人机交互总结

人机交互的概念：

我们通常所说的人机交互是人机界面学的一个分支，它是指用户与计算机系统相互之间的通信。实现人与计算机之间通信的硬、软件系统即为交互系统。这里的“交互”即信息交换，包括计算机通过输出或显示设备给人提供信息，以及人通过输入设备向计算机输入有关信息。

美国二十一世纪信息技术计划中的基础研究内容定为四项，即软件、人机界面、网络、高性能计算。其中，人机建模研究在信息技术中被列为与软件技术和计算机技术等并列的六项国家关键技术之一，并被认为“对于计算机工业有着突出的重要性，对其他工业也很重要”。

人机界面学中面向人的知识和方法主要来自于人机工程学、心理学、哲学、生物学、医学等。

人机交互的发展历史：

• 命令语言交互阶段
• 图形化交互阶段（如Windows操作系统）

• 自然和谐的人机交互阶段（现状阶段）

人机交互设计的发展趋势：

• 集成化
• 网络化

• 智能化
• 标准化

网站结构：

• 逻辑结构
• 物理结构

• 注:对用户来说，Web网站的逻辑结构比物理结构更加重要!

导航分类：

• 材质类
• 拟物类

• 形态类
• 融合类

网页界面设计的原则：

• 内容与形式的统一
• 特色明确

• 统一整体的形象
• 减少浏览层次

• 了解浏览者的心理状态

软件界面开发与设计的原则：

• 一致性原则。
• 提供信息反馈。

• 合理利用空间，保持界面的简洁。
• 合理利用颜色、显示效果来实现内容与形式的统一。

• 使用图形和比喻。
• 对用户出错的宽容性和帮助功能。

• 使用快捷方式。
• 尽量减少对用户记忆的要求。

• 快速的系统响应和低的系统成本。

人机界面的交互方式：

• 问答式对话
• 菜单界面

• 填表界面
• 命令语言界面

• 自然语言界面
• 基于关键词的查询语言界面

• 基于内容的查询语言界面

菜单的类型：

• 单一菜单
• 线状序列菜单

• 树状结构菜单
• 循环网络菜单

• 非循环网络菜单

菜单结构设计的关键在于首先考虑按照用户任务来确定语义组织，即首先要确定任务菜单选项和结构，其次才是显示屏幕上选项的数目。菜单中的选项在功能上与按钮相当，一般具有命令、菜单和窗口项中的一种或几种。

菜单界面的式样：

• 下拉式菜单
• 图标菜单

• 条形菜单
• 弹出式菜单

• 鱼眼菜单

• • 鱼眼菜单，是最近出现的一种菜单形式，它既着眼与整体，又聚焦与具体，使整体和局部达到了比较完美的统一，适合用来浏览条目比较多的菜单。鱼眼菜单出现不久，到现在还没有看到有比较多的应用，但是未来应该会有比较大的应用，特别适合于以老年人为目标用户的软件：老年人普遍视力不好，鱼眼菜单可以起到很好的放大作用。

菜单界面的设计原则：

• 根据系统功能的合理分类，将选项进行分组和排序，并力求简短，前后一致。
• 合理组织菜单界面的结构与层次。（菜单的宽度和深度）

• 为每幅菜单设置一个简明、有意义的标题。
• 合理命名各菜单项的名称。

• 菜单项的安排应有利于提高菜单选取速度。
• 保持各级菜单显示格式和操作方式的一致性。

• 为菜单项提供多于一种的选择途径，以及为菜单选择提供捷径。
• 应该对菜单选择和点取设定反馈标记。

• 设计良好的联机帮助。

分配菜单界面的宽度和深度，使菜单层次结构和系统功能层次结构相一致。实践证明，广而浅的菜单树优于窄而深的菜单树。 菜单项的安排应有利于提高菜单选取速度。可以依据使用频度、数字顺序、字母顺序、功能逻辑顺序等原则来组织安排菜单项顺序。

