浅谈我国人机界面的发展与研究

周苏玲

国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心

摘要：人机界面设计作为计算机科学以及认知心理学和人机工程学相结合的产物，其重要性与日俱增。那么人机界面是什么呢？它就是人与机器之间的通信介质或者方式，人机之间可以通过它进行信息交流。也可以说人机界面就是通过相关的硬件和软件进行对话的手段。以用户为中心在设计界面时以功能性界面为基础、以环境性界面为前提、以情感性界面为重心而构成的，它们之间形成有机和系统的联系。人机界面未来的发展也将朝着智能化、人性化、集成化和网络化的方向发展。

关键词：人机工程学；认知心理学；艺术设计；交叉学科；操作系统

1.前言

随着科技的发展，出现了许多新兴的学科，人机界面作为计算机科学和心理学、图形艺术、认知科学和人机工程学的交叉研究领域，是机器向用户提供的一个综合操作系统。说到这里，人们会自然会联想到我们每天用到的电脑，我们和它之间进行交流要通过操作系统，而它就是人机界面，确切地说，它应该是人机界面的一部分。因为人机界面除了电脑的操作系统，还有游戏的人机界面、软件人机界面、网页人机界面、移动界面设计和图标界面设计等。人机界面作为计算机科学和心理学、图形艺术、认知科学和人机工程学的交叉研究领域，是机器向用户提供的一个综合操作系统。

2.人机界面是个交叉性的研究领域

人机界面作为一个交叉性的研究领域，它是从认知心理学、人机工程学、艺术设计等这些传统的学科上不断发展起来的。人机界面设计主要包括三个方面：设计软件构件之间的接口；设计模块和其他非人的信息生产者和消费者的界面；设计人（如用户）和计算机间的界面。

首先是认知心理学。目前学术界通常说的认知心理学，是指信息加工心理学、它认为人的认知过程就是信息的接受、编码、贮存、交换、操作、检索、提取和使用的过程，并将这一过程归纳为四种系统模式：即感知系统、记忆系统、控制系统和反应系统。现代认知心理学的基本观点就是把人看成信息传递器和信息加工系统。人的大脑构成了存储器和处理器，人的眼、耳、发音器官、手、脚等组成了人信息系统的输入、输出设备。人通过感觉器官接受外界的输入信息，通过手、脚、发音器官、眼神等向外界输出相应结果。在人的信息处理系统中，人用其专业知识和技能、思考、判断、决策能力等来处理所遇到的问题。在人机界面设计中，人作为服务的主体，必须先了解人的特性，对用户有一个深入的认识。设计时通常用图像或动画将抽象的概念具体化；突出人机交互，启发用户的积极思维和参与，并激起用户的学习和创造欲望；合理运用再认与再忆，减少用户短期记忆的负担；使用用户语言，促进沟通。

其次是人机工程学。人机工程学是从人的体能和系统工程的角度出发来研究人机关系的学科。人机工程学是一门关于技术和人协调化的科学，让技术人性化的科学。人机工程学是以用户作为产品和环境设计的出发点，让技术的发展围绕着用户的需求展开。设计者根据用户的心理和生理的需要设计出满足用户要求的产品，并且这类产品的性能高、色彩协调、使用户更安全、更便捷、更舒适地使用产品，从而得到更高的工作效率。“设计必须适合人的各方面的因素，以便在操作上付出最小的代价而求得最高的效率”。人机工程学是研究人与机相互关系的合理方案，对人的信息接受、操纵控制、人机系统的设计及其布置等进行有效地研究，其目的在于获得最高效率，使操作者操作简便、准确、作业时感到安全和舒适。人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关科学知识，研究组成人机系统的机器和人的相互关系，以提高整个系统工效的新兴边缘学科。

