一、引言 20世纪50年代以后,为了数值计算的需要,人们开始研究设计计算机。当初计算机的设计基本延续了“以机器为本”的设计理念,有所不同的是计算机的设计是在当时对人脑研究的成果的基础上进行的。1854 年,布尔发表了《思维规律的研究》,建立了布尔代数。他认为人脑思维是逻辑推理方式,并能用代数计算方
工业革命以后,人们的思想中产生了以前没有的两种价值观念:效率和利润,这两种观念深刻地渗透到了机器的基本的设计理念中。为了无限追求机器的效率,机器的功能就成为设计过程中考虑的核心问题。人们在设计中,首先确定下机器的功能,然后再根据剩下的选择余地去补充机器的操作部分。这样操作部分必然受到机器功能的限制,只能跟随机器的功能。这就迫使操作者必须遵循机器的行为方式、运行速度、精度和强度。人成为机器的一个附件,完成机器无法实现的这些输入功能和反馈控制功能。这种设计没有考虑使机器适应人的生理特性。这种设计价值就是“以机器为本”的人机界面设计思想。
法模拟人脑思维演绎过程。1943 年,美国人W.S.McCulloch和W.H.Pitts在《一种神经活动固有的思想逻辑计算》中认为:从原理上可以用运算描述人脑神经元的逻辑过程。1956 年,他俩人又发表了《大脑的具体化》,用数字概念分析大脑皮层的功能和有关的神经元之间的通信。这些理论当时对计算机的产生和发展产生了深远的影响。
计算机作为一个机器产生以后。人们要使用它,就要适应这种机器的特殊的要求。然而计算机的结构复杂,变化层出不穷,这就导致用户必须花费很长时间不断地学习计算机的操作方法,而学习操作的主要目的就是将人的行为方式转换成机器可以接受的方式。
二、以人为本的人机界面设计思想
(一)设计思想
计算机按照机器的特性去行为,人按照自己的方式去思维和行为。要把人的思维和行为转换成机器可以接受的方式,把机器的行为方式转换成人可以接受的方式,这个转换就是人机界面。使计算机在人机界面上适应人的思维特性和行动特性,这就是“以人为本”的人机界面设计思想。
20世纪80年代以后,人们根据人操作计算机时的知觉特性,开始研究什么样的人机界面能减少用户记忆负担,能减少学习操作的时间,能简化操作方法。从此以后,相继出现了直接操作的图形对象、鼠标和窗口等。
(二)需要具备的知识
人机界面设计需要两方面的知识:计算机技术知识和用户心理学知识。对人机界面设计而言,计算机技术知识是后台知识,用户心理学是前台知识。用户心理学主要包括用户的认知心理学和行为心理学。通过认知心理学中关于人脑力劳动的特性www.cechina.cn,如记忆、理解、语言交流等方面的研究,使所设计的计算机的人机界面能尽可能地减少人的认知负担。通过行为心理学研究人的行为特性,将人、机器、环境看成一个行动系统。从人的行动特性去设计计算机的操作,使计算机的操作符合人的心理特性。
然而,当前不论是计算机的技术知识,还是人机设计能力www.cechina.cn,还不能满足这种人机界面设计的需要,还无法真正做到使计算机的行为适应人的行为方式。因此,在考虑人机界面设计时,大多采用了折中功能的设计方法控制工程网版权所有,即尽可能在设计过程的开始就兼顾功能设计和操作界面设计两方面。
三、在实际中的应用
(一)图形和文字在人机交互界面中的应用
人们最常用的表达信息的方法有两种:即文字和画面。从认知特性看CONTROL ENGINEERING China版权所有,文字是线形结构的。人们一般按照文字的顺序逐字逐句地读。图片是同时呈现平面或三维的结构。
从人认知动机角度,可以把信息分为两类:主题信息和情景信息。主题信息表达核心目的信息,它是动机关注的重点。情景信息描述环境状态和条件,有助于理解事件发生的时间、空间和顺序。一般用文字比较容易表达抽象的主题信息,如法律条文、思想、观点等。用图形比较容易直观地同时表达事物的主题信息和整个与主题相关的场景。
从人认知的效果上看,人脑往往只记忆自己对一段文字或一幅图形理解的含义控制工程网版权所有,并不记忆文章和画面的细节。这就意味着在设计人机界面时要考虑:在什么情况下用文字,在什么情况下用图形。一般情况,在表示实物时用图形,可以减少用