人-计算机界面设计方法的研究 高鹏翔 摘要 针对人-计算机界面设计的一些技术问题进行了分析，讨论了人-计算机界面信息交换的原则，提出了人-计算机界面的设计应加强人的行为特性的集成.
关键词 人-计算机界面 行为特性 信息交换 多媒体 Research on the Method for Human-Computer Interface Design Gao Pengxiang (Qingdao University, Qingdao 266071) Abstract This thesis analyses some technical problems of human-computer interface design, and discusses the principle of human-computer interface information exchange. In the end, we presents that human-computer interface design must enhance the integration of people behavior characteristics
Keywords human-computer interface; behavior characteristics; information exchange; multimedia 1 引言 人-计算机界面(HCI， Human-Computer Interface), 也称人-计算机接口或用户接口，是人和计算机相互交换信息的桥梁，起连接和协调的作用.关于人-计算机接口的研究是近几年才发展起来的，它是研究人与计算机之间的关系，以及如何改善和设计这些关系，从而使计算机应用的开发设计更适合人体的特征，为计算机操作人员创造出更为安全、舒适、高效的工作环境.
随着计算机软硬件技术的发展，计算机的应用将越来越普及，从工厂的现代化设备到企事业的现代化管理，以及家用多媒体电脑.大量的研究和调查表明，不管是科研人员、办公人员，还是企业的工人都将工作在这种人-计算机界面环境中.任何人机系统的正确运行很大程度上依赖于人的操作可靠性.据资料统计，由人误引起的系统失效约占失效的20%～90%，新技术对复杂任务的完成提供了越来越可靠的硬件条件，而系统中人的可靠性问题就显得日益突出.所以，研究人-计算机之间的关系尤为重要，根据人的行为特性设计好人-计算机界面是减少失误的重要手段.本文结合实际计算机软硬件应用开发的经验对人-计算机界面设计技术进行了研究与分析.
人-计算机界面应具有以下特征：
1) 使用简单，人-计算机界面作为一种工具要让用户操作起来简单、顺手.
2) 响应合理，人-计算机界面的基本使命是设置一定的机制，实现用户和系统之间的交互活动，交互活动的质量主要是看系统响应是否合理，并为用户提供必要的帮助信息.
3) 一致性，一致性的特性表现在系统的各种机制、术语甚至关键词、符号等方面，一经约定其含义就自始自终不加改变，便于用户操作，避免用户理解的二意性.
4) 熟悉性，熟悉性的特征表现在系统开发要尽可能地使用用户用惯的术语和按键，与用户操作其它软件的技巧相一致，便于软件的推广. 2 人-计算机界面信息交换的原则 在现代工业和生活中，人将在计算机面前工作，设备用计算机控制，管理用计算机来实现，也就是说任何人都必须在一定的环境下使用计算机，操作计算机的水平，决定他的工作成绩，因此，工作中的人和计算机紧密地联系在一起，形成一个不可分割的整体，即人-计算机界面系统，在这个系统中人、计算机相互作用，相互配合和相互制约，但人始终起到主导作用.在人机系统中，人担负着特殊而艰巨的任务，既作为控制者，又作为监视者，人的行为直接影响着系统的安全与工作.根据大量研究和实践，总结如下人-计算机界面信息交换的原则：
1) 信息输出的空间与人的辩识视界相协调.显示信息应落入人的最佳视区.在头部保持静止，而眼睛正常活动的状态下，根据人眼对视觉信号的觉察效果的优劣可分为三个区域：良好视区，有效视区和条件视区.
水平方向视区划分：左右各25度为良好视区；左25度到左50度和右25度到右50度为有效视区；其它区为条件视区.
垂直方向视区划分：下0度到下30度为良好视区；上0度到上25度和下30度到下55度为有效视区；其它区为条件视区.
2) 信息输入的空间与人的操作范围相协调.输入信息的操作范围应落入人的最佳操作区.功能键的设计应考虑人手动的行为特性.操作中应通过分工和位置调整，以保证信息交换的空间协调.
3) 信息交换的方向与眼动规律协调.人-计算机界面的分布与编排顺序必须符合人的眼动规律.
4) 信息交换的视距与显示器中信息的大小相协调.显示器显示信息的大小和位置，应考虑操作人员的观察距离.操作中应根据显示信息的重要程度调整其位置与大小，使视角控制在最佳范围；另一方面根据操作人员的工作位置设计显示器中信息的布局.
5) 信息交换的内容与人的行为特征协调.显示器提供的信息不但应围绕使用的目的，为操作动作的进行提供条件，而且应力求全面，具有提示操作和便于比较的功能.
