什么是人機界面

人機界面是指人和機器在信息交換和功能上接觸或互相影響的領(lǐng)域或稱界面所說人機結(jié)合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機器的硬接觸和軟觸，此結(jié)合面不僅包括點線面的直接接觸，還包括遠距離的信息傳遞與控制的作用空間。人機結(jié)合面是人機系統(tǒng)中的中心一環(huán)節(jié)，主要由安全工程學(xué)的分支學(xué)科安全人機工程學(xué)去研究和提出解決的依據(jù)，并過安全工程設(shè)備工程學(xué)，安全管理工程學(xué)以及安全系統(tǒng)工程學(xué)去研究具體的解決方法手段措施安全人機學(xué)。它實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機信息交流的領(lǐng)域都存在著人機界面。大量運用在工業(yè)與商業(yè)上，簡單的區(qū)分為“輸入”（Input）與“輸出”（Output）兩種，輸入指的是由人來進行機械或設(shè)備的操作，如把手、開關(guān)、門、指令（命令）的下達或保養(yǎng)維護等，而輸出指的是由機械或設(shè)備發(fā)出來的通知，如故障、警告、操作說明提示等，好的人機接口會幫助使用者更簡單、更正確、更迅速的操作機械，也能使機械發(fā)揮最大的效能并延長使用壽命，而市面上所指的人機接口則多界狹義的指在軟件人性化的操作接口上。

人機界面的設(shè)計原則

1、以用戶為中心的基本設(shè)計原則

在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，設(shè)計人員要抓住用戶的特征，發(fā)現(xiàn)用戶的需求。在系統(tǒng)整個開發(fā)過程中要不斷征求用戶的意見，向用戶咨詢。系統(tǒng)的設(shè)計決策要結(jié)合用戶的工作和應(yīng)用環(huán)境，必須理解用戶對系統(tǒng)的要求。最好的方法就是讓真實的用戶參與開發(fā)，這樣開發(fā)人員就能正確地了解用戶的需求和目標，系統(tǒng)就會更加成功。

2、順序原則

即按照處理事件順序、訪問查看順序（如由整體到單項，由大到小，由上層到下層等）與控制工藝流程等設(shè)計監(jiān)控管理和人機對話主界面及其二級界面。

3、功能原則

即按照對象應(yīng)用環(huán)境及場合具體使用功能要求，各種子系統(tǒng)控制類型、不同管理對象的同一界面并行處理要求和多項對話交互的同時性要求等，設(shè)計分功能區(qū)分多級菜單、分層提示信息和多項對話欄并舉的窗口等的人機交互界面，從而使用戶易于分辨和掌握交互界面的使用規(guī)律和特點，提高其友好性和易操作性。

4、一致性原則

包括色彩的一致，操作區(qū)域一致，文字的一致。即一方面界面顏色、形狀、字體與國家、國際或行業(yè)通用標準相一致。另一方面界面顏色、形狀、字體自成一體，不同設(shè)備及其相同設(shè)計狀態(tài)的顏色應(yīng)保持一致。界面細節(jié)美工設(shè)計的一致性使運行人員看界面時感到舒適，從而不分散他的注意力。對于新運行人員，或緊急情況下處理問題的運行人員來說，一致性還能減少他們的操作失誤。

5、頻率原則

即按照管理對象的對話交互頻率高低設(shè)計人機界面的層次順序和對話窗口萊單的顯示位置等，提高監(jiān)控和訪問對話頻率。

6、重要性原則

即按照管理對象在控制系統(tǒng)中的重要性和全局性水平，設(shè)計人機界面的主次菜單和對話窗口的位置和突顯性，從而有助于管理人員把握好控制系統(tǒng)的主次，實施好控制決策的順序，實現(xiàn)最優(yōu)調(diào)度和管理。

7、面向?qū)ο笤瓌t

即按照操作人員的身份特征和工作性質(zhì)，設(shè)計與之相適應(yīng)和友好的人機界面。根據(jù)其工作需要，宜以彈出式窗口顯示提示、引導(dǎo)和幫助信息，從而提高用戶的交互水平和效率。

