第1章人机交互与用户体验1.1人机界面与人机交互1.2人机界面的发展1.3人机交互的重要性1.4最佳用户体验1.5实
现最佳用户体验的基本步骤1.6人机交互与软件工程1.7人机交互技术的发展趋势实验：熟悉人机交互技术第1章人机交互与用户
体验人机界面（Human-MachineInterface）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-ComputerInterface）又称人机接口、用户界面（UserInterface，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。用户体验（userexperi
ence，UX）是指日常生活里用户和计算机交互过程中，用户建立的所有知识、记忆和感受。具体来说，用户体验是指用户在使用数字产品或享
受数字服务，或者预测使用方式过程中，建立的所有感受、知觉、认知印象等。好的人机交互界面美观易懂、操作简单且具有引导功能，使用户感觉
愉快、增强兴趣，从而提高使用效率。1.1人机界面与人机交互从狭义的角度来看，人机界面分为自然的人机交互、计算机使用与配置、人的
身体特征、计算机系统与界面结构、发展过程等5个部分。而从广义的角度来理解，可以结合设计艺术、计算机技术、人机工程、心理学等学科的知
识对人机交互技术做进一步的研究。1.1.1系统所谓“系统”一般是由相互作用、相互依赖的若干部分组成的，具有特定功能的有机整
体。人机系统包括人、机和环境三个组成部分，它们相互联系构成一个整体，如图1-1所示。其中，显示器显示操作过程的情况，操作者首先要感
知显示器上指示信号的变化，然后分析和解释显示的意义并做出相应决策，再通过必要的控制方式实现对操作过程的调整。这是一个封闭的人机系统
，即闭环人机系统。图1-1人机系统模型1.1.2人机界面在人机系统模型中，人与机器之间存在着一个相互作用的“面”，即人机
界面。人与机器之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。机器的各种显示都“作用”于人，实现机-人信息传递；人通过视觉和听觉等感官
接受来自机器的信息，经过人脑的加工、决策，然后做出反应，实现人-机的信息传递。可见，人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性，而研
究人机界面则主要针对两个问题：显示与控制。人机界面介于用户和计算机之间，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介，是用户使用计算机的综
合操作环境。人机界面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
算机向用户提供的综合操作环境。近年来，随着软件工程学的迅速发展、新一代计算机技术研究的推动以及网络技术的突飞猛进，人机界面设计和开
发已成为计算机界最为活跃的研究方向之一。1.1.2人机界面计算机系统由计算机硬件、计算机软件和人所共同构成，人与硬件、软件的结
合构成了人机界面，如图1-2所示。人机界面设计师处理的是人与硬件界面和人与软件界面的关系，而硬件界面与软件界面之间的关系则通过计算
机技术来解决。图1-2人机系统的组成示意1.1.3人机交互传统的人机交互（HumanComputerInteracti
on，HCI）是研究运用什么样的开发原理及方法，让人们可以方便地使用计算机系统的学科。也就是说，这是研究用户与计算机系统间往来的交
互，最终设计和评估用户使用计算机方便程度的领域。如图1-3所示，数字系统和人之间存在着一般的输入和输出装置，在这些输入输出装置之间
会发生一系列的相互作用。这里，将人接触的数字系统的输入输出装置以及这些设备上显示的内容作为用户界面（UI）。界面设计是指对针对这种
输入输出装置的外观和内容的设计。例如，在界面上设计菜单栏，将按钮的颜色设计为红色，提供语音识别装置等都叫用户界面设计。由于界面侧重
于输入输出装置上的单一画面以及效果音等，所以相对而言和用户接触的时间较短。另外可以把界面看成是一个与输入输出装置有紧密关联的具体的
工具，所以，界面和数字系统也有着紧密的关系。图1-3界面、交互、用户体验和人机交互之间的关系1.1.3人机交互信息交换的形
