Människan-datorinteraktion ( HCI ) är en multidisciplinär vetenskaplig riktning som finns och utvecklas i syfte att förbättra metoderna för att utveckla, utvärdera och implementera interaktiva datorsystem avsedda för mänskligt bruk, samt att studera olika aspekter av denna användning [ 1] .
Human-Computer Interaction ( HCI ) är studien, planeringen och designen av interaktioner mellan människor ( användare ) och datorer . Det ses ofta som en samling av datavetenskap , beteendevetenskap , design och andra studieområden. Interaktion mellan användare och datorer sker på användargränssnittsnivå (eller helt enkelt gränssnitt), vilket inkluderar mjukvara och hårdvara ; till exempel bilder eller objekt som visas på bildskärmar , data som tas emot från användaren via hårdvaruinmatningsenheter ( som tangentbord och möss ) och andra användarinteraktioner med stora automatiserade system som ett flygplan och ett kraftverk.
Association for Computing Machinery anser att interaktion mellan människa och dator är "den disciplin som rör design, utvärdering och drift av interaktiva datorsystem för mänskligt bruk, och studiet av de processer som är involverade." En viktig aspekt av människa-dator-interaktion är att säkerställa användartillfredsställelse (se Användarnöjdhet).
På grund av att människa-dator-interaktion studeras både från den mänskliga sidan och från datorsidan, baseras den kunskap som erhållits under studiens gång både på den mänskliga faktorn och den datormässiga. På datorsidan är datorgrafikteknologier , operativsystem , programmeringsspråk och utvecklingsmiljöer viktiga. På den mänskliga sidan, kommunikationsteori , grafisk och industriell design , lingvistik , sociologi , kognitiv psykologi och mänskliga faktorer som användarnöjdhet. Teknik och design spelar också roll. På grund av den tvärvetenskapliga karaktären av interaktion mellan människa och dator bidrar människor med olika bakgrund till dess framgång. Interaktion mellan människa och dator kallas ibland för både människa-maskin-interaktion och dator-människa interaktion.
Ett viktigt kriterium är uppmärksamhet på interaktion mellan människa och dator, eftersom dåligt utformade gränssnitt kan orsaka många oförutsedda problem. Ett klassiskt exempel på detta är olyckan vid kärnkraftverket Three Mile Island , där en undersökning visade att gränssnittsdesignen var åtminstone delvis ansvarig för katastrofen. På liknande sätt har flygolyckor orsakats av tillverkarnas beslut att använda icke-standardiserade luftinstrument och/eller rorpositioner. Även om de nya designerna var tänkta att vara överlägsna när det gäller grundläggande människa-datorinteraktion, hade piloterna en "standard" layout och därmed ledde en konceptuellt bra idé inte till de önskade resultaten.
Huvuduppgiften för interaktion mellan människa och dator är att förbättra interaktionen mellan en person och en dator, vilket gör datorer mer bekväma ( användbarhet ) och mottagliga för användarnas behov. I synnerhet handlar människa-datorinteraktion om:
Det långsiktiga målet med människa-dator-interaktion är att utveckla ett system som kommer att sänka barriären mellan den mänskliga kognitiva modellen av vad de vill uppnå och datorns förståelse av de uppgifter som tilldelats den.
Interaktionsspecialister mellan människa och dator är vanligtvis utvecklare som är dedikerade till den praktiska tillämpningen av utvecklingstekniker på verkliga problem. Deras arbete kretsar ofta kring utvecklingen av grafiska gränssnitt och webbgränssnitt .
Forskare om interaktion mellan människa och dator är engagerade i att utveckla nya designtekniker, experimentera med nya hårdvaruenheter, prototyper av nya mjukvarusystem, utforska nya paradigm för interaktion och utveckla interaktionsteorier och -modeller.
I studiet av personal information manager (PIM) är människa-dator interaktion i en stor informationsmiljö - människor kan arbeta med olika former av information, varav en del är datorbaserad, många inte (till exempel whiteboards, anteckningsblock, klistermärken , klistermärken på magneter ), för att förstå och effektivt påverka de önskade förändringarna i din värld. Inom området datorstödd samverkantyngdpunkten ligger på användningen av datorsystem för att stödja samarbetet mellan en grupp människor. Teamwork management principer utökar omfattningen av datorstödd samverkan på organisationsnivå och kan implementeras utan användning av datorsystem.
Att skapa ett högkvalitativt gränssnitt mellan människa och dator, som kan kallas en anslutningspunkt mellan en person och en dator, är det ultimata målet med att studera människa-dator-interaktion.
