人机交互课件(清华大学出版)第1章 绪论
人机交互知识点总结
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。
人机交互课程课件
无界面交互的未来展望
无界面交互技术将进一步发展， 实现人与机器之间的自然交互，
无需任何物理设备或屏幕。
通过手势、语音、生物特征等识 别技术，机器能够理解人的意图 并做出相应的反应，实现更加智
能和高效的人机交互。
无界面交互技术的发展将为未来 的智能生活带来更多的便利和创 新，例如智能家居、智能交通等
易用性
简化操作流程，降低使用难度，让用 户能够快速上手并高效地完成任务。
定制化
提供一定程度的定制化服务，满足不 同用户的个性化需求和偏好。
交互设计工具
线框图
原型设计
使用线框图来规划和展示产品的布局、界 面元素和交互流程。
创建产品原型，模拟真实产品的交互效果 ，以便在实际开发前进行测试和验证。
用户测试
04
THANKS
感谢观看
领域的应用。
05
人机交互课程实践
设计一个简单的网页交互
总结词：了解网页交互设计的基本原则和技巧 ，包括布局、导航、信息架构等。
01
确定网页的目标和受众，以便设计出符合 用户需求和习惯的界面。
03
02
详细描述
04
选择合适的布局和颜色方案，确保网页整 体风格统一、易于识别。
பைடு நூலகம்
设计清晰的导航结构，使用户能够快速找 到所需内容。
多模态交互时代
随着技术的不断进步，人机交互正朝着多模态交互的方向发展，即通 过多种方式与计算机进行交互，如手势、眼动、语音等。
02
人机交互基础知识
交互设计原则
用户为中心
设计始终以用户的需求和体验为出发点，确 保产品的易用性和满足用户期望。
可用性
确保产品功能和交互方式对用户来说是可用 的，避免出现误操作和信息混淆。
人机交互课件
医疗健康
人机交互在医疗健康领域也有 重要作用，如远程医疗、智能 医疗设备等。
教育培训
人机交互在教育培训领域的应 用也越来越广泛，如在线教育
平台、虚拟现实教育等。
02 人机交02
03
简洁明了
界面设计应简洁、清晰， 避免过多的视觉元素和干 扰信息。
一致性
界面风格、色彩、字体等 应保持一致，以增强用户 对界面的认知和理解。
人机交互课件
目录
CONTENTS
• 人机交互概述 • 人机交互基础知识 • 人机交互技术实现 • 人机交互应用案例分析 • 人机交互未来发展趋势预测
01 人机交互概述
人机交互定义
定义
人机交互（Human-Computer Interaction，简称HCI）是一门研究 人与计算机之间交互方式的科学。
案例二：海尔U+智慧家庭
海尔U+智慧家庭还具有场景定制功能，可以根据用户 的习惯和需求定制不同的场景模式。
自动驾驶汽车案例
案例一：特斯拉自动驾驶汽车
特斯拉自动驾驶汽车是一款具有高度自主驾驶能力的汽车 ，它可以通过传感器和计算机视觉技术实现自动驾驶。
特斯拉自动驾驶汽车还具有语音控制功能，用户可以通过 语音控制汽车的各项功能。
详细描述
随着人工智能技术的不断发展，不同技术之间的融合越来越普遍，例如自然语言处理与机器学习的融合，计算机 视觉与深度学习的融合等。这种融合不仅可以提高单一技术的性能，还可以开发出更加复杂、高效的应用，如智 能客服、智能家居等。
虚拟现实技术普及应用
总结词
虚拟现实技术普及应用是指虚拟现实技术在各个领域得到广泛应用，成为人们日 常生活和工作的一部分。
语义理解
人机交互知识点归纳
第1 章绪论*人机交互（Hu man-C omput er In terac tion，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*人机交互研究的内容：人机交互界面表示模型与设计方法可用性分析与评估多通道交互技术认知与智能用户界面群件W eb 设计移动界面设计*发展史语言命令交互阶段图形用户界面（G UI）交互阶段自然和谐的人机交互阶段第 2 章感知和认知基础*人的感知视觉视觉是人与周围世界发生联系的最重要的感觉通道。
外界80%的信息都是通过视觉得到的，因此视觉显示是人机交互系统中用的最多的人机界面。
视觉感知可以分为两个阶段：受到外部刺激接收信息阶段和解释信息阶段。
视觉感知特点：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，视觉系统进行解释处理信息时可对不完全信息发挥一定的想象力。
进行人机交互设计需要清楚这两个阶段及其影响，了解人类真正能够看到的信息。
