為使計算機的人機界面適應人的思維和行為特性，在進行人機界面設計時，需要依據(jù)用戶的認知特點，采用折中功能的設計方法，從而使設計出的人機界面能減少用戶的記憶負荷，減少用戶的學習操作時間，簡化操作方法。 ^)9/Wz _x
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一、引言 &$ |~",
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工業(yè)革命以后，人們的思想中產(chǎn)生了以前沒有的兩種價值觀念：效率和利潤，這兩種觀念深刻地滲透到了機器的基本的設計理念中。為了無限追求機器的效率，機器的功能就成為設計過程中考慮的核心問題。人們在設計中，首先確定下機器的功能，然后再根據(jù)剩下的選擇余地去補充機器的操作部分。這樣操作部分必然受到機器功能的限制，只能跟隨機器的功能。這就迫使操作者必須遵循機器的行為方式、運行速度、精度和強度。人成為機器的一個附件，完成機器無法實現(xiàn)的這些輸入功能和反饋控制功能。這種設計沒有考慮使機器適應人的生理特性。這種設計價值就是“以機器為本”的人機界面設計思想。 neu+h6#H
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20世紀50年代以后，為了數(shù)值計算的需要，人們開始研究設計計算機。當初計算機的設計基本延續(xù)了“以機器為本”的設計理念，有所不同的是計算機的設計是在當時對人腦研究的成果的基礎上進行的。1854 年，布爾發(fā)表了《思維規(guī)律的研究》，建立了布爾代數(shù)。他認為人腦思維是邏輯推理方式，并能用代數(shù)計算方法模擬人腦思維演繹過程。1943 年，美國人W.S.McCulloch和W.H.Pitts在《一種神經(jīng)活動固有的思想邏輯計算》中認為：從原理上可以用運算描述人腦神經(jīng)元的邏輯過程。 1956 年，他倆人又發(fā)表了《大腦的具體化》，用數(shù)字概念分析大腦皮層的功能和有關的神經(jīng)元之間的通信。這些理論當時對計算機的產(chǎn)生和發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。 d\ #yWY
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計算機作為一個機器產(chǎn)生以后。人們要使用它，就要適應這種機器的特殊的要求。然而計算機的結構復雜，變化層出不窮，這就導致用戶必須花費很長時間不斷地學習計算機的操作方法，而學習操作的主要目的就是將人的行為方式轉(zhuǎn)換成機器可以接受的方式。 `
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二、以人為本的人機界面設計思想 N-2#-poDe
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（一）設計思想 CCG 5:xS
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計算機按照機器的特性去行為，人按照自己的方式去思維和行為。要把人的思維和行為轉(zhuǎn)換成機器可以接受的方式，把機器的行為方式轉(zhuǎn)換成人可以接受的方式，這個轉(zhuǎn)換就是人機界面。使計算機在人機界面上適應人的思維特性和行動特性，這就是“以人為本”的人機界面設計思想。 /UunWZ u%
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20世紀80年代以后，人們根據(jù)人操作計算機時的知覺特性，開始研究什么樣的人機界面能減少用戶記憶負擔，能減少學習操作的時間，能簡化操作方法。從此以后，相繼出現(xiàn)了直接操作的圖形對象、鼠標和窗口等。 A]m*~Vj]
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（二）需要具備的知識 z+.G>0 M
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人機界面設計需要兩方面的知識：計算機技術知識和用戶心理學知識。對人機界面設計而言，計算機技術知識是后臺知識，用戶心理學是前臺知識。用戶心理學主要包括用戶的認知心理學和行為心理學。通過認知心理學中關于人腦力勞動的特性，如記憶、理解、語言交流等方面的研究，使所設計的計算機的人機界面能盡可能地減少人的認知負擔。通過行為心理學研究人的行為特性，將人、機器、環(huán)境看成一個行動系統(tǒng)。從人的行動特性去設計計算機的操作，使計算機的操作符合人的心理特性。 UhW{K I W
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然而，當前不論是計算機的技術知識，還是人機設計能力，還不能滿足這種人機界面設計的需要，還無法真正做到使計算機的行為適應人的行為方式。因此，在考慮人機界面設計時，大多采用了折中功能的設計方法，即盡可能在設計過程的開始就兼顧功能設計和操作界面設計兩方面。 K7 C
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三、在實際中的應用 7Z2D}O +