式有多种，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。通常所说的人机交互是指用户与计算机相互之间的通信
。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
输入设备向计算机传达有关信息。人机交互可划分为人（human）、计算机（computer）以及交互（interaction）这三个
要素。HCI1.0关注于人们可以亲眼看到、亲耳听到的界面设计或音效制作。例如，研究用哪个颜色作为计算机界面的背景，执行按钮要放在
哪个位置等。HCI2.0规定的范围得到了拓展（见图1-4），它特指从2000年年末开始流行的Web2.0环境下的人机交互。图1
-4HCI1.0和HCI2.0的定义1.1.3人机交互新的人机交互不仅是人们从计算机界面上看到的系统模样，而且还把多种
系统与人们之间所有的交互当作人机交互的对象。在此，计算机实际上意味着可以与人类发生交互的所有数字系统。也就是说，个人计算机、手机等
所有数字产品、服务及数字信息都可以当作人机交互对象。而人，包括使用数字系统的个人，使用系统的团体，甚至包括所有社会成员。例如，收发
手机短信的个人，或在博客上发表文章来共享创意的团体等，这些参与在线环境的主体都可成为人机交互的对象。HCI2.0把多种数字系统与
人们之间的用户体验当作研究对象。换句话说，HCI2.0是用户利用个人计算机在社交网络上发表文章，利用手机来确认现在的交通情况，或
者利用IPTV来确认今日体育转播节目的所有过程中体验到的一切。可见，HCI1.0关注个人用户与计算机间技术上的交互，而HCI2
.0关注的是数字技术为个人或团体提供的新鲜且有趣的体验。因此，HCI2.0可定义为研究个人或团体利用多种数字技术来得到最佳使用体
验的方法及原理的领域。1.1.3人机交互人机交互技术是21世纪信息领域需要发展的重大课题。例如，美国21世纪信息技术计划中的基
础研究内容定为四项，即软件、人机界面、网络、高性能计算。其中，人机建模研究在信息技术中被列为与软件技术和计算机技术等并列的六项国家
关键技术之一，并被认为“对于计算机工业有着突出的重要性，对其他工业也很重要”。美国国防关键技术计划不仅把人机交互列为软件技术发展的
重要内容之一，而且还专门增加了与软件技术并列的人机界面这项内容。1.1.4用户体验用户体验是一个非常广泛的概念，包括用户在对产
品使用前、使用期间、使用后的感受、信念、喜好、知觉、身体及精神上的反应或行为等。用户体验和用户界面与人机交互的差异性表现在以下几方
面。第一，主观性。从用户体验的定义可以看出，体验是人内心建立的一种感受。所以，即使两名用户使用相同产品或者服务，他们的体验也有可能
完全不同。因为体验会受到用户本人特征以及产品使用过程的影响。第二，整体性。用户界面可以用界面的色彩、音效来区分；人机交互可以用菜单
结构来区分；这些区分要素都是具体的。但由于体验是特定个体在特定时间的总体性感受，所以无法用具体的要素来区分。由于体验的整体性，其能
对产品和服务的成败产生重要影响。因此，用户体验设计具有重要的战略意义。但是由于用户体验缺乏具体性，所以无法对特定的用户体验进行直接
操作。在这种情况下，要对引发用户体验的相关人机交互和用户界面进行设计。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。1.2人机界面的发展人机界面的
知识内容涉及到面向人的学科和面向计算机的学科。从人类设计学史中我们可以看出，面向人的设计思想很早就萌发了。例如，中国古代的各种器皿
就很好地在功能、造型、装饰等多方面达到了较为完美的统一。随着机械化、自动化和电子化的高度发展，人的因素在生产中的影响越来越大，人机
协调问题也显得越来越重要。1.2人机界面的发展人机界面中面向人的知识和方法主要来自于人机工程学、心理学、哲学、生物学、医学等。
建立于20世纪的人机工程学是一门应用性很强的学科，从它诞生时起，就与工业界紧密地联系在一起。人们逐渐认识到，对制造出来的各种高效能
的机器系统进行操纵和控制时，整体系统的工作效率在很多情况下是由人的活动来决定的。若设备的全部潜力没有发挥出来，大部分原因是操纵人员