听觉听觉感知传递的信息仅次于视觉，可人们一般都低估了这些信息。
人的听觉可以感知大量的信息，但被视觉关注掩盖了许多。
听觉所涉及的问题和视觉一样，即接受刺激，把它的特性转化为神经兴奋，并对信息进行加工，然后传递到大脑。
人类听觉系统对声音的解释可帮助设计人机交互界面中的语音界面。
触觉T ouch或者 Ha pticperce ption触觉在交互中的作用是不可低估的，尤其对有能力缺陷的人，如盲人，是至关重要的触觉的感知机理与视觉和听觉的最大不同在于它的非局部性温度感受器-冷热伤害感受器-疼痛机械刺激感受器-压力实验表明，人的手指的触觉敏感度是前臂的触觉敏感度的 10 倍。
人机交互01
人机交互的历 史
• 吉尔伯瑞斯 时间和动作研究（砌砖作业试验） 手术研究 • 莫斯特伯格 用实验方法进行人员挑选和培训
这段时期研究特点：主要研究
人，通过改变人的活动来提高 人机系统的效率。
人机工程学的诞生：1945-1960年间
•
•
人机交互的历 史
•
第二次世界大战，统计发现飞机被击落的数 量不如因人的操作而发生事故那么多。 这表明无论人的能力提高得多高，行为改善 得如何，都不可能完全跟上机器。 ——研究转向如何使机器适应人。
人机交互的历 史
军事领域的继续发展和太空竞赛的促进 从军事领域转向民用领域 特殊人群 受到控制论、信息论和系统论的影响
• 1980年以后向人机交互发展 • 计算机的飞跃发展又引起了人机交互、人机界面、 可用性研究、认知科学等新的研究领域。 • 采用“man-machine interaction”(个人同机 器交互），后来又改为“human-computer interaction”(人类同计算机交互） • 更加关注人的价值。
人机关系和人机矛盾的演变和发展 大体可以分为三个历史时期： • 第一时期是漫长的石器时代、青铜时 代和农耕时代。 • 这一时期，人们使用的工具均属手工 工具，人的劳动属手工劳动。因此， 人机关系是一种所谓的“柔性”关系， 即工具对于使用者而言是一种“器 物”，工具对于人没有很大的“约束 力”，工具是个体意义的工具或者说 “我的工具”。因此，在人机关系中 人占主导地位。
人机交互的历史
早期历史：文明史
•
人机交互还没有成为一门学科，但在人类 文明进程中，体现出重视人的思想。
古埃及方凳
古埃及化妆盒
人机交互的 历史
人机交互原理教程
人机交互原理教程第一章人机交互简介人机交互（Human-Computer Interaction，HCI）是研究人与计算机之间交互过程的学科。
它主要关注设计和实现用户友好的计算机系统，以改善用户体验和效率。
本章将介绍人机交互的定义、发展历程和重要性。
1.1 人机交互定义人机交互是研究和设计计算机系统与用户之间交流和互动的学科。
它结合了人类行为学、认知心理学、计算机科学等多个学科的知识，旨在开发出易于使用、高效率、满足用户需求的计算机系统。
1.2 人机交互的发展历程人机交互的研究可以追溯到20世纪60年代。
在那个时候，计算机系统的使用变得更加普及，人们开始关注如何改善用户与计算机之间的交互体验。
随后，人机交互的研究逐渐发展成为独立的学科领域，并吸引了众多科学家和工程师的关注。
1.3 人机交互的重要性人机交互的研究对于改善用户体验、提高工作效率、降低用户出错率等方面具有重要作用。
一个用户友好的计算机系统可以提升用户满意度，增加系统的可用性，并为用户提供更好的工作体验。
第二章人机交互基础理论了解人机交互的基础理论对于设计和实现优秀的交互系统至关重要。
本章将介绍几个重要的基础理论，包括认知负荷理论、用户模型和用户体验设计原则等。
2.1 认知负荷理论认知负荷理论是指人脑处理信息的能力和限制的理论。
它将认知负荷分为三个层次：认知负荷、长期记忆负荷和认知简易度。
在设计界面时，需要根据用户的认知负荷水平进行合理分配，以提高用户的任务效率和满意度。
2.2 用户模型用户模型是对用户特征、需求和行为的描述。
了解用户模型可以帮助设计师更好地理解用户需求，并进行相应的界面设计和功能定制。
2.3 用户体验设计原则用户体验设计原则包括用户中心设计、一致性、可用性等多个方面。
这些原则指导了设计师在设计界面时的思考方式，以及如何使用户在使用过程中获得更好的体验。
第三章人机交互技术与应用人机交互的技术和应用广泛，涉及到许多领域。
本章将介绍几种常见的人机交互技术，包括触摸屏技术、语音识别技术和虚拟现实技术等。
人机交互基础复习(新)
