠标 鼠标的两种基本操作； 鼠标的操作方式 3、触摸屏 触摸屏的操作简单、直观、方便，适用于公共场所。 4、光笔
人机工程学 Ergonomics
第七章 人机界面设计
三、软件人机界面的开发 1、开发过程 1）定义阶段 2）构造阶段 3）维护阶段
人机工程学 Ergonomics
第七章 人机界面设计
3、人机交互（人机界面学的一个分支） 用户与计算机系统相互之间的通信。 实现人与计算机之间通信的硬、软件系统即
为交互系统。 这里的“交互”即信息交换，包括计算机通
过输出或显示设备给人提供信息，以及人通过输 入设备向计算机输入有关信息。信息交换的形式 有多种方式，如键盘、鼠标、显示屏幕上的符号 或图形，也可以用声音、姿势或身体的动作等。
厚度为0.52mm的有机EL显示屏
人机工程学 Ergonomics
第七章 人机界面设计
OLED:平板显示的明日之光
第6章 人机界面设计
例如，家具布局可以分为：（1）基于房间格 局画出楼层平面图；（2）将门窗放在适当的 位置；（3）用家具模板在平面图上画出家具 轮廓；（4）将家具轮廓放到最合适的位置； （5）标出所有家具轮廓；（6）画出尺寸以确 定位置；（7）画出客户的视图。对于其他每 个主要任务也可以进行类似划分。 这七个子任务还可以进一步细分，前六个子任 务的完成可以通过用户界面来操纵信息和执行 动作而进行，而第七个子任务则由软件自动完 成，这一任务基本不需要用户干预。
6.1人机界面设计的历史、现状和未来
6.1.3人机界面的未来 1.多通道用户界面 国外研究设计键盘、鼠标之外的输入通道 主要是语音和自然语言、手势、书写和眼动方 面。
2.虚拟现实技术
虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或 功能意义上存在于世界上的任何事物或环境， 是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现 的或根本无法实现的。 而“虚拟”是指用计算机生成的意思。 因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊 环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己 “投射”到这个环境中，并在其中操作、控制 环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主 宰。
6.2 人类因素
所谓“人的因素”有三层含义：
人对感知过程的认识，包括视觉、阅读时的认知 心理、记忆、归纳与演泽推理等； 用户已有的技能和行为方式； 用户所要求完成的整个任务以及用户对人机交互 部分的特殊要求。
6.2.1人类感知基础
人通过感官认识客观世界，因此，设计人机界面 要充分考虑视觉、触觉和听觉的作用，这样才能使 用户有效地从系统获取信息，并存入人的记忆中， 然后用归纳和演绎的方法进行推理。 大多数人机界面都在可视介质上实现。 用户从界面提取到的信息存入人脑中。人脑由一 个短期记忆系统和一个长期记忆系统组成。 大多数人遇到问题时并不进行形式的演绎和归纳 推理，而是使用一组启发式策略。因此，设计人机 界面时还应便于用户积累有关交互工作的经验，同 时要注意这些启发式策略的一致性。
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Windows图形用户界面的设计
一个优秀的用户界面是一个直观的、对 用户透明的界面，用户在首次接触了这个 软件后就觉得一目了然，不需要多少培训 就可以方便地上手使用。对于Windows的开 发人员，微软公司出版的《窗口界面：应 用设计指南》（《The Windows Interface: An Application Design Guide(1992)》) 是在微机平台上界面设计的公认标准。
习题六
6.1 说明直接操纵技术的目标及其本质。 6.2 除了本章介绍的窗口内容及动作外，你认为窗口还有哪 些内容和动作？ 6.3 什么情况下需要使用任务联动的窗口？ 6.4 如何理解图标设计的四个层次，并说明之。 6.5 图6.38 是Apple 的QuickTime 4.0 Player中用来收藏 用户多媒体文件的Favorites Drawer窗口。当有音、视频 文件加入Favorites collection 时，程序会用一个图片 来标志这个文件。声音文件用的是带有波形的图片，视频 文件则用缩小后的第一个帧来代表这个文件。请分析并指 出该隐喻的问题，最后提出改进的解决方案。