人机工程学所研究的问题是人机之间的分工与配合；机器如何更适合于人的操作和使用；人机系统的工作环境对操作者的影响；人机之间的界面、信息传递以及控制器和显示器的设计；总的任务是在人-机-环境间实现最优配合。在设计时也同时要面向用户；从任务、信息的表达、界面的控制操作等方面与用户理解、熟悉的模式尽量保持一致。这样用户容易学习、记忆和使用。同时界面的信息内容应准确、简洁，并能给出强调的信息显示来引起用户的注意；屏幕显示和而已应美观、清楚合理，使用用户能快速查到有用的信息；合理安排信息在屏幕上显示的顺序；界面设计应结构化的、使用多窗口、合理选择文本和图形、使用彩色等。使用彩色可以美化人机界面外观，改善人的视觉印象，同时加快有用信息的寻找速度，并减少错误。人机工程学的发展目标就是人机系统中把人看作是系统中最重要的一部分。在设计时把人和机器作为一个整体来考虑，合理地、最优地分配人和机器的功能，从而保证系统在环境变动的情况下达到所要求的效果。比如你每天开着你的小汽车往返于上下班的路上，当你熟悉了你的车况后，你的车就变成了你身体的一部分，这样你在开车时就会得心应手，游刃有余。一旦路况有所变化，你能及时地做出正常、正确的反应。那么是什么让你能够驾轻就熟这个工具？那就是人机工程学的研究领域，是它让你的生活变得轻松愉快了。

再次是艺术设计。艺术和美是永远联系在一起的，人的任何活动都不同程度具有一定美的因素。设计作为人的创造性活动，其根本目的是满足人们物质生活和精神生活的需要，提高生活品质。艺术设计是设计者表现能力、文化水平、想象能力、感知能力等自身综合因素的体现。不同的艺术设计人员对于同一个设计对象，可能会有不同的作品出现。

人是艺术设计时要考虑的一个重要方面，设计时要考虑人的情感、人的要求等。物是设计时要考虑的另一个重要方面，设计的物体有很多，如一座山、一片草地、一只动物、一个产品等，它们带给人们有使用功能、娱乐功能、欣赏功能。任何一个作品的内容，一般都包含有超出作品中所包含的那些个别物体的表象。分析物也就分析了设计界面存在的多样性。

随着人机界面在计算机容量、网络技术、图形技术、多媒体技术以及新型输入输出设备方面的迅速发展，人机界面未来也将朝着智能化、人性化、集成化和网络化的方向发展。

（1）“以人为本”的人机界面设计思想。计算机按照机器的特性去行为，人按照自己的方式去思维和行为。要把人的思维和行为转换成机器可以接受的方式，把机器的行为方式转换成人可以接受的方式，计算机在人机界面上适应人的思维特性和行动特性。

（2）人机界面将越来越多地具有多模态高宽带的特点。更多的人的感觉表达模态将被用于和计算机的信息交流，甚至可以设想最重要的把人的神经的直接触发和作为交互的通道，为此现时输入输出设备之间的区别将变得越来越不明显。触膜屏是目前人机界面的主流产品。

（3）网络技术尤其是Internet的普及使今后的计算机用户具有更多的群体特点，从而对适应人的群体社会化组织和行为规律的群体用户界面将会有大的需求。

（4）交互的集成方法是将大量的使用语言、自然语言和高级图形，也可用其它交互媒体，如眼的动作和手势、姿态等，还可用三维图像生动地引导解释交互和任务。

3.总结

一个友好美观的界面会给人带来舒适的视觉享受，拉近人与电脑的距离，为商家创造卖点。界面设计不是单纯的美术绘画，他需要定位使用者、使用环境、使用方式并且为最终用户而设计，是纯粹的科学性的艺术设计。检验一个界面的标准既不是某个项目开发组领导的意见也不是项目成员投票的结果，而是最终用户的感受。所以界面设计要和用户研究紧密结合，是一个不断为最终用户设计满意视觉效果的过程。

参考文献

[1]城市电子自助服务设施的人性化设计与应用[D].麻东东.西安工程大学2013