人机交互基础复习第一章绪论1.1 什么是人机交互P1人机交互的定义：所谓人机交互（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。
人机交互的研究内容：P2①人机交互界面表示模型与设计方法②可用性分析和评估③多通道交互技术④认知与智能用户界面⑤群件⑥Web设计⑦移动界面设计人机交互的发展历史P3①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第二章感知和认知基础2.1.1 视觉亮度和色彩P11①光线变化低于50Hz，视觉系统就会感觉带闪烁②正常眼睛的可见光谱波长为400 ~ 700 μm视错觉阅读P12一般成年人每分钟阅读250个字，字号为9 ~ 12号字体（英文）易于识别，页面宽度在58 ~ 132 mm 之间阅读效果最佳。
在明亮的背景下显示灰暗的文字比灰暗的背景下显示明亮的文字更能提高人的视敏度。
RGB P12以红、绿、蓝，为原色的加色模型CMYK P13以青、品红、黄为原色的减色模型（青：R0，G255，B255）（品红：R255，G0，B255）（黄：R255，G255，B0）RGB 到CMYK 的转换P 15(R,G,B) to(C,M,Y,K)K = min ( ( 255 - R ) , ( 255 - G ) , ( 255 -B ) )C = 255 - R - KM = 255 - G - KY = 255 - B - K听觉P17 （常识）人耳能听到20 Hz ~ 20kHz之间声音，在1000 ~ 4000 Hz之间听觉感受性最高人可由辨识的语音频率为260 ~ 5600 Hz声音可由音调、响度和音色三个属性来描述音调与声波的频率有关，低频低调，高频高调响度指频率在一定情况下声波的振幅音色与发音材质有关触觉P 17 （常识）人身体各个部位对触觉的敏感程度不同，如手指的触觉敏感度约前臂敏感度的10倍2.2 认知过程与交互设计原则P18认知过程：经验认知和思维认知交互设计过程中要注意的哪几种人的特点？P 18①根据人的关注特点②根据人的注意特点③根据人的记忆特点④根据人们问题解决的特点⑤根据人们语言处理的特点影响认知的因素P23①情感情感如何影响系统？一个人处于积极的情感状态时，对系统中的交互设计缺陷可能不太会注意。
第 人机交互技术PPT课件
第4页/共126页
4.1人机交互技术概述
• 人机交互技术发生的历史及发展趋势 • 根据人机交互中采用的语言 • 形式语言:形式语言是一种人工语言，特点是简洁、严密、高效。 • 类自然语言:类自然语言则是介于计算机语言和自然语言之间。 • 自然语言:自然语言的语法成分有更多的规则，具有多义性、微妙、丰富、灵活的特点。
19
第19页/共126页
• 隐喻的分类：
• 直接隐喻：隐喻本身就带有操纵的对象
• 如Word绘图工具中的图标 ，每种图标分别代表不同 的图形绘制操作。
• 工具隐喻：代表所使用的工具
• 如用磁盘图标隐喻存盘操作、用打印机图标隐喻打印 操作等，这种隐喻设计简单、形象直观，应用也最为 普遍。
• 过程隐喻：其通过描述操作的过程来暗示该操作
• (3)提供简单的错误处理
• 在出现错误时，系统应该能检测出错误，并且提供简 单和容易理解的错误处理功能
• (4) 对操作人员的重要操作要有信息反馈
• 提供信息反馈。对操作人员的重要操作要有信息反馈。
26
第26页/共126页
4.3.2设计图形用户界面的原则
• 1. 一般性原则
• (5)操作可逆
• 对大多数动作应允许恢复(UNDO)，对用户出错采取 比较宽容的态度
9
第9页/共126页
4.2.2文本菜单
• 字符界面下的菜单方式：在菜单方式下用户 必须在有限的一组选项中进行识别和选择， 更多的是响应而不是发出命令。
• 用户不必记忆功能命令，缩短了用户的培训 时间，减少用户的击键次数，错误处理能力 也有了显著提高。
• 在这种界面中，人还是被看成操作员，机器 做出被动的反应，人只能使用手这一交互通 道用键盘输入选择信息，通过视觉通道获取 信息，界面输出只能为静态的文本字符。
人机交互：第1章 课程介绍与绪论
1.4人机交互的发展趋势
标准化：
• 目前，在人机交互领域，ISO已正式发布了许多的国 际标准，以指导产品设计、测试和可用性评估等。
• 2002年2月，W3C（World Wide Web Consortium）国际 组织成立了“多通道交互”工作小组（Multimodal Interaction Working Group），开发W3C新的一类支持 移动设备MM参与制定相关协议标准。该小组 成员覆盖了几乎所有计算机软硬件、移动通信、家电 的大型厂商
