[正版]人机交互技术(第2版) 余强 清华大学出版社 计算机科学与技术计算机系列教材

本书是为高等院校计算机科学与技术、软件工程、人工智能、大数据技术、信息管理等相关专业的“人机交互技术”或“人机界面设计”等课程编写的以实验和实践为主线开展教学的主教材。

全书通过一系列在网络环境下学习和实践的实验练习，把人机交互技术的概念、理论知识与技术融入实践中，加深读者对该课程的认识和理解。内容包括人机交互与用户体验，人机交互相关学科，人机交互界面，概念化交互，社会化交互，情感化交互，发现需求，交互设计过程，设计指南与原则，原型构建与敏捷设计，直接操纵与界面设计，命令、菜单与表格，用户文档与在线帮助，人机交互质量评估等，并安排了14个可供选择的实验与思考和1个课程学习与实验总结。

本书继承了第1版的跨学科特色，主要针对高校人工智能、交互设计、软件工程、数字媒体、信息系统与信息管理等专业的学生，也可作为该领域从业人员的有益参考读物。

余强,浙大城市学院教授，浙江安防职业技术学院教授。长期从事计算机技术相关专业教学工作，在国内多所知名高校专/兼职任教。主讲人工智能、大数据技术、软件工程等数十余门专业课程。

内容新颖，技术先进。阐述传统的桌面、多媒体和Web界面，还有大脑、手机、机器人、可穿戴设备、可共享设备、混合现实和多模态界面等。

结构合理，知识丰富。包括人机交互与用户体验，人机交互相关学科，人机交互界面，概念化交互，社会化交互，情感化交互，发现需求，交互设计过程，设计指南与原则，原型构建与敏捷设计，直接操纵与界面设计，命令、菜单与表格，用户文档与在线帮助，人机交互质量评估等。

理论先行，注重实际。结合了解和熟悉人机交互技术丰富知识的学习和实验，把概念、理论和技术知识融入在实践当中，使学生保持浓厚的学习热情，加深对人机交互技术知识的认识、理解和掌握。