直接操纵系统举例
显示编辑程序及文字处理器 在八十年代初期，整页显示编辑程序 的用户曾大力提倡他们的系统，和当时流 行的行编辑程序相比，他们更喜欢前者。 在过去的二十年中，所见即所得 (WYSIWYG)文字处理程序已成为标准。
显示编辑的优点
1．显示整页的文本：显示文本的20行至60行，让阅读者对每一 个句子的上下文都有一个更清楚的了解。 2．以最终打印时的格式显示文件：省去了各种各样的命令，也 简化了文件的阅读和扫描。 3．向用户显示可见的光标动作： 看到屏幕上的箭头、下划线或闪烁框，操作者就可以很清楚应该 注意并进行操作的部位。 4．通过具体直观的工具控制光标的移动：箭头键或光标移动设 备，诸如鼠标器、控制杆或图示板，为光标的移动提供了自然具 体的物理机制。 5．动作采用带标记的键钮：许多采用显示编辑的工作站具有标 记上操作名称的按键. 6．立即显示一个动作的效果：当按下某键来移动光标或将文本 移至居中时，其效果立即在屏幕上显示出来。 7．提供快速的响应和显示：大多数显示编辑程序能高速运行， 显示一整页文本不到一秒钟。 8．提供易行的逆向动作：在用户输入文本时，只要后移光标并 在原位重新键入就可以修改不正确的输入。
第六章 直接操纵和图形用户界面
6.1 直接操纵的定义及其设计指南 6.2 直接操纵系统举例 6.3 窗口的设计 6.4 Windows图形用户界面的设计 6.5 图形用户界面案例分析
直接操纵的定义及其设计指南
两个案例比较
直接操纵的定义及其设计指南
两个案例比较
直接操纵的定义及其设计指南
在功能和可靠性相同的软件系统中， 有一些系统开始在竞争中占据优势。通常 最吸引人的系统具有一个令人愉快的用户 界面，这种界面对任务的目标和动作提供 逼真的表示。这些系统易学易用，而且不 易忘记。和勉强能接受或根本就是抵触的 交互系统明显不同，某些对话式系统在用 户中激发了巨大的热情。
图标的编辑工具
• 图标编辑工具Icon Edit Pro 5.01的界面
在图形用户界面中使用图形
在软件的界面设计中，图形运用的合适 与否，关系着应用系统整体效果的好坏。 图形在多媒体软件界面中的应用范围很广， 如应用系统的背景图、烘托效果的装饰图、 命令按钮的形状图形等。
图形用户界面案例分析
• • 一致性问题 隐喻使用不当
1．比例 2．强调 3．凝聚与扩散 4．形态的意向 5．变化率 6．规律感 7．导向 8．空白区 9．屏幕上的文字
在图形用户界面中使用图标
• 鉴于图标表示实体具有直观、形象、逼真等特点， 所以在日常生活及工程技术中早就被广泛使用。 图标除了作为表示实体的符号外，还可以作为可 视按钮或菜单选择项，当被选中激活时，可以完 成指定的功能。
直接操纵界面的一些指南
1．使用易于理解的图标：图标的意义应该尽可 能明确。 2．避免令人迷惑的类比：图标应以预期的方式 工作。 3．不违反大众习惯：不同的用户群体可能对一 个图标如何工作有不同的设想。 4．为特有目的使用图标：图标不见得比键盘输 入更快或更容易使用。 5．仔细设计图标的交互：界面中单个图标的使 用方式，不比与图标交互的整体设计重要。
电视游戏
• 对很多人来说，游戏软件是最令人兴奋的、设 计精良的并在商业上最成功的应用软件。
计算机辅助设计和制造
• 许多CAD系统采用直接操纵对话的方式，Auto CAD能支持三维设计
家庭自动化
在国际上，有许多公司已经了解到下一个大市场将是 包含更多家用控制功能的器具。某些未来主义者和市场专 家倡导语音控制和住宅机器人，但现实则更倾向于按钮、 遥控器、电话键盘，特别是触摸屏幕，在这些应用中，提 供具有丰富反馈的直接操纵控制是至关重要的。即使是每 年只用上一两次(如春、秋两季的夏时制调整)，这些操作 必须是迅速而且容易记忆的。 通过直接操纵从触摸屏幕控制复杂的住宅设备， 使我们以新的方式来思考住宅及其居住者。还要考虑一些 新的问题。在设计这些系统时，虽然最初的设备是为健全 者和富裕人士设计的，但我们也要考虑残疾人和老年人用 户的利益，因为这些人可能是这一技术的最多的受益者。
任务联动的多窗口
常用的任务联动方式： 1．同步卷动 2．分层浏览 3．直接选择 4．二维浏览 5．相关联窗口的打开 6．相关联窗口的关闭 7．保存或打开窗口状态