1.5 人机交互的范畴: 认知心理学
认知心理学（Cognitive Psychology）是20世纪50年代中期 在西方兴起的一种心理学思潮，在20世纪70年代成为西 方心理学的一个主要研究方向。它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。
HCI(Human-Computer Interaction) CHI(Computer-Human Interaction) MMS(Man-Machine Studies) HMI(Human-Machine Interface)
1.1 人机交互的概念
人机交互 VS 人机界面 人机交互是指用户与计算机系统之间的通信，它是人与计算机之间各
狭义的讲，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。
1.1 人机交互的概念
人→机:人借助键盘、鼠标、 操纵杆、数据服装、眼动 跟踪器、位置跟踪器、数 据手套、压力笔等设备， 用手、脚、声音、姿势或 身体的动作、眼睛甚至脑 电波等向计算机传递信息；
种符号和动作的双向信息交换。这里的“交互”定义为一种通信，即 信息交换，而且是一种双向的信息交换，可由人向计算机输入信息， 也可由计算机向使用者反馈信息。这种信息交换的形式可以采用各种 方式出现，如键盘上的击键、鼠标的移动、显示屏幕上的符号或图形 等，也可以用声音、姿势或身体的动作等。
人机交互课件(清华大学出版)第1章-绪论PPT课件
交互设计（Interaction Design）指的是“设计支持人们日常 工作与生活的交互产品”，具体的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、通讯及交互的方式。
虚拟现实中的交互是虚拟现实核心研究内容之一，但人机交互并 不是虚拟现实的全部，复杂场景的建模、绘制等技术，也是虚拟现 实非常重要的研究内容。虚拟现实为人机交互的研究提供了很好的 契机和媒介，但并不是唯一的媒介，手机、PDA、笔记本电脑等移 动设备，也需要更方便、快捷、人性化的交互手段。
精选ppt课件
3
人机交互（Human-Computer Interaction，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，且围绕这些方面主要 现象进行研究的科学（ACM SIGCHI，1992，第6页）。
狭义的讲，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。
19
6. Web设计（Web-Interaction） 重点研究Web界面的信息交互模型和结构，Web界面设计的基本
思想和原则，Web界面设计的工具和技术，以及Web界面设计的可用 性分析与评估方法等内容。
7. 移动界面设计（Mobile and Ubicomp） 移 动 计 算 （ Mobile Computing ） 、 普 适 计 算 （ Ubiquitous
精选ppt课件
20
8. 群件（Groupware） 群件是指帮助群组协同工作的计算机支持的协作环境，主要涉 及个人或群组间的信息传递、群组中的信息共享、业务过程自动化 与协调，以及人和过程之间的交互活动等。目前与人机交互技术相 关的研究主要包括：群件系统的体系结构、计算机支持交流与共享 信息的方式、交流中的决策支持工具、应用程序共享以及同步实现 方法等内容。
人机交互技术课件(完整版)
人机交互技术课件第一部分：引言人机交互技术，顾名思义，就是指人与计算机之间的交互方式。
这种交互方式包括我们日常生活中使用的计算机、手机、平板电脑等各种设备。
随着科技的发展，人机交互技术也在不断地进步，使得我们与计算机之间的交互变得更加自然、便捷。
人机交互技术的发展历程人机交互技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代。
当时，计算机主要用于科学计算，用户通过键盘输入数据和命令，计算机输出结果。
这种交互方式被称为命令行界面（CLI）。
随着计算机技术的不断发展，图形用户界面（GUI）逐渐取代了CLI，使得用户可以通过鼠标和键盘与计算机进行交互。
随后，触摸屏、语音识别、手势识别等技术不断涌现，使得人机交互变得更加多样化和自然。
人机交互技术的应用领域人机交互技术已经广泛应用于各个领域，如智能家居、虚拟现实、智能交通、医疗健康等。