第1章人机交互与用户体验1

导读案例: 苹果官方iPhone X人机界面指南1

1.1人机界面与人机交互3

1.1.1人机界面3

1.1.2人机交互4

1.1.3UX和UI的差异性5

1.2人机界面的发展6

1.2.1硬件人机界面6

1.2.2软件人机界面6

1.3交互设计7

1.3.1设计什么7

1.3.2交互设计的组成8

1.3.3交互设计的人员8

1.3.4了解用户9

1.3.5无障碍和包容性设计9

1.4最佳用户体验10

1.4.1有效性10

1.4.2可用性11

1.4.3感性12

1.4.4三位一体的体验12

1.4.5用户体验中的技术负债13

1.5人机交互与软件工程13

习题14

实验与思考: 人机交互的设计与用户体验15第2章人机交互相关学科18

导读案例: 德雷夫斯与人机工程学18

2.1与人机交互相关的领域20

2.1.1人文领域20

2.1.2技术相关领域20

2.1.3设计相关领域21

2.2认知心理学21

2.2.1感知21

2.2.2注意力25

2.2.3记忆26

2.2.4学习29

2.2.5阅读、说话和聆听29

2.2.6疲劳30

2.2.7人为失误31

2.3认知理论32

2.3.1心智模型32

2.3.2信息处理33

2.3.3分布式认知33

2.3.4外部认知34

2.3.5具身交互35

2.4人机工程学36

习题38

实验与思考: 熟悉人机交互的学科知识40第3章人机交互界面43

导读案例: 芯片植入猪脑，实时读取信息43

3.1界面的分类46

3.2实用性界面46

3.2.1命令行界面46

3.2.2图形用户界面47

3.2.3移动设备47

3.2.4触觉设备48

3.2.5可穿戴计算49

3.2.6智能界面50

3.3输入输出界面51

3.3.1键盘51

3.3.2指点设备51

3.3.3显示器52

3.3.4笔设备53

3.3.5触摸屏54

3.4功能性界面55

3.4.1多媒体界面55

3.4.2基于手势系统56

3.4.3语音界面57

3.4.4虚拟现实57

3.4.5增强现实58

3.4.6机器人和无人机59

3.4.7多模式界面59

3.4.8脑机交互60

3.5平台性界面60

3.5.1家用电器60

3.5.2可共享界面61

3.5.3实体用户界面61

3.5.4自然用户界面62

习题63

实验与思考: 交互界面的选择与设计64第4章概念化交互66

导读案例: 自动驾驶的十年变局66

4.1概念化交互69

4.1.1生成需要解决的问题70

4.1.2明确基本假设和声明70

4.2概念模型71

4.2.1模型定义71

4.2.2设计概念72

4.2.3界面隐喻72

4.3交互类型73

4.3.1指示74

4.3.2对话74

4.3.3操作75

4.3.4探索75

4.3.5响应76

4.4指导设计和研究76

4.4.1范例77

4.4.2愿景77

4.4.3理论79

4.4.4模型79

4.4.5框架79

习题80

实验与思考: 熟悉形成概念模型的方法81第5章社会化交互83

导读案例: 人机交互，赋予机械臂以触觉83

5.1社交85

5.2面对面对话87

5.3远程对话88

5.4共现90

5.4.1物理协调90

5.4.2感知91

5.4.3共享界面91

5.5社会参与93

习题94

实验与思考: 熟悉社会化交互与社交技术95第6章情感化交互96

导读案例: BMIoT: AIoT在人机交互智能上的璀璨明珠96

6.1情绪和用户体验98

6.1.1情感化交互概述99

6.1.2情绪影响驾驶行为100

6.1.3情绪轮盘101

6.1.4情绪与行为模型103

6.2情感化设计103

6.2.1情感化图标103

6.2.2令人厌烦的界面104

6.3情感计算技术105

6.4说服技术与行为改变106

6.4.1亚马逊的一键式机制106

6.4.2技术干预107

6.4.3欺骗性技术109

6.5拟人论109

习题110

实验与思考: 熟悉情感化交互设计112第7章发现需求114

导读案例: 马斯克想把你家变成“发电厂”114

7.1用户分析117

7.1.1用户是谁118

7.1.2用户需求是什么118

7.2需求分析119

7.2.1双菱形设计方法119

7.2.2捕获需求120

7.2.3避免误解121

7.3需求定义121

7.3.1用户故事121

7.3.2不同类型的需求122

7.3.3实用安全性124

7.4为需求收集数据125

7.4.1数据收集125

7.4.2使用探针与用户互动127

7.4.3情境调查127

7.5角色和场景129

7.5.1角色129

7.5.2场景130

7.5.3设计小说131

7.6捕获与用例的交互131

习题132

实验与思考: 熟悉需求类型，开发角色和场景134第8章交互设计过程137

导读案例: AI处理器XPU137

8.1设计的风格139

8.1.1工业革命139

8.1.2工艺美术运动140

8.1.3新艺术运动140

8.1.4德意志制造联盟与包豪斯141