帮助与出错界面设计

• 现代的计算机系统被用来完成许多高级、复杂的任务，必然导致计算机系统自身的复杂性增加。一个好的交互系统不可能要求用户不犯错误，但应该具有较强的处理各种错误的能力。除了在软件设计时注意各种容错设计机制、稳定性以及各种诊断措施以外，在计算机用户界面上应提供避免用户操作错误的提示及对各种错误信息的帮助、分析。
• 帮助系统的设计原则：

• • 可用性
  • 精确性和完整性

• • 一致性
  • 灵活性

• • 鲁棒性
  • 不唐突性

• 出错处理系统的设计

• • 比纠正错误更好的是预防错误。因此，出错处理原则可分为两类：错误预防原则和错误恢复原则
  • 错误预防原则：

• • • 尽量避免相似的命令名、动作序列等，以免用户产生混淆。
    • 建立一致性的原则和模式，有利于减少学习和错误。

• • • 提供上下文和状态信息，使用户易于理解当前状态，避免因盲目操作而发生错误。
    • 减少用户的记忆负担。

• • • 降低对人从事活动的技能要求。例如在键盘操作中，减少Shift，Ctrl等复合键的使用。
    • 使用大屏幕和清楚可视的反馈，使在计算机图形接口中可准确地进行定位和选择，这样做有利于寻找和识别小的目标。

• • • 减少键盘输入。这样出错机会也越少。

• • 错误恢复原则：

• • • 提供恢复 (undo) 功能。好的系统设计应能进行多次回溯恢复。
    • 在程序运行中提供撤消 (Cancel) 功能。运行中，有些操作要很长时间才能完成，应允许用户在他们认为不必继续执行下去时随时撤消，而不必等到命令执行完后再恢复。

• • • 对重要的、有破坏性的命令提供确认措施，以避免招致破坏性操作。

常用网页布局：

• “同”字形结构布局
• “国”字形结构布局

• 左右对称布局
• 自由式布局

常用的英文字体：

• Times New Roman字体:最适合于正文文本
• Arial字体:建议在小尺寸文本和非常大的文本中使用

不同内容的网页要求使用不同的设计形式，例如:

• 政府机构的网页形式应简洁、庄重;
• 教育单位的网页应明快、大方;

• 商业类网页可鲜艳夺目、丰富多彩;
• 文化艺术类网页应讲求格调与品位。

声音的量纲：

• 声音的振动是一种正弦波，声音的变化必须确定三件事：频率（变化的速度）、幅度（产生的压力）、相位（何时开始）。
• 声音的量纲分为声音的物理量纲和心理量纲。

听觉特性：

• 等响曲线描述的是响度与频率和强度的关系。
• 各种声音可以互相掩蔽，也就是说一种声音的出现可能使得另一种声音难于听清。由于声音的掩蔽效果，可以欺骗人的听觉。例如，本来是多种频率的声音的复合，但听众以为是另一种声音。

• 从声音的波形来看，声音的起点和方向也要反映声音的特性，这就是声音的相位。当两个声音相同相位完全相反时，它们将相互抵消；当两个声音相同而且相位也相同时，声音就会得到加强。相位的确定对于多声道声音系统的设计非常重要，其可以应用在回声的消除、会议系统的声音设计上。

人类说话声音频率范围：300Hz--3kHz

声音信号的类型 ：

• 模拟信号(自然界、物理)
• 数字信号(计算机)

声音数字化的两个步骤：

• 采样

• • 采样频率与声音的质量关系最为紧密。采样频率越高，声音质量越接近原始声音，所需的存储量便越多。标准的采样频率有三个：44.1KHz，22.05kHz，和11.025kHz。
  • 采样位数：一般的采样位数为8位或16位，即把声音采集为256等份或65536等分。量化位数越高音质越好，但数据量也大 。

• • 声道数：立体声（双声道），立体声更能反映人的听觉感受。立体声比单声道的表现力丰富，但数据量翻倍。
  • 数据量= (采样频率×每点采样位数×声道数)/8 (字节/秒)

• • 例： 数字激光唱盘（CD-DA，红皮书标准）的标准采样频率为44.1kHz，量化位数为16位，立体声（这就是所谓的CD音质），可以几乎无失真地播出频率高达22kHz的声音，这也是人耳所能听到的最高声音频率。1分钟CD-DA音乐所需要的存储量为多少？

