第11章用户界面设计人机交互活动的大量存在于计算机运行的整个过程当中。
目前的应用软件都采用图形界面用以交互，图形界面的研究也成为了许多软件开发机构的课题。
本章内容主要包括：界面软件设计，设计人机交互子系统，图形用户界面设计，多媒体用户界面设计。
11．1基础知识11．1．1 软件面设计1．可使用行可使用行是用界面设计最重要的目标。
它强调简单，术语标准化和一致化，拥有完善的帮助功能，系统响应快可系统成本低，具有良好的容错能力。
2．灵活行灵活行包括：算法可隐可现，界面方式可由用户动态制定和修改，提供不同详细程度的系统响应信息，界面的标准化。
3．复杂行复杂行是用户界面的规模和组织的复杂程度。
在完成预定功能的前提下，用户界面越简单越好。
4．可靠性无故障使用的时间越长，改用户界面的可靠性就越高。
用户界面应能保证用户正确，可靠的使用系统，保证有关程序和数据的安全行。
5．用户界面设计存在的问题用户界面的开发有别于其他软件，无固定结构，其目的和用户的真正需求相适应。
但是用户的意图有时候并不容易表达出来，唯有通过进一步的探索和咨询的方法来完成。
而目前的一部分软件设计者的心目中，存在一些心里障碍，容易妨碍友好界面的设计：（1）部分软件人员没有从用户的角度去考虑界面设计，没有重视界面的美观和方便。
（2）设计人员习惯单一的抽象思维，希望能自主控制软件的运行，忽略了人机交互，有些开发人员则是懒于设计界面的健壮行，害怕用户的干预导致程序运行的瘫痪。
（3）软件人员和用户在知识结构上存在差异，程序员不乐于学习用户工作领域的专业知识，忽视了软件的专业行，导致生成的软件不适合用户的习惯。
11．1．2设计人机交互子系统1．准则设计出让用户满意的人机交互界面应遵循如下原则：一致性，操作简单，及时提供反映信息，提供撤销命令，无需记忆，易学，富有吸引力。
2．策略用户界面是适应人的需要而建立的，因此需要清楚用户的类型，用户的特性度量以及对用户的工作进行分析。
1733．用户界面的设计形式用户的界面设计形式包括问答式，菜单，图符，表格，命令语言和自然语言。
11．1．3 图形用户界面的设计图形用户界面设计具备直观生动的优点，且对用户极其方便。
其主要特征为：（1）使用窗口，图符，菜单，鼠标与屏幕等设计方式和工具与用户进行交互。
（2）采用desktop模式，用户共享直观的界面框架，对图符容易理解。
（3）直接对对象进行操作，设计直观，可视化界面。
无需记忆。
11．1．4 多媒体用户界面设计多媒体用户界面结合了图形，窗口，图表，声音，色彩和文字，能够与用户形象的交互。
具备一下特点：（1）结合超文本技术，支持Intertnet浏览。
超文本技术以其非线性的网状结构，便于用户联想搜素有关内容，增强交互行。
（2）进行三维及多媒体技术，通过引入语音，动画使界面更加生动活泼。
（3）出现了大量对额多媒体用户界面开发工具，大大降低了开发图形界面的难度。
（4）对象可是化。
目前许多系统以二维和三维的形式来显示数据。
11．2单元练习11．2．1 填空题1．用户界面的设计发展可分为——，——，——三个阶段。
2．用户界面设计最重要的目标是———。
3．设计人机交互子系统时，需要把———作为主角。
4．通常用户可以分为——，——，——，——四种类型。
5．用户特性度量与——，——两方面有关。
6．可以用——和——来描述功能分解。
7．菜单系统的结构可分为——，——，——，——，——五种。
8．对话框有——，——，——三种形式。
9．虚拟实现技术有——，——，——，——等四个重要特性。
10．多媒体处理的对象主要是——。
11．在人机界面的设计过程中先后涉及四个模型，它们是由软件工程师创建的——，由人机工程师创建的——，终端用户对未来系统的——和系统实现后得到的——。
11．1．2 选择题1．最早出现的用户界面模型是（）A.Multi-agent模型B. Seehei模型174C.MVC模型D.DPl模型2．用户界面设计最重要的目标是（）A．灵活性 B.复杂性C. 可使用性D. 可靠性3．界面方式可由用户动态制定和修改，这样便可以有较高的（）A．灵活性 B. 复杂性C．交互性 D. 维护性4．在传统的人机系统中，（）被认为是操作者。
A．人 B. 机器C．人和机器 D. 操作系统11．2．3 简答题1．要设计出让用户满意的人机交互界面，应遵循哪几条准则？2．菜单系统的结构可分为哪几种？画出每种的机构图。
3．多媒体用户界面具有哪些特点？4．试描述多媒体用户界面细节设计的步骤。
5．非精确的交互方式有哪些？6．新一代界面有哪些主要特征？7．简单描述Sddheim模型8．如何理解用户界面设计中“人的因素”？11．3 参考答案一．填空题1．字符用户界面设计，图形用户界面设计，多媒体人机界面设计2．可使用性3．用户4．外行型，初学型，熟练型，专家型5．用户使用模式，用户群体的能力6．数据流图，数据词典7．单一菜单，线装菜单，树状结构，非循环网络结构，循环网络结构8．模式对话框，非模式对话框，警告式对话框9．多感知性，存在性，交互性，自主性10．二维的11．设计模型，用户模型，假想，系统映像二．选择题1．B 2。
