時間：2023-04-01 10:06:40
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇人機(jī)界面設(shè)計論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
論文摘要：計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計是工業(yè)設(shè)計未來的發(fā)展方向，本文從工業(yè)設(shè)計及計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計的一般含義出發(fā)，探究計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計的應(yīng)用，著重探討計算機(jī)輔助設(shè)計中的人機(jī)交互，并對其做出了展望。
工業(yè)設(shè)計是一門綜合性學(xué)科，其知識體系包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)、工程學(xué)、電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、色彩學(xué)、心理學(xué)、美學(xué)、傳播學(xué)及倫理學(xué)等。它在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善人的生活方式等方面發(fā)揮了重要的作用。但究竟什么是工業(yè)設(shè)計，一直眾說紛紜。2006年國際工業(yè)設(shè)計協(xié)會理事會（icsid）給出的定義認(rèn)為：設(shè)計是一種創(chuàng)造性活動，其目的是確立產(chǎn)品多向度的品質(zhì)、過程、服務(wù)及整個生命周期系統(tǒng)，因此，設(shè)計是科技人性化創(chuàng)新的核心因素，也是文化與經(jīng)濟(jì)交流至關(guān)重要的因素。工業(yè)設(shè)計的任務(wù)是對結(jié)構(gòu)、組織、功能、表達(dá)和經(jīng)濟(jì)關(guān)系的發(fā)現(xiàn)和評估，主要表現(xiàn)在：
（1）增強(qiáng)全球可持續(xù)化發(fā)展和對環(huán)境的保護(hù)；
（2）賦予人類社會整體、個人、集體以利益與自由；
（3）決定用戶、生產(chǎn)者和市場領(lǐng)導(dǎo)者；
（4）不論世界如何全球化，支援文化多樣化；
（5）賦予產(chǎn)品、服務(wù)、系統(tǒng)與其特性在形式（符號的、語義學(xué)）的表達(dá)上與內(nèi)涵的協(xié)調(diào)（審美的、美學(xué)）保持一致。
近五十年工業(yè)設(shè)計得到了快速發(fā)展，特別是以計算機(jī)和通信技術(shù)為代表的數(shù)字化信息時代的到來，進(jìn)一步促進(jìn)了工業(yè)設(shè)計的發(fā)展。計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計以一種嶄新的面貌進(jìn)入企業(yè)，改變著企業(yè)傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)過程。
一、計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計
20世紀(jì)60年代，隨著計算機(jī)圖形理論的創(chuàng)立，計算機(jī)輔助設(shè)計（cad）應(yīng)運而生。隨之而來的是軟硬件的不斷更新和現(xiàn)代工業(yè)的迫切需要，因此計算機(jī)輔助設(shè)計引入工業(yè)設(shè)計，也成為一種必然。工業(yè)迅猛發(fā)展，市場日新月異，產(chǎn)品的更新?lián)Q代更加迅速，為了獲得競爭的勝利，企業(yè)就需要縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，獲得更好的市場資料，傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)手段已不能滿足這種需求，借助計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計（caid）的技術(shù)則可以更加容易滿足這種需求。
caid，即是計算機(jī)及其系統(tǒng)集成相關(guān)高新科技，輔助產(chǎn)品（工程）或服務(wù)工業(yè)設(shè)計的現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)，它的技術(shù)原理是將設(shè)計人員的最佳特性、創(chuàng)造性思維、經(jīng)驗知識、綜合判斷與決策能力、想象能力、審美能力等，與計算機(jī)的強(qiáng)大記憶、信息檢索能力、海量信息高速精確計算與處理能力、易修改設(shè)計、虛擬真實顯示、藝術(shù)渲染、一定的人工智能、工作狀態(tài)穩(wěn)定且不會疲勞等特性相結(jié)合，從而提高設(shè)計速度和效率，大大縮短設(shè)計周期，保證設(shè)計質(zhì)量，降低設(shè)計成本。
二、caid的應(yīng)用
caid的應(yīng)用主要是基于數(shù)字化平臺實現(xiàn)的，借助caid，企業(yè)可以大大縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，降低產(chǎn)品的研發(fā)成本，同時能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力。caid將科學(xué)思維和藝術(shù)思維融合在一起，科學(xué)的發(fā)明融入了藝術(shù)的思維，可使產(chǎn)品外觀和操作更加人性化；將科學(xué)思維融入到藝術(shù)思維中，可以確保對產(chǎn)品的形態(tài)美及功能美的探求有科學(xué)的依據(jù)。
1、計算機(jī)輔助形態(tài)設(shè)計
計算機(jī)輔助形態(tài)設(shè)計就是借助計算機(jī)軟硬件，通過形態(tài)變化、分割與比例等方法按照形式美法則對產(chǎn)品的造型進(jìn)行探究，以獲得功能布局合理、操作人性化的技術(shù)美。在這個階段，設(shè)計師會經(jīng)常對產(chǎn)品的形態(tài)進(jìn)行探索，以獲得良好的產(chǎn)品形態(tài)，這必然要求設(shè)計師經(jīng)常對已有的產(chǎn)品形態(tài)進(jìn)行修改。caid的參數(shù)化功能，便于反復(fù)修改尺寸、線型等；具有較強(qiáng)的曲面造型功能；能夠快速地實現(xiàn)基于草圖的三維建模。
2、計算機(jī)輔助色彩設(shè)計
色彩對于產(chǎn)品的重要性是不言而喻的，不同人群及地域?qū)ι实睦斫獠灰粯?，因此，設(shè)計師要根據(jù)不同的目標(biāo)人群在特定的使用情景下使用特定的色彩，同時，特定形態(tài)的產(chǎn)品，也需要特定的色彩才能更加完美地展現(xiàn)產(chǎn)品的特性。計算機(jī)輔助設(shè)計中的相關(guān)軟件一般都有強(qiáng)大的色彩編輯器，及色彩拾取功能，這可以讓設(shè)計師方便地選取色彩，進(jìn)而提高設(shè)計師的工作效率，也更加便于對色彩的修改。此外，軟件的色彩數(shù)據(jù)庫能不時更新，保證了設(shè)計的時代性、時尚性。
3、計算機(jī)輔助人機(jī)設(shè)計
人機(jī)工程的主要任務(wù)是研究用戶使用產(chǎn)品時的合適尺度關(guān)系、操作方式，及使用時的生理反應(yīng)與心理感受。它的根本目的在于通過對“人-機(jī)-環(huán)境”相互影響的研究，創(chuàng)造出一個最合理的“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)。
人機(jī)設(shè)計的好壞將直接影響產(chǎn)品的性能及用戶的安全，好的人機(jī)設(shè)計將有利于產(chǎn)品性能的最佳發(fā)揮，提高生產(chǎn)效率，反之，將威脅用戶的身體健康，給用戶的操作帶來不便，降低生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品人機(jī)環(huán)境的綜合性能。隨著計算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展，以cad為代表的三維數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)已成為企業(yè)提高競爭力的重要手段，進(jìn)而出現(xiàn)了“數(shù)字化人機(jī)工程”概念，即借助計算機(jī)、信息處理技術(shù)，利用計算機(jī)輔助人機(jī)設(shè)計軟件系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)設(shè)計與評價。如運動型人體模型，它可以用來模擬人體的運動特性，在影視、工程設(shè)計、軍事領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，在人機(jī)工程領(lǐng)域主要用于對姿態(tài)與動作的分析。
4、計算機(jī)輔助設(shè)計評價
借助caid對設(shè)計方案進(jìn)行評價是提高設(shè)計質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。由此，可以判斷各個方案的價值，確定其優(yōu)劣，以便篩選出最佳的設(shè)計方案。評價工具的出現(xiàn)，使得設(shè)計評價方法和原則具有更強(qiáng)的可操作性。例如利用計算機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行藝術(shù)美學(xué)的評價和分析，這是ciad進(jìn)行評價的一個突出案例?！坝嬎銠C(jī)藝術(shù)美評價系統(tǒng)實質(zhì)上也是個智能專家系統(tǒng)，在系統(tǒng)知識庫中集中了客觀上對某種產(chǎn)品是否美的評價概念，也集中了專家級的藝術(shù)美學(xué)思想及認(rèn)識，它在系統(tǒng)推理中確定了評價藝術(shù)美的準(zhǔn)則，然后進(jìn)行人機(jī)對話對產(chǎn)品的藝術(shù)美做出專家級的評價”（汪海波《淺析計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計》，載于《安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報》2005年第4期）。
三、計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計的人機(jī)交互
