用户界面（User Interface, UI): 是人与计算机之间传递、交换 信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。又称为 人机界面（ Human-Computer Interface, HCI）
2、人机交互和人机界面(用户界面)
人机交互与用户界面是两个有着紧密联系而又不尽相同 的概念。 人机交互强调的是技术和模型，用户界面是计算机 系统的关键组成部分
图形用户界面（WIMP Window,Icon,Menu,Pointing Devices)的主要特点是人们不需要去记忆和敲打繁 琐的命令，只需通过鼠标的“指”“点”直接操纵 界面，就可在窗口中“所见即所得”。由于图形用 户界面在使用上的简便性，使不懂计算机程序的普 通用户也可以熟练地使用计算机，因而极大地开拓 了计算机的使用人群。它的出现使信息产业得到空 前的发展，人们深刻地认识到人机界面的重要性： 任何工具（包括计算机）必须不断适应人们的需求。 用户才是上帝！
人机交互
主讲：吴静松
绪论
一、人机交互简介 二、人机交互与其他相关学科的关系
三、人机交互的发展历史及发展趋势
四、人机交互的三元素
一、人机交互简介
1、人机交互的概念 2、人机交互与人机界面 3、人机交互的重要性 4、人机交互两个重要的应用趋势 5、相关工作岗位
1、什么是人机交互？
3）图形用户界面阶段
1963年美国麻省理工学院I.Sutherland的Sketchpad系 统 开 创 了 交 互 计 算 机 图 形 学 的 新 阶 段 。 70 年 代 Xerox公司在Alto计算机上首先开发了Smalltalk80（开始为-76）的多窗口程序设计环境，它采用 高分辨率的图形显示器和新型的鼠标输入设备，应 用了重叠型窗口、弹出型菜单、图符和剪贴等功能。 80年代乃至90年代，苹果公司的MacIntosh计算机、 微 软 公 司 的 MS-Windows 系 统 和 麻 省 理 工 学 院 XWindow系统，正是这类人机界面广泛应用的代表。 从此人机界面进入了图形用户界面的新阶段，即所 谓 的 WIMP(Window,Icon,Menu,Pointing Devices) 。
人机交互技术与计算机始终相伴发展
计算机的发展历史，不仅是处理器速度、存储器容 量飞速提高的历史，也是不断改善人机交互技术的 历史。 人机交互技术, 如鼠标器、窗口系统、超文本、浏 览器等等，已对计算机的发展产生了了巨大的影响， 而且还将继续影响整个人类的生活。 人机交互技术是当前信息产业竞争的一个焦点，世 界各国都将人机交互技术作为重点研究的一项关键 技术。
人机交互（Human-Computer Interaction, HCI) 在美国通常 称为机人交互 CHI(Computer-Human Interaction)
MMS( Man - Machine Studies)
是研究人、计算机以及它们间相互影响的技术 “关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算系统，是研究围绕 这些方面主要现象的学科” ——ACM SIGCHI,1992 狭义的讲，人机交互技术主要是研究人与计算机之间的信息交换，它 主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。
3、人机交互的重要性
1）它影响最终用户的使用、 计算机的推广、以至人们的工作 和生活，帮助人们进行通信。
2）人机界面是计算机系统的重要组成部 分，它的开发工作量极大（占系统的 40-60%），加上不同人群对界面的 要求不全相同，因而人机界面是计算机 研制中的一个最困难的部分。
3）人机交互技术是21世纪信息领域需要 解决的重大课题。 美国21世纪信息技术计划中的 基础研究内容为4项：软件，人机交互， 网络，高性能计算。
4）网络用户界面的出现
Internet将世界上各种数字信息无序地联系起来，成为 人们传递、交换信息的媒介和获取信息的宝库。人 们怎样才能从这信息的海洋中去浏览和获取所需的 信息？新的网络用户界面使这一目标成为可能。以 超文本标记语言HTML及超文本传输协议HTTP为 主要基础的网络浏览器是新的网络用户界面的代表， 由它形成的WWW万维网已经成为当今Internet的支 柱。从早期的Mosaic到Netscape公司的 Communicator再到微软的IE，目前已经出现了一大 批浏览器，它们与各种计算机窗口系统结合，形成 了网络用户不可缺少的人机界面。
穴式立体显示器（CAVE）、墙式大屏幕立体显示器、数据服装、
位置跟踪器、眼动跟踪器、触觉和力反馈装置、三维扫描设备、三 维鼠标、三维跟踪球、三维游戏杆、数据手套等。 虚拟现实中的交互是虚拟现实核心研究内容之一，但人机交互并 不是虚拟现实的全部，复杂场景的建模、绘制等技术，也是虚拟现 实非常重要的研究内容。虚拟现实为人机交互的研究提供了很好的 契机和媒介，但并不是唯一的媒介，手机、PDA、笔记本电脑等移