C 3.D 4.A三．简答题1，应遵循如下原则：（1）一致性：使用一致的术语，一致的步骤，一致的动作。
175176(2) 操作简便.(3)及时提供反馈信息,让用户可以对系统的运行状况一目了然.反馈信息是用户操作的依据,应简短,直接,及时从用户角度来做出提示.(4)提供撤销命令.帮助用户能够及时撤销错误动作,以免对系统造成更大的危害.(5)无需记忆.每一步骤给出足够的提示,不许用户记忆窗口中显示的信息,另外,以观察和提示代替记忆和击键.体贴用户需求,方便用户使用.(6)易学,富有吸引力.充分利用图形通讯,设计由图形,文本和简单动画组成的图形用户界面,以图形方式显示命令,参数,数据等.有助于用户对界面的正确理解,且对用户有吸引力.2.菜单系统的结构可以分为五种:单一菜单,线状菜单,非循环网络菜单和循环网络菜单.结构图如图11-1所示(a)第一菜单 (b)线状菜单（c ）树状结构(d)非循环网络菜单 (e)循环网络菜单图11-13.多媒体用户界面结合了图形,窗口,图表,声音,色彩和文字,能够形象生动地与用户进行交互.具备下列特点:(1)结合超文本技术,支持Internet 浏览.超文本技术以其非线性的网状结构,便于用户联想搜索有关内容,增强交互性.(2)运行三维及多媒体技术,通过引入语音,动画使界面更加生动活泼.(3)出现了大量的多媒体用户界面开发工具,如Visual Basic, Visual C++, PowerBuilder, Visual ForPro,大大降低了开发图形界面的难度.(4)对象可视化.由于数据的可视化具有直观形象,一目了然的优点,于是科学可视化和网上数据可视化已引起广泛重视,目前许多系统以二维和三维的形式来显示数据.4,多媒体用户界面细节设计阶段的一般过程为:(1)按建立的模型.设制一个或多个窗口.(2)用工具框向每个窗口添加控件.(3用菜单设计窗口,为窗口定义菜单栏.(4)用属性栏设置窗口和控件的属性.(5)用代码窗口编写事件和通用过程.(6)增加语音和色彩.(7)调试和测试.5.非精确交互有如下主要方式:(1)语音.主要以语音识别为基础,但不强调很高的识别率,而是借助其他通道的约束进行交互.(2)姿势.主要利用数据手套,数据服装等装置,对手和身体的运动进行跟踪,完成自然的人机交互.(3)头部跟踪.主要利用电磁,超声波等方法,通过对头部的运动进行定位交互.(4)视觉跟踪.对眼睛运动过程进行定位的交互方式.6,新一代用户界面的主要特征为:(1)以用户为中心.以用户对界面的需求变化为出发点,使用户界面的外在形式和内部机制能符合不同用户的需要,这就是以用户为中心的设计思想.(2)多通道(Multimodality).充分利用一个以上的感觉和运动通道的互补特性来捕捉用户的感觉,从而达到人机交互中的自然性.通过多种传感设备,如立体头盔,数据手套,数据衣等,使用户投入到模拟环境中,实现用户与该环境的直接交互.(3)非精确.而人们的动作或思想往往并不很精确,计算机应该理解人的要求,甚至于纠正人的错误,智能化的界面是一个重要方向.(4)高带宽.新一代的用户界面应该支持高的输入带宽,快速大批量地输入信息.语音,图像及姿势等的输入和理解是今后的发展方向.(5)不限制地点.目前,人们面对着计算机屏幕进行操作的操作方式限制了计算机的应用.采用语音输入输出或其他计算机视觉(摄像输入)技术,则可不受地点的限制.(6)可视化编程.运用计算机图形学和图像处理技术,将计算过程中的数据及计算结果转换为图形或图像在屏幕中显示出来。
(7)三维交互技术的研究7.Green的Seeheim模型是最早出现的用户界面模型,如图11-2所示.该模型由表示部分,对话控制和应用界面模型组成.其中表示部分包括界面的外部表示,交互技术和界面布局,界面的其他成分禁止与外部直接通信;对话控制部分决定用户和系统之间的对话结构;应用界面模型负责建立与应用语义之间的通信联系,对界面可访问的数据结构和例程进行描述和调用.这三个部分分别对应于词法,语法和语义三个层次.用户应用计算部分图11-2其中对话框控制部分是Seeheim模型强调的重点.在直接交互中,用户是与个别应用语义对象的图形表示相交互,而不是与整个应用系统对话.这要求语法应极小化,将个别对象相关的语法包含在各个图形表示对象之中,而不是作为一个统一的独立部分.另外,语义反馈对增加用户177的参与感甚为重要,甚至词法层次的操作也需要语义反馈,如拖动一个对象的表示是一个词法操作,若反馈其语义效果会极大地增加用户的参与感,这就要求语义更加贴近于表示部分.显然,Seeheim模型本身并不支持直接操作的语法与语义要求,因而不适用于直接操作界面.8.所谓”人的因素”有三层含义:(1) 人对感知过程的认识,包括视觉,阅读时的认知心理,记忆,归纳与演绎推理等.(2)用户已有的技能和行为方式.(3)用户所要求完成的整个任务以及用户对人机交互部分的特殊要求.由于用户通过界面与程序(系统)交互,因此只有充分考虑了人的因素,对话才能和谐,流畅,否则系统内部无论设计得多么合理,整个系统也将表现得不够友善178179。