Utbytet av information mellan en människa och en dator kan definieras som en interaktionsnod . Interaktionsnoden inkluderar flera aspekter:
Interaktion mellan människa och dator skiljer sig från mänskliga faktorer (med tanke på ergonomi och användbarhet ) genom att interaktion mellan människa och dator fokuserar mer på användare som arbetar med datorer snarare än med andra typer av teknik eller artefakter. Dessutom fokuserar människa-dator-interaktion på implementering av mjukvara och hårdvara för att stödja människa-dator-interaktion. Den mänskliga faktorn är alltså ett vidare begrepp; och människa-dator-interaktion kan karakteriseras som en mänsklig faktor – även om vissa experter försöker skilja dessa områden åt.
Dessutom skiljer sig människa-datorinteraktion från mänskliga faktorer i mindre betoning på uppgifter och procedurer, och mycket mindre betoning på fysisk ansträngning som härrör från designformen av gränssnittsenheter (som tangentbord och mus ).
Interaktion mellan människa och dator har utvecklats inom ramen för flerriktade vetenskapliga vektorer ( datorgrafik , ingenjörspsykologi , ergonomi , organisationsteori , kognitiv vetenskap , datavetenskap och många andra).
Början av den ergonomiska fasen av människa-datorinteraktion kan betraktas som avhandlingen av Ivan Sutherland (Sutherland, 1963), som bestämde utvecklingen av datorgrafik som vetenskap. Samtidigt behövde datorgrafik ergonomisk design för att effektivt kunna hantera komplexa modeller av CAD / CAM- system. Forskning inom detta område fortsatte i Symbios mellan människa och maskin ( Licklider , 1960), Augmentation of human intellect ( Engelbart , 1963) och Dynabook ( Kay och Goldberg , 1977). Som ett resultat av vetenskaplig forskning har dessa verktyg utvecklats utan vilka det är svårt att föreställa sig att arbeta med en dator idag: " mus ", element-för-element adresserbar (bitmapp) display , " fönster ", skrivbordsmetafor , peka-och -klicka på redaktörer.
Problemet med mänskliga operationer på en dator var också en naturlig fortsättning på de klassiska målen för ingenjörspsykologi, förutom att de nya problemen hade en betydande kognitiv, kommunikationsmässig och interaktiv karaktär, som inte tidigare beaktats inom ingenjörspsykologin, och bidrog därmed till framstegen. av ingenjörspsykologi inom detta område.
Ergonomiska studier har också betonat sambandet mellan arbetsförhållanden och stressframkallande fenomen, såsom: rutinarbete, sittställning, visuell uppfattning av visuella bilder på displayer och många andra som tidigare inte ansågs vara sammankopplade.
Till sist frågan: "hur passar användningen av datorteknik in i utformningen av produktionstekniken?" förde interaktion med datorer till nivån för effektiv arbetsorganisation och inkluderade det till och med i problemen med social förvaltning.
I Sovjetunionen började institutionaliseringen av denna vetenskapliga riktning 1958 med recensioner av amerikanska verk i tidskriften Questions of Psychology .
När du utvärderar det nuvarande användargränssnittet eller designar ett nytt gränssnitt, tänk på följande designprinciper:
Upprepa iterativ utveckling tills du skapar ett praktiskt, användarvänligt gränssnitt.
En mängd olika metoder som beskriver tekniker för interaktion mellan människa och dator började dyka upp under utvecklingen av området på 1980-talet. De flesta utvecklingsmetoder har utvecklats från en modell för interaktion mellan användare, utvecklare och tekniska system. Tidiga metoder behandlade till exempel användarnas kognitiva processer som förutsägbara och kvantifierbara, och uppmuntrade designers att överväga resultaten av kognitiv forskning inom områden som minne och uppmärksamhet när de designade användargränssnitt. Nuvarande modeller tenderar att betona pågående feedback och dialog mellan användare, utvecklare och ingenjörer, och anstränger sig för att säkerställa att tekniska system kretsar kring användarnas önskemål snarare än användarnas önskemål kring det färdiga systemet.
Displayen är avsedd för uppfattningen av systemvariabler och för att underlätta vidare bearbetning av denna information. Innan du designar en display måste de uppgifter som ska utföras av displayen (t.ex. navigering, kontroll, utbildning, underhållning) definieras. Användaren eller operatören ska kunna bearbeta all information som systemet genererar och visar, så informationen ska visas i enlighet med principer som säkerställer uppfattning och förståelse.
Christopher Wickens beskrev 13 principer för displaydesign i sin bok An Introduction to Human Factors Engineering .
Dessa principer för informationsuppfattning och bearbetning kan användas för att skapa en effektiv displaydesign. Att minska fel, minska tid, förbättra effektiviteten och öka användarnöjdheten är bland de många potentiella fördelar som kan uppnås genom att tillämpa dessa principer. Vissa principer kanske inte gäller för vissa visningar eller situationer.