• • • (44.1*1000*16*2*60)/8=10584000 B

• 量化

数字音频的文件格式：

• wav是Microsoft /IBM共同开发的PC波形文件。因未经压缩，文件数据量很大。 特点：声音层次丰富，还原音质好 缺点：文件太大，不适合长时间记录。
• MP3文件 MP3(MPEG Audio layer 3)是一种按MPEG标准的音频压缩技术制作的音频文件。 特点：高压缩比(11:1)，优美音质

• WMA( Windows Media Audio)是Windows Media格式中的一个子集(音频格式)。 特点：压缩到MP3一半
• MID文件 MIDI(乐器数字接口)是由一组声音或乐器符号的集合。 特点：数据量很小，缺乏重现自然音，适合做背景音乐

音频信号的特点：

• 音频信号是时间依赖的连续媒体。具有很强的连续性和时变性；
• 计算机模拟自然声音时，理想的合成声音应是立体声。

• 语音信号的处理

信噪比越高,声音听起来就越清晰

• 音频信号的频率范围大约是多少？

• • 可听声波：20hz-20khz

• 话音信号频率范围大约是多少？

• • 300hz-3khz

• 什么是模拟信号？数字信号？

• • 模拟信号：在时间和幅度上都是连续的信号
  • 数字信号：时间和幅度都用离散的数字表示的信号

• 采样、量化、线性量化、非线性量化

• • 采样是每隔一段时间读一次声音信号的幅度。
  • 量化是把采样得到的声音信号幅度转换为数字值。

• • 线性量化：如果对信号幅度的划分是等间隔的，就称为线性量化
  • 非线性量化：基本思想是，对输入信号量化时，大的输入信号采用大的量化间隔，小的输入信号采用小的量化间隔。

• 采样频率根据什么原则来确定？

• • 采样频率与声音的质量关系最为紧密。采样频率越高，声音质量越接近原始声音，所需的存储量便越多。标准的采样频率有三个：44.1KHz，22.05kHz，和11.025kHz。
  • 奈奎斯特理论 ( Nyquist theory)：采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样就能把以数字表达的声音还原成原来的声音，这叫做无损数字化(lossless digitization) fs≥2fmax 电话话音的信号频率约为3.4 kHz，采样频率选为8 kHz。

• 选择采样频率为22.05kHz和样本精度为16位的录音参数。在不采用压缩技术的情况下，计算录制2分钟的立体声需要多少MB的存储空间？

（22.05*1000*16*2*120）/8

计算机音乐：

• 乐音的3个要素：音高、音色、音量
• 计算机音乐系统由音源、演奏控制器、MIDI 接口几部分组成。

• MIDI ( Musical Instrument Digital Interface) 即乐器数字接口，是音乐与计算机结合的产物。
• MIDI接口规范由两部分组成： (1)硬件规范 (2)软件规范

• 目前常用的合成器有调频音乐合成器(FM)和波形表合成器(Wavetable)两种类型。
• 音序器是MIDI音乐创作的核心控制部件，用于纪录、编辑和播放MIDI文件

• CD抓轨：是多媒体术语，是抓取CD音轨并转换成MP3、WAV等音频格式的过程。
• 音频编码基础：

• • 无损压缩：霍夫曼编码、算术编码、行程编码
  • 有损压缩：波形编码、参数编码、混合编码

• 多媒体音频技术的应用：

• • 音乐合成
  • 语音识别

• • 语音合成
  • 真实感声音模拟

• • 基于内容的检索
  • 口语翻译

• • 具体应用：

• • • 视频图像的配音、配乐
    • 可视电话、远程会议系统

• • • 声音欺骗系统
    • 现代“芝麻开门”系统

• • • 真实感声音模拟
    • 电子读物的有声输出

• • • 用电话听电子邮件，股票信息
    • 智能房间中的音频、虚拟现实中的声音模拟

语音识别的基本原理：

语音识别系统的分类：

• • 根据词汇量大小
  • 根据对说话人依赖程度

• • 根据对说话人说话方式
  • 声纹识别系统（说话人识别）

语音识别软件：IBM ViaVoice 8.0中文语音识别系统

英特尔公司的可视音频语音识别软件(AVSR)

正确答案是：D

原因：

音频文件大小(单位Byte)=(量化单位数×采样频率×声道数×持续时间)/8

=(16×22050×2×120)/8

=10584000B

=10584000/(1024^2)MB

=10.09368896484375

≈10.09MB

所以答案选D.

