為使計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面適應(yīng)人的思維和行為特性，在進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計(jì)時(shí)，需要依據(jù)用戶的認(rèn)知特點(diǎn)，采用折中功能的設(shè)計(jì)方法，從而使設(shè)計(jì)出的人機(jī)界面能減少用戶的記憶負(fù)荷，減少用戶的學(xué)習(xí)操作時(shí)間，簡(jiǎn)化操作方法。 一、引言 工業(yè)革命以后，人們的思想中產(chǎn)生了以前沒(méi)有的兩種價(jià)值觀念：效率和利潤(rùn)，這兩種觀念深刻地滲透到了機(jī)器的基本的設(shè)計(jì)理念中。為了無(wú)限追求機(jī)器的效率，機(jī)器的功能就成為設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮的核心問(wèn)題。人們?cè)谠O(shè)計(jì)中，首先確定下機(jī)器的功能，然后再根據(jù)剩下的選擇余地去補(bǔ)充機(jī)器的操作部分。這樣操作部分必然受到機(jī)器功能的限制，只能跟隨機(jī)器的功能。這就迫使操作者必須遵循機(jī)器的行為方式、運(yùn)行速度、精度和強(qiáng)度。人成為機(jī)器的一個(gè)附件，完成機(jī)器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的這些輸入功能和反饋控制功能。這種設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮使機(jī)器適應(yīng)人的生理特性。這種設(shè)計(jì)價(jià)值就是“以機(jī)器為本”的人機(jī)界面設(shè)計(jì)思想。 20世紀(jì)50年代以后，為了數(shù)值計(jì)算的需要，人們開始研究設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)。當(dāng)初計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)基本延續(xù)了“以機(jī)器為本”的設(shè)計(jì)理念，有所不同的是計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)是在當(dāng)時(shí)對(duì)人腦研究的成果的基礎(chǔ)上進(jìn)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(rèn)為人腦思維是邏輯推理方式，并能用代數(shù)計(jì)算方法模擬人腦思維演繹過(guò)程。1943 年，美國(guó)人W.S.McCulloch和W.H.Pitts在《一種神經(jīng)活動(dòng)固有的思想邏輯計(jì)算》中認(rèn)為：從原理上可以用運(yùn)算描述人腦神經(jīng)元的邏輯過(guò)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(guān)的神經(jīng)元之間的通信。這些理論當(dāng)時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。 計(jì)算機(jī)作為一個(gè)機(jī)器產(chǎn)生以后。人們要使用它，就要適應(yīng)這種機(jī)器的特殊的要求。然而計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變化層出不窮，這就導(dǎo)致用戶必須花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間不斷地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的操作方法，而學(xué)習(xí)操作的主要目的就是將人的行為方式轉(zhuǎn)換成機(jī)器可以接受的方式。 二、以人為本的人機(jī)界面設(shè)計(jì)思想 （一）設(shè)計(jì)思想 計(jì)算機(jī)按照機(jī)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(jī)器可以接受的方式，把機(jī)器的行為方式轉(zhuǎn)換成人可以接受的方式，這個(gè)轉(zhuǎn)換就是人機(jī)界面。使計(jì)算機(jī)在人機(jī)界面上適應(yīng)人的思維特性和行動(dòng)特性，這就是“以人為本”的人機(jī)界面設(shè)計(jì)思想。 20世紀(jì)80年代以后，人們根據(jù)人操作計(jì)算機(jī)時(shí)的知覺(jué)特性，開始研究什么樣的人機(jī)界面能減少用戶記憶負(fù)擔(dān)，能減少學(xué)習(xí)操作的時(shí)間，能簡(jiǎn)化操作方法。從此以后，相繼出現(xiàn)了直接操作的圖形對(duì)象、鼠標(biāo)和窗口等。 （二）需要具備的知識(shí) 人機(jī)界面設(shè)計(jì)需要兩方面的知識(shí)：計(jì)算機(jī)技術(shù)知識(shí)和用戶心理學(xué)知識(shí)。對(duì)人機(jī)界面設(shè)計(jì)而言，計(jì)算機(jī)技術(shù)知識(shí)是后臺(tái)知識(shí)，用戶心理學(xué)是前臺(tái)知識(shí)。用戶心理學(xué)主要包括用戶的認(rèn)知心理學(xué)和行為心理學(xué)。通過(guò)認(rèn)知心理學(xué)中關(guān)于人腦力勞動(dòng)的特性，如記憶、理解、語(yǔ)言交流等方面的研究，使所設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面能盡可能地減少人的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。通過(guò)行為心理學(xué)研究人的行為特性，將人、機(jī)器、環(huán)境看成一個(gè)行動(dòng)系統(tǒng)。從人的行動(dòng)特性去設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的操作，使計(jì)算機(jī)的操作符合人的心理特性。 然而，當(dāng)前不論是計(jì)算機(jī)的技術(shù)知識(shí)，還是人機(jī)設(shè)計(jì)能力，還不能滿足這種人機(jī)界面設(shè)計(jì)的需要，還無(wú)法真正做到使計(jì)算機(jī)的行為適應(yīng)人的行為方式。