信息在人類社會活動中變得越來越重要，當(dāng)今社會已從以“技術(shù)為核心”變?yōu)橐浴靶畔楹诵摹?，這標(biāo)志著社會的進(jìn)步，同時，也給設(shè)計者帶來了一定的挑戰(zhàn)，即如何將信息正確、及時地傳遞給用戶。這就要求用戶和產(chǎn)品實現(xiàn)無障礙交流，因此才有互動模式的caid實現(xiàn)。目前，在caid技術(shù)領(lǐng)域，人機(jī)交互的研究主要體現(xiàn)在人機(jī)界面設(shè)計和虛擬仿真設(shè)計等方面。
1、人機(jī)界面設(shè)計
計算機(jī)系統(tǒng)中的人機(jī)界面也稱為用戶界面，它介于用戶和計算機(jī)之間，是用戶與計算機(jī)進(jìn)行信息傳遞和信息交換的載體，是用戶使用計算機(jī)的綜合操作環(huán)境。人機(jī)界面中設(shè)計師的作用就是處理人與硬件界面和軟件界面的關(guān)系，而硬件界面與軟件界面之間的關(guān)系則通過計算機(jī)技術(shù)來解決。目前，人機(jī)界面主要研究領(lǐng)域是人機(jī)界面模型設(shè)計、虛擬界面設(shè)計、多感官界面設(shè)計和多用戶界面設(shè)計等。
2、虛擬仿真技術(shù)
通過計算機(jī)硬件系統(tǒng)的虛擬仿真技術(shù)，可以對人機(jī)關(guān)系進(jìn)行有效的設(shè)計、驗證和評估等工作。當(dāng)前，“虛擬仿真技術(shù)的研究主要體現(xiàn)在觸覺反饋、壓力反饋等基礎(chǔ)技術(shù)以及人機(jī)交互的模擬、人機(jī)虛擬環(huán)境的構(gòu)建等方面”（羅海玉《計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計技術(shù)綜述》，載于《甘肅科技》2003年第7期）。它是一種高度逼真地模擬人在自然環(huán)境中試聽等主觀行為的人機(jī)界面技術(shù)。目前，已有很多設(shè)備可以用來虛擬仿真設(shè)計，如三位空間交互球、力反饋器、數(shù)據(jù)手套、頭盔顯示器等。虛擬仿真技術(shù)在國內(nèi)目前主要用于軍事領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域，在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的運用還不多。但是，毫無疑問的是虛擬仿真技術(shù)必然是工業(yè)設(shè)計未來發(fā)展的一個主要方向，借助它可以實現(xiàn)設(shè)計過程中任一環(huán)節(jié)的考察與操作，可以幫助設(shè)計師快速、真實、有效地實現(xiàn)和修改設(shè)計方案，減少不必要的體力與腦力勞動，實現(xiàn)與設(shè)計團(tuán)隊的信息交流和資源共享，進(jìn)而提高產(chǎn)品研發(fā)的速度，快速及時地抓住市場機(jī)遇，提高企業(yè)市場競爭力，獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益。
結(jié) 語
借助caid可以有效地縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，但是，目前caid技術(shù)還不夠成熟，急需進(jìn)一步研究。從工業(yè)設(shè)計本身而言，隨著人工智能、虛擬仿真等技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)計師的設(shè)計思維也將發(fā)生重大變化，人機(jī)交互模式的caid就將成為未來工業(yè)設(shè)計發(fā)展的必然趨勢，更加人性、快捷、真實的人機(jī)交互方式將會是caid中人機(jī)交互的必然結(jié)果。
參考文獻(xiàn)
1、 zh.wikipedia.org/zh-cn/%e5%b7%a5%e6%a5%ad%e8%a8%ad%e8%a8%88. 維基百科
2、 劉和山、趙英新、黃克正、張明《淺談計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計》，載于《山東內(nèi)燃機(jī)》1999年第3期
3、 楊海成、陸長德、余隋慶《計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計》，北京理工大學(xué)出版社2009年版
4、 汪海波《淺析計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計》，載于《安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報》2005年第4期
論文摘要：計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計是工業(yè)設(shè)計未來的發(fā)展方向，本文從工業(yè)設(shè)計及計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計的一般含義出發(fā)，探究計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計的應(yīng)用，著重探討計算機(jī)輔助設(shè)計中的人機(jī)交互，并對其做出了展望。
工業(yè)設(shè)計是一門綜合性學(xué)科，其知識體系包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)、工程學(xué)、電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、色彩學(xué)、心理學(xué)、美學(xué)、傳播學(xué)及倫理學(xué)等。它在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善人的生活方式等方面發(fā)揮了重要的作用。但究竟什么是工業(yè)設(shè)計，一直眾說紛紜。2006年國際工業(yè)設(shè)計協(xié)會理事會（ICSID）給出的定義認(rèn)為：設(shè)計是一種創(chuàng)造性活動，其目的是確立產(chǎn)品多向度的品質(zhì)、過程、服務(wù)及整個生命周期系統(tǒng)，因此，設(shè)計是科技人性化創(chuàng)新的核心因素，也是文化與經(jīng)濟(jì)交流至關(guān)重要的因素。工業(yè)設(shè)計的任務(wù)是對結(jié)構(gòu)、組織、功能、表達(dá)和經(jīng)濟(jì)關(guān)系的發(fā)現(xiàn)和評估，主要表現(xiàn)在：
（1）增強(qiáng)全球可持續(xù)化發(fā)展和對環(huán)境的保護(hù)；
（2）賦予人類社會整體、個人、集體以利益與自由；
（3）決定用戶、生產(chǎn)者和市場領(lǐng)導(dǎo)者；
（4）不論世界如何全球化，支援文化多樣化；
（5）賦予產(chǎn)品、服務(wù)、系統(tǒng)與其特性在形式（符號的、語義學(xué)）的表達(dá)上與內(nèi)涵的協(xié)調(diào)（審美的、美學(xué)）保持一致。
近五十年工業(yè)設(shè)計得到了快速發(fā)展，特別是以計算機(jī)和通信技術(shù)為代表的數(shù)字化信息時代的到來，進(jìn)一步促進(jìn)了工業(yè)設(shè)計的發(fā)展。計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計以一種嶄新的面貌進(jìn)入企業(yè)，改變著企業(yè)傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)過程。
一、計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計
20世紀(jì)60年代，隨著計算機(jī)圖形理論的創(chuàng)立，計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）應(yīng)運而生。隨之而來的是軟硬件的不斷更新和現(xiàn)代工業(yè)的迫切需要，因此計算機(jī)輔助設(shè)計引入工業(yè)設(shè)計，也成為一種必然。工業(yè)迅猛發(fā)展，市場日新月異，產(chǎn)品的更新?lián)Q代更加迅速，為了獲得競爭的勝利，企業(yè)就需要縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，獲得更好的市場資料，傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)手段已不能滿足這種需求，借助計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計（CAID）的技術(shù)則可以更加容易滿足這種需求。
CAID，即是計算機(jī)及其系統(tǒng)集成相關(guān)高新科技，輔助產(chǎn)品（工程）或服務(wù)工業(yè)設(shè)計的現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)，它的技術(shù)原理是將設(shè)計人員的最佳特性、創(chuàng)造性思維、經(jīng)驗知識、綜合判斷與決策能力、想象能力、審美能力等，與計算機(jī)的強(qiáng)大記憶、信息檢索能力、海量信息高速精確計算與處理能力、易修改設(shè)計、虛擬真實顯示、藝術(shù)渲染、一定的人工智能、工作狀態(tài)穩(wěn)定且不會疲勞等特性相結(jié)合，從而提高設(shè)計速度和效率，大大縮短設(shè)計周期，保證設(shè)計質(zhì)量，降低設(shè)計成本。
二、CAID的應(yīng)用
CAID的應(yīng)用主要是基于數(shù)字化平臺實現(xiàn)的，借助CAID，企業(yè)可以大大縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，降低產(chǎn)品的研發(fā)成本，同時能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力。CAID將科學(xué)思維和藝術(shù)思維融合在一起，科學(xué)的發(fā)明融入了藝術(shù)的思維，可使產(chǎn)品外觀和操作更加人性化；將科學(xué)思維融入到藝術(shù)思維中，可以確保對產(chǎn)品的形態(tài)美及功能美的探求有科學(xué)的依據(jù)。
1、計算機(jī)輔助形態(tài)設(shè)計
計算機(jī)輔助形態(tài)設(shè)計就是借助計算機(jī)軟硬件，通過形態(tài)變化、分割與比例等方法按照形式美法則對產(chǎn)品的造型進(jìn)行探究，以獲得功能布局合理、操作人性化的技術(shù)美。在這個階段，設(shè)計師會經(jīng)常對產(chǎn)品的形態(tài)進(jìn)行探索，以獲得良好的產(chǎn)品形態(tài)，這必然要求設(shè)計師經(jīng)常對已有的產(chǎn)品形態(tài)進(jìn)行修改。CAID的參數(shù)化功能，便于反復(fù)修改尺寸、線型等；具有較強(qiáng)的曲面造型功能；能夠快速地實現(xiàn)基于草圖的三維建模。