在智能家居领域，用户可以通过语音控制家中的电器设备，如灯光、空调、电视等。
在虚拟现实领域，用户可以通过头戴设备与虚拟世界进行交互，体验更加真实的虚拟现实体验。
在智能交通领域，人机交互技术可以用于自动驾驶汽车的导航和驾驶控制。
在医疗健康领域，人机交互技术可以用于医疗设备的操作和监控。
人机交互技术的未来展望人机交互技术是计算机科学中一个重要的研究领域，它的发展和应用已经深刻地改变了我们的生活方式。
随着科技的不断进步，人机交互技术将继续发展，为我们的生活带来更多的便利和乐趣。
人机交互技术的发展趋势1. 自然语言处理：自然语言处理（NLP）技术的发展将使得计算机能够更好地理解和处理人类语言。
这将使得用户与计算机之间的交互更加自然和流畅，用户可以通过语音与计算机进行交流，无需使用键盘和鼠标。
2. 机器学习：机器学习技术的发展将使得计算机能够更好地学习和适应用户的需求。
通过分析用户的行为和偏好，计算机可以提供更加个性化的服务和推荐。
3. 增强现实和虚拟现实：增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术的发展将使得用户能够与虚拟世界进行更加沉浸式的交互。
人机交互技术第1章PPT课件
人机交互的概念 人机交互的研究内容 人机交互的发展历史 人机交互的应用
◦ 人机交互（Human-Computer Interaction，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。
1.2 人机交互研究内容
◦ 人机交互界面表示模型与设计方法（Model and Methodology）
一个交互界面的好坏，直接影响到软件开发的成败。友好人机 交互界面的开发离不开好的交互模型与设计方法。因此，研究 人机交互界面的表示模型与设计方法，是人机交互的重要研究 内容之一。
◦ 可用性分析与评估（Usability and Evaluation）
1.4 HCI的应用
教育科研
◦ 科视设计并安装的全沉浸式Christie TotalVIEW™ CAVE（图1-7），用于 在威斯康星州Pier的密尔沃基举办的 著名的Discovery World展览。这套 被Discovery World称为“人机交互式 虚拟教育”（HIVE）系统运用了3D投 影显示技术——Mirage系列投影机， 实现了的沉浸式3D环境，使参观者能 够获得关于生活环境的“近似真实”体验。
1.4 HCI的应用
军事
◦ 军事战略战术演练和培训领域是刺激交互技术发展的源动 力，从早期的飞机驾驶员培训到今天的军事战略和战术演 习仿真等。使用计算机仿真技术不仅降低成本而且可方便 地改变环境和条件，适用于特殊，危险等环境。
◦ 群件（Groupware）
群件是指帮助群组协同工作的计算机支持的协作环境，主要 涉及个人或群组间的信息传递、群组中的信息共享、业务过 程自动化与协调，以及人和过程之间的交互活动等。目前与 人机交互技术相关的研究主要包括：群件系统的体系结构、 计算机支持交流与共享信息的方式、交流中的决策支持工具、 应用程序共享以及同步实现方法等内容。
人机交互课程PPT
汇报人： 2023-12-03
contents
目录
• 人机交互概述 • 人机交互基础知识 • 人机交互技术 • 人机交互应用场景 • 人机交互设计原则与案例 • 人机交互未来趋势与挑战
01
CATALOGUE
人机交互概述
定义与概念
定义
人机交互是指人与计算机之间进 行交互和信息交换的过程。
人机交互应用场景
智能家居
智能家居控制系统
通过人机交互技术，实现 对家居设备的智能化控制 ，如灯光、空调、电视等 。
语音识别与交互
利用语音识别技术，实现 与家居设备的语音交互， 方便用户操作。
智能安防与监控
通过人机交互技术，实现 家庭安全监控、智能门锁 等功能，提高家庭安全防 范能力。
虚拟现实
人机界面设计
利用人机交互技术，实现智能辅助诊断与治疗系统的人机交互，提高诊断和治疗水平。
康复训练与评估
通过人机交互技术，实现康复训练和评估系统的控制和交互，帮助患者进行有效的康复训 练。
05
CATALOGUE
人机交互设计原则与案例
设计原则
一致性
遵循一致的设计语言和规范， 使用户在跨平台、跨设备上都 能轻松地理解和使用产品。
人机交互未来趋势与挑战
技术创新与发展趋势
01
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术的发展将推动人机交互方式的创新，例如语音