先进的交互设备：

• 头盔
• 数据手套

• 3D扫描仪
• 数据衣

• VR眼镜

作品分析题：

• 排版布局
• 色彩

• 导航设计
• 视错觉

从以上四个方面进行分析

色彩搭配原理：

• 三基色原理

• • 三基色光的等量混合构成无色光，称为白光，即:红色+绿色+蓝色=白色
  • 我们称青色、品红和黄色分别为红、绿、蓝三色的补色。

• 色相、明度、纯度搭配

• • 色相--色彩的相貌
  • 明度--色彩的明暗度

• • 纯度--色彩的饱和度
  • 对比色:

• • • 红一绿
    • 橙一蓝

• • • 黄一紫

• • 暖色调：温暖、热烈、华美、感性
  • 冷色调：冰冷、平静、科技、理性

• • 高明度：明亮、柔和、单薄、娇嫩
  • 中明度：鲜艳、饱满、醒目、华丽

• • 低明度：深沉、稳重、浑厚、朴实
  • 高纯度：饱和、充实、鲜艳

• • 中纯度：温和、圆润、成熟
  • 低纯度：朴素、浑浊、陈旧

• • 识别度高的配色：

• • • 视觉对比烈强
    • 明度强反差(黑/白)

• • • 高纯度配色

• • 识别度低的配色：

• • • 弱对比
    • 明度近似

• • • 纯度近

• • 使配色协调的技巧:

• • • 同一色相调整明度
    • 同一色相调整纯度

• • • 邻近色搭配

• • Tips:

• • • 同一画面中表现同等重要的内容时，配色应采用同等明度和度
    • 使用对比色表现不同的类别

• • • 界面中大块配色不超过3种

• 面积对比：

• • 在色彩的面积对比关系中，如果两种色块同样大小，那么这两种色块之间的对比强烈;如果大小变得不一样时，小的一种色块就会成为大的色块的补充，其实人一般不会注意到小块的色彩，而只会感觉到大的色块的存在。
  • 色彩的大小对比会令色彩有一种生动效果，试在一大片绿色中加入一小点红色，就会注意到红色在绿色的衬托下很抢眼，这就是色彩的大小对比效果的影响，在大面积的色彩陪衬下，小面积的纯色会特别突出，但是如果用较淡的色彩，则会让人感觉不到这种色彩的存在，例如在黄色中加入淡灰色，根本不会注意到淡灰色。

色彩感觉：

• 1)红色是一种激奋的色彩，代表热情、奔放、喜悦、庆典，有刺激效果，能使人产生冲动，充满愤怒、热情、活力。
• 2)绿色介于冷暖两种色彩的中间，代表植物、生命、生机，有和睦、宁静、健康、安全的感觉，它和金黄、淡白搭配，可以产生优雅、舒适的气氛。

• 3)橙色也是一-种激奋的色彩，具有轻快、欢欣、热烈、温馨、时尚的果。
• 4)黄色代表高贵、富有，具有快乐、希望、智慧和轻快的个性，明度最高。

• 5)蓝色代表天空、清爽，是最具凉爽、清新、专业的色彩。它和白色混合，象征着淡雅、浪漫的气氛(像天空的色彩)。
• 6)棕色代表土地。

• 7)白色代表纯洁、简单，具有洁白、明快、纯真、清洁的感受。
• 8)黑色代表严肃、夜晚、沉着，具有深沉、神秘、寂静、悲哀、压抑。

• 9)灰色代表阴暗、消极，具有中庸、平凡、温和、谦让、中立和高雅。
• 10)紫色表征高贵、奢华、优雅、神秘、阴险、阴暗、悲哀等。

有些色彩给人的感觉是双重的，比如黑色有时给人沉默、空虚的感觉，但有时也表示庄严、肃穆。白色同样有时给人无尽的希望，但有时也给人一

种恐惧和悲哀的感受。每种色彩在纯度，透明度上略微变化，就会产生不同的感觉。

软件界面的色彩搭配要点:

