人机交互：第3章 交互的人.pptx

,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,3,章,交互的人,本章提要,认知心理学介绍,:,感觉,感知,，,知觉,认知,感知对交互界面设计的要求,认知对交互界面设计的要求,(,指导人机系统的软件设计,),一,.,认知心理学介绍,认知心理学研究人们如何获得外部世界信息，信息在人脑内如何表示并转化为知识，知识怎样存储又如何用来指导人们的注意和行为。,1.,认知,过程,认知心理学涉及从感觉到知觉的心理活动的全部过程,感知,-,感觉、注意,/,关注,认知,-,识别、记忆、想象、表象,/,回忆、概念,/,知识表征与组织、思维推理、规划决策、语言,(,阅读、说话和聆听,),、情绪、性格、气质、学习和发展等。,认知心理学物质基础,神经系统,神经系统的组成,1.,中枢神经系统,:,脑,脊髓,2.,周围神经系统,脑和脊,髓,发出的末梢,分布于身体各器官的组织神经系统，包括脊神经、脑神经和植物性神经,2.,感觉,刺激作用于感觉器官，经过神经系统的信息加工所产生的对该刺激物个别属性的反映。,客观事物具有许多个别属性，这些个别属性在人脑中的反映就是感觉。,2.1,感觉的作用,感觉是人们认识世界的开端,感觉是维持正常心理活动的保障,2.2,感觉的类别,外部感觉,:,由机体以外的客观刺激引起、反映外界事物个别属性的感觉,。,内部感觉,:,由机体内部的客观刺激引起、反映机体自身状态的感觉。,2.2.1,外部感觉的类别,视觉,听觉,嗅觉,味觉,肤觉,/,触觉,2,.2.2,内部感觉的类别,运动觉,/,动觉,平衡觉,/,静觉,机体觉,/,内脏觉,2.3,感觉特性,（,1,）感觉的适应性,（,2,）感觉对比,（,3,）不同感觉的相互作用,（,4,）联觉,（,5,）感受性的补偿与发展,3.,知觉,知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的各个部分和属性的整体反映，在感觉的基础上产生，是对感觉信息整合后的反映，是对感觉信息组织和解释的过程。,知觉是根据感觉和个体主观状态所提供的补充经验，对感觉信息加工、推论和理解的过程。,感觉是知觉的基础，知觉是感觉的深入，感觉和知觉是紧密联系的心理活动过程。,3.1,知觉类别,(1),空间知觉,-,对物体形状、大小、远近、方位等空间特性获得的知觉,(2),时间知觉,-,在不使用任何计时工具情况下，对时间长短、快慢等变化的感受与判断。,(3),运动知觉,-,对空间物体运动特性的知觉。依赖于对象运行的速度、距离以及观察者本身所处的状态。,(4),错觉,-,对不符合刺激本身特征的失真的或扭曲事实的知觉经验,明暗错觉,颜色错觉,大小错觉,形状错觉,运动错觉,似动现象,空间,错觉,直线透视,重叠,明暗,3.2,知觉特性,(1),知觉的相对性,(2),知觉的选择性,(3),知觉的整体性,(4),知觉的恒常性,(5),知觉的组织性,(6),知觉的理解性,(7),知觉定势,二,.,感知对人机交互界面设计的要求,视觉,-,视觉感知,/,视觉关注,听觉,-,听觉感知,/,听觉关注,触觉,-,触觉感知,/,触觉关注,关注,关注就是在某个时刻，从众多可能的事物中选择一个，并把精力集中在这个事物上。,举例：彩民对,彩票中奖号码,的关注，如果通过收听广播来获得号码，这就是一个,“,听觉关注,”,；如果通过查找报刊来获得号码，这就是一个,“,视觉关注,”,。从这里也可以看出，关注这一过程主要与两个方面有关：目标和信息表示。,关注的不同类型,视觉关注：,查找报刊来获得号码,听觉关注：,收听广播来获得号码,触觉关注：,关注相关的因素,目标：,确切知道需要找什么，人们就可以把获得的信息与目标相比较,。