人機交互界面，無論是面向現(xiàn)場控制器還是面向上位監(jiān)控管理，兩者是有密切內(nèi)在聯(lián)系的，他們監(jiān)控和管理的現(xiàn)場設(shè)各對象是相同的，因此許多現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)在他們之間是共享和相互傳遞的。人機界面的標準化設(shè)計應(yīng)是未來的發(fā)展方向，因為它確實體現(xiàn)了易憧、簡單、實用的基木原則，充分表達了以人為本的設(shè)計理念。各種工控組態(tài)軟件和編程工具為制作精美的人機交互界面提供了強大的支持手段，系統(tǒng)越大越復(fù)雜越能體現(xiàn)其優(yōu)越性。

人機界面的設(shè)計過程

1、創(chuàng)建系統(tǒng)功能的外部模型設(shè)計模型主要是考慮軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、總體結(jié)構(gòu)和過程性描述，界面設(shè)計一般只作為附屬品，只有對用戶的情況（包括年齡、性別、心理情況、文化程度、個性、種族背景等）有所了解，才能設(shè)計出有效的用戶界面；根據(jù)終端用戶對未來系統(tǒng)的假想（簡稱系統(tǒng)假想）設(shè)計用戶模型，最終使之與系統(tǒng)實現(xiàn)后得到的系統(tǒng)映象（系統(tǒng)的外部特征）相吻合，用戶才能對系統(tǒng)感到滿意并能有效的使用它；建立用戶模型時要充分考慮系統(tǒng)假想給出的信息，系統(tǒng)映象必須準確地反映系統(tǒng)的語法和語義信息?？傊?，只有了解用戶、了解任務(wù)才能設(shè)計出好的人機界面。

2、確定為完成此系統(tǒng)功能人和計算機應(yīng)分別完成的任務(wù)

任務(wù)分析有兩種途徑。一種是從實際出發(fā)，通過對原有處于手工或半手工狀態(tài)下的應(yīng)用系統(tǒng)的剖析，將其映射為在人機界面上執(zhí)行的一組類似的任務(wù)；另一種是通過研究系統(tǒng)的需求規(guī)格說明，導(dǎo)出一組與用戶模型和系統(tǒng)假想相協(xié)調(diào)的用戶任務(wù)。

逐步求精和面向?qū)ο蠓治龅燃夹g(shù)同樣適用于任務(wù)分析。逐步求精技術(shù)可把任務(wù)不斷劃分為子任務(wù)，直至對每個任務(wù)的要求都十分清楚；而采用面向?qū)ο蠓治黾夹g(shù)可識別出與應(yīng)用有關(guān)的所有客觀的對象以及與對象關(guān)聯(lián)的動作。

3、考慮界面設(shè)計中的典型問題

設(shè)計任何一個機界面，一般必須考慮系統(tǒng)響應(yīng)時間、用戶求助機制、錯誤信息處理和命令方式四個方面。系統(tǒng)響應(yīng)時間過長是交互式系統(tǒng)中用戶抱怨最多的問題，除了響應(yīng)時間的絕對長短外，用戶對不同命令在響應(yīng)時間上的差別亦很在意，若過于懸殊用戶將難以接受；用戶求助機制宜采用集成式，避免疊加式系統(tǒng)導(dǎo)致用戶求助某項指南而不得不瀏覽大量無關(guān)信息；錯誤和警告信息必須選用用戶明了、含義準確的術(shù)語描述，同時還應(yīng)盡可能提供一些有關(guān)錯誤恢復(fù)的建議。此外，顯示出錯信息時，若再輔以聽覺（鈴聲）、視覺（專用顏色）刺激，則效果更佳；命令方式最好是菜單與鍵盤命令并存，供用戶選用。

4、借助CASE工具構(gòu)造界面原型，并真正實現(xiàn)設(shè)計模型軟件模型一旦確定，即可構(gòu)造一個軟件原形，此時僅有用戶界面部分，此原形交用戶評審，根據(jù)反饋意見修改后再交給用戶評審，直至與用戶模型和系統(tǒng)假想一致為止。一般可借助于用戶界面工具箱（Userinterfacetoolkits）或用戶界面開發(fā)系統(tǒng)（Userinterfacedevelopmentsystems）提供的現(xiàn)成的模塊或?qū)ο髣?chuàng)建各種界面基本成分的工作。

