人机交互作业习题

第一次

1. 什么是人机交互技术？

答：人机交互技术是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题及提示请示等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。

2. 简单介绍人机交互技术的发展历史和现状。

答：人机交互（HCI）是1980年代初期出现的研究和实践领域，最初是计算机科学领域的一个专业领域认知科学和人为因素工程。人机交互（HCI）迅速稳定地发展了三十年，现在，人机交互在相当大的程度上集合了以人为中心的信息学的半自主研究和实践领域。然而，HCI中对科学和实践的不同概念和方法的不断综合，产生了一个戏剧性的例子，说明了如何将不同的认识论和范式调和并整合到一个充满活力且富有成果的知识工程中。

3. 简要说明人机交互技术与其他相关学科的关系

答：人机交互主要是两大学科，即计算机科学和认知心理学相结合的产物，同时还涉及人机工程学、哲学、生物学、医学、语言学、社会学、设计艺术学等，属于跨学科、综合性的科学。

4. 人机交互研究内容有哪些？

答：人机交互主要研究人机交互界面的表示模型与设计方法，具体涉及到可用性分析与评估、多通道交互技术、认知与智能用户界面、群件、Web设计和移动界面设计。

5. 找一个你认为比较炫酷的人机交互应用示例。

答：智能家居，现在许多的新房里安置家电都不再使用老式家电，而是引入最新的智能家电，例如智能空调，智能电视，智能冰箱等等，我们不用再去动手，而只要坐在沙发上动动嘴说就能使用这些家电，比如打开空调，让它调到多少度，打开电视，让它播放什么。人机交互现在已经广泛的应用到我们的生活当中。

第二次

1、人机交互过程中人们经常利用的感知有哪几种？每种感知有什么特点？

答：视觉感知、听觉感知、触觉感知三种。

视觉感知特点:一方面，眼睛和视觉系统的物理特性决定了人类无法看到某些事物;另一方面，视觉系统进行解释处理信息时可对不完全信息发挥一定的想象力。进行人机交互设计需要清楚这两个阶段及其影响，了解人类真正能够看到的信息。

听觉感知特点:听觉感知传递的信息仅次于视觉，可人们一般都低估了这些信息。人的听觉可以感知大量的信息，但被视觉关注掩盖了许多。听觉所涉及的问题和视觉一样，即接受刺激，把它的特性转化为神经兴奋，并对信息进行加工，然后传递到大脑。人类听觉系统对声音的解释可帮助设计人机交互界面中的语音界面。

触觉感知特点:触觉在交互中的作用是不可低估的，尤其对有能力缺陷的人，如盲人，是至关重要的触觉的感知机理与视觉和听觉的最大不同在于它的非局部性。比如：温度感受器-冷热、伤害感受器-疼痛、机械刺激感受器-压力

实验表明，人的手指的触觉敏感度是前臂的触觉敏感度的10倍。对人身体各部位触觉敏感程度的了解有助于基于触觉的交互设备的设计。

2、列举几种不同感官在交互体验中的应用。

答：视觉：谷歌眼镜上的眼动识别技术，触觉：智能手机上的多点触控技术

3、人的知觉特性有哪些？

答：选择性，整体性，理解性，恒常性。

4、人的认知过程分为哪几类？影响认知过程的因素有哪些？

答：

认知过程：

1.感知和识别

2.注意

3.记忆

4.问题解决

5.语音处理

影响认知的因素：1.情感 2.个体差异3.动机和兴趣

5、什么是概念模型和分布式认知模型？举例说明分布式认知在计算机应用系统设计过程中的指导作用。

答：

概念模型：指的是一种用户能够理解的系统描述，他是用一组集成的构思和概念，描述系统做什么，如何运作、外观如何等。

分布式认知模型：指的是将认知主体和环境看做一体的认知理论。分布式认知活动是对内部和外部表象的信息交工过程。一个分布式认知系统可被看做包含多个主体、多种工具和多样技术，协调内外表象，且有助于提供一种动态信息加工的系统

第三次

按照个人的理解，从软件功能、界面等设计角度来举例分析如何体现人机工程程学的理念，即如何提升易用性和用户体验?

答：

软件功能角度：要尽可能的为使用者带来便利，比如在汽车电子领域，驾驶员在驾驶过程中不方便接听和拨打电话，尤其在高速或高架上又不能随意停车，这时候我们的车载终端设备就起到了作用，我们要能够提供语音识别功能，只要驾驶员动动嘴就能接听和拨打电话，安全性和用户体验都大大提升，还有针对我们老年群体，不会打字，现在许多的智能语音设备都为老年人带来了便利，比如小度，老年人只要说出自己要干什么，比如看什么电视，听什么音乐，或者打电话给谁，小度都能识别出来。甚至现在有些智能语音设备还支持方言识别，为一些不会说普通话的老人提供了很大的帮助。

界面设计角度：人机交互的初衷还是为人们带来便利，提高人们的办事效率。所以界面设计应该要简洁明了，而不是一味去追求酷炫。

第四次

一、

答：VR、AR、MR并称3R技术，分别对应虚拟现实（Virtual Reality）增强现实（Augmented Reality）和混合现实（Mixed Reality），三者息息相关，既有区别也有联系。

VR：VR是利用计算设备模拟产生一个三维的虚拟世界，提供用户关于视觉、听觉等感官的模拟，有十足的沉浸感与临场感，让使用者如同身临其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物，在这个虚拟空间内，和使用者形成交互的是虚拟世界的东西。现有的VR技术一般是VR头显连接PC端，主要计算量是在PC端完成，VR设备只提供显示和动态捕捉等功能。