,关注信息的表示形式：,信息的显示方式对于人们能否快速捕捉到所需的信息片断有很大的影响。,视觉,视觉是人与周围世界发生联系的最重要的感觉通道。,视觉显示是人机交互系统中用的最多的人机界面，外界,80%,的信息都是通过视觉得到的。,视觉,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。,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,但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。,视角和视敏度,视角,视角和视敏度,视敏度,指人眼对细节的感知能力，通常用被辨别物体最小间距所对应的视角的倒数表示。,一般人能够在,2m,分辨,2mm-20mm,的细节，为我们设计界面时字符大小和间距提供了依据。,感知亮度,亮度是光线明亮程度的主观反映,增强亮度可以提高视敏度,随着亮度的增加，闪烁感也会增强。在高亮度时，光线变化低于,50Hz,，视觉系统就会感到闪烁,在设计交互界面时，要考虑使用者对亮度和闪烁的感知，尽量避免使人疲劳的因素，创造一个舒适的交互环境。,感知色彩,人能感觉到不同的颜色，这是眼睛接受不同波长的光的结果。,颜色通常用三种属性表示：色度、强度和饱和度。色度是由光的波长决定的，正常的眼睛可感受到的光谱波长为,400m-700m,。,对,设计交互界面有何指导作用？,感知物体大小、相对距离和深度,利用视觉影像中的线索：,覆盖关系：被覆盖的物体相对较远；,大小比例：一般来讲，较大的物体距离较近；,对物体的熟悉度：对,非常熟悉物体，人们对物体的大小在头脑中事先有一个期望和预测，因此在判断物体距离时很容易和他看到的物体的大小联系起来,对,设计交互界面有何指导作用？,视错觉,物体的组合方式将影响观察者的感知方式：,人们总会夸大水平线而缩短垂直线。,视错觉会影响到显示页面的对称性,。人们经常把对称页面的中心看得稍微偏上些，如果页面以实际中心为基准排版设计，人们就会感到页面上部比下部分要短，影响视觉效果。在实际设计过程中，设计者就会以视觉中心为基准设计图形界面。,文字视觉感知,进行交互界面设计时，文字符号的处理，特别是文字的排版和显示，要根据人们的视觉感知特点，找出其中一些规律。,成年人阅读是通过字的特征（如字的形状）加以识别。改变字的显示方式（如用大写字母，改变字体等），会影响到阅读的速度和准确性。,9,12,号的标准字体（英文）更易于识别，页面的宽度在,58,132mm,之间阅读效果最佳。在明亮的背景下显示灰暗的文字比在灰暗的背景下显示明亮的文字更能提高人的视敏度，增强文字的可读性。,感知形状,人能感觉到不同的形状,关注对视觉界面设计的要求,关注信息的显示应醒目：,可使用动画图形、彩色、下划线，对条目及不同的信息进行排序，在条目之间使用间隔符等。,避免在界面上安排过多的关注信息：,尤其要谨慎使用色彩、声音和图像，人们倾向于使用过多的这类表示，而导致界面混杂，分散用户的注意力，让用户反感。,听觉感知,听觉感知传递的信息仅次于视觉，人的听觉可以感知大量的信息，人们一般都低估了这些信息。,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。,声音特性,音调,与声波的频率有关，低频能产生低调的声音，高频能产生高调的声音。,音响,指在频率一定的情况下声波的振幅。,音色,与发声的材料有关，不同的乐器可以产生相同频率和振幅的声波，但音色不同。,声音的感知,-,音调,人类能够听到频率在,20Hz20kHz,之间的声音，,其中在,1000Hz4000Hz,范围内听觉的感受性最高,。