人机交互是指用户与计算机系统之间的通信，这里的“交互”定 义为一种通信，即信息交换，而且是一种双向的信息交换，可由 人向计算机输入信息，也可由计算机向使用者反馈信息。这种信 息交换的形式可以采用各种方式出现，如键盘上的击键、鼠标的 移动、显示屏幕上的符号或图形等，也可以用声音、姿势或身体 的动作等。 人机界面是指人类用户与计算机系统之间的通信媒体或手段，它 是人机双向信息交换的支持软件和硬件。这里“界面”定义为通 信的媒体或手段。
3）图形用户界面（GUI）阶段 4）网络用户界面的出现 5）多通道、多媒体的智能人机交互阶段
1）计算机发展的早期
世界上第一台数字计算机ENIAC在1943-1946 年由美国宾州大学摩尔学院开发，1946年用于计算 弹道方程的积分。当时计算机的程序采用联线的方 法在小接线板上相互连接，后来用穿孔卡片和穿孔 纸带，由专门的阅读器输入程序和数据。对计算机 的操作和调试，是通过计算机控制面板上的开关、 按键和指示灯来进行。当时人机界面的主要特点是 由设计者本人（或本部门同事）来使用计算机，他 们采用手工操作和依赖机器（二进制机器代码）的 方法去适应现在看来是十分笨拙的计算机。
多媒体技术
虚拟现实技术
人机交互技术
认知心理学
人机工程学
人机交互与其他相关学科的关系
1、认知心理学
认知心理学（Cognitive Psychology）研究人的高级心理过程，
主要是认识过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维和语言等，从
心理学的观点研究人机交互的原理。该领域研究包括如何通过视觉、 听觉等接受和理解来自周围环境的信息的感知过程，以及通过人脑 进行记忆、思维、推理、学习和解决问题等人的心理活动的认识过 程。认知心理学在人机界面设计方面具有非常重要作用，是人机交
动设备，也需要更方便、快捷、人性化的交互手段。
三、人机交互的发展历史及发展趋势
1、发展历史 作为计算机系统的一个重要组成部分，人机交 互一直伴随着计算机的发展而发展。人机交互的 发展过程，也是人适应计算机到计算机不断地适 应人的发展过程。它经历了几个阶段：
1）早期的手工作业阶段
2）作业控制语言及交互命令语言阶段
5）多通ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、多媒体的智能用户界面阶段
以虚拟现实为代表的计算机系统的拟人化和以掌上电脑为代表的计 算机的微型化和随身化，是当前计算机的两个重要的应用趋势。 目前以鼠标和键盘为代表的人机界面技术是影响它们发展的瓶 颈。利用人的多种感觉通道和动作通道（如语音、手写、表情、 姿势、视线等输入），以并行、非精确方式与计算机系统进行 交互，可以提高人机交互的自然性和高效性。以三维、沉浸感 的逼真输出为标志的虚拟现实技术是多媒体、多通道界面的重 要应用目标。它依赖于多种技术的进展，如模式识别、全息图 象、自然语言理解和新的传感技术等。目前，语音和手写输入 朝实用化的目标已经有很大进展。新的多通道、多媒体人机界 面对我们既是一个挑战，也是一个极好的机遇。
觉、味觉、嗅觉等感官在其中看、听、触、闻起来像真实的，以产
生身临其境的感觉的一种技术。虚拟现实技术有别于其他计算机应
用技术的三个鲜明特征：真实感、沉浸感和交互性。其中，自然和 谐的交互方式是虚拟现实技术的一个重要研究内容，其目的是使人 能以声音、动作、表情等自然方式与虚拟世界中的对象进行交互。
目前，人们除了致力于研究开发友好的用户界面，还发明了大 量的三维交互设备，如立体眼镜、WorkBench、头盔式显示器、洞
另一方面，多通道人机交互研究的兴起，将进一步提高计算机
的信息识别、理解能力，提高人机交互的效率和用户友好性，将人
机交互技术和用户界面设计引向更高境界。
4、虚拟现实技术
虚拟现实（Virtual Reality，VR）就是借助于计算机技术及硬
件设备，建立高度真实感的虚拟环境，使人们通过视觉、听觉、触
准 化 ， 以 及 系 统 控 制 的 要 求 。 软 件 人 机 工 程 学 （ Software
Ergonomics）研究软件和软件界面，侧重于运用和扩充软件工程 的理论和原理，对软件人机界面进行分析、描述、设计和评估等。 同认知心理学一样，人机工程学也是人机交互技术的重要理论 基础。
人机工程学示例
2）作业控制语言及交互命令语言阶段 50年代中期，通用程序设计语言的出现为计算机的广泛 应用提供了极为重要的工具，也改善了人与计算机的交 互。在人机界面上则出现了用于多任务批处理的作业控 制语言（JCL）。1963年由美国麻省理工学院成功地开 发了第一个分时系统CTSS，并采用多个终端和正文编 辑程序，它比以往的卡片或纸带输入更加方便和易于修 改。尤其是在出现交互显示终端后，广泛采用了“命令 行”作业语言，极大地方便了程序员。这一阶段的人机 界面特点是计算机的主要使用者---程序员可采用正文 和命令的方式和计算机打交道，虽然要记忆许多命令和 熟练地敲键盘，但已经可用较多的手段来调试程序，并 且了解计算机执行的情况。
人机交互技术的目标
HCI是未来的计算机科学。我们已经花费了 至少50年的时间来学习如何制造计算机以及 如何编写计算机程序。下一个新领域自然是 让计算机服务并适应于人类的需要，而不是 强迫人类去适应计算机。 ----Dan R. Olsen(CMU) 研制能听、能说、能理解人类语言的计算机 使计算机更易于使用，操作起来更愉快，从 而提高使用者的生产率