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（一）圖形和文字在人機交互界面中的應用 =T3{! \tH
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人們最常用的表達信息的方法有兩種：即文字和畫面。從認知特性看，文字是線形結構的。人們一般按照文字的順序逐字逐句地讀。圖片是同時呈現(xiàn)平面或三維的結構。 |rJN
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從人認知動機角度，可以把信息分為兩類：主題信息和情景信息。主題信息表達核心目的信息，它是動機關注的重點。情景信息描述環(huán)境狀態(tài)和條件，有助于理解事件發(fā)生的時間、空間和順序。一般用文字比較容易表達抽象的主題信息，如法律條文、思想、觀點等。用圖形比較容易直觀地同時表達事物的主題信息和整個與主題相關的場景。 oU1N>,
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從人認知的效果上看，人腦往往只記憶自己對一段文字或一幅圖形理解的含義，并不記憶文章和畫面的細節(jié)。這就意味著在設計人機界面時要考慮：在什么情況下用文字，在什么情況下用圖形。一般情況，在表示實物時用圖形，可以減少用戶記憶的負荷，這就是圖形用戶界面和圖標產(chǎn)生的深層原因之一。而在表示邏輯推理時，用文字表達的信息更準確，比圖形更符合人的認知特性。 CX/ [L)|Ru
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（二）圖標的設計過程 Ijiw`\ ;
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利用眼跟蹤儀，觀察人在屏幕上繪畫時，能夠發(fā)現(xiàn)人的視覺軌跡主要隨畫面上的主線條運動。以后在人腦回憶中流下的也主要是他對畫面理解的主要含義，即表達含義的主要線條，而不是畫面的細節(jié)。這就意味著設計的圖標并不需要復雜的畫面。因此在計算機圖標設計中，設計者就需要從用戶的許多生理特點出發(fā)進行思考、調(diào)查、設計。一般包括以下一些過程：首先，考慮用什么樣的圖標表示什么對象。按一般情況來說，圖標更適合表示具體事物，但對同一圖標所表達的內(nèi)容不同的人可能有不同的理解；其次，設計圖標時還要考慮到人便于對其進行操作。這就要求設計者要考慮圖標的大小，在屏幕上的布局等；再次，設計的圖標所表示的含義還需要與圖標的名稱能很好的結合起來，避免出現(xiàn)歧義；最后，所設計出的圖標還需要與周圍的背景相適應，這就要求設計者要考慮圖標的形狀、顏色等。這有助于人們對圖標的正確、快速識別。 9HR1m 3
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按這些思維模式和步驟，設計者設計出若干圖標，然后將這些圖標拿到不同類型的用戶中去調(diào)查。調(diào)查用戶對圖標含義的理解有無異義，調(diào)查什么外觀的圖標用戶容易識別，容易理解，還要調(diào)查用戶對什么樣的圖標的操作方便，產(chǎn)生的影響深刻等。設計者最后根據(jù)用戶的反饋意見，進一步對所設計的圖標進行修改。 e;=R8i
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盡管這些過程看起來很復雜，但始終是以人為本。其實道理很簡單，因為設計出的圖標最終是供用戶使用的。 S".| j $
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（三）超文本鏈接的設計思想 ww
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1945年，美國人Vannevar Bush在《與我們思維一致》中，按照人大腦生理學的觀點提出：人的記憶把各種相關的概念聯(lián)系在一起，其組織像一個語義網(wǎng)。他認為文字的書寫結構應當與人的認知思維方式相似。而書面文字只是一種線性表達方式，只能按照文字書寫的順序表達，不符合人的思維方式和大腦存儲知識的結構。人在閱讀時，大腦仍然在思維，可能聯(lián)想到其他有關的人與事，也可能在大腦里出現(xiàn)畫面和聲音，可能一下跳到很久以前。超文本鏈接的設計思想，就是模仿大腦存儲知識和概念聯(lián)系結構的特征的基礎上設計出來的�，F(xiàn)在WWW中超文本鏈接不僅可以連接文字，還可以連接圖像、聲音、動畫等多種媒體。由于它能很好地適應人的思維方式，因此使 Internet上Web資源的訪問量增加如此快。 < k(n%
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四、結束語 "n3n-Y#'
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不同用戶對不同的人機界面需求是不同的。本文論述了以人為本的人機界面設計思想、設計方法，給出了幾個設計實例。要實現(xiàn)人機界面以人為本，就需要在人機界面設計之前，充分調(diào)查研究特定用戶群體的思維特性和行為特性，建立起用戶模型，并在進行軟件的功能設計之前考慮設計人機界面。