2、計算機(jī)輔助色彩設(shè)計
色彩對于產(chǎn)品的重要性是不言而喻的，不同人群及地域?qū)ι实睦斫獠灰粯?，因此，設(shè)計師要根據(jù)不同的目標(biāo)人群在特定的使用情景下使用特定的色彩，同時，特定形態(tài)的產(chǎn)品，也需要特定的色彩才能更加完美地展現(xiàn)產(chǎn)品的特性。計算機(jī)輔助設(shè)計中的相關(guān)軟件一般都有強(qiáng)大的色彩編輯器，及色彩拾取功能，這可以讓設(shè)計師方便地選取色彩，進(jìn)而提高設(shè)計師的工作效率，也更加便于對色彩的修改。此外，軟件的色彩數(shù)據(jù)庫能不時更新，保證了設(shè)計的時代性、時尚性。
3、計算機(jī)輔助人機(jī)設(shè)計
人機(jī)工程的主要任務(wù)是研究用戶使用產(chǎn)品時的合適尺度關(guān)系、操作方式，及使用時的生理反應(yīng)與心理感受。它的根本目的在于通過對“人-機(jī)-環(huán)境”相互影響的研究，創(chuàng)造出一個最合理的“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)。
人機(jī)設(shè)計的好壞將直接影響產(chǎn)品的性能及用戶的安全，好的人機(jī)設(shè)計將有利于產(chǎn)品性能的最佳發(fā)揮，提高生產(chǎn)效率，反之，將威脅用戶的身體健康，給用戶的操作帶來不便，降低生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品人機(jī)環(huán)境的綜合性能。隨著計算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展，以CAD為代表的三維數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)已成為企業(yè)提高競爭力的重要手段，進(jìn)而出現(xiàn)了“數(shù)字化人機(jī)工程”概念，即借助計算機(jī)、信息處理技術(shù)，利用計算機(jī)輔助人機(jī)設(shè)計軟件系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)設(shè)計與評價。如運動型人體模型，它可以用來模擬人體的運動特性，在影視、工程設(shè)計、軍事領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，在人機(jī)工程領(lǐng)域主要用于對姿態(tài)與動作的分析。
4、計算機(jī)輔助設(shè)計評價
借助CAID對設(shè)計方案進(jìn)行評價是提高設(shè)計質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。由此，可以判斷各個方案的價值，確定其優(yōu)劣，以便篩選出最佳的設(shè)計方案。評價工具的出現(xiàn)，使得設(shè)計評價方法和原則具有更強(qiáng)的可操作性。例如利用計算機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行藝術(shù)美學(xué)的評價和分析，這是CIAD進(jìn)行評價的一個突出案例。“計算機(jī)藝術(shù)美評價系統(tǒng)實質(zhì)上也是個智能專家系統(tǒng)，在系統(tǒng)知識庫中集中了客觀上對某種產(chǎn)品是否美的評價概念，也集中了專家級的藝術(shù)美學(xué)思想及認(rèn)識，它在系統(tǒng)推理中確定了評價藝術(shù)美的準(zhǔn)則，然后進(jìn)行人機(jī)對話對產(chǎn)品的藝術(shù)美做出專家級的評價”（汪海波《淺析計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計》，載于《安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報》2005年第4期）。
三、計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計的人機(jī)交互
信息在人類社會活動中變得越來越重要，當(dāng)今社會已從以“技術(shù)為核心”變?yōu)橐浴靶畔楹诵摹保@標(biāo)志著社會的進(jìn)步，同時，也給設(shè)計者帶來了一定的挑戰(zhàn)，即如何將信息正確、及時地傳遞給用戶。這就要求用戶和產(chǎn)品實現(xiàn)無障礙交流，因此才有互動模式的CAID實現(xiàn)。目前，在CAID技術(shù)領(lǐng)域，人機(jī)交互的研究主要體現(xiàn)在人機(jī)界面設(shè)計和虛擬仿真設(shè)計等方面。
1、人機(jī)界面設(shè)計
計算機(jī)系統(tǒng)中的人機(jī)界面也稱為用戶界面，它介于用戶和計算機(jī)之間，是用戶與計算機(jī)進(jìn)行信息傳遞和信息交換的載體，是用戶使用計算機(jī)的綜合操作環(huán)境。人機(jī)界面中設(shè)計師的作用就是處理人與硬件界面和軟件界面的關(guān)系，而硬件界面與軟件界面之間的關(guān)系則通過計算機(jī)技術(shù)來解決。目前，人機(jī)界面主要研究領(lǐng)域是人機(jī)界面模型設(shè)計、虛擬界面設(shè)計、多感官界面設(shè)計和多用戶界面設(shè)計等。
2、虛擬仿真技術(shù)
通過計算機(jī)硬件系統(tǒng)的虛擬仿真技術(shù)，可以對人機(jī)關(guān)系進(jìn)行有效的設(shè)計、驗證和評估等工作。當(dāng)前，“虛擬仿真技術(shù)的研究主要體現(xiàn)在觸覺反饋、壓力反饋等基礎(chǔ)技術(shù)以及人機(jī)交互的模擬、人機(jī)虛擬環(huán)境的構(gòu)建等方面”（羅海玉《計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計技術(shù)綜述》，載于《甘肅科技》2003年第7期）。它是一種高度逼真地模擬人在自然環(huán)境中試聽等主觀行為的人機(jī)界面技術(shù)。目前，已有很多設(shè)備可以用來虛擬仿真設(shè)計，如三位空間交互球、力反饋器、數(shù)據(jù)手套、頭盔顯示器等。虛擬仿真技術(shù)在國內(nèi)目前主要用于軍事領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域，在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的運用還不多。但是，毫無疑問的是虛擬仿真技術(shù)必然是工業(yè)設(shè)計未來發(fā)展的一個主要方向，借助它可以實現(xiàn)設(shè)計過程中任一環(huán)節(jié)的考察與操作，可以幫助設(shè)計師快速、真實、有效地實現(xiàn)和修改設(shè)計方案，減少不必要的體力與腦力勞動，實現(xiàn)與設(shè)計團(tuán)隊的信息交流和資源共享，進(jìn)而提高產(chǎn)品研發(fā)的速度，快速及時地抓住市場機(jī)遇，提高企業(yè)市場競爭力，獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益。
結(jié) 語
借助CAID可以有效地縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，但是，目前CAID技術(shù)還不夠成熟，急需進(jìn)一步研究。從工業(yè)設(shè)計本身而言，隨著人工智能、虛擬仿真等技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)計師的設(shè)計思維也將發(fā)生重大變化，人機(jī)交互模式的CAID就將成為未來工業(yè)設(shè)計發(fā)展的必然趨勢，更加人性、快捷、真實的人機(jī)交互方式將會是CAID中人機(jī)交互的必然結(jié)果。
參考文獻(xiàn)
1、 zh.wikipedia.org/zh-cn/%E5%B7%A5%E6%A5%AD%E8%A8%AD%E8%A8%88. 維基百科
2、 劉和山、趙英新、黃克正、張明《淺談計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計》，載于《山東內(nèi)燃機(jī)》1999年第3期
3、 楊海成、陸長德、余隋慶《計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計》，北京理工大學(xué)出版社2009年版
4、 汪海波《淺析計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計》，載于《安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報》2005年第4期
一、本科學(xué)生畢業(yè)論文的目的和內(nèi)容
本科學(xué)生在畢業(yè)之前必須做畢業(yè)論文，其目的是通過畢業(yè)論文，讓學(xué)生獨立開發(fā)一個具體的計算機(jī)應(yīng)用項目，系統(tǒng)地進(jìn)行分析總結(jié)和運用學(xué)過的書本知識，以鞏固本科階段所學(xué)的專業(yè)理論知識，并給予一個理論聯(lián)系實際的機(jī)會。
為了便于實施和管理，規(guī)定網(wǎng)絡(luò)學(xué)院計算機(jī)相關(guān)專業(yè)本科學(xué)生畢業(yè)論文主要以開發(fā)一個管理信息系統(tǒng)為畢業(yè)實踐的課題，每個畢業(yè)生通過獨立開發(fā)一個具體的管理信息系統(tǒng)，掌握開發(fā)一個比整完整的管理信息系統(tǒng)的主要步驟，并從中獲得一定的實際經(jīng)驗。
二、管理信息系統(tǒng)開發(fā)的主要步驟
管理信息系統(tǒng)開發(fā)的主要步驟及各步驟的基本內(nèi)容如下：
1、 系統(tǒng)分析
主要工作內(nèi)容有以下幾項：
確定系統(tǒng)目標(biāo)
系統(tǒng)可行性分析
2、 系統(tǒng)調(diào)查
系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)、職能結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程分析。其中系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)圖應(yīng)畫成樹狀結(jié)構(gòu)。
系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程分析、業(yè)務(wù)流程圖
3、 數(shù)據(jù)流程分析