识别、自然语言处理、计算机视觉等技术将更好地服务于人机交互。
02
5G与物联网
5G和物联网技术的发展将为人机交互带来更多可能性，例如通过智能
设备实现更高效、更自然的交互。
03
虚拟现实与增强现实
人工智能人机交互第1章
人机交互基础教程第一章绪论内容摘要❝人机交互的概念❝人机交互的研究内容❝人机交互的发展历史❝人机交互的应用◦1.1 什么是人机交互◦人机交互（Human-Computer Interaction ，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（ACM SIGCHI ，1992，第6页）◦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。
◦1.2 人机交互研究内容◦人机交互界面表示模型与设计方法（Model and Methodology ）一个交互界面的好坏，直接影响到软件开发的成败。
友好人机交互界面的开发离不开好的交互模型与设计方法。
因此，研究人机交互界面的表示模型与设计方法，是人机交互的重要研究内容之一。
◦可用性分析与评估（Usability and Evaluation ）可用性是人机交互系统的重要内容，它关系到人机交互能否达到用户期待的目标，以及实现这一目标的效率与便捷性。
人机交互系统的可用性分析与评估的研究主要涉及到支持可用性的设计原则和可用性的评估方法等。
❝1.2 人机交互研究内容◦多通道交互技术（Multi-Modal ）研究视觉、听觉、触觉和力觉等多通道信息的融合理论和方法，使用户可以使用语音、手势、眼神、表情等自然的交互方式与计算机系统进行通信。
多通道交互主要研究多通道交互界面的表示模型、多通道交互界面的评估方法以及多通道信息的融合等。
其中，多通道信息整合是多通道用户界面研究的重点和难点。
◦认知与智能用户界面（Intelligent User Interface ，IUI ）智能用户界面的最终目标是使人机交互和人－人交互一样自然、方便。
上下文感知、眼动跟踪、手势识别、三维输入、语音识别、表情识别、手写识别、自然语言理解等都是认知与智能用户界面需要解决的重要问题。
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
人机交互技术教学课件-第1章 人机交互与用户体验
1.2.2 软件人机界面的发展
第1章 人机交互与用户体验
❖ 人机界面（Human-Machine Interface）是人与机器进行交互的操作方式，即用 户与机器互相传递信息的媒介。计算机系统中的人机界面（Human-Computer Interface）又称人机接口、用户界面（User Interface，UI），是计算机科学中 最年轻的分支之一。作为一个独立和重要的研究领域，人机交互技术正在日益受到 人们的关注。
1.1.4 用户体验
❖ 第三，情境性。对于特定的数码产品或者服务的体验并不仅仅取决于产品或者服务 的特征，也取决于产生人机交互时的环境或者情境。由于用户环境和情境易变，因 此用户体验也会频繁发生变化。这也意味着和人机交互与用户界面相比，建立用户 体验的时间更长。
❖ 人机交互是为了向用户提供满足主观性与总体性的最佳体验，研究具体的用户界面 与交互方法及程序的领域。因此用户体验作为人机交互的目标，用户界面是具体的 手段，交互是连接这两方面的纽带。值得注意的是界面与交互，以及用户体验不是 分离的概念。界面的要素能够表现出交互的各阶段，执行一系列的界面操作可形成 用户体验。总之，界面是基础，其次提供交互，然后最终形成体验。由此，人机交 互可视为以界面为基础，通过交互来向用户提供有价值的体验的领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
人机交互技术编写组
3
人机交互（Human-Computer Interaction，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，且围绕这些方面主要 现象进行研究的科学（ACM SIGCHI，1992，第6页）。
狭义的讲，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。 对于前者，人们可以借助键盘、鼠标、操纵杆、数据服装、 眼动跟踪器、位置跟踪器、数据手套、压力笔等设备，用手、脚、 声音、姿势或身体的动作、眼睛甚至脑电波等向计算机传递信息； 对于后者，计算机通过打印机、绘图仪、显示器、头盔式显示器 （HMD）、音箱等输出或显示设备给人提供信息。