6) 信息交换的方式应趋向多模式.为了使计算机不仅是人进行逻辑思维的工具，也是人进行形象思维的帮手，首先就要求计算机能适应人所惯用的信息获取形式和思维过程，人并不是仅仅靠听和读文字材料获取信息，而是通过与所处环境的交互作用、利用人本身对所接触事物的感知和认识能力、以全方位的方式获取各式各样形式的信息，能通过人的视觉、听觉、嗅觉、触觉以及形体、手势或口令，参与信息处理的环境.这种信息处理系统不是再建立在一个单维的数字化的信息空间上，而是建立在多维信息空间之中，建立在一个定性和定量相结合、感性认识和理性认识相结合的综合集成环境中.
7) 颜色的使用应符合颜色的组合规律.研究人员已经发现，错误地使用颜色将增加解释所显示的内容所需的时间，从而降低效率.有些颜色在特定位置较为有效，有些颜色在用于小(或大)区域时较为有效，有些颜色的组合可能是可怕的，所以颜色的使用应考虑人对颜色的反映特性，不应导致错误的理解，或长时间使用引起疲劳等. 3 人-计算机界面的设计技术 随计算机技术的发展，多媒体技术的应用，为多模式信息交换方式的实现提供可能，对信息的获取不仅依赖于视觉，而且应用多媒体技术实现听觉对信息的获取，提高操作人员获取信息的可信度；对操作信息的输入不仅依赖于键盘和鼠标，而且应用多媒体技术实现声音和触摸屏对信息的输入，提高操作人员输入信息的速度和质量.
3.1
视觉显示器信息的显示，既要考虑到人，又要考虑到工作任务 显示信息的设计.要根据具体情况和显示信息的不同用途选择其显示方式.对于定量读数的显示，数字方式准确易读，但是，如果显示的读数跳变比较频繁(对过程控制中的现场信息)，应加一定的停顿时间，有利于计算机操作人员的认读；如果显示的读数需要一个比较范围，这个范围值也应显示在屏幕上，有利于比较.对于定性读数的显示，由于它不要求具体的数字，所以在屏幕上实现模拟显示更为方便，可用指针式显示，或用图象显示.
显示信息的空间排列，可与实际操作的顺序一致，相互联系多的功能应靠近，还要照顾到它们彼此间的逻辑关系.
色彩的设计也很重要，不同的颜色在生理上不仅会引起人们不同的感觉，而且使人们的心理上会产生不同的反差，但颜色的使用应符合人的习惯，整屏颜色的数目不应超过5至7个，因为操作者一次难以处理超过5至7个元素；由于眼睛生理机能的限制，在特定的位置及区域中，有些颜色的效果好，有些颜色的效果不好，所以颜色的选择应加以考虑；由于眼睛对蓝色最不敏感，所以在小区域中最不易感知颜色，并且蓝色不适用于文本、细线或较小的形状上，但是，由于不管颜色是在中间还是在边缘，眼睛对它都是同样的敏感，所以用蓝色作背景色是非常理想的.
另一方面，信息的显示对不同的状态用不同的颜色加以区别比用语言区别更好，因为人对颜色的反映速度比文字反映速度快.颜色的选择符合人的生活习惯，如，过程控制系统对电机状态显示，用“电机信息”在屏幕上提示，用绿色表示正常，用红色表示故障.
3.2
键盘是人 输入控制键的设计-计算机界面常用的信息输入方式，键盘的布局应考虑功能的安排，键盘的功能设计应考虑人的行为特性.屏幕界面的设计质量影响人的视觉，而键盘的设计水平影响信息输入的质量，设计的合理会减少输入的错误.例如，数据增加最好选用↑键，数据减少最好选用↓键；对多条信息的浏览选用PageUp和PageDown键等，与常用软件惯用键相一致.
为了减少错误，对数据的输入应加上范围的限制，最好用多媒体技术将用户输入的信息用声音播放出来，这种方式可以用某个功能键取消或加上本功能. 4 结语 人-计算机界面的设计是计算机应用的关键技术，它的正确设计会直接影响操作人员正常使用，而人-计算机界面又直接与人交换信息，所以人-计算机界面的设计应与人的行为特性相一致，符合人的行为习惯，用人机工程学的方法设计安装人-计算机界面，也只有这样才能从客观条件上减少失误的因素.作者单位：青岛大学经济管理系，山东 青岛 266071 参考文献 1 Gunnar Johannsen. Theoretical Problem in Man-Machine System and Their Experimental Validation. Automatica 1994,30(2)
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9 高鹏翔等.人机系统在控制面板设计中的应用.青岛大学学报，1998(1) 本文于1997年10月3日收到 | 