數(shù)據(jù)流程圖(系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖、頂層圖、一層數(shù)據(jù)流圖、二層數(shù)據(jù)流圖)
數(shù)據(jù)詞典
代碼設(shè)計
4、 管理信息系統(tǒng)的功能設(shè)計
系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖，每個功能模塊的主要工作內(nèi)容、輸入輸出要求等。
系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖
5、 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
概念模型設(shè)計：實體、實體間的聯(lián)系、e-r圖
關(guān)系模式設(shè)計：e—r圖->關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換規(guī)則
關(guān)系模式
數(shù)據(jù)庫表設(shè)計：數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)
6、 系統(tǒng)物理配置方案
7、 人機(jī)界面設(shè)計
8、 模塊處理概述
9、 系統(tǒng)測試和調(diào)試：測試計劃、測試用例、測試結(jié)果
三、開發(fā)工具和注意事項
1、開發(fā)工具
開發(fā)工具可由學(xué)生任選。如delphi、foxpro、vb、access等，這些工具的使用全由學(xué)生自學(xué)。
2、注意事項
(1)項目開發(fā)步驟的完整性(系統(tǒng)需求分析、概念設(shè)計、物理設(shè)計、系統(tǒng)環(huán)境和配置、系統(tǒng)實施以及系統(tǒng)測試和調(diào)試等)
(2)每個開發(fā)步驟所得結(jié)果的正確性(業(yè)務(wù)流程圖、數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)詞典、hipo圖、e-r圖、關(guān)系模式、人機(jī)界面設(shè)計及模塊處理等的詳細(xì)分析和說明)
相關(guān)推薦：
精品論文：英語畢業(yè)論文提綱范文
[關(guān)鍵詞]網(wǎng)頁布局與人機(jī)學(xué)；研究意義；研究目標(biāo)；研究過程；教學(xué)實踐
中圖分類號：U46 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）04-0216-01
我們生活的21世紀(jì)已經(jīng)進(jìn)入了信息時代，近年來隨著智能手機(jī)，平板電腦的不斷發(fā)展發(fā)展。人機(jī)界面的設(shè)計和開發(fā)已經(jīng)成為國際上計算機(jī)設(shè)計領(lǐng)域最為活躍的研究方向。在網(wǎng)站策劃、網(wǎng)站設(shè)計和網(wǎng)站運營的過程中，人機(jī)交互和用戶體驗是經(jīng)常被談及與運用的概念。一個網(wǎng)站布局得不合理，首先會表現(xiàn)在功能和頁面設(shè)計的契合度上，具體表現(xiàn)就是用戶在網(wǎng)站上找不到需要的信息，或者是我想完成一個操作找不到相應(yīng)的按鈕。這就是在設(shè)計網(wǎng)站時沒有從用戶的角度出發(fā)所造成的。為了讓學(xué)生運用網(wǎng)站配色與布局知識設(shè)計出人性化的網(wǎng)站，更好的與就業(yè)崗位對接，在本階段的課題研究中我將“網(wǎng)頁布局與人機(jī)學(xué)的研究與實踐”作為我研究的課題。學(xué)生在設(shè)計作品時能夠運用人機(jī)學(xué)的知識，提高用戶體驗的舒適度。
一、網(wǎng)頁布局與人機(jī)學(xué)的研究意義
通過本課題的研究，學(xué)生能夠運用色彩原理進(jìn)行網(wǎng)頁顏色的搭配并且能夠運用布局技巧進(jìn)行網(wǎng)頁的布局設(shè)計。同時能從臨摹網(wǎng)頁到自主設(shè)計，讓網(wǎng)頁效果設(shè)計真正從想法逐漸變成現(xiàn)實。在綜合項目實戰(zhàn)中，貫穿網(wǎng)頁配色與布局的知識，綜合運用人機(jī)學(xué)的原理，達(dá)到對網(wǎng)頁設(shè)計制作的整體把握。有助于提高中職學(xué)生網(wǎng)頁制作的能力。
二、網(wǎng)頁布局與人機(jī)學(xué)的研究目標(biāo)
通過對網(wǎng)頁布局與人機(jī)學(xué)的研究與實踐，不斷改進(jìn)網(wǎng)頁布局綜合案例的教學(xué)策略，力求找到提高我校學(xué)生網(wǎng)頁設(shè)計能力的方式方法，提高教育教學(xué)質(zhì)量，有效的把課堂變?yōu)檎嬲墓ぷ魇?。在綜合項目實訓(xùn)中設(shè)計出與就業(yè)崗位充分對接的網(wǎng)頁作品，為學(xué)生就業(yè)打下堅實基礎(chǔ)。
三、網(wǎng)頁布局與人機(jī)學(xué)的研究過程
（1）準(zhǔn)備階段（2013年7月～2013年8月）
專題研究準(zhǔn)備階段的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)與課題研究有關(guān)知識，確定專題研究目標(biāo)、研究對象、研究方法和研究內(nèi)容，制定研究實施計劃。
（2）實施階段（2013年9月～2014年6月）
根據(jù)市場調(diào)研結(jié)果明確專業(yè)核心能力，制定相應(yīng)的計劃，編寫技能檢測手冊。
（3）總結(jié)階段（2014年7月～2014年9月）
對本課題研究過程及資料進(jìn)行收集整理，形成課題總結(jié)報告，并將專題論文、調(diào)查報告和研究個案匯編成集，撰寫個人結(jié)題研究報告。
四、教學(xué)實踐的成果和結(jié)論
在學(xué)校課題的研究分類中，我主要承擔(dān)的是《網(wǎng)站配色與布局》這本教材中網(wǎng)頁布局與人機(jī)學(xué)這部分的教學(xué)研究。在幾年的網(wǎng)頁制作課程的教學(xué)實踐中，不斷嘗試應(yīng)用多種信息化教學(xué)手段，以“學(xué)生為主體教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念貫穿整個教學(xué)過程。體現(xiàn)了“做中學(xué)，做中教”的職業(yè)教學(xué)理念，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，較好的培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考，分析與解決問題的能力，取得了很好的教學(xué)效果。在教學(xué)中旨在網(wǎng)頁布局與人機(jī)學(xué)的教學(xué)實踐中有更為突出的成果，培養(yǎng)中職學(xué)生的職業(yè)能力，為學(xué)生今后成為一名優(yōu)秀的網(wǎng)頁設(shè)計師打下堅實基礎(chǔ)。2013年7月在撫順市信息化教學(xué)設(shè)計中獲得一等獎；2013年9月遼寧省“創(chuàng)新杯“信息技術(shù)說課大賽一等獎；2013年11月獲得國家級”創(chuàng)新杯“信息技術(shù)說課大賽一等獎；2013年12月獲得撫順市級優(yōu)秀課。2015年11月獲得國家級信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計大賽二等獎。
1.網(wǎng)頁布局與人機(jī)學(xué)的相關(guān)概念研究
通過對此概念的研究，在教學(xué)過程中，我采用實例講解的方式。從iPad看人機(jī)學(xué)。iPad是當(dāng)今社會較為流行的電子設(shè)備，也可以稱之為街機(jī)。同學(xué)們對我列舉的實例會非常感興趣，由此學(xué)生會非常渴望即將要講解的知識。iPad是著名的蘋果公司出的平板電腦。iPad在人機(jī)交互操作上做得非常細(xì)致。為什么iPad無論老人小孩都會用，其基本操作甚至很少需要別人的協(xié)助和說明書？究竟是孩子容易接受iPad？還是iPad容易讓孩子接受？iPad的設(shè)計可謂“童叟無欺”，老人、孩子都可以流暢使用。人機(jī)學(xué)應(yīng)該是“傻瓜式”的，去追求一種更“本能”的操作，就像吃飯穿衣一樣簡單。通過以上實例的講解，學(xué)生很快理解人機(jī)學(xué)的概念，并且知道在網(wǎng)站配色與布局這本書中為什么給我們介紹人機(jī)學(xué)的概念。讓學(xué)生充分理解了網(wǎng)頁的易用性和美觀性非常重要，這樣同學(xué)們就能很認(rèn)真的學(xué)習(xí)人機(jī)界面設(shè)計的原則及設(shè)計方法。在教學(xué)中有效的突出了教學(xué)重點，突破教學(xué)難點。
2.網(wǎng)頁布局綜合案例的設(shè)計風(fēng)格研究
引入案例――網(wǎng)頁布局的風(fēng)格類型。本案例的主要目的是在不改變網(wǎng)頁內(nèi)容的前提下，改變網(wǎng)頁的風(fēng)格類型。這就需要用的布局的知識。在之前的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)掌握了各種網(wǎng)頁布局的知識與技巧。不同的網(wǎng)頁有不同布局。這樣綜合起來就形成了不同的網(wǎng)頁風(fēng)格類型。那我們常見的網(wǎng)頁風(fēng)格類型有哪些？有什么特點？引入理論學(xué)習(xí)知識，教學(xué)過程很自然的過度。經(jīng)過理論講解后，進(jìn)行實戰(zhàn)案例――設(shè)計臨摹典型商業(yè)型網(wǎng)站。
在教學(xué)過程中引入實際案例，教師通過案例講解相關(guān)理論知識，再讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識完成實戰(zhàn)案例，使學(xué)生能夠 “學(xué)以致用”，完成本課的技能目標(biāo)。這樣不僅增強(qiáng)了講解的直觀性，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，還可以有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動和發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性、創(chuàng)造性，培養(yǎng)職業(yè)核心能力，實現(xiàn)教、學(xué)、做一體化。
3.電子商務(wù)網(wǎng)站個案研究
網(wǎng)頁設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，它包含了從用戶調(diào)研到最終上線的全過程。我將以一個電子商務(wù)網(wǎng)站為例，系統(tǒng)地講解整個網(wǎng)頁的設(shè)計過程。