不能掌握对这一设备的复杂操作。经验和教训提醒人们比以往任何时候都更加重视机器设计，使得对机器的操作能够适应大多数普通人的能力范围（
可操作性）。这种机器适应人的策略，引起了特定领域内的工程师和生物学界科学家的广泛合作。1.2人机界面的发展人机界面中面向计算机
系统的知识和方法主要来源于物理、电学和电子工程、控制工程、系统工程、信息论和数理逻辑等，它们分别构成了现代计算机工业的两大基础领域
：硬件工程和软件工程。随着计算机技术的发展，硬件工程和软件工程的进一步深入，为人机界面设计奠定了基础，并拓展了研究领域。人机界面的
发展包括硬件和软件两个方面，随着电子技术和计算机技术的发展，二者正逐步走向一体化。1.2.1硬件人机界面的发展硬件人机界面的发
展以人类社会的三次技术革命作为分水岭。工业革命前，人造物的设计以手工业为主，并与人们的生产劳动、生活方式息息相关。18世纪末在英国
兴起了工业革命，机器生产逐渐取代手工生产，改变了人们的生产、设计方式。从此，为探索设计对人类的生产活动，对社会、文化的关系，各种设
计思潮和流派层出不穷，如工艺美术运动、新艺术运动、德意志制造联盟、风格派、包豪斯、流线型等。20世纪40年代末，晶体管的发明和电子
技术的出现，使电子装置的小型化成为可能，机器化大生产逐步向小型化、电子化方向发展；同时也为此后在自动化生产和信息处理中起关键作用的
计算机的广泛使用开辟了道路。此时，出现了各种设计风格，如斯堪的纳维亚设计、现代主义、高技术风格、理性主义、后现代设计等，结合了越来
越多的工程技术、社会学、心理学、人机工程学等多学科知识。1.2.1硬件人机界面的发展随着计算机技术和网络技术的逐步发展，信息化
改变了人们的生活方式。此时的设计逐步从物质化设计，转向信息化、非物质化设计。软件开发设计层出不穷，虚拟设计、网络化设计、并行工程逐
步成为设计的主流。人与机器的交互走向多通道化、虚拟化，人与人之间的交互也进入了网络化、虚拟化。1.2.2软件人机界面的发展软件
人机界面的发展首先归功于计算机技术的迅速发展。今天，计算机和信息技术的触角已经伸入到现代社会的每一个角落。相应地，计算机用户已经从
少数计算机专家发展成为一支由各行各业的专业人员组成的庞大的用户大军，软件人机界面学也随之迅速地发展起来。早期的计算机需要人们用二进
制编码形式写程序，既耗费时间，又容易出错，限制了计算机的应用。第二代计算机的时候出现了FORTRAN等高级程序设计语言，使人们可以
用比较习惯的接近自然语言的形式描述计算过程，从而大大提高了程序开发效率，也使更多的人乐于投入到计算机应用的开发工作中，软件产业由此
诞生。1.2.2软件人机界面的发展随着集成电路和大规模集成电路的相继问世，使第三代计算机变得更小、功耗更低、速度更快。这个时候
出现的操作系统使得计算机在中心程序的控制协调下，可以同时运行许多不同的程序；这个时期的另一项重大发展是图形技术和图形用户界面技术的
出现。Xerox公司PoloAlto研究中心（PARC）在20世纪70年代末开发了基于窗口菜单按钮和鼠标器控制的图形用户界面技术
，使计算机操作能够以比较直观、容易理解的形式进行，为计算机的蓬勃发展做好了技术准备。1984年Apple公司仿照PARC技术开发了
新型Macintosh个人计算机，采用了完全的图形用户界面，取得巨大成功。这个事件和1983年IBM推出的PC/XT计算机、微软于
20世纪90年代开始推出的系列Windows操作系统一起，推动了微型计算机的蓬勃发展。1.2.2软件人机界面的发展至此，计算机
专业人员开发出了易用的图形形式的人机界面，并且已经开发出大量能够帮助普通人解决实际问题的应用程序系统。这两个方面的发展都具有重大意
义。计算机易用性和有用性的提高使更多的人能够接受它、愿意使用它，同时也不断提出各种各样的要求，其中最重要的，是要求人机界面保持“简
单、自然、友好、方便、一致”。由此，人文因素成为计算机产品中越来越突出的问题。1.3人机交互的重要性一般来说，我们把人机交互学
术团体——美国计算机协会（ACM）的HCI研究会SIGCHI创立的1982年被视为人机交互之始。因此，人机交互可以说是一门只有几十
年历史的新生学科。虽然历史短暂，但人们对于人机交互的关注程度可谓越来越高，究其原因是：第一，过去（20世纪80年代）只有特定领域专