• 1) 在一帧屏幕上的色彩种类数目，在非真实感图形显示时，应加以限制，一般少于7种。因为人们在观察屏幕时很难同时分辨多种色彩。
• 2)同一画面中大块配色不超过3种。

• 3)根据对象的重要性来选择颜色，对于重要的对象应选取醒目的颜色。
• 4)一个系统中各种颜色设计应该一致。例如错误信息用红色表示时，都应前后一致用红色表示，黄色表示警告，绿色表示运行正常。

• 5)在色彩的选取上尽可能符合人们的习惯用法。例如，在财务上红色表示赤字；化工上红色代表热，绿色表示冷；地图上蓝色表示水，黄色代表沙漠，绿色代表平原。
• 6)背景色一般选用饱和度低的浅色，如灰色或带有网格点的浅色。蓝色对人眼不敏感，对于大面积的区域或背景来说比较合适；但蓝色不宜用在小区域、细的线段或文字上。

• 7)根据色彩心理，设计应用环境(冷色、暖色)。
• 8)使用强对比色突出表现不同类别，便于区分对象。

• 9)如无特殊用途，一般应尽量避免强烈颜色对比的组合，如:蓝/黄，红/绿，红/蓝，绿/蓝。它们的组合使用会在边界上产生颤抖或余象效应，影响视觉效果。

页面布局-点击区域：

• 在设计任何可点击的部件时，应该首先考忠设计区域是否易于让用户点击，因此在设计规范里,任何可点击的部件，大小都不应小于44pt*44pt。

认知心理学：

• 视觉：视觉是人与周围世界发生联系的最重要的感觉通道。外界80％的信息都是通过视觉获得的，因而视觉显示器也是人机系统中用得最多的人机界面之一。目前针对视觉模式识别过程的理论，主要有格式塔、模板匹配、原型匹配、特征分析等。视错觉。
• 听觉：人类从外界获得的信息有近15％是通过耳朵得到的。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。

记忆和学习：

• 在人机界面设计中，要尽量减少必须学习的信息总量，当学习无法避免时，应该用记忆线索来帮助回忆。我们用规则和分类来处理世界上的复杂事物，界面设计人员应该在设计中利用结构性来支持这一过程，这是人机交互的基本原理之一。

人的特性：

• 人的易出错性

• • 人为失误和出错是人的一个弱点。人易出错的原因，一方面是人具有功能和行动上的自由度，他可以对各种情况进行分析、判断并采取随机应变的措施，判断错误以及动作失误都会导致产生错误。人为出错的另一原因是工作时注意力不集中、开小差、训练不足及素质较差等。在人机工程学中，人的失误被定义为：“人未发挥自己本身所具备的功能而产生的失误，它可能降低人机系统的功能。”
  • 人机系统未完成分配的功能可有以下几种情况：1) 信号太弱；2) 人没有执行人机系统中分配给他的功能；3) 人由于识别错误而错误地执行了分配给他的功能；4) 按错误的顺序或时间执行了分配给他的功能；5) 执行了未分配给他的功能。

• 注意

• • 一般来说，人们把注意看作是系统的过滤器和瓶颈。注意的重要功能在于滤掉不重要的输入，选取重要的输入作为进一步的加工，使人能够稳定地集中于所要加工的信息。人的信息通道容量是有限的，系统不能对其所有的输入都进行加工，这就是注意发生的所在点。有实验证明，在1/10秒时间内，成人一般能注意到8个左右的黑色圆点或4 ~ 6个没有联系的外文字母。另外，通常我们很难同时完成两个或两个以上的心理任务，
  • 对于监视作业的效能，可以通过下列措施获得一定程度的改进：1) 信号频率适当增加；2) 信号强度增加；3) 被试获知自己的作业成绩；4) 信号的可分辨率增强：5) 间隔休息等。