5、在人機界面分析設(shè)計中所要考慮的人文因素主要包括以下內(nèi)容：

1）人機匹配性：用戶是人，計算機系統(tǒng)作為人完成任務(wù)的工具，應(yīng)該使計算機和人組成的人機系統(tǒng)很好地匹配工作；如果有矛盾，應(yīng)該讓計算機去適應(yīng)人，而不是人去適應(yīng)計算機；

2）人的固有技能：作為計算機用戶的人具有許多固有的技能。對這些能力的分析和綜合，有助于對用戶所能勝任的，處理人機界面的復(fù)雜程度，以及用戶能從界面獲得多少知識和幫助，以及所化費的時間做出估計或判斷；

3）人的固有弱點：人具有遺忘、易出錯、注意力不集中、情緒不穩(wěn)定等固有弱點。設(shè)計良好的人機界面應(yīng)盡可能減少用戶操作使用時的記憶量，應(yīng)力求避免可能發(fā)生的錯誤；

4）用戶的知識經(jīng)驗和受教育程度：使用計算機用戶的受教育程度，決定了他對計算機系統(tǒng)的知識經(jīng)驗；

5）用戶對系統(tǒng)的期望和態(tài)度。

人機界面設(shè)計案例分析

一、家電（冰箱）Haier/海爾BCD-231WDBB

場所：冰箱是家用廚房內(nèi)最為常見的家電產(chǎn)品之一。在公共空間比如餐廳，酒店也都有配備。

作用：冰箱使食物或其他物品保持冷態(tài)，具有儲藏，冷凍的功能。

人機界面分析：

1、把手：

①位置：把手設(shè)計符合大眾身高結(jié)構(gòu)，一般根據(jù)實際冰箱高度設(shè)計，比如此冰箱總高1722mm，三門設(shè)計，把手分別在550mm左右、950mm左右、1300mm左右。

②形狀：此冰箱把手屬于隱藏式把手設(shè)計，使機器整體統(tǒng)一美觀。把手形狀呈長方形凹槽，適用于大多數(shù)家庭成員的高度差異。③功能：此把手設(shè)計即運用手部動作，通過抓、拉來實施對冰箱門的控制。外觀大方，開門方便，不積灰塵，容易清理。

2、存儲空間：

①位置：此冰箱為三門設(shè)計，區(qū)分兩個不同的存儲空間，分別是冷藏室和冷凍室。上門與下門等比例分布，中門5°C---18°C全溫區(qū)變溫。

②形狀：三個存儲空間均為長方形，中間有長方形隔板分割，階梯式分割方式，適用于不同食材的存放。冷凍室采用抽屜設(shè)計，極大拓展了冷凍空間，抽屜裝飾有仿金屬材質(zhì)亮銀色飾條，質(zhì)感強，堅固耐用。

③功能：冷藏室主要儲存新鮮的食物或是烹飪過的食物，海鮮肉類在放入冷藏室24小時低溫排毒后放入冷凍室保存。冷凍室一般保存海鮮肉類等需要保存較長時間不使用的食物。

3、顯示部分、按鈕：

①位置：顯示部分、按鈕一般在人眼可以看見，手可以觸及的范圍內(nèi)。此冰箱在面板中間高約1650mm的位置。

②形狀：此冰箱顯示按鈕部分為豎立的長方形，與整體機器相統(tǒng)一，整體感強。從上到下分為四個區(qū)域，用黑色實線區(qū)分，分別是溫區(qū)選擇、溫度調(diào)節(jié)、功能選擇和設(shè)定。上面三個區(qū)域為LED燈的液晶顯示，設(shè)定按鈕呈圓形，觸摸式按鈕，反應(yīng)靈敏好操作。

③功能：此冰箱顯示按鈕部分采用電腦控溫，冷藏冷凍的溫度可通過設(shè)定按鈕進行分開調(diào)節(jié)，并有記憶報警功能。溫區(qū)選擇顯示三個白色正方形燈光上下分布，溫度調(diào)節(jié)顯示白色攝氏溫度，功能選擇顯示智能、假日、省電圖形加文字三個功能。

