第一章人机交互概述

1.1 人机交互的概念

1.1.1 为什么要研究人机交互

提高人们工作效率，使人们的工作生活更加简洁，更加方便

1.1.2 什么是人机交互

人机交互（HCI）是关于设计、评价和实现供人使用的交互式计算系统，以及围绕这些方法的主要现象进行研究的一门学科

人机交互与认知心理学、人机工程学、多媒体技术、虚拟现实技术等密切相关的综合学科，可以从不同角度来研究人机交互

1.2 人机交互的简史

1.2.1 手工操作和命令行交互阶段

命令行交互方式中，交互的主要内容是字符、文本和命令。交互方式单调，操作人员需要记忆大量命令，才能操作计算机，对操作人员的专业技能要求较高

1.2.2 图形化用户界面阶段

用户与计算机之间交互的内容命令行进化为图形和图像，操作者能够更直观、更自然地理解界面所代表的意义，初学者可快速地掌握计算机的操作技能

1.2.3 自然人机交互阶段

基于语音、肢体、视线跟踪、表情等输入手段的多通道交互是其主要特点，目的是能使人能以声音、动作、表情等自然方式进行交互操作

1.3 人机交互的新技术

1.3.1 多点触控

1.3.1.1 什么是多点触控

允许多用户、多手指同时传输输入信号，并根据动态手势进行实时响应的新型交互技术

该项技术采用裸手作为交互媒介，使用电学或者视觉技术完成信息的采集与定位

1.3.1.2 多点触控特点

在大屏多点触控系统设计方面成本低、敏感度高
使用计算机视觉技术有较好的扩展性

1.3.2 手势交互

1.3.2.1 什么是手势交互

人通过手部动作表达特定的含义和交互意图，通过具有符号功能的手势来进行信息交流和控制计算机的交互技术

1.3.2.2 生活中手势类型语义

拳头：确定/抓取
开手掌：返回/释放
OK手势：锁定/解锁
右挥动：右选
闭手掌：待转/移动
左挥动：左选

1.3.2.3 手势交互的方式

数据手套
通过摄像头采集手势数据

1.3.3 人体动作识别

1.3.3.1 人体动作识别过程

动作捕捉
动作特征描述
动作分类识别

1.3.3.2 人体动作识别交互设备的发展趋势

向着小型化、便携化、使用方便化等方面发展

1.3.4 语音交互

1.3.4.1 什么是语音交互

人以自然语音或机器合成语音同计算机进行交互的综合性技术

1.3.4.2 语音交互过程

语音采集：完成音频的录入、采样及编码
语音识别：完成语音信息到机器可识别的文本信息的转化
语义理解：根据语音识别转换后的文字字符或命令完成相应的操作
语音合成：完成文本信息到声音信息的转换

1.3.5 其他新兴的交互方式

眼球、意念、表情、唇读

1.4 人机交互设计的标准、原则和指导方针

1.4.1 人机交互设计的标准

以人为中心的设计方法应该遵循一下原则

设计基于对用户、人物和环境的明确的理解
用户参与整个设计和开发
设计由以用户为中心的评估驱动和改进
过程是不断迭代的
设计表达了全部用户体验
设计团队包括了多学科的技能和视角

1.4.2 人机校核的原则

1.4.2.1 Shneiderman的界面设计八个黄金法则

尽力保持一致性
使用户能用快捷键操作频繁使用的项目
提供有帮助的反馈信息
会话和流程设计要走向一个完结
提供防止用户出错的机制，并提供简洁的错误提示信息
允许便捷的撤销操作
给用户掌控感
减少短时记忆负担

1.4.2.2 Nilesen的10个易用性启发式方法

系统状态可见
系统和真实世界相匹配
撤消重做原则
一致性原则
防错原则
易取原则
灵活高效原则
易快速浏览原则
容错原则
人性化帮助原则

1.4.2.3 Peter Morville的用户体验蜂巢图

1.4.3 自然人机交互设计的指导方针

非接触式的体感交互
多通道上下文感知融合
虚拟与现实的交互映射
注重反馈和限制因素
考虑通用性和扩展性