家或企业才能使用计算机。但是，自从PC的引入、因特网大规模流行后，计算机演变成一般人在日常生活中就可使用的通用工具。对于专家来说，
他们愿意为了自己的事业忍受难以操作又无趣的系统，但对于一般人来说，他们只要系统使用有困难，或者仅仅因为无趣，便会轻易地放弃这个系统
。因此，开发一般人也能容易使用并且更加有趣的系统以及能够有效实现这个目标的人机交互变得日益重要。1.3人机交互的重要性第二，随
着大部分系统的小型化、轻量化，甚至出现了扣在手腕或放在手指上使用的计算机系统，数字技术不再仅仅停留于PC或主机系统，而是渗透在日常
生活使用的家电或在单位使用的办公用品中。这种机器称为嵌入式系统。像手机这种数字产品或博客这样的数字服务，虽都不算是传统的计算机系统
，但它仍保持计算机系统的功能与特征。随着这些数字产品与服务扩散于整个社会，能够帮助人们便利、有效且快乐地使用该产品与服务，人机交互
的重要性也一起提高了。第三，计算机系统用于军事等重要用途之后，不能满足人机交互原则时可能会发生的问题是相当严重，甚至具有毁灭性。例
如，曾经就发生过导弹意外击落私人或民航客机的悲惨事故。据参与相关案情调查的美国国会听证会发表的声明，事故缘于军舰装载的雷达系统对于
目标飞机的高度记号设计得难以理解，导致操作员误以为上升中的私人客机是以军舰攻击为目标而下降的战斗机。这正是没有正确运用人机交互原则
的系统所付出的生命的代价。1.3人机交互的重要性第四，因商业上的原因，人们在不断开发新的数字技术，使它们能更贴近用户以得到广泛
使用。但无论是多么新的技术，如果它无法提供有使用价值或因使用过程无法让人产生兴趣，则难以广泛地普及。人机交互是数字技术与用户之间的
桥梁，它以用户为基础，对新技术在数字技术或服务上的应用有着极大的贡献。如图1-5所示，iPhone从问世开始，短短几年便在市场上获
得巨大的成功，成为许多用户的愿望及竞争对手羡慕的对象。图1-5从人机交互角度看来非常成功的数字产品：iPhone61.3
人机交互的重要性实际上，iPhone使用的技术本身没有很新鲜的地方，多点触控也不是最新技术，一些其他企业也在设计中使用触摸屏界面技
术。而iPhone成功的原因，是它把这些已经存在的技术做成了高效且有趣的数字产品。同时，为iPhone提供各种实用应用的AppS
tore应用商店也对iPhone成功有着极大的推动作用。如此，产品成功的关键因素不在于使用了多少新技术，而在于如何把那个技术做成人
们能够有用、方便且有趣地使用的产品。由此，人机交互的重要性大大提高。这样，由于使用数字系统的人数增加，市场扩大，人们使用的大部分产
品及服务里配备了数字技术，其应用大大影响了企业的成败，作为连接该技术与相应产品服务及用户的桥梁，人机交互的重要性越来越高。1.4
最佳用户体验人机交互设计的最终目标，是要在人们使用数字产品或服务来工作或解决问题的过程中，向他们提供最佳和流畅的体验。最佳体验是
指用户表现出如下几个特征：第一，一旦开始特定体验就愿意一直享受此体验；第二，意味着在体验时全心全意地集中于此状态；第三，有了最佳经
验之后会格外关注该产品或服务；最后，有了最佳经验之后会喜欢经历体验的过程。也就是说，欢乐与乐趣是提供最佳体验的重要要素。1.4
最佳用户体验提供最佳体验不只局限于数字产品或服务。各领域的企业逐渐脱离计算机或机器的特性，开始关注于与机器交互所产生的体验，不但在
人机交互里所主张的用户体验受重视，而且顾客体验或消费者体验的概念也受到重视。例如，如图1-6所示，德国大众汽车强调他们的主要卖点在
于乘车者的体验。当然油耗很重要，具备各种驾乘设施也很重要，但是，最终目的是使人们搭乘那辆车的过程中所体验的快乐、方便和安全。因此，
大众汽车通过风格奇特的广告来宣传，且由此强调他们在关注用户体验。图1-6强调用户体验的大众汽车广告图1-6强调用户体验的大
众汽车广告1.4最佳用户体验传统服务上也有类似的例子。日本旭川市动物园位于全日本最冷的北海道，过去因旅客不足而遭遇闭园的危机。
但动物园一改以往只是单纯让游客观看动物生活，变为使游客体验到动物的舒适、满足且在最佳环境里生活的样子，之后，该动物园成为日本最好的
动物园之一。游客看到动物园关怀动物，提供舒适环境，以及动物满足于此的样子之后，也能够感受到在园中的最佳体验。在杭州野生动物公园中也
能享受到类似的最佳体验（见图1-7）。游客欣赏着自然环境中优哉地嚼食食物和散步的猛虎与雄狮，这些体验是很难从观看囚笼中的动物而感受