,500Hz,以下和,5000Hz,以上的声音，强度很大时才能被听到。,人可以辨认的语音频率范围是,2605600Hz,。,声音的感知,-,音响,音频超过,140dB,时，所引起的不再是听觉而是痛觉。,声音的感知,-,音色,？,关注对听觉界面设计的要求,触觉感知,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,.,触觉感知与视觉和听觉的最大不同在于它的非局部性,全身皮肤都是感知器官,.,温度感受器,-,冷热,伤害感受器,-,疼痛,机械刺激感受器,-,压力,触觉感知,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。,对人身体各部位触觉敏感程度的了解有助于基于触觉的交互设备的设计。,(,有的笔记本电脑,Touchpad,感觉不好,),关注对触觉界面设计的要求,三,.,认知对交互界面设计的要求,认知,:,人们在进行日常活动时发生于,头脑中的事情,，它涉及,识别、记忆、学习、决策、幻想,等,认知分为经验认知和思维认知,认知行为,识别,记忆,概念,/,知识表征与组织,学习,/,发展,思维,/,推理,表象,/,回忆,想象,规划,/,决策,语言,(,阅读、说话和聆听,),情绪、性格、气质等,认知过程,许多认知过程是相互依赖的，一个活动可同时涉及多个不同的过程，只涉及一个过程的情况非常罕见，例如人们在选购商品时就涉及感知、,识别、语言、,思维,/,推理,、规划,/,决策,等过程。,*,识别*,应确保用户和机器能够理解不同媒体表示的信息。,设计虚拟人物时，应该使其唇形与所说的话同步，确保用户识别理解。,用户应能不费力地区别图标或其他图形表示的不同含义。,模式识别的理论模型,模板匹配模型,原型匹配模型,特征分析模型,成分识别模型,拓扑知觉理论模型,识别对设计的要求,声音,应足够响亮而且可辨识；,文字,应清晰易读，且不受背景干扰,如可以在黑色或蓝色背景上使用黄色文字，但不能在白色或绿色背景上使用黄色文字。,在虚拟环境中使用,触觉,反馈时，用户应能识别各种触觉表示的含义。,例如,“,紧握,”,的触感与,“,按下,”,的触感不同。,记忆,记忆就是回忆各种知识以便采取适当的行动,记忆过程的三个环节：,识记：,相当于信息的输入和编码过程，也就是使不同感官输入的信息，经过编码而成为头脑可接受的形式；,保持：,相当于信息的贮存，即信息在头脑中被再加工整理，使其成为有序地组织结构，以便贮存；,再认和回忆：,再认和回忆相当于信息的提取，编码越完善、组织越有序，提取也就越容易，反之，提取越困难。,人的记忆特点,忘，忘，忘,人的识别能力大于回忆能力,记忆对交互界面的要求,尽量减轻记忆负担勿使用过于复杂的执行步骤,人的识别能力大于回忆能力,图文界面,GUI,替代命令界面,安装过程的,wizard,回忆提示,密码的提示语句,信息检索的两大过程：,定向回忆：,记忆的信息尽可能贴切地描述所需检索的信息,并在界面显示检索空间,;,扫描识别：,即浏览各个文件目录,;,具体办法,Window xp,搜索界面,知识表征与组织,分类显示的信息就比较便于人们查找。,学习,我们学习包括两个方面：,学习使用,某个计算机应用程序,借助于计算机应用程序，,学习特定知识,。,机器学习,人的学习特点,人们不喜欢按部就班式的学习方式，喜欢“边学习边实践”的方式,。,学习,GUI,能很好地支持,边学习边实践,学习方式，它们不但能提供交互式讲解，还允许用户“撤销”自己的操作,学习对交互设计的要求,界面设计应能激发对用户界面使用的探索。,设计界面应限制可选项，并引导用户选择合适的动作。,使用动态链接把具体表示与待学习的抽象表示相联系。