因此，在考慮人機(jī)界面設(shè)計(jì)時(shí)，大多采用了折中功能的設(shè)計(jì)方法，即盡可能在設(shè)計(jì)過(guò)程的開始就兼顧功能設(shè)計(jì)和操作界面設(shè)計(jì)兩方面。 三、在實(shí)際中的應(yīng)用 （一）圖形和文字在人機(jī)交互界面中的應(yīng)用 人們最常用的表達(dá)信息的方法有兩種：即文字和畫面。從認(rèn)知特性看，文字是線形結(jié)構(gòu)的。人們一般按照文字的順序逐字逐句地讀。圖片是同時(shí)呈現(xiàn)平面或三維的結(jié)構(gòu)。 從人認(rèn)知?jiǎng)訖C(jī)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(dá)核心目的信息，它是動(dòng)機(jī)關(guān)注的重點(diǎn)。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(shí)間、空間和順序。一般用文字比較容易表達(dá)抽象的主題信息，如法律條文、思想、觀點(diǎn)等。用圖形比較容易直觀地同時(shí)表達(dá)事物的主題信息和整個(gè)與主題相關(guān)的場(chǎng)景。 從人認(rèn)知的效果上看，人腦往往只記憶自己對(duì)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(xì)節(jié)。這就意味著在設(shè)計(jì)人機(jī)界面時(shí)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(shí)物時(shí)用圖形，可以減少用戶記憶的負(fù)荷，這就是圖形用戶界面和圖標(biāo)產(chǎn)生的深層原因之一。而在表示邏輯推理時(shí)，用文字表達(dá)的信息更準(zhǔn)確，比圖形更符合人的認(rèn)知特性。 （二）圖標(biāo)的設(shè)計(jì)過(guò)程 利用眼跟蹤儀，觀察人在屏幕上繪畫時(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)人的視覺(jué)軌跡主要隨畫面上的主線條運(yùn)動(dòng)。以后在人腦回憶中流下的也主要是他對(duì)畫面理解的主要含義，即表達(dá)含義的主要線條，而不是畫面的細(xì)節(jié)。這就意味著設(shè)計(jì)的圖標(biāo)并不需要復(fù)雜的畫面。因此在計(jì)算機(jī)圖標(biāo)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者就需要從用戶的許多生理特點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行思考、調(diào)查、設(shè)計(jì)。一般包括以下一些過(guò)程：首先，考慮用什么樣的圖標(biāo)表示什么對(duì)象。按一般情況來(lái)說(shuō)，圖標(biāo)更適合表示具體事物，但對(duì)同一圖標(biāo)所表達(dá)的內(nèi)容不同的人可能有不同的理解；其次，設(shè)計(jì)圖標(biāo)時(shí)還要考慮到人便于對(duì)其進(jìn)行操作。這就要求設(shè)計(jì)者要考慮圖標(biāo)的大小，在屏幕上的布局等；再次，設(shè)計(jì)的圖標(biāo)所表示的含義還需要與圖標(biāo)的名稱能很好的結(jié)合起來(lái)，避免出現(xiàn)歧義；最后，所設(shè)計(jì)出的圖標(biāo)還需要與周圍的背景相適應(yīng)，這就要求設(shè)計(jì)者要考慮圖標(biāo)的形狀、顏色等。這有助于人們對(duì)圖標(biāo)的正確、快速識(shí)別。 按這些思維模式和步驟，設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出若干圖標(biāo)，然后將這些圖標(biāo)拿到不同類型的用戶中去調(diào)查。調(diào)查用戶對(duì)圖標(biāo)含義的理解有無(wú)異義，調(diào)查什么外觀的圖標(biāo)用戶容易識(shí)別，容易理解，還要調(diào)查用戶對(duì)什么樣的圖標(biāo)的操作方便，產(chǎn)生的影響深刻等。設(shè)計(jì)者最后根據(jù)用戶的反饋意見(jiàn)，進(jìn)一步對(duì)所設(shè)計(jì)的圖標(biāo)進(jìn)行修改。 盡管這些過(guò)程看起來(lái)很復(fù)雜，但始終是以人為本。其實(shí)道理很簡(jiǎn)單，因?yàn)樵O(shè)計(jì)出的圖標(biāo)最終是供用戶使用的。 （三）超文本鏈接的設(shè)計(jì)思想 1945年，美國(guó)人Vannevar Bush在《與我們思維一致》中，按照人大腦生理學(xué)的觀點(diǎn)提出：人的記憶把各種相關(guān)的概念聯(lián)系在一起，其組織像一個(gè)語(yǔ)義網(wǎng)。他認(rèn)為文字的書寫結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)與人的認(rèn)知思維方式相似。而書面文字只是一種線性表達(dá)方式，只能按照文字書寫的順序表達(dá)，不符合人的思維方式和大腦存儲(chǔ)知識(shí)的結(jié)構(gòu)。人在閱讀時(shí)，大腦仍然在思維，可能聯(lián)想到其他有關(guān)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(shè)計(jì)思想，就是模仿大腦存儲(chǔ)知識(shí)和概念聯(lián)系結(jié)構(gòu)的特征的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來(lái)的。現(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(dòng)畫等多種媒體。由于它能很好地適應(yīng)人的思維方式，因此使 Internet上Web資源的訪問(wèn)量增加如此快。 四、結(jié)束語(yǔ) 不同用戶對(duì)不同的人機(jī)界面需求是不同的。本文論述了以人為本的人機(jī)界面設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法，給出了幾個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例。要實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面以人為本，就需要在人機(jī)界面設(shè)計(jì)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(jìn)行軟件的功能設(shè)計(jì)之前考慮設(shè)計(jì)人機(jī)界面。