Vissa principer kan tyckas motsäga varandra, och det finns inga bevis för att en princip är viktigare än en annan. Principerna kan anpassas till en specifik utveckling eller situation. En funktionell balans mellan principer är avgörande för en effektiv utveckling.
Principer för perception1. Gör displayen tydlig. Displayens läsbarhet är ett viktigt kriterium i displaydesign. Om symboler eller objekt inte visas tydligt kan användaren inte använda dem effektivt.
2. Undvik absolut strikta gränser. Be inte användaren att bestämma nivån på en variabel baserat på bara en sensorisk variabel (t.ex. färg, storlek, volym). Dessa sensoriska variabler kan innehålla många olika nivåer.
3. Bearbetning uppifrån och ned. Signaler uppfattas och tolkas i enlighet med de förväntningar som skapas utifrån användarens tidigare erfarenheter. Om signalen presenteras i motsats till användarens förväntningar kommer mer av dess presentation att krävas för att bevisa att signalen förstods korrekt.
4. Överdriven nytta. Om en signal presenteras mer än en gång är det mer sannolikt att den förstås korrekt. Det är möjligt att göra detta genom att presentera det i alternativa fysiska former (t.ex. färger, form, röst, etc.), eftersom redundans inte innebär upprepning. Ett trafikljus är ett perfekt exempel på redundans, så färg och position är överflödiga.
5. Likheter leder till förvirring. Använd olika element. Liknande signaler kommer att leda till förvirring. Förhållandet mellan liknande egenskaper och olika egenskaper är orsaken till likheten mellan signaler. Till exempel är A423B9 mer lik A423B8 än 92 till 93. Onödiga liknande funktioner bör tas bort och olika funktioner bör markeras.
Principer för den spekulativa modellen6. Principen om fin realism. Skärmen ska se ut som den variabel den representerar (till exempel indikeras en hög temperatur på en termometer av den högsta vertikala nivån). Om det finns flera komponenter kan de anpassas för att se ut som om de kommer att visas i miljön där de kommer att presenteras.
7. Principen för den rörliga delen. Rörliga element bör röra sig enligt schemat och i den riktning i vilken det sker i användarens mentala representation, när den rör sig i systemet. Till exempel bör ett rörligt element på en höjdmätare röra sig uppåt när det når höjd.
Principer baserade på uppmärksamhet8. Minimera tiden för tillgång till information. När användarens uppmärksamhet flyttas från en plats till en annan för att få tillgång till nödvändig information, förbrukas mycket tid och ansträngning. Utformningen av displayen bör minska dessa kostnader, så den ofta använda källan bör vara i närmaste position. Tydligheten bör dock inte gå förlorad.
9. Principen om kompatibilitet. Delad uppmärksamhet mellan två källor kan vara nödvändigt för att utföra samma uppgift. Dessa källor måste vara mentalt sammanlänkade och ha en mental närhet. Informationsåtkomsttiden bör vara kort och detta kan uppnås på olika sätt (t.ex. närhet, samma färg, mönster, former, etc.). Displayens närhet kan dock leda till förvirring.
10. Principen om ett stort antal resurser. Användaren kan lättare bearbeta information från olika resurser. Till exempel kan visuell och auditiv information presenteras samtidigt, snarare än att representera all visuell och all ljudinformation.
Minnesprinciper11. Byt ut minnet med visuell information: världskunskap. Användaren ska inte lagra viktig information uteslutande i arbetsminnet eller hämta den från långtidsminnet. En meny/lista kan hjälpa användaren att förenkla minnesanvändningen. Men användningen av minne kan ibland hjälpa användaren genom att eliminera behovet av att hänvisa till någon typ av kunskap i världen (till exempel skulle en datatekniker hellre använda direkta kommandon från minnet än att hänvisa till en manual). För en effektiv utveckling måste kunskap i användarens huvud och kunskap i världen balanseras.
12. Principen om prediktiv hjälp. Proaktiva åtgärder är i allmänhet mer effektiva än reaktiva åtgärder. Displayen ska utesluta resurskrävande kognitiva uppgifter och ersätta dem med enklare uppgifter för att minska användningen av användarens mentala resurser. Detta kommer att tillåta användaren att fokusera inte bara på den aktuella situationen, utan också att tänka på möjliga situationer i framtiden. Ett exempel på prediktiv assistans är en vägskylt som informerar om avståndet till destinationen.
13. Principen om kompatibilitet. Gamla funktioner hos andra displayer kan enkelt överföras till utvecklingen av nya displayer om deras design är kompatibla. Användarens långtidsminne kommer att triggas för att utföra relevanta åtgärder. Under utvecklingen måste detta faktum beaktas och kompatibilitet mellan olika skärmar måste beaktas.