机交互的原理。该领域研究包括如何通过视觉、听觉等接受和理解
来自周围环境的信息的感知过程，以及通过人脑进行记忆、思维、 推理、学习和解决问题等人的心理活动的认识过程。其中人脑的认 知模型——神经元网络及其模型，已经成为新一代计算机、人工智 能等领域中最热门的研究课题之一。认知心理学在人机界面设计方
面具有非常重要作用，是人机交互技术的重要理论基础。
人机交互技术编写组 9
主要解决有关人类思维与信息处理的有关问题，包括设计理论 、标准化、增强软件的可用性的方法等，使软件（计算机）与人的 对话能够满足人的思维模式与数据处理的要求，实现软件的高可用
性。同认知心理学一样，人机工程学也是人机交互技术的重要理论
基础。
人机交互技术编写组
10
1.2.3多媒体技术
更大的吸引力，有利于人对信息的主动探索而不是被动接受。
人机交互技术编写组 11
另外，由于多媒体所带来的信息冗余性，重复使用别的媒体或
并行使用多种媒体可消除人机通信过程中的多义性及噪声。多媒体
技术丰富了信息的表现形式，不过目前多媒体技术的研究基本上限 于信息的存储和传输方面，而对于媒体信息理解的研究并不充分。 与人工智能技术结合，开展媒体理解和推理研究将改变这种现状。 另一方面，多通道人机交互研究的兴起，将进一步提高计算机的信 息识别、理解能力，提高人机交互的效率和用户友好性，将人机交 互技术和用户界面设计引向更高境界。
人机交互技术编写组
16
图1-2 人机交互三元素
人机交互技术编写组
17
2.可用性分析与评估（Usability and Evaluation） 可用性是人机交互系统的重要内容，它关系到人机交互能否达到 用户期待的目标，以及实现这一目标的效率与便捷性。人机交互系
统的可用性分析与评估的研究主要涉及到支持可用性的设计原则和
人机交互技术编写组 20
8. 群件（Groupware） 群件是指帮助群组协同工作的计算机支持的协作环境，主要涉 及个人或群组间的信息传递、群组中的信息共享、业务过程自动化 与协调，以及人和过程之间的交互活动等。目前与人机交互技术相 关的研究主要包括：群件系统的体系结构、计算机支持交流与共享 信息的方式、交流中的决策支持工具、应用程序共享以及同步实现 方法等内容。
体系统则侧重于信息的表现，表现为在计算机的控制下产生、操纵
、表现、存储和传送—些独立的信息，这些信息至少是通过一种连 续或离散媒体进行编码的。
人机交互技术编写组
13
1.2.4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
是人机双向信息交换的支持软件和硬件。
交互设计（Interaction Design）指的是“设计支持人们日常 工作与生活的交互产品”，具体的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、通讯及交互的方式。
人机交互技术编写组
5
1.2人机交互与其他学科的关系
人机交互技术与认知心理学、人机工程学、多媒体技术和虚拟 现实技术密切相关。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，而多媒体技术和虚拟现实技术与人机交互技术相互
第1章 绪论
主要介绍以下几个方面的内容：
l l l l 人机交互的概念 人机交互与其他相关学科的关系 人机交互的研究内容 人机交互的发展历史及趋势
1
人机交互技术编写组
1.1 什么是人机交互
信息技术的高速发展对人类生产、生活带来了广泛而深刻的影 响。“上网冲浪”、“数码相机”、PDA、“优盘”、“彩屏手 机”、“蓝牙技术”等新产品、新概念层出不穷，不断冲击着人们 的视听。这些高科技成果为人们带来便捷、快乐的同时，也促进着
人机交互技术编写组 8
1.2.2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。在人机界面学处于 初创和奠基阶段的时候，人机工程学是最活跃、最主要的分支，曾
经对人机界面学的发展做出过很大的贡献。经典的人机工程学称为
人机交互技术编写组
21
1.4人机交互的发展历史及趋势
1.4.1发展历史 作为计算机系统的一个重要组成部分，人机交互一直伴随着计算 机的发展而发展。人机交互的发展过程，也是人适应计算机到计算
机不断地适应人的发展过程。它经历了几个阶段：
1． 语言命令交互阶段
计算机语言经历了由最初的机器语言，而后是汇编语言，直至高