任Hale Waihona Puke 联动的多窗口在设计多窗口系统时，应注意以下几点： 1．在多窗口系统中，有些界面要求必须保持在 最顶层，避免用户在打开多个窗口时，不停的切 换甚至最小化其它窗口来显示该窗口。 2．在主界面载入完毕后自动卸出内存，让出所 占用的WINDOWS系统资源。 3．关闭所有窗体。系统退出后要释放所占的所 有系统资源，除非是需要后台运行的系统。 4．尽量防止对系统的独占使用。
文字处理器的新方向
1．集成。 2．桌面排版软件。 3．幻灯片软件。 4．超级媒体环境。 5．改进的宏能力。 6．拼写检查程序。 7．语法检查程序。 8．文件汇编程序。 9．程序结构树化显示。
VISICALC及其派生产品
第一个电子报表VISICALC是哈佛商学院的学生Bob Frankston的作品。每当他要作研究生商业课程中重复的 计算时，就感到沮丧。他和他的朋友Dan Bricklin，建立 了一个“即时计算电子工作表(instantly calculating electronic worksheet)”。它可以在254行和63列的范围 上进行计算并显示结果。 VISICALC的竞争产品很快就出现了，它们对用 户界面作了引人注目的改进并扩展了所支持的任务，如 LOTUS1-2-3、MS Excel。它们提供图表、三维显示、多 窗口以及数据库性能的集成，使用命令菜单可方便地进行 操作。
窗口的设计
目前的软件大多使用窗口技术。许多计 算机用户的普遍问题是要求快速地查询多 种资源而同时最低限度的分散在任务上的 注意力。一种折衷的办法是，利用9至27英 寸显示器(大约640×480至2048×2048象 素)，向用户提供足够的信息，灵活的完成 任务，同时减少窗口管理操作、注意力分 散以及头眼的移动，这种方法的实现是对 设计者的挑战。
Windows图形用户界面的特点
5．提供了快速的、增量式的、可逆转的操纵，并且 所有操纵过程及效果是可观察到的。 6．以一致方式完成对所有目标的显示和操纵。 7．提供系统预验证功能，使得只有有效的交互才能 发生效果。 8．提供了对用户出错的保护机制和强有力的帮助机 制。
图形用户界面设计的艺术原
将美的原则应用于界面设计可以加强界 面的气氛、增加吸引力、突出重心、提高 美感。在图形用户界面的设计过程中，需 要遵循的艺术原则主要有：对比原则、协 调原则、平衡原则和趣味原则。
对比原则
1．大小的对比 2．明暗的对比 3．粗细的对比 4．曲线与直线的对比 5．水平线与垂直线 6．质感的对比 7．位置的对比 8．多重对比
协调原则
1．主与从 2．动与静 3．入与出 4．统一与协调
平衡原则
• 界面是否平衡是非常重要的。 • 平衡并不是对称。 • 中心也是平衡的一个方面。
趣味原则
MS Excel
空间数据管理
在地理应用中，若以一种与现实模型类 似的地图的形式描述空间，看起来会更自 然些。 空间的数据管理系统的成功与否取决于 设计者在选取使用户感到自然、容易理解 的图标、图表及数据布局的技巧。用控制 杆移入、移出或在数据上移动的快感，甚 至吸引了那些要求很快得到更多的功能和 数据的急性子用户。
Windows图形用户界面的特点
Windows图形用户界面的主要特点有： 1．广泛使用窗口、图标、菜单、按钮、对话框等 基本界面部件来表示应用目标。 2．使用图形部件形象地表示感兴趣的目标，使系 统完成的操作或命令能用逼真的模拟、比喻来表 示，而且所有感兴趣的目标在GUI界面上被连续显 示出来。 3．有高度的交互性。 4．支持鼠标类定位设备完成光标的移动和目标的 选取。
图标的基本概念和工作原理
• 图标（icon）是一种“形象语言” • 图标常用于绘图程序以表示工具或动作 • 对于抽象对象类，较难于采用和目标直接 相似的符号来表示其实体与概念，这时可 用隐喻的方法来抽象地表示。
图标设计的一般性原则
1．以熟悉和能辨认的方式表示对象或动作。 2．不同的目标必须使用不同的图标表示，以避免引起 混淆。 3．设计图标应尽可能简单（三维的图标虽然醒目但也 能使人分心），尽量符合常规的表达习惯，不同的图标 之间应该有一定程度的区别。 4．适当设置图标的尺寸 5．鉴于用户的学习和记忆能力所限，为了避免引起混 淆，一个系统的图标类型不宜过多（一般不超过20 种）。 6．使图标突出于背景，确保某一个被选择的图标能在 别的未选择的图标中清晰可见。 7．设计活动的画面 8．增加详细的信息 9．探索图标的组合应用，以创建新的对象或动作。