到的。因此，提供最佳体验不只在数字产品或服务上成了重点，在传统产品与服务也成了重点。图1-7因用户体验成功的杭州野生动物世界1
.4最佳用户体验开发数字技术和服务的最终目标是为用户享受到最佳体验，但这个目标很模糊且抽象。也就是，用户体验的最终目标是好的，
但在开发数字产品或服务的过程中需要更具体的目标。如果没有具体的目标，用户体验或人机交互很容易变成空虚的词汇。1.4最佳用户体验
那么，为了人们使用数字产品或服务时最终享受到最佳体验，需要具备哪些条件呢？可以把电影产业作为研究各种用户体验的领域。首先收取观众电
影门票费用，然后在狭小的空间里，让所有观众在两个小时内拥有最佳体验——因而可以说，电影产业就是在研究如何在有限的时间与场所里向观众
提供最佳体验。电影评论家乔恩?布尔斯廷主张电影的成功需要满足三个要素。第一，在理性思考水平上，电影把想传达的信息正确地传达于观众。
搞笑电影要使观众大笑，悲剧电影要使观众悲痛。看完电影之后不清楚电影想传达什么的，就不能说是部好电影；第二，在行动水平上，不能因电影
进度太快而无法了解或进度太慢而觉得无聊。不管多集中精神也难以了解故事为何如此进行或中途去厕所之后觉得剧情也没有改变的电影，在行动水
平上不能说是好电影；第三，感性水平上，电影给人的感官上的刺激要符合其主题。1.4最佳用户体验与此相似，有关产品设计上唐纳德?诺
曼主张反思性设计、行为性设计和本能性设计，这三个设计和谐一致时才能做出人们喜欢用的产品或服务。本能性设计关注于人的感官与感性的层面
来设计，行为性设计是以方便为中心的设计，反思性设计是指设计是人才能做出的面向目的的行为。只注重一方面的设计难以做出使人们愉快地使用
且爱上的东西。为了人们真正愉快地使用数字产品或服务，须设计出在本能上、行为上，以及在反思水平上都能够满足人们的作品。1.4.1
有效性有效性是有效地完成人们利用系统所要做的事，这是开发任何产品或服务时最优先的目的。图1-8为军用汽车——悍马。此车型底盘高，符
合军用车辆通过复杂道路的能力，机动性很高，并且能廉价大量生产。不但如此，车辆内外坚实，在执行各种任务时也很少有故障。图1-8强
调有效性的悍马军用汽车1.4.1有效性有效性的另外一个例子是在网上证券交易的数字服务系统。这种情况下，不管系统做得多么好，只要
系统不稳定，或登录不了则不能说是具有有效性的数字服务。而且，假如由系统能够获得的证券信息有限，而用户找不到想要交易的证券信息，也无
法说其是有有效性的数字服务系统。有效性不足的另外一个例子，是在休息时间可用手机来玩的游戏。如果此游戏过于简单、过于复杂或谬误太多，
则不管它的性能多好也不能说是具有有效性的系统。因为此系统无法达成人们愉快地度过休息时间的目标。因此，为了人们使用数字系统时享受到最
佳体验首先要确保其有效性。1.4.2可用性可用性是要有效使用数字产品或服务的过程。为了高效，人们使用数字产品或服务时期望以最小
的付出来达到所期望的目的。此时，付出指的是金钱上的付出与非金钱上的付出的总和。因此，这是人们尽可能轻易又方便使用数字产品或服务的可
用性的原理。图1-9是强调可用性的汽车例子。此车的特征为容易驾驶且方便操作。由车内仪表盘上看得出该车提供了人们驾驶过程中提高便利性
的各种配置。也就是，因驾驶者能够轻易地驾驶，自然地减少身体上的或精神上的疲劳，到达目的地的过程就变得有效率。图1-9强调可用性
的奥迪汽车1.4.2可用性以证券交易为例，可用性较高的服务把人们经常使用的购买功能排在容易找到的地方，单击就能轻而易举地购买相
应证券，而且妥善放置联机帮助，初次使用系统的人也很容易学会。以移动游戏系统为例，人们容易将手机通话按钮当作游戏的开始按钮，或在手机
小小的界面也能显示所有的游戏项目等。一般来说，可用性视为有效性问题解决之后要解决的下一个条件。但事实上，可用性与有效性正如硬币的正
反面，难以单独分开考虑。例如，利用一般手机来搜寻网上的信息时，如果要将长长的网址输入手机，还需要按几十次的按钮，那即使有搜寻功能也
无济于事。证券交易系统也是如此，有无提供购买功能是关于可用性的问题，但如果提供的使用方式太难，那它就是没有用途的。也就是，有效性与
可用性同时满足才能向用户提供最佳体验。1.4.3感性感性是指人们使用系统时心理上的感觉。为了满足感性，人们使用系统时要体验