,信息加工与模式识别,Wickens,信息加工模型,推理决策,这些认知过程是要考虑做什么、有那些选择、执行某个活动会有什么结果等。,在实际决策中，往往包含多种可能的行动方案，需要分析比较，择优选用。,例如，人们在互联网上查找信息时，往往会比较不同的信息来源。正如人们买东西时会多方询问价格，也可以使用不同的搜索引擎，找出最价格最合适或提供了最佳信息的网站。,语言,(,阅读、写作、说话和聆听,),听要比读和说容易,。儿童尤其喜欢观看基于多媒体或,Web,的叙述性学习材料，而不喜欢阅读在线文字材料。,说要比读和写容易,。儿童尤其喜欢观看基于多媒体或,Web,的叙述性学习材料，而不喜欢阅读在线文字材料。,书面语言是永久性的，而聆听是暂时性的,。若第一次阅读不理解，可以再读一遍，但对于广播消息，人们则无法做到这一点。,阅读比听、说更快,。人们可以快速扫描书面文字，但只能逐字听取其他人所说的词语。,口头语言常常不符合语法,，书面语言往往是合乎语法。,语言对交互设计的影响,为了弥补人在某些方面的不足，开发了易于使用的系统。,语音输出系统，如适合盲人使用的文语转换系统，可输出人工合成的语音。,语音指令识别系统，如听写式字处理系统、声控家电产品等；,认知辅助系统，用于帮助有阅读、书写和语言障碍的人。研究人员已开发了许多特殊的界面以帮助这些人员。,帮助人们学习外语的交互式课本和基于,Web,的材料；,各种输入、输出设备，用于协助残疾人士浏览互联网、使用文字处理器和其他软件包。,语言对交互设计的要求,从方便用户阅读、说话和聆听的角度，在人机界面设计时应注意：,尽量减少语音菜单、命令的数目。研究表明：人们很难掌握超过三四个语音选项的菜单的使用方法，人们也很难记住含有多个部分的语音指令。,应重视人工合成语音的语调，因为合成语音要比自然语音难以理解。,应允许使用和自由放大文字，同时不影响格式，以方便难以阅读小字体的用户,。,交互的相关,影响,因素,（,1,）情绪的影响,（,2,）情境的作用,（,3,）人的个性差异,（,4,）需要和动机的影响,（,5,）身份的影响,（,6,）礼仪的作用,情感与情感计算,计算机系统的设计应当像人类一样能够识别和表达感情，这被称为,“,情感计算,”,。,情感计算主要研究通过各种传感器获取由人的情感所引起的生理及行为特征信号，建立,“,情感模型,”,，从而训练感知、识别和理解人类情感的能力，并能针对用户的情感做出智能、灵敏、友好反应的个人计算系统，缩短人机之间的距离，营造真正和谐的人机环境。,情感的影响,情感因素会影响人的感知和认知能力,积极的情感会使人的思考更有创造性、解决复杂问题的能力更强,;,而消极的情感使人的思考更加片面，还会影响其他方面的感知和认知能力；,当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会太在意，但这决不能成为可以设计一个较差的交互系统的理由。,情感对交互设计的要求,情感因素会影响人的感知和认知能力,一个好的交互系统，应该能够充分考虑人在各种情感状态下的认知特点，有针对性地进行交互的设计。,一个差的交互系统，会反过来影响一个人的情绪，从而影响他解决问题的能力。,机器的情感：人工心理,其它认知因素,进行交互系统设计时不应该忘记人是存在个性差异的，如：,长期的，如性别、体力和智力水平。,短期的，如压力和情感因素对人的影响。,随时间变化的，如人的年龄等。,当进行任何一种交互形式设计时，应该考虑我们的决定是否会对目标用户中的一部分带来不方便。,现有的强调图形界面的交互设计实际上排除了那些有视力缺陷的人，因此系统应考虑提供其他的感知通道。,本章小结,认知心理学,(,指导人机系统的软件设计,),认知心理学介绍,感知对交互界面设计的要求,认知对交互界面设计的要求,