8.1.5流线型设计142

8.1.6国际主义风格与现代设计143

8.1.7多元化浪潮与后现代主义设计144

8.2开发方法学145

8.3观察用户147

8.4交互设计中的活动148

8.4.1四项基本活动148

8.4.2简单生命周期模型149

8.4.3谷歌设计挑战150

8.4.4野外研究151

8.4.5生成备选设计方案151

8.4.6选择备选方案152

习题153

实验与思考: 熟悉设计管理和游戏界面设计155第9章设计指南与原则157

导读案例: 诺基亚推出基于区块链的数据市场157

9.1界面设计的4个支柱158

9.1.1用户界面需求159

9.1.2指南文档和过程159

9.1.3专家评审和可用性测试160

9.2参与式设计160

9.2.1参与用户的选择160

9.2.2以用户为中心的方法161

9.2.3场景开发162

9.3设计指南163

9.3.1界面导航163

9.3.2组织显示164

9.3.3引起用户注意165

9.3.4便于数据输入165

9.4设计原则166

9.4.1确定用户的技能水平166

9.4.2识别任务168

9.4.3选择交互风格168

9.4.4设计的5条原则169

9.4.5界面设计的8条黄金规则170

9.4.6确保人的控制172

习题172

实验与思考: 理解设计风格与原则174第10章原型构建与敏捷设计176

导读案例: 平行线可以相交176

10.1构建原型178

10.1.1什么是原型179

10.1.2低保真原型180

10.1.3高保真原型181

10.2概念设计182

10.2.1建立初始概念模型183

10.2.2扩展初始概念模型185

10.3具体设计186

10.4敏捷设计的概念186

10.4.1敏捷设计过程186

10.4.2敏捷建模的核心原则188

10.5敏捷用户体验189

10.5.1用户研究189

10.5.2精益用户体验190

10.5.3调整工作实践190

10.5.4文档最小化191

10.5.5快设计和慢设计191

习题192

实验与思考: 理解人机交互与交互设计的区别193第11章直接操纵与界面设计195

导读案例: 如果你想成为一名交互设计师195

11.1直接操纵和WIMP界面198

11.2直接操纵的应用200

11.2.1文字处理软件200

11.2.2电子表格软件201

11.2.3空间数据管理201

11.2.4计算机辅助设计202

11.2.5直接操纵的持续演进203

11.3直接操纵的设计203

11.3.1三个直接操纵原则204

11.3.2视觉思维与图标204

11.3.3直接操纵编程205

11.43D界面205

11.5远程操作208

习题209

实验与思考: 熟悉直接操纵界面210第12章命令、菜单与表格213

导读案例: 中国制造获2021设计界“奥斯卡”奖213

12.1命令与计算机语言217

12.1.1编程命令语言217

12.1.2计算技术中的自然语言218

12.2菜单设计218

12.2.1与任务相关的菜单组织219

12.2.2菜单界面的语义组织219

12.2.3菜单界面设计221

12.2.4菜单的设计原则221

12.3单菜单222

12.3.1下拉、弹出、工具栏菜单222

12.3.2长列表菜单224

12.3.3嵌入式菜单和链接226

12.4表格填充数据输入227

12.5声频和小显示器菜单228

12.5.1声频菜单228

12.5.2用于小显示器的菜单228

习题229

实验与思考: 熟悉网页设计230第13章用户文档与在线帮助233

导读案例: 奈飞设计团队分享Hawkins设计系统233

13.1文档的建立236

13.1.1在线与纸质文档236

13.1.2纸面与显示器阅读237

13.1.3文档内容的形成238

13.2文档的访问239

13.2.1在线帮助239

13.2.2与上下文相关的帮助240

13.2.3多媒体动画演示240

13.3文档开发过程240

13.4出错信息与处理241

13.4.1错误预防原则241

13.4.2错误恢复原则242

习题242

实验与思考: 软件产品开发文件编制指南244第14章人机交互质量评估250

导读案例: 黄金分割律250

14.1响应时间影响模型252

14.2评估因素252

14.2.1评估原因253

14.2.2评估内容253

14.2.3评估地点253

14.2.4评估时间254

14.3评估类型254

14.3.1涉及用户的受控环境254

14.3.2涉及用户的自然环境255

14.3.3不涉及用户的环境255

14.3.4评估研究案例256

14.4检查、分析和建模258

14.4.1将设计原则转换为启发式原则258

14.4.2A/B测试259

14.4.3预测模型: 菲茨定律260

14.5软件人机界面的评价261

14.6人机交互的法律问题263

习题264

实验与思考: 典型软件人机界面设计评价266

课程学习与实验总结269附录A部分作业参考答案274参考文献284