人机交互技术编写组 19
6. Web设计（Web-Interaction）
重点研究Web界面的信息交互模型和结构，Web界面设计的基本
思想界面设计的可用 性分析与评估方法等内容。 7. 移动界面设计（Mobile and Ubicomp） 移 动 计 算 （ Mobile Computing ） 、 普 适 计 算 （ Ubiquitous
一般的，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。多媒体技术通过引入动画、音 频、视频等动态媒体，大大丰富了计算机表现信息的形式，拓宽了 计算机输出的带宽，提高了用户接受信息的效率，使人们可以得到
更直观的信息，从而简化了用户的操作，扩展了应用范围。
多媒体信息在人机交互中的巨大潜力主要在于它能提高人对信息 表现形式的选择和控制能力，同时也能提高信息表现形式与人的逻 辑和创造能力的结合程度，在串行、符号信息以及并行、联想信息 方面扩展人的信息处理能力。多媒体信息比单一媒体信息对人具有
多通道和多媒体都蕴含了多种通信通道的使用，区别在于系统
内部信息所处的抽象层次的不同。多通道系统力求对语义的理解。
人机交互技术编写组 12
它对用户的原始输入在较高的层次上进行解释、分析和综合， 提取语义内容，达到对用户的某种理解。然后，从较高的表现层次 上传达给用户最恰当的反馈，它侧重于信息的理解和解释。而多媒
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。虚拟现实技术有别于其他计算机应 用技术的三个鲜明特征：真实感、沉浸感和交互性。其中，自然和 谐的交互方式是虚拟现实技术的一个重要研究内容，其目的是使人 能以声音、动作、表情等自然方式与虚拟世界中的对象进行交互。
人机交互技术编写组
人机交互技术编写组 4
它涉及到计算机科学、心理学、认知科学和社会学以及人类学 等诸多学科，是信息技术的一个重要组成部分，并将继续对信息技 术的发展产生巨大的影响。
人机界面（Human-Machine Interface，HMI）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，它
硬件人机工程学，主要集中在对人体能力、人体限制及其他与设计 相关的人体特性信息的应用，以满足设计、分析、测试与评价、标 准 化 ， 以 及 系 统 控 制 的 要 求 。 软 件 人 机 工 程 学 （ Software Ergonomics）研究软件和软件界面，侧重于运用和扩充软件工程的
理论和原理，对软件人机界面进行分析、描述、设计和评估等。
Computing）等对人机交互技术提出了更高的要求，面向移动应用
的界面设计问题已成为人机交互技术研究的一个重要应用领域。针 对移动设备的便携性、位置不固定性和计算能力有限性以及无线网 络的低带宽高延迟等诸多的限制，研究移动界面的设计方法，移动 界面可用性与评估原则，移动界面导航技术，以及移动界面的实现 技术和开发工具，是当前的人机交互技术的研究热点之一。
人机交互技术的发展。作为信息技术的重要内容，人机交互技术比
计算机硬件和软件技术的发展要滞后许多，已成为人类运用信息技 术深入探索和认识客观世界的瓶颈。因此，人机交互技术已成为21 世纪信息领域亟需解决的重大课题，引起了世界许多国家的高度重 视。
人机交互技术编写组 2
在美国21世纪信息技术计划中，将软件、人机交互、网络、高性 能计算列为基础研究内容。美国国防关键技术计划也把人机交互列 为软件技术发展的重要内容之一。 我国“973”计划项目“虚拟现实的基础理论、算法及其实现” 中，将虚拟环境的真实感知与自然交互理论与方法作为信息技术中 需要解决的关键科学问题。
14
目前，人们除了致力于研究开发友好的用户界面，还发明了大 量的三维交互设备，如立体眼镜、WorkBench、头盔式显示器、洞
穴式立体显示器（CAVE）、墙式大屏幕立体显示器、数据服装、
位置跟踪器、眼动跟踪器、触觉和力反馈装置、三维扫描设备、三 维鼠标、三维跟踪球、三维游戏杆、数据手套等。 虚拟现实中的交互是虚拟现实核心研究内容之一，但人机交互并 不是虚拟现实的全部，复杂场景的建模、绘制等技术，也是虚拟现 实非常重要的研究内容。虚拟现实为人机交互的研究提供了很好的 契机和媒介，但并不是唯一的媒介，手机、PDA、笔记本电脑等移
交叉和渗透，其关系如图1-1所示。
人机交互技术编写组
6
多媒体技术
虚拟现实技术
人机交互技术
认知心理学