• 疲劳

• • 这是由于长时间地执行监控任务、连续的心理活动或执行十分困难的任务时，精神高度集中所引起的。
  • 疲劳会导致心理机能的紊乱，主要反映在：1) 注意的失调：即注意容易分散、怠慢、少动；或者正相反，产生杂乱无章、好动、游移不定。2) 感觉方面的失调：参与活动的感觉器官的功能紊乱。如长时间读书，会感到眼前的文字模糊。又如，手的工作时间过长，会导致触觉和运动知觉敏感性的减弱。3) 动觉方面的紊乱：动作节律失调，动作滞缓或者忙乱，动作不准确、不协调，动作自动化程度降低。4) 记忆和思维故障：忘记与工作有关的操作规程，而对与工作无关的东西则熟记不忘，理解能力降低，头脑不够清醒。5) 意志衰退：人的决心、耐性和自我控制能力减退，缺乏坚持不懈的精神。

• • 可见，疲劳将使人的工作能力下降。所以人机界面设计要保证：1) 尽量避免长时间执行单调的任务。2) 在执行长时间的连续任务期间有适当的休息间隔，使用户的心理疲劳得以恢复。但是，任务的复杂性并不一定导致疲劳的增加。例如复杂的游戏。3) 疲劳还可能是因为感觉因素而引起的。强刺激，如强光、艳丽的色彩、强噪音等都能引起感官的超负荷，从而产生疲劳，所以人机界面设计应避免太多强刺激。

软件心理学：

• 软件的设计、开发、管理的核心是人，因而在软件开发过程中，对人的决策、认知心理的分析、改进是十分重要的。

人机交互发展的最高阶段：虚拟现实

视觉显示界面：视觉显示界面可以分为数量型、性状型、再显型、警报与信号等几种。

• 数量型显示界面。

• • 提供变量或过程的量化信息，具有明确的显示单位，如温度值、压力值等。数量型显示界面可采用指针移动式、刻度标尺移动式、直读式等。

• 性状型显示界面。

• • 用来显示变量的状态或性质，如正常状态、危险状态等。一般采用指针移动式显示装置。性状型显示界面与数量型显示界面可以组合设计，称为检查型显示界面。

• 再现型显示界面。

• • 可采用完全重现或是符号和图形方法，例如游戏中的飞行姿势。再现型显示界面既要形象真实又要认读简化准确，其优点是观察情形时不需要或者只需要很少解释。

• 警报与信号显示界面。

• • 按照功能划分，警报与信号显示界面主要用于指示运行状态和引起注意等。一般有两类：一类是提供监控者注意或指示监控者应执行什么操作；另一类是向监控者报告执行系统的运行状态或异常情况等。警报与信号显示界面的设计必须分析，例如何时发出警报？多少个警报？(一般只采用一个) 闪动或静止？(闪光报警一般只用于危险情况) 警报位置？(操作者的30o视线范围内) 颜色？(一般采用红色)

• 在界面布局设计中，确定显示和控制空间关系的基本原则是：

• • 重要性原则。显示与控制的功能可按其对实现系统目标的重要性而划分等级。重要性原则是指把最重要的控制与显示布局在操作者视野和控制区的最佳位置上。
  • 操作频率原则。是指操作越频繁的显示和控制，应布局在操作者的最佳视野和最佳控制区。

• • 功能分组原则。是指将功能相关的显示与控制构成若干“功能组”，然后分区布局。例如，温度指示器与温度调节器可分成一个组，布置在一个区域内。
  • 操作次序原则。如果显示和控制在操作程序上有次序，则可以顺其次序进行布局设计。

人机工程学：

• 人机系统及其界面设计完整的人机系统包括人、机、人机之间的界面以及人机系统所处的环境。人机界面负责人机子系统之间的信息传递，而环境是人机系统运行的外界条件。在进行人机界面设计时，不应单纯设计显示与控制，还必须站在系统的高度上，整体考虑人-机-环境系统，进行系统设计。（人最重要）
• 一般来说，以下工作可由机子系统来完成：