AR：增强现实，字面上的意思就是用虚拟的东西把现实增强。一般会利用光线投影技术把虚拟信息投影叠加在现实环境，其在裸眼所看见的现实环境的基础上，增加虚拟信息显示，从而达到增强现实。

MR：MR混合现实包括增强现实和增强虚拟，指的是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境。在新的可视化环境里物理和数字对象共存，并实时互动。

优缺点比较如下图：

二、

答：新兴的谷歌眼镜综合了语音指令识别、眼动识别和触控技术，仅仅通过一个眼镜便可以上网、看视频、获取定位等功能。

第五次

一、描述交互图形用户界面中的基本元素，说明符合图形用户界面设计中的哪些原则。

答：

基本元素：窗口、菜单、工具栏、按键、文本输入框、标签和图片等。

窗口：图形界面中最基本的元素

菜单、工具栏、按键、文本输入框：提供给用户接口，提高用户适用性

标签、图片：美观造型，同时提高用户可理解性。

符合原则：

1、造型美观：例如创建分组、屏幕元素和组对齐、提供三维表示方法和有效且简单地使用颜色和图形等。

2、清晰：界面应该提供清晰的视觉、概念和语言。

3、兼容性：例如兼容用户、任务工作和产品等。

4、可理解性：一个系统应该是容易理解和学习的，能让用户知道怎么看、怎么办等。

5、可配置性：一个系统应该是容易理解和学习的。

6、一致性：系统的外观、行为和操作应该保持一致性。

7、可控制性：交互必须由用户控制。

8、直接性：提供直接的方法来完成任务。

9、透明度：让用户专注于任务或作业，而不用关心接口的问题。

10、权衡：最终设计应该是权衡各种设计冲突后，基于一系列的平衡设计。

第六次

一、请列出你所熟悉的软件系统（例MicrosoftOffice)中涉及到的交互技术，若有本章中没有提及的交互技术，则对其进行进一步分析。

答：目标几乎所有的应用软件都用到了图形用户界面，因此基本上都有WIMP界面用于交互，即窗口(Windows)、图标(Icons)、菜单(Menus)、指点设备(Pointing Device)四位一体，形成桌面(Desktop)。Microsoft Office中的许多系列软件都用到了交互技术，比如Word中就用到了定位、定值、选择、拖动等功能。Apple系列的一些产品，比如iPhone等，主要有多点触摸等交互技术。通过屏幕的多点触摸功能获得人手指的位置，然后转化为其他交互技术，如选择、拖动等功能。

二、简述PhotoShop中的二维图形交互技术。

答：有定位、定值、选择、笔划等基本功能，除此之外还有一些辅助交互功能，比如几何约束、引力场、拖动、橡皮筋等功能。

三、针对某一三维交互软件，简述其中的三维图形交互技术。

答：Maya或3ds max中的三维图形交互技术：直接操作（Direct Manipulation）、三维 Widgets、三视图输入。

四、测试一下Windows XP自带的语音识别程序，看其识别率能达到多少。

答：缓慢大声朗读测试结果约为90%以上、正常语速测试约为70%、快读连读测试结果约为50%。

五、在Windows XP操作系统下，使用Microsoft Word，可以通过移动鼠标使用手写体输入文字。测试一下识别率

答：一笔一划书写规范，识别率能达到100%，连笔或笔画紧凑识别率为0。

第七次

1、设计一个“在图书馆借阅图书”任务的GOMS模型。要求:结合任务设计的背景知识，熟练运用GOMS原理，从GOMS的四个方面完成任务模型的创建。

答：图书馆借阅图书的任务

用户执行所要得到的最终结果就是 borrow books

用户要完成借阅图书这个任务，必须执行的基木动作press enter-key，input the data,click-mouse

用户如何完成目标的过程。图书馆借阅书籍的最高日标是 borrow books,分为两个子标有借阅者和借阅者要借书; while borrowers的方法是完成request reader ID和 check reader lID同时激活了reader ID invalid这个日标，继而激活Book request然后进一步分解，直到全部成为操作序列

选择规则是用户要遵守的判定规则，以确定特定的环境下所使用的方法。这里的借阅图书没有相应的规则，根据用户的操作随机选择相应的方法

2、对上题中的GOMS模型中的原子目标，创建UAN模型，从而进一步了解UAN模型的在行为模型中的地位和作用。结合LOTOS算符，用G-U-L进一步完善任务的描述。

答：UAN模型

任务：borrow books

用户行为

界面反馈

界面状态

Mouse_down(x,y)

Click_button(button)

Then show book(bookid)

Borrow(bookid)

If intersect(button, x, y)

Button=selected

If intersect(bookid)

LOTOS图

G-U-L描述

Task图书管理系统

GOAL：图书管理

  [>:

  GOAL:运行

     |||：

     *GOAL：借书

         ACTION：自动搜索图书

         >>:

         GOAL:用户借阅

            >>:

            OPRATOR:输入借阅图书编号

            OPRATOR:借阅图书

   GOAL：退出

3、用GOMS模型给出一个拼图游戏的任务描述，要求用户能从给定的几种图形随机产生的需要拼接的图案，用状态转换图进行描述。

答：

Task:jigsaw

GOAL:jigsaw

   GOAL:Select-graph-Task repeat until jigsaw task is finished

      GOAL:SELECT-GRAPH

         Select:USE-click-METHED

                 Select a graph from the graphs

      GOAL:CHECK-JIGSAW

         Check if the selected graph is fit

         If the graph is not fit, SELECT-NEXT-GRAPH

      GOAL:JIGSAW

         Patch up the selected graph

         SELECT-NEXT-GRAPH

4、设计一个“用户使用自动取款机”、“图案编辑”任务的LOTOS模型，并转换为状态转换网络。

答：用户使用自动取款机

图案编辑：