在項目實戰(zhàn)案例――新蛋購物網(wǎng)站主頁制作講解過程中。首先了解技術(shù)要點，包括（1）確定網(wǎng)站整體風(fēng)格。（2）網(wǎng)頁色彩搭配。（3）網(wǎng)頁布局技巧。其次進(jìn)行案例分析：隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)購已經(jīng)火起來，給同學(xué)們闡述 “沒有人上街不代表沒有人逛街”的現(xiàn)象。同學(xué)們在這個過程中就會紛紛議論都在哪些網(wǎng)站上買過東西，喜歡瀏覽哪些網(wǎng)站，為什么喜歡去瀏覽那些網(wǎng)站，引出網(wǎng)頁設(shè)計的重要性。電子商務(wù)網(wǎng)站作為網(wǎng)購的首要利器，是用戶和商家的唯一互動平臺。所以界面設(shè)計的好壞，對其銷售額起著重要的影響作用。在授課過程中自然引入案例，要求在設(shè)計制作過程中注意體會如何運用網(wǎng)頁配色與布局的知識來設(shè)計出人性化的購物網(wǎng)站。使學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)、獨立操作和自我評測。
通過對新蛋購物網(wǎng)站首頁的制作，更加熟練的使用之前學(xué)過的技巧。深入了解頁面的合理用色和顏色之間搭配使網(wǎng)頁更有效果；圖片在畫面中的合理擺放；準(zhǔn)確劃分頁面結(jié)構(gòu)等。對前面所學(xué)的知識融會貫通，學(xué)以致用。在設(shè)計網(wǎng)站的時候，要分析網(wǎng)站的主題內(nèi)容，選擇符合主題表現(xiàn)形式的布局，采用搭配合理的色彩表現(xiàn)主題的風(fēng)格，加上細(xì)心的構(gòu)思和新穎的創(chuàng)意，必然可以設(shè)計出優(yōu)秀的網(wǎng)站。
五、存在的問題和今后的設(shè)想
學(xué)生到企業(yè)學(xué)習(xí)的機(jī)會太少，沒有實際開發(fā)項目的經(jīng)驗。每個企業(yè)都有自己的團(tuán)隊，每個人都有自己指定的設(shè)計項目，這就要求都得是有經(jīng)驗的設(shè)計師。而我們的學(xué)恰恰就缺少這中間的鍛煉過程，很少會給我們中職學(xué)生提供實踐的機(jī)會。這使我們中職學(xué)生不能夠很好的與企業(yè)對接。
要想解決這一問題，我覺得我們?nèi)握n教師必須走入企業(yè)，先接觸一些開發(fā)網(wǎng)站的公司，在企業(yè)參觀學(xué)習(xí)。在網(wǎng)頁制作的課堂上，拿一些企業(yè)的真正案例讓學(xué)生實踐，制作網(wǎng)頁配色和布局的整個流程，這樣同學(xué)們才能真正的得到鍛煉。讓學(xué)生深刻體會網(wǎng)頁界面布局的人性化設(shè)計，真正的將課堂變?yōu)槠髽I(yè)的創(chuàng)作工作室，使學(xué)生能快速適應(yīng)工作環(huán)境，提高中職學(xué)生的就業(yè)率。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：ACE；GUI；GreenScreen；圖形Web服務(wù)器；應(yīng)用圖形庫
圖形用戶界面也即圖形化的人機(jī)界面 ,是軟件最終向用戶表現(xiàn)的接口。良好的用戶界面對于軟件產(chǎn)品意義重大 ,新的用戶界面方案的出現(xiàn)甚至?xí)苿榆浖呦蛞粋€嶄新的領(lǐng)域。本文簡要介紹了一個通過JAVA應(yīng)用程序?qū)⒒贠S/390操作系統(tǒng)的銀行應(yīng)用系統(tǒng)中的綠屏幕轉(zhuǎn)換成圖形用戶界面的B/S架構(gòu)的應(yīng)用實例。
一、論文主體
由于受傳統(tǒng)觀念的影響，很長一段時間里，人機(jī)界面一直不為軟件開發(fā)人員所重視，認(rèn)為這純粹是為了取悅用戶而進(jìn)行的低級活動，沒有任何實用價值。評價一個應(yīng)用軟件質(zhì)量高低的唯一標(biāo)準(zhǔn)，就是看它是否具有強(qiáng)大的功能，能否順利幫助用戶完成他們的任務(wù)。近年來，隨著計算機(jī)硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機(jī)的存儲容量、運行速度和可靠性等技術(shù)性能指標(biāo)有了顯著的提高，計算機(jī)硬件的生產(chǎn)成本卻大幅度下跌，個人計算機(jī)日益普及。新一代的計算機(jī)用戶，在應(yīng)用軟件的可操作性以及軟件操作的舒適性等方面對應(yīng)用軟件提出了更高的要求。除期望所用的軟件擁有強(qiáng)大的功能外，更期望應(yīng)用軟件能盡可能的為他們提供一個輕松、愉快、感覺良好的操作環(huán)境。這表明，人機(jī)界面的質(zhì)量已成為一個大問題，友好的人機(jī)界面設(shè)計已經(jīng)成為應(yīng)用軟件開發(fā)的一個重要組成部分。
（一）傳統(tǒng)字符界面與圖形界面的對比
在圖形顯示、鼠標(biāo)、高速工作站等技術(shù)出現(xiàn)之前，現(xiàn)實可行的界面方式只能是命令和詢問方式，即黑底綠字的字符界面，俗稱GreenScreen。通信完全以正文形式并通過用戶命令和用戶對系統(tǒng)詢問的響應(yīng)來完成。這種方式使用靈活，便于用戶發(fā)揮其創(chuàng)造性，對熟練的用戶有很高的工作效率，特別是技術(shù)人員比較喜好，因為使用這種字符屏幕資源消耗少、速度快。但對一般用戶來說要求高，易出錯，不友善并難于學(xué)習(xí)，它的錯誤處理能力也較弱。
隨著文字、圖形、語音的識別與輸入技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，多媒體技術(shù)在人機(jī)界面開發(fā)領(lǐng)域內(nèi)的進(jìn)一步發(fā)展，自然語言風(fēng)格的圖形用戶界面得以迅速的發(fā)展，簡稱GUI——Graphic User Interface。用戶可通過下拉式菜單方便執(zhí)行控制型和對話型任務(wù)，引入圖標(biāo)、按鈕和滾動桿技術(shù)，大大減少鍵盤輸入，對不精于打字的用戶無疑提高了交互效率，同時使得用戶更好的理解和使用應(yīng)用程序，這對一個優(yōu)秀的應(yīng)用程序來說必不可少的。
（二）銀行系統(tǒng)的一般架構(gòu)
對于使用ES/9000主機(jī)（OS/390操作系統(tǒng)）的銀行應(yīng)用系統(tǒng)，一般的架構(gòu)為ES/9000主機(jī)—前置—VT100客戶端：
ES/9000主機(jī) 前置 VT100客戶端
該架構(gòu)下，客戶端需要用專門的VT100終端連接，而且用戶只能停留在一個工作環(huán)境中，使用極其不方便。
基于對用戶界面友好化的出發(fā)點，Jacada公司推出了一套的圖形轉(zhuǎn)換的工具ACE——Automatic Conversion Environment，這相當(dāng)于傳統(tǒng)的前置系統(tǒng)設(shè)計界面的工具，例如國內(nèi)神州數(shù)碼的ACE。通過這套工具，可以將綠屏幕的操作界面轉(zhuǎn)換成圖形用戶界面。這樣用戶就可以通過IE的方式登陸主機(jī)進(jìn)行業(yè)務(wù)操作。一來解決了主機(jī)文件格式的問題；二來界面友好，便于漢化；三來也可以在這一通道層做一些控制，包括流量、連結(jié)數(shù)、加密等的控制。轉(zhuǎn)換后通過圖形Web服務(wù)器的方式，系統(tǒng)的架構(gòu)將變?yōu)椋?/p>
ES/9000主機(jī) 圖形Web服務(wù)器 WindowsClient
其中圖形Web界面僅做圖形的轉(zhuǎn)換，不保留數(shù)據(jù)庫，減少數(shù)據(jù)不匹配的風(fēng)險?？蛻舳丝梢酝ㄟ^普通的PC進(jìn)行，用戶可以在多個工作環(huán)境中切換。
（三）圖形Web服務(wù)器工作原理
1.圖形Web服務(wù)器
這套圖形轉(zhuǎn)換工具是怎么運行的呢？核心在于建立應(yīng)用圖形庫，不同的應(yīng)用系統(tǒng)對應(yīng)不同的應(yīng)用圖形庫。應(yīng)用圖形庫其實是經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的Java應(yīng)用環(huán)境，每個主機(jī)的綠屏幕對應(yīng)一個由java編譯后的class文件，客戶端初始以IE瀏覽器的方式與圖形Web服務(wù)器建立連結(jié)，并從圖形Web服務(wù)器下載Java Applet以及其他基礎(chǔ)應(yīng)用包到本地。登陸系統(tǒng)后用戶輸入的交易碼將通過圖形Web服務(wù)器傳到主機(jī)，主機(jī)返回交易屏幕至圖形Web服務(wù)器，圖形Web服務(wù)器通過一定的算法，快速在應(yīng)用圖形庫中調(diào)出相應(yīng)界面的class文件后發(fā)送到客戶端，安裝有Java虛擬機(jī)的本地客戶端解析從圖形Web服務(wù)器傳送過來的class文件并在本地編譯后展示為GUI應(yīng)用界面，用戶感覺就是主機(jī)提供了圖形化的操作界面。
值得注意的是，圖形Web Server不存儲任何數(shù)據(jù)，僅僅傳輸用戶輸入的字符以及主機(jī)返回的結(jié)果，這樣既節(jié)省了資源，同時也避免了存在中間數(shù)據(jù)庫而導(dǎo)致數(shù)據(jù)不匹配的問題。
圖3 圖形Web服務(wù)器工作原理圖
2.圖形庫的建立
應(yīng)用圖形庫是由Subapplication -->Library-->Application三層架構(gòu)組成的。最小的單元為SubApplication，應(yīng)用系統(tǒng)中的每一個界面對應(yīng)一個SubApplication，加入通用的控件：combobox、inputField、list、date等等；并按應(yīng)用范圍組成不同的Library，各個Library匯總起來構(gòu)成完整的應(yīng)用圖形庫。
Subapplication是如何生成的？主機(jī)對于每個屏幕都有一個屏幕定義文件SDF：Screen Definition File,里面包括一個80*80的主機(jī)屏幕的屏幕名、各個字段的位置信息、以及各個自段的必要屬性（例如：是輸入/輸出，字符/數(shù)字）。當(dāng)這個SDF文件倒入ACE后，ACE就會讀出SDF中各個字段的信息，然后根據(jù)一定的規(guī)則轉(zhuǎn)換成Subapplication，一般來說，建庫人員會使用定義好的組件去優(yōu)化字段，如:COMBOBOX,InputFiled，list，StaticField等等，就跟一般的圖形界面開發(fā)所有的組件一樣。同一業(yè)務(wù)范疇的subapplication歸到一起組成Library，最后所有的Library匯集到一起就成為一個完整的應(yīng)用圖形庫。