到符合其基本目的的各种感受。此时，感性是包括看到某个系统之后所接触到的审美印象和情绪，或是对象的个性等概念。以网上证券交易系统来说
，它的系统界面及其内容构成使人感觉可靠。有关金钱的服务，人们需要感到信任才可放心地使用。又例如，针对儿童的在线游戏可设计成令人高兴
的画面，针对成人的在线游戏可设计成使人感到神秘的画面。过去认为感性跟有效性或可用性的条件相反，具有与众不同的感性体验的产品经常被贬
低为拙劣的作品。但现在，感性被认为是适当满足有效性或可用性的必须条件。1.4.4三位一体的体验在使用特定系统时，要想获得最佳体
验，该系统必须具备有效性、可用性、感性，三者缺一不可。任天堂的Wii是一款将有效性、可用性和感性很好地结合在一起的数字产品（见图1
-10）。除了具备主机游戏的功能之外，Wii还提供了许多其他功能。其中，值得一提的是Wii一改传统游戏的封闭负面形象，它能让人们多
运动，多活动筋骨，在使人们恢复健康方面显示出有效性。在可用性方面，Wii率先在家庭主机游戏领域采用能让身体运动起来的具有带动性的实
体互动技术，从而让其成为一款老年人都能方便使用的便利型游戏。在感性方面，由于它有多种多样的游戏功能，所以可以吸引许多人一起参与，一
家人在共同参与游戏过程中，增进亲情感受温情。任天堂Wii通过将有效性、可用性、感性有机结合，提供了和之前市面上的游戏不一样的最佳体
验。图1-10Wii是任天堂公司的第七代家用游戏机。为了给用户提供最佳体验，Wii将有效性、可用性、感性三个要素有机结合在一
起1.4.4三位一体的体验这三个条件的相对重要性随系统性质的不同而不同。例如，在核电站中央控制室里使用的系统首先要保证安全，在
地震或者海啸这类自然灾害发生的时候能及时应对。因此，在这种情况下，有效性是最重要的。与此相反，儿童家居娱乐数字产品较为重要的则是可
用性和感性，而办公室里的大部分电子设备最重要的则是可用性。不过，尽管三者的相对重要性有所不同，但不能为了满足一个方面的条件而完全忽
视其他条件。要想让用户在使用系统过程中获得最佳体验，就必须实现有效性、可用性、感性的三位一体。1.5实现最佳用户体验的基本步骤
制造有效性、可用性、感性有机结合的数字产品，或者提供这样的服务，让用户享受最佳体验，不是一件简单的事情。而且，随着技术的发展，人们
的需求会变得更加复杂，这就需要采取更多步骤，使用更多技术。人机交互理论告诉人们一些基本步骤，指导人们在制造数字产品或者提供服务的过
程中，更有效地为客户提供最佳体验。为了完成新的数字系统，既需要对现状进行分析，还需要进行新的设计。反复、循序渐进地对结果进行评价，
然后进行再创造，这种分析和设计能使系统得到进一步提升。1.5.1研究用户体验人机交互的基本作用，是认识和区分人能做什么、计算机
能做什么。为此，分析使用系统的用户就成了一件重要的事情。要分析什么是用户重视的价值，什么是用户看重的可用性，同时还要分析用户的情绪
如何受到外部的影响。由此可以看出，在人机交互中人是必要因素，因此，对使用数字产品的人进行分析就成了人机交互的重中之重。1.5.1
研究用户体验人机交互是制造数字产品、提供数字服务的领域，它让用户更加简单方便地使用数字系统达成目标。因此，用户用系统完成什么样的
任务，也是人机交互的重要因素。这个任务，既可能是工厂里控制工序的技术工作，也可能是在网上下载自己想看的电影这类娱乐性任务。理解用户
希望做的事情，然后根据这个事情的性质，开发合适的数字产品或服务，这可以说是为了达到最佳用户体验这个目标而要具备的基本条件。为了完成
任务，人一定会在某一环境中和数字系统发生交互。例如为了写工作报告而在办公室使用计算机，这个过程的环境一般都是室内环境；而手机或者M
P3等移动式设备的使用环境却大不一样。即使是同样的交互，环境不同，结果也可能不同。因此，对系统常用的使用环境进行分析也是人机交互的
重要要素。1.5.1研究用户体验不仅仅是传统的个人计算机、笔记本电脑，而且比计算机普及率更高的手机以及快速进入我们家庭生活的网
络电视、智能冰箱等都属于数字系统。在这日渐增多的系统和技术当中，哪一种最适合在特定环境中完成特定任务，这也成为人机交互的重要的分析
因素。1.5.2设计用户体验在研究用户体验中完成对用户、任务、环境、适用技术的分析之后，要设计为用户提供最佳体验的数字系统。从