• • 枯燥、单调、笨重的作业。
  • 危险性大的作业或会影响人体健康的作业。

• • 高级运算，快速操作。
  • 可靠性、高精度的和程序固定的作业。

• 而以下工作则由人来完成：

• • 程序设计。
  • 意外事件处理。

• • 变化频繁的作业。
  • 探索性工作或需要作出决策的工作。

• 人机系统设计要求和应考虑的问题

• • 人机系统设计应该能满足以下要求：
  • 人和机都能发挥各自的作用并协调一致地工作，达到预定目的，完成预定任务。

• • 系统提供接受输入和完成输出的功能，并具备调节功能。系统设计应考虑环境因素影响，例如工作场地布局的照明、温度、湿度、噪声等。
  • 机系统应充分适应人的特性，让人能容易学习、操作、使用系统，充分发挥系统效能。

• 在构造人机系统时，除了特别简单的以外，在设计时应着重考虑以下7个问题。

• • 为了满足系统设计目标必须提供什么输入和输出？
  • 为产生系统输出需要什么操作？

• • 人机之间的功能如何分工？
  • 人要完成操作需要什么样的训练和技能？

• • 构成的人机系统提供哪些材料帮助人接受训练和获得技能？
  • 需要系统完成的任务能否与人的能力相容？要避免人在过负荷或欠负荷状态下的操作。

• • 人要完成作业需要什么样的设备接口？这是考虑人的因素的最重要问题。需要有最佳的显示设备和操作设备，以及操作规程和信息诊断能力。
  • 人机子系统工作能否协调？是相互帮助还是相互妨碍？例如人-计算机系统中，计算机的操作比人要快得多，因此，机子系统要等待人做出决定和完成操作。

• 人机系统设计步骤

• • 一般采用系统工程学的方法来进行人机系统的设计。设计步骤可概述为：

• • • 需求分析阶段。设计人机系统的第一步是明确目标，即用户是“谁”，人机系统于应具备的功能、条件，包括可用条件、制约条件及环境条件等。
    • 调查研究。包括预测和确定目标，对同类系统的调查研究。

• • • 系统分析规划阶段。在明确系统目的和条件的基础上，分析和划分系统的功能，并按人和机两者进行分配。要充分发挥人、机各自的特长和能力，同时也要避免人、机的限制因素。对人的限制因素有正确度界限、体力界限、行动速度界限、知觉能力界限等。对机具的限制因素有机械性能维护能力界限、机械正确动作界限、机械智能及判断能力界限及费用界限等。
    • 系统设计阶段。这个阶段完成具体的设计，设计中要考虑人文因素，要保证人与机具的一致性，并制定人机系统操作步骤、方法及制定人员培训计划。

• • • 测试阶段。对构成系统进行试运行，并评价系统的安全性、可靠性、舒适性等指标。如果为用户认可则可提交生产。
    • 人机系统生产制造及提交使用。

• 界面设计

• • 人机界面是人机之间传送信息的媒介，包括三部分：机上显示器与人的信息通道的界面。显示器能提供易于为人识别、理解的信息，该信息能反映机内工作状态，而且又对人安全、可靠、无害。
  • 机上操作器与人的运动器官的界面。使操作器能易于控制、操作，人所进行的操作或提供的信息要易于为操作器所识别，且灵敏、可靠。

• • 人机系统与环境之间的界面。正确设计显示器和操作器的布局，有利于人的操作和使用。人机界面匹配得好，可使人机之间传递交换信息畅通无阻，使人能迅速、正确识别并获取机内信息，人作出的操作能容易准确地发送给机具。可见，机内的显示器和操作器是作为人机交互的媒介设备。当然，人机界面除硬件设备外，还应该包括操作规程、维护手册等。

• 人机工程的应用领域十分广泛，几乎涉及人类工作和生活的各个方面。例如：

• • 人体工作行为解剖学和人体测量；工作事故，健康与安全。
  • 认知工效学和复杂任务；环境人机工程。

• • 计算机人机工程；显示与控制布局设计；人机界面设计与评价。
  • 专家论证；多工作环境；人的可靠性。

• • 工业设计应用。
  • 管理与人机工程。

• • 办公室人机工程与设计；医学人机工程。
  • 系统分析；产品设计与顾客；军队人机工程。

• • 人机工程战略；社会技术系统；暴力评估与动机。
  • 可用性评估与测试；可用性审核；可用性评估；可用性培训；试验与验证；仿真与试验；仿真研究；仿真与原型。