如果在設(shè)計人機(jī)交互界面中加入人性化設(shè)計，把認(rèn)知心理學(xué)中理論結(jié)合在界面設(shè)計中，是否可以使得普通的界面變得不同，它的使用性能是否能因此而增加，面對這些問題，將用什么樣的實驗方法去證實。傳統(tǒng)的對于人機(jī)界面可用性的評價方法則乏善可陳：或者主觀判斷其優(yōu)劣而缺乏客觀性和說服力;或者進(jìn)行繁雜的問卷調(diào)查而工作量巨大;抑或者通過記錄特定任務(wù)的完成時間和完成率來評價界面的效率和有效性，雖然相對客觀許多，但是實驗操作復(fù)雜且精度不高，提供的數(shù)據(jù)類型較為單一而且有限。通過與傳統(tǒng)的測試和評價方法相結(jié)合，眼動追蹤技術(shù)可以很好的對數(shù)字人機(jī)界面進(jìn)行定量評價，并為設(shè)計師解決界面可用性問題和設(shè)計新界面提供一個可靠的線索。
1.前期準(zhǔn)備
1.1研究目的
首先提出用眼動追蹤技術(shù)的典型實驗方案和分析方法;分析實驗數(shù)據(jù)，評價公交站牌界面的設(shè)計結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)前后的優(yōu)劣;基于研究結(jié)果為城市公交站牌界面的優(yōu)化設(shè)計給予一定的建議。
1.2研究方法
選擇公交站牌界面作為測試材料進(jìn)行研究。用于測試的公交站牌舊界面為南京市現(xiàn)行公交站牌的界面模擬，用于測試的新界面是結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)理論基于人性化設(shè)計對公交站牌界面進(jìn)行的全新設(shè)計。
實驗部分運用眼動追蹤技術(shù)，用任務(wù)流的方法對受測界面進(jìn)行測試。實驗是新、舊界面可用性的對比測試。
1.3研究創(chuàng)新點
提出了公交站牌界面設(shè)計的全新理念和思路，結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)理論，基于人性化設(shè)計前提下改善了現(xiàn)有的公交站牌，設(shè)計了新的公交站牌界面，并提出了運用眼動追蹤技術(shù)來實驗得到數(shù)據(jù)證明新的公交站牌界面比舊界面使用性能強(qiáng)。
2.界面設(shè)計傳統(tǒng)的評價方法
傳統(tǒng)評價方法是以用戶的主觀評價為主進(jìn)行界面可用性研究和進(jìn)行用戶績效研究的方法。主要包括出聲思維法②、問卷調(diào)查法等，以傳統(tǒng)的操作時間、完成率、主觀感受與評價等指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)評價方法獲取指標(biāo)的優(yōu)點是操作相對比較簡單，工作量較小，能反應(yīng)用戶的主觀感受;但其也具有較大的缺點和局限性，如衡量標(biāo)準(zhǔn)單一，各項指標(biāo)的精度不高，客觀性較差、誤差較大等，在越來越強(qiáng)調(diào)精度、深度和客觀性的現(xiàn)代研究中就顯得捉襟見肘。
3.公交站牌界面結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)優(yōu)化設(shè)計
3.1公交站牌界面設(shè)計的基本原則
城市公共導(dǎo)向系統(tǒng)是指出現(xiàn)于城市的公共場所，由圖形、文字、色彩等視覺元素的組合所形成的標(biāo)志與箭頭相結(jié)合所構(gòu)成的導(dǎo)向識別系統(tǒng)，用以向人們提供某種公共信息的并引導(dǎo)人們選擇方向③。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為知覺是一種解釋刺激信息從而產(chǎn)生組織和意義的過程。人對客觀世界的認(rèn)識過程是從感覺開始的，沒有感覺信息就沒有知覺過程的發(fā)生。④認(rèn)知心理學(xué)研究表明，不同的刺激種類對應(yīng)的絕對感受不一樣，顏色的不同感受就明顯不同，圖形的大小，擺放的位置等也會給人以不同的感受，在整齊排列中，突出的那個也會吸引人的眼球。刺激強(qiáng)度高的刺激常常優(yōu)先被知覺。
3.2現(xiàn)有城市公交站牌的界面設(shè)計不足分析――以南京新街口北站為例
通過對南京市新街口北站公交站牌界面的調(diào)查研究，提取了新街口北站現(xiàn)行公交站牌界面設(shè)計主要理念，并提出存在的缺點與不足。
南京市新街口北站現(xiàn)行公交站牌界面每一橫向長條狀模塊代表一條公交線路，單元首或尾部用大號字體顯示路線名稱，其他地方顯示該條線路包含的所有站點的名稱，通常會用箭頭等指向標(biāo)志指示線路的運行方向;不同的線路模塊豎向按一定編號規(guī)則排列。
這類設(shè)計之所以能占領(lǐng)世界上絕大多數(shù)的公交站牌，應(yīng)該歸功于它的設(shè)計理念的簡單。線路信息可以不經(jīng)過加工或者少量加工即可被安排到界面上，且模塊化的設(shè)計使得其中的線路可以任意增刪而不會影響其他線路的呈現(xiàn)，設(shè)計工作量小，設(shè)計、修改、替換成本低。然而對于用戶來說，這類界面卻具有很明顯的不足之處。例如，界面上的文字信息量過大，排列方式過于死板，用戶在密密麻麻的文字中查找某個站點十分費勁;重復(fù)站點信息很多，用戶如果要查詢到達(dá)某個站點的多條線路，需要進(jìn)行多次搜索過程;信息量雖然很大，但是信息的種類卻很單一，只有公交站點的信息，這在多種交通方式并存和互補(bǔ)的大中城市中就十分不適用。比如若要尋找能換乘地鐵的站點，在現(xiàn)行的這種界面內(nèi)顯然是不能找到任何信息的?？梢?，現(xiàn)行公交站牌界面的設(shè)計盡管使用度很高，經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，但是隨著社會的發(fā)展，它并不能很好地適應(yīng)城市公交系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢和用戶的新需求。
3.3結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)優(yōu)化城市公交站牌界面設(shè)計
作為一種較新的并且快速發(fā)展的交通方式，地鐵指示界面的設(shè)計或許能為我們隊傳統(tǒng)公交站牌界面的優(yōu)化提供靈感和借鑒意義。
通過借鑒地鐵圖的設(shè)計理念
1、線路以帶顏色的直線或折線表示，不同線路以不同顏色區(qū)別;
2、如果不同線路有重復(fù)站點，通過設(shè)計整合將線路的重復(fù)部分聚集在一起，站點名稱只標(biāo)識一次;
3、通過加入圖標(biāo)、顏色等設(shè)計元素以顯示其他交通方式、重要公共設(shè)施等，將新界面有機(jī)融入整個城市的公共導(dǎo)向系統(tǒng)。
在結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)的指導(dǎo)下，對南京市新街口北站站牌進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，用眼動實驗對兩類界面進(jìn)行對比測試和可用性評價。
現(xiàn)行公交站牌界面簡稱為“舊”界面，優(yōu)化后的公交站牌界面簡稱為“新”界面。為了控制變量以免字體對實驗結(jié)果造成干擾，新、舊界面上相對應(yīng)的信息字體類型和大小相同，如站點名稱均對應(yīng)相同的方正大黑體12號，線路名稱均對應(yīng)方正大黑體20號。
4.實驗方案
4.1實驗?zāi)康?/p>
本實驗通過運用眼動追蹤技術(shù)并結(jié)合問卷調(diào)查，對比測試公交站牌新舊界面的可用性，評價新舊界面設(shè)計的優(yōu)缺點，并據(jù)此總結(jié)提出公交站牌優(yōu)化設(shè)計的建議。
4.2實驗材料、設(shè)備和人員
材料：受測數(shù)字界面（圖片大小1024*768像素，格式為.bmp），新街口北站公交站牌新、舊界面各一張
設(shè)備：眼動儀一臺、電腦主機(jī)及外設(shè)（鍵盤、鼠標(biāo)、攝像頭）、Clear view軟件
人員：指導(dǎo)員2名、受試者不少于10名（男女各半，受條件所限，選取在校大學(xué)生）
其中受試者條件：無色盲、色弱、雙眼矯正視力不低于1.0
4.3實驗過程
受條件和時間所限，本次實驗共有14人參加，其中男生7名，女生7名，均為來自南京理工大學(xué)的在校學(xué)生，年齡均在18～25歲之間，眼睛的生理狀態(tài)符合實驗要求。在本次實驗前，14位受試者都使用過舊界面（即現(xiàn)行公交站牌界面），都從未使用過新界面。
由于所有受試者均未曾使用過新界面而對舊界面的使用較為熟練，為了減少由于不熟悉新界面而造成實驗誤差，在測試實驗正式開始前，指導(dǎo)員都對界面（包括舊界面）的構(gòu)成和設(shè)計理念進(jìn)行了詳細(xì)地介紹，所有受試者都完整的參加了上機(jī)學(xué)習(xí)。但這也并不能完全消除受試者因為對新界面的相對陌生而對實驗結(jié)果造成的影響。
整個實驗結(jié)束后，從軟件中導(dǎo)出每位受試者完整的眼動數(shù)據(jù)，保存在個人存儲設(shè)備中，檢查確認(rèn)數(shù)據(jù)完整無差錯之后，清理軟件中的緩存數(shù)據(jù)。
4.4新舊界面可用性對比
從表4-1的數(shù)據(jù)可以看出，受試者在新界面上的注視時間平均值及注視點數(shù)的平均值均小于舊界面，且差距較大。而從圖4-2則可以直觀的看出，盡管仍有1位受試者在新界面上花費的注視時間比在舊界面的注視時間略長，但整體上舊界面的注視時間曲線明顯位于新界面的注視時間曲線之上，即在新界面的注視時間比在舊界面上更短。用戶在新界面的獲取信息的效率高于舊界面，新界面的可用性優(yōu)勢比較明顯。
圖4-3眼動儀路徑分析
從圖4-3的對比中可以看出：受試者在使用舊界面時，由于舊界面包含的文字信息量大，且每一條線路可能存在與其他線路重復(fù)的站點名，因此在搜索某一目標(biāo)站點時，受試者為了找全所有路線不得不對每一條線路都進(jìn)行搜索;再者，在舊界面中，一條線路中的站點呈左右橫向分散排列布局，而線路間的排列又呈現(xiàn)上下縱向排列方式，因此視線需要既要在左右兩側(cè)比較長的距離范圍內(nèi)來回移動，又要在上下方向移動，因而受試者的注視點呈現(xiàn)小而多、分散分布的態(tài)勢，且眼動路徑總體呈現(xiàn)“鋸齒形”，所需的注視時間相對較長，中心點的位置不明確;而在新界面中，站點與線路都呈上下縱向排列布局，因為新界面將重復(fù)站點的信息整合在一起，文字信息量大大減少，且受試者在查找到目標(biāo)站點之后不需要再去考慮是否界面上其他地方是否會有“漏掉”的線路，而只要順著目標(biāo)站點對應(yīng)的線路向上搜索以確定線路的名稱。因此，受試者在新界面上的注視點數(shù)較少且中心點位置集中，眼動路徑清晰明確，所需注視時間更短。
從眼動路徑圖的分析中可以看出，受試者使用新界面獲取信息的效率比舊界面更高，新界面的可用性優(yōu)于舊界面，這與注視時間、注視點數(shù)、注視頻率和完成時間分析的結(jié)果相一致。
圖4-4熱點