人机交互角度来看，用户体验设计步骤分为以下4步，即决定整体系统概念、设计系统信息结构、设计系统人机交互、设计系统用户界面。和一般的
机械产品不一样，数字系统的对象非常模糊，它的形态和功能的设计有很多可能性。因此，设计过程中最重要的步骤是明确数字系统的概念是什么。
这里所说的概念，既有可能是从旧产品概念中推导出来的，也有可能是全新的概念。为了让用户能有一个愉快、方便、有效的体验，选择什么样的概
念、怎样选择概念很重要。数字系统基本上使用已经电子化的信息。为了提供最佳体验，需要搜集多种信息.对这些信息进行分类，构建一个有系统
性的信息结构。例如，像证券交易系统这种情况，需要决定要给用户提供什么样的信息，需要制定这些信息分类和结构化的参考标准。1.5.2
设计用户体验数字系统的人机交互是在系统对用户的特定行为做出反应的过程中实现的。为了给用户提供最佳体验，需要具体设计系统对用户行为
的反应。例如，在线游戏中，需要设计系统对用户按了某一个按键的反应，还需要设计该反应和下一步的反应如何衔接。数字系统的概念，信息结构
以及人机交互，这些都需要通过系统界面表现出来以后，才能传达给用户。为了给用户提供最佳体验，需要设计出用户能亲自看、听、触摸的系统表
现方式——用户界面。例如，为了给使用证券系统的用户留下冷静分析的印象，需要设计画面构成要素的运用方法。用人机交互方法论进行实际系统
开发的时候，要循序渐进，不断反复地进行操作。即，研究和设计不是一气呵成的，而是要循序渐进反复不断绝进行，每一次都要做评价，进行改进
。1.5.3提升用户体验为了给用户提供最佳体验，需要设定所设计的数字系统的最终目标。一般情况下，像人机交互这样的新领域发展速度
非常快。不仅数字技术本身发展速度非常快，而且用户和使用环境也都在急剧变化。在这种情况下，需要正确认识在现有条件下，数字系统的长期目
标，根据这个目标，需要从人机交互观点对目前的数字产品或者服务所提供的用户体验级别进行评价，在评价的基础上，将系统朝着用户体验最终目
标的方向改进。1.6人机交互与软件工程通常，人们将软件工程与人机交互视为两个相互独立的学科。这源于多方面的原因。首先，软件工程
师与人机交互设计师关注的重点有很大不同（见图1-11）。软件工程师经常是以系统功能为中心，形式化方法在这里得到了广泛应用；而交互设
计人员则以用户为中心，对用户特性和用户需要执行的任务要有深入的了解。其次，交互设计的评估方式也与一般软件工程方法存在不同：交互评估
通常基于真实用户，评价机制也往往来自于用户使用的直观感觉。再次，以往人机交互与软件工程经常是分开讨论的，一方面软件工程较少提及交互
团队在产品设计中的重要作用，另一方面人机交互也很少谈及其与软件工程的密切关系。图1-11人机交互与软件工程的不同观点1.6
人机交互与软件工程实际上，人机交互对软件工程技术的发展具有很大的促进作用。研究表明，现有的软件工程技术大多基于构建仅包含少量交互情
况或者根本不涉及用户交互的软件，在实现交互式系统过程方面存在天生的缺陷，比如：1）没有提出明确的对用户界面及可用性需求进行描述的方
法；2）不能够在系统开发过程进行中对用户界面进行终端测试等。因此，使用现有软件工程技术开发出来的交互式系统尽管具有完善的系统功能，
但对用户而言，产品的可用性、有效性以及满意度并不高，相应地，产品很难取得市场上的成功。一项研究中表明，程序开发过程中约80％的维护
开销都与用户和系统的交互相关，这其中又有64％属于可用性问题。在软件开发过程引入人机交互技术，可有效改进上述问题。1.6人机交
互与软件工程然而，由于种种原因，许多优秀的人机交互技术长久以来一直不为软件工程人员所知。例如，以用户为中心的设计（User-Cen
teredDesign，UCD）方法提出了多种用于构建交互式系统的技术和工具。实际上，只要开发团队中的成员体验过UCD方法，那么
他就会发现UCD和传统软件工程方法的相似之处（如均包含用例和任务分析等），并试着用UCD思想来取代传统软件工程方法。尽管人机交互和
软件工程表现为相互独立的两个部分，但实际上从系统工程的角度来看，它们之间也存在着紧密的联系。它们之间不仅存在信息交换，同时，相互之
间的检验还是最终产品可用性和可行性的有力保障。1.6人机交互与软件工程人机交互工程模块接收来自用户方有关产品功能的需求定义，这