二、日常用品（MP3）iPodClassic

場所：適用于居家、戶外的音樂播放設(shè)備，適用人群廣泛，普及面廣。

作用：音樂播放。

人機界面分析：

①外觀形狀：簡潔的外觀設(shè)計，整個可操作的部分就一個圓盤按鍵、以及頂部的電源打開按鍵。首先機器的四個邊腳均采用了圓形設(shè)計整體感覺機器會更圓潤一點，也與中間的圓盤按鍵保持一致的設(shè)計風(fēng)格，機器頂部的電源按鍵也為橢圓形，整個機器突顯了圓潤的設(shè)計風(fēng)格并且在細節(jié)上都有所體現(xiàn)。

②材質(zhì)：正面為磨砂的鋁材質(zhì)，中間按鍵為塑料材質(zhì)，背部采用了拋光的鋁材質(zhì)，不同區(qū)域用不同質(zhì)感，質(zhì)感區(qū)分比較明。

③色彩：按鍵為白色既醒目也易與操作，正面其它地區(qū)為磨砂銀色不顯眼突顯了按鍵區(qū)域，色調(diào)上很協(xié)調(diào)又不單調(diào)使人看著舒心，在功能上又做了色彩區(qū)分，背部的拋光金屬增加了金屬質(zhì)感。

④按鍵功能：機身頂部為電源按鍵，左右橫向推移控制電源，且按鍵較大方便與操作；機身正面為圓盤整合式的按鍵，主要分為菜單、前進、后退、播放暫停四大功能；值得一提的是，這里還隱藏著一個按鍵也是這款MP3里按鍵上設(shè)計的亮點，其實整個圓盤的下面有壓力感應(yīng)裝置，整個圓盤本身就是一個圓形按鍵，你可以通過手指在圓盤上畫圓來控制諸如：歌曲的選擇、音量大小等，非常方便，尤其是當(dāng)你要選一首歌可能需要按快進鍵10次，可是在中間轉(zhuǎn)盤處你只需要轉(zhuǎn)動一圈就可以解決，非常方便和快捷。

三、家居（按摩椅）宜家康按摩椅YJK-801

場所：適用于居家生活人群，一般設(shè)置在家庭，有時在辦公場所，公共空間也會設(shè)置。

作用：增加人體免疫力，舒經(jīng)活絡(luò)放松身心，調(diào)理腸胃功能，改善身體機能，促進血液循環(huán)，遠離亞健康。

人機界面分析：

①產(chǎn)品功能：頸部揉捏按摩（兩組6個按摩頭旋轉(zhuǎn)揉捏按摩）背部仿真人手按摩（仿真人手按摩，智能芯片控制）兩節(jié)手臂氣囊按摩（兩節(jié)O型氣囊包裹，按摩無死角）腿部美腿機設(shè)計（緩解腿部酸痛，塑造腿部完美曲線）足底指壓按摩（仿真人手指壓按摩，緩解疲勞舒筋活絡(luò)）臀部氣囊按摩（促進血液循環(huán)，舒筋活絡(luò)）

②手控器界面：手控器界面分為六個功能區(qū)域，分別是開關(guān)按鈕、顯示屏、模式選擇、全自動功能、力度調(diào)節(jié)和部位選擇。整個操作按鈕分為上下四個部分，上方左右兩個圓形按鈕是開關(guān)和全自動功能按鈕，總開關(guān)按鈕為紅色，較為醒目，全自動功能按鈕放置在顯眼的位置方便用戶操作，簡潔明了。中間部分為按摩方式的模式選擇，橢圓形按鈕分別是三個按摩方式的選擇，模式按鈕在中間位置，鏡面對稱的兩個三角形調(diào)節(jié)速度的大與小。下方區(qū)域為部位選擇和力度調(diào)節(jié)功能，橢圓形按鈕為各個部位的選擇，三角形同為力度選擇的大與小。最下方的區(qū)域左右兩個橢圓形按鈕調(diào)節(jié)按摩椅的回升與下仰。顏色上主體按鈕為藍色，與黑色手控器機身形成鮮明對比，紅色主開關(guān)顯眼明了。