對熱點圖的抽樣分析，可以顯示出受試者在界面的哪些區(qū)域內(nèi)停留的?r間長。從圖4-4的對比中可以看出，受試者在使用舊界面時，注視點多而分散，平均每個注視點的注視時間都較短，沒有明顯的注視重點;而在使用新界面時，注視點數(shù)量相對于舊界面明顯少很多，目標(biāo)站點和線路名稱附近區(qū)域為注意力最高的地方，注視時間較長，而在目標(biāo)站點和路線名稱區(qū)域之外，注視點就比較少了。這表明，受試者在舊界面上往往要瀏覽大量無用信息才能找到目標(biāo)站點，而在新界面上，用戶能相對更容易鎖定目標(biāo)站點。因此，從熱點圖的分析中可以看出，受試者在新界面上獲取信息的效率要高于舊界面，新界面的可用性優(yōu)于舊界面，這與注視時間、注視點數(shù)、注視頻率和完成時間分析以及眼動路徑圖分析的結(jié)果相一致。
4.5實驗結(jié)論
從以上的分析過程我們可以得出以下結(jié)論：
受試者在舊界面搜索目標(biāo)站點時，注視點多而分散，眼睛既要上下、左右運動交替，眼動路徑呈現(xiàn)出鋸齒形;而受試者在新界面上搜索目標(biāo)站點時，注視點少而集中在目標(biāo)站點和線路名稱附近區(qū)域，眼睛以上下運動為主，眼動路徑清晰、明確。這說明受試者在新界面上獲取信息的效率要比在舊界面上高。
5.結(jié)論與展望
5.1研究結(jié)論
結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)理論設(shè)計新的公交站牌界面并運用眼動追蹤技術(shù)對基于新、舊理念設(shè)計的公交站牌界面進(jìn)行對比評價。實驗的結(jié)論顯示，相對于舊的公交站牌界面，用戶在新界面上能更快的找到目標(biāo)信息，新界面的對用戶的引導(dǎo)作用更強(qiáng)，用戶在新界面獲取信息的效率整體上比舊界面更強(qiáng)。新界面的設(shè)計理念是成功的和進(jìn)步的。
迫于時間、人力、經(jīng)濟(jì)、資源以及自身學(xué)術(shù)水平的限制，本次研究還有許多不足之處，由于眼動實驗環(huán)境和設(shè)備的限制，實驗受測公交界面只能通過一定的比例關(guān)系縮小顯示在有限的屏幕范圍內(nèi)，而不能真正的模擬用戶實際使用界面時的情形。由于界面的縮小可能引起實驗結(jié)果與實際使用的產(chǎn)生差異。研究以新新街口北站一站牌進(jìn)行研究，在線路、顏色等并未一一進(jìn)行控制，如果對應(yīng)每條線路有不同的顏色，相對龐大的公交線路來說是很困難的，所以只能局限于每個站牌。最后實驗迫于時間和人力的限制，只測試了14位受試者且還有3個無效數(shù)據(jù)，樣本容量不夠大;受試者的來源單一（均為大學(xué)生），不能代表公交站牌的廣大受眾。
5.2研究展望
1、加強(qiáng)眼動追蹤技術(shù)的基礎(chǔ)性研究，探索眼動實驗的基本設(shè)計方法，提取典型的眼動評價模型。
2、對新界面的設(shè)計理念進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，并逐步建立新界面的標(biāo)準(zhǔn)化方案。新界面盡管較舊界面是進(jìn)步的，但其中還有許多不合理和值得進(jìn)一步優(yōu)化的地方。例如，“新界面顏色太多”的意見，可見，復(fù)雜線路界面顏色負(fù)荷過高的問題需要進(jìn)一步解決，而站點密度過大時新界面對站點如何合理安排、新界面的對某些信息的省略是否合理等問題也需進(jìn)一步研究。而新界面的應(yīng)用則還需要更加詳細(xì)地標(biāo)準(zhǔn)化方案及設(shè)計元素庫作為支持。
3、新界面設(shè)計的自動化。相對于舊界面，新界面有個不容忽視的缺點是設(shè)計工作量和復(fù)雜程度都很大，設(shè)計過程成本很高。如果能夠設(shè)計出一種軟件，能夠根據(jù)輸入的站點信息自動生成新界面，則能很好的解決此問題。（作者單位：南京理工大學(xué)）
注解：
①董建明，傅利民，饒培倫，Gavriel Salvendy.人機(jī)交互：以用戶為中心的設(shè)計和評估[M].清華大學(xué)出版社，2007.
②周榮剛，張侃.可用性測試中的出聲思維法[J].人類工效學(xué)，2005，11（3）：55-56.
0 引 言
Matlab是美國MathWorks公司設(shè)計的數(shù)學(xué)軟件，主要包括Matlab/Simulink和GUI設(shè)計兩大部分[1?2]。Matlab可以進(jìn)行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、創(chuàng)建用戶界面、系統(tǒng)仿真設(shè)計等，主要應(yīng)用于工程計算、信號處理與通信、圖像處理、控制設(shè)計等領(lǐng)域。
筆者在近幾年的教學(xué)中，結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，采用CDIO工程理念，能充分根據(jù)學(xué)生的興趣和愛好進(jìn)行Matlab教學(xué)，針對其系統(tǒng)仿真和人機(jī)界面設(shè)計兩大功能進(jìn)行模塊主題式教學(xué)，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。本文采用M文件和GUI界面進(jìn)行了音樂播放器的設(shè)計，并總結(jié)了兩者之間的聯(lián)系。
1 基于M文件的音樂設(shè)計
1.1 Matlab播放音樂的前提
Matlab具有強(qiáng)大的功能，主要歸功于強(qiáng)大的內(nèi)置函數(shù)功能[3?4]。在Matlab中，可以借助sound函數(shù)來播放聲音，其格式為：
sound（Y，F(xiàn)S） ：通過揚聲器產(chǎn)生一個采樣頻率為FS的信號Y，其中Y的范圍定義為-1.0≤y≤1.0，超過這個范圍的值將被重新調(diào)整，以產(chǎn)生更符合人耳的聲音。 同時當(dāng)Y為N×2大小的矩陣時，可以通過該函數(shù)產(chǎn)生立體聲。
sound（Y）：產(chǎn)生默認(rèn)的采樣頻率為8 192 Hz的聲音。
sound（Y，F(xiàn)S，BITS）：產(chǎn)生按位采樣的聲音，其中大部分的平臺支持BITS=8 or 16。
同時可以通過wavwrite 產(chǎn)生*.wav視頻/音頻文件，其格式為：
wavwrite（Y，F(xiàn)S，NBITS，WAVEFILE）：寫入一個采樣頻率為FS Hz，位數(shù)為NBITS （其中NBITS 必須為8， 16， 24或32）的數(shù)據(jù)信息Y，并生成相應(yīng)的WAVE文件。如果產(chǎn)生立體聲的數(shù)據(jù)需
圖1 《荷塘月色》的簡譜
依據(jù)《荷塘月色》簡譜中的譜音，節(jié)奏，音節(jié)，高低音在matlab *.m文件中建立對應(yīng)代碼，依據(jù)響應(yīng)函數(shù)實現(xiàn)。
paragraph1= [1 1 6 5 6 1 1 2 3 2 2 1 2 2 5 5 3 3 2 3 1 1 6 5 5 3 2 3 2 1 2 2 1 2 2 3 2 1 6 2 1；
0 0 ?1 ?1 ?1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ?1 ?1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ?1 0 0；
0.5 1 0.5 1 1 1 0.5 0.5 2 0.5 1 0.5 1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2 0.5 1 0.5 1 1 0.5 0.5 0.5 0.5 2 0.5 1 0.5 0.5 1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2]；
以上代碼功能說明：第一部分為所演奏歌曲的譜；第2部分為各譜音對應(yīng)的音調(diào)；第3部分為各譜音對應(yīng)的音節(jié)。
1.3 歌曲播放
fs = 8000；
sound_pose = [0 2 4 5 7 9 11 0：12]；
y = zeros（1， sum（music（3，：））*fs + 1）； %初始化
cure_pose = 1；
for count = 1 ： length（music）
cure_sound_name = music（1， count）； %處理音樂
cure_sound_pose= sound_pose（cure_sound_name）；
%產(chǎn)生音樂
cure_freq = 220 * 2 .^ （（cure_sound_pose + rhythm + 3） / 12 + music（2， count））；
cure_sound = generate_tune（cure_freq， music（3， count）， fs）；
y（1，cure_pose：（cure_pose+ length（cure_sound） ? 1）） = cure_sound；
cure_pose=cure_pose+ length（cure_sound）；
為了歌曲播放的連續(xù)性，需要對其頻率進(jìn)行修正，其代碼為：
function y = amendment（p， l）
if p < 0.2
y = p*5；
elseif p < 0.3
y = 1.8 ? p * 4；
else
y = 0.6 * exp（（0.3 ? p）/5）；
end
2 基于GUI的音樂設(shè)計
在Matlab 提供的GUI 上利用Matlab 語言編寫核心代碼并構(gòu)建框架是一種不錯的選擇。這不但減少了代碼編寫的工程量，而且制作出的軟件同時具有界面友好和能夠方便進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理及圖像分析等特點[7?8]。圖形用戶界面（Graphic User Interface，GUI）的程序是在圖形界面[9]下創(chuàng)建與用戶交互的控件元素，使用戶可以通過操作這些交互控件實現(xiàn)特定的功能，并且可以返回顯示在程序界面相應(yīng)的結(jié)果顯示區(qū)域中[10]。本文通過GUI的GUIDE進(jìn)行音樂鍵盤的設(shè)計來說明GUI的功能和使用。
2.1 總體界面顯示
根據(jù)鍵盤的顯示，通過GUI各功能鍵設(shè)置了音樂鍵盤，其總體設(shè)計包括單頻發(fā)音模塊、多頻模塊、播放譜曲模塊、播放視頻模塊和關(guān)閉模塊。
圖2中鍵盤的黑、白鍵通過Pushbutton控件相應(yīng)屬性改變進(jìn)行設(shè)置。
圖2 音樂鍵盤的總體設(shè)計
2.2 部分按鍵代碼實現(xiàn)
（1） 關(guān)閉功能模塊
通過設(shè)置一個push button鍵來實現(xiàn)，在該鍵callback下，編寫該回調(diào)函數(shù)。程序如下：
selection=questdlg（[′是否關(guān)閉′，get（gcf，′Name′），′窗口？′]， ...
[′Close ′，get（gcf，′Name′），′...′]，′是′，′否′，′是′）；
%當(dāng)選擇退出按鈕時，得出一個問是否確定關(guān)閉的框
if strcmp（selection，′否′）
return；
else
clc；
clear all；
delete（gcf）；
end
（2） 多頻功能模塊
通過設(shè)置一個radio button 來實現(xiàn)雙音多頻的功能，當(dāng)選中該按鈕時，則增加它的頻率分量。使其含有豐富頻率分量。通過設(shè)置一個全局變量，當(dāng)選中該控件時，全局變量的值改變，程序如下：
function duopin_Callback（hObject， eventdata， handles）
global r；
r=get（handles.duopin，′value′）； %多頻的按鈕是否選中
2.3 歌曲的顯示
通過查閱資料，發(fā)音頻率對應(yīng)的表達(dá)式為f=440*2^（（f0-49）/12），當(dāng)所發(fā)音為低音時f0的取值為31～37，發(fā)中音時f0的取值為40～46，發(fā)高音時f0的取值為49～55。播放音樂可以通過設(shè)置一個push button鍵來實現(xiàn)，通過編輯該鍵callback功能通過wavplay函數(shù)就可以播放該歌曲了。
A=440； %標(biāo)準(zhǔn)音A
ft=44100； %頻率
f0=ft/2；
scale12=A4/2^（9/12）*2.^（（0：11）/12）；
ma1=[1 3 5 6 8 10 12]； %七音符
score=[1 1 5 5 6 6 5，...do do sol sol la la sol?
4 4 3 3 2 2 1，...fa fa mi mi re re do?
5 5 4 4 3 3 2，...sol sol fa fa mi mi re?
5 5 4 4 3 3 2，...sol sol fa fa mi mi re?
1 1 5 5 6 6 5，...do do sol sol la la sol?
4 4 3 3 2 2 1]；%fa fa mi mi re re do? %樂譜
3 結(jié) 語
Matlab具有強(qiáng)大的圖形顯示功能，同時具有豐富的人機(jī)交互界面設(shè)計的功能，通過Matlab中的GUIDE創(chuàng)建GUI設(shè)計時，既能將已有的M文件進(jìn)行仿真，又能將仿真的圖形結(jié)果通過人機(jī)交互的方式顯示，從而給使用者留下更形象、深刻的印象。而在GUI設(shè)計時，可以將設(shè)計的GUI界面保存為Fig文件的同時生成對應(yīng)的M文件，方便用戶隨時進(jìn)行編輯處理。利用Matlab/GUI進(jìn)行界面設(shè)計可以為用戶提供友好、方便、形象的圖形顯示和數(shù)據(jù)分析處理，將會在教學(xué)和工程應(yīng)用上帶來良好的效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄭阿奇.Matlab實用教程[M].3版.北京：北京電子工業(yè)出版社，2012.
[2] 徐明遠(yuǎn)，邵玉斌.Matlab仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009.
[3] 鄔曉紅，唐，趙琳，等.基于Matlab GUI的說話人識別測試平臺設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（8）：59?62.
[4] 沈媛媛.基于Matlab的數(shù)字信號處理綜合性實驗設(shè)計[J].實驗室研究與探索，2009，28（8）：60?61.
[5] 黃飛，李燦平，任小慶，等.基于Matlab/GUI的圖像處理軟件開發(fā)[J].長沙通信職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010，9（3）：22?25.
[6] 白曉梅，王茹，趙云兵.基于Delta3D的氣象仿真框架設(shè)計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（4）：29?32.
[7] 李京秀.基Matlab GUI的電路特性演示平臺設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（22）：160?162.
[8] 施曉紅，周佳.精通GUI 圖形界面編程[M].北京：北京大學(xué)出版社，2003.
.微型電腦應(yīng)用，2011（8）：53?56.
[10] 陳瑞峰，左曙光，郭偉.基于Matlab GUI的信號分析系統(tǒng)[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報，2009，27（5）：645?647.要建立二維矩陣。
wavwrite（Y，F(xiàn)S，WAVEFILE）：產(chǎn)生WAV文件時 NBITS=16 b。
wavwrite（Y，WAVEFILE）：產(chǎn)生WAV文件時NBITS=16 b并且FS=8 000 Hz。
關(guān)鍵詞：APP交互界面；人因適合性；人因特性數(shù)據(jù)庫；測試程序
中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）05-0057-04
Abstract： Diverse APP enriched mobile application greatly in recent years， which is very convenient to the user. But with the increase of the types and functions of the APP， Its size and architecture is becoming more and more complex， and its quality is not assured. So more attention is beginning to pay on APP test. But previous studies focused more on the function of APP testing， without considering the APP interface’s suitability from a user’s perspective. The author collect the data of user experience through the questionnaire survey based on the user's position establish the human factor database in the SQLite. A test program with respect to the suitability of APP interface is designed by using Matlab GUIDE. It can quickly and efficiently detect the human suitability of APP interface by transferring the data in the database with callback function， which can avoid to make a large number of investigation and interview to obtain the data of user experience.
Key words： Interface of APP； human suitability； database of human； test program
移動通信信息技術(shù)的快速發(fā)展和智能手機(jī)的普及使得開發(fā)和測試人員越來越注重APP原產(chǎn)品的用戶體驗。以用戶為中心，考慮用戶在與APP交互時產(chǎn)生的心理和生理的反映成為了APP開發(fā)商們競爭的焦點。人因?qū)W是一門綜合性的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科，它研究與生產(chǎn)活動有關(guān)的人的生理的、心理的特性。人因適合性是指將人因?qū)W有關(guān)人的科學(xué)知識運用于改善和優(yōu)化人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計，使系統(tǒng)對人的作業(yè)要求盡可能地適合操作者，以達(dá)到安全、舒適、高效生產(chǎn)的目的[1]。2015年底艾媒咨詢和問卷網(wǎng)了中國APP市場的相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示，大部分被下載的APP的使用率和留存率都相對較低，“用一次即拋”逐漸成為用戶的行為趨勢?！按蜷_次數(shù)為1次”的用戶占比35%，“打開次數(shù)為10次”的比例僅有17.6%。另外，APP的生命周期平均只有10個月，85%的用戶會在1個月內(nèi)刪除已下載的應(yīng)用。社交類APP競爭最為殘酷，死亡率達(dá)35%。這些數(shù)據(jù)反應(yīng)出APP市場的現(xiàn)狀：APP在吸引用戶長期使用和關(guān)注方面面臨著巨大考驗。盡管數(shù)據(jù)顯示，截止到2015年第三季度，中國手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)到6.68億人，智能手機(jī)用戶規(guī)模為6.09億人，中國手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模和智能手機(jī)用戶規(guī)模整體上呈現(xiàn)增長趨勢。但不可忽略的事實是，增長率卻是呈明顯下降趨勢的。這說明，中國的智能手機(jī)保有量和規(guī)模已經(jīng)接近飽和狀態(tài)，開始趨于穩(wěn)定，未來的增長空間會不斷縮小。同時也說明，在相對穩(wěn)定的移動空間里，隨著APP的繼續(xù)涌入，原本就十分擁擠的APP市場將會更加擁擠，廝殺也會更加激烈。這一方面會帶來APP產(chǎn)品的競爭和同質(zhì)化加重，另一方面也會讓APP產(chǎn)品的創(chuàng)新變得困難，但這也逼迫更加垂直化和細(xì)分化的APP產(chǎn)品不斷出現(xiàn)[2]。APP產(