既可能包括用户工作环境的描述和对用户执行的任务以及系统自动完成的任务的描述，也可能包括来自市场的相关信息等。人机交互阶段首先明确产
品的交互和可用性需求，然后进行交互设计，并使用原型技术和可用性评估方法对需求及设计进行验证。最终获得的有关产品的软件需求和交互特性
将作为输入传递给软件工程模块。软件工程模块将人机交互阶段所获得的需求和软件产品的其他需求融合在一起，比如产品的计算性能和信息检索能
力等，并开发能够满足以上所有需求的软件产品。同时，这一过程也可能会产生新的交互需求，并使人机交互再次加人到产品开发过程。举例来说，
软件开发阶段发现可能需要对产品在线的帮助和错误信息进行设计，这就需要人机交互的参与。此外，软件工程也会给交互设计施加限制，包括来自
技术局限性和可行性方面的建议，基于开发进度和预算的考虑等。1.6人机交互与软件工程当然，将传统软件工程方法与人机交互的相关技术
相结合还存在许多困难。首先，双方人员通常对对方的价值观持否定态度：软件工程人员在对工作的实施策略和方法选择上常有一定的倾向性，通常
基于对问题性能和处理复杂度考虑等；而人机交互人员的工作则包含较多的主观性和灵活性，这也可能是学科自身尚不够成熟的缘故。将二者结合的
另一个主要困难在于它们所使用的方法论体系存在差异：软件工程师较多使用形式化方法分析问题，对非形式化方法存在偏见；而人机交互领域虽然
也可能使用到一些形式化的方法，但对非形式化方法也给予了充分重视。1.6人机交互与软件工程幸运的是，人机交互对软件工程的重要性已
经得到越来越多的重视。学术界对人机交互技术在软件工程教学中的重要性也给予了足够的重视，已经有越来越多的高等院校正在积极开设各种有关
将软件工程与人机交互相结合的崭新课程。软件工程专业国际教学规范SWEBOK中将人机交互课程作为软件工程专业的必修课程之一，体现了人
机交互学科在软件工程教学中的重要地位。人机交互与软件工程既相互区别又相互影响。只有将二者有机地结合，才能保证在有效的时间和资源下开
发出高可用性的软件产品。1.7人机交互技术的发展趋势随着信息社会的发展，人们生活水平的提高和审美情趣的变化，以及各种工具和技术的日益涌现，对人机界面设计提出了越来越高的要求。从目前来看，人机界面设计会朝着以下几个方向发展。1.7.1高科技化信息技术带来了计算机业的巨大变革。计算机越来越趋向超薄型和平面化，输入方式由单一的键盘、鼠标输入，朝着多通道输入发展。追踪球、触摸屏、光笔、语音输入等人机交互设备竞相登场，蓝牙等技术改变了接口方式，多媒体技术、虚拟现实等提供了真实、动态的影像和刺激灵感的用户界面。在计算机系统中，各种技术各显其能，使产品的造型设计更加丰富多彩。计算机辅助设计（CAD）软件也不断推陈出新，各种造型软件如Pro/ENGINEER、Alias等，用其全新的界面给设计师提供了广阔的造型空间，使他们能够充分利用先进的计算机技术，设计出优美的造型，也为用户建立了一种良好的实现功能的桥梁。1.7.2自然化由于硬件技术的发展以及计算机图形学、软件工程、人工智能、窗口系统等软件技术的进步，图形用户界面（GraphicUserInterface，GUI）、直接控制（DirectManipulation）、“所见即所得”（Whatyouseeiswhatyouget）等交互原理和方法相继产生并得到了广泛应用，推动人机界面自然化向前迈进了一大步。然而，人们不仅仅满足于通过屏幕显示或打印输出信息，还进一步要求能够通过视觉、听觉、嗅觉、触觉以及形体、手势或口令等，更自然地“进入”到工作空间中去，形成人机“直接对话”，从而取得“身临其境”的体验。1.7.3人性化现代设计已经从功能主义逐步走向了多元化和人性化。消费者要求表现自我意识、个人风格和审美情趣，反映在设计上亦使产品越来越丰富、细化，体现一种人情味和个性。它一方面要求产品功能齐全、高效，适合于人的操作使用，另一方面又要满足人们的审美和认知的精神需要。现代的电脑设计，已经摆脱了纯机器味的单调，机器更加紧凑和完美。软件界面中颜色、图标的使用，屏幕布局的条理性，软件操作间的连贯性和共通性，都充分考虑了人的因素，使操作更简单、更友好。建立自然化、人性化的人机界面己成为当今信息社会研究的主课题。人机交互正朝着从精确向模糊，从单通道向多通道以及从二维向三维交互的方向转变，发展用户与计算机之间快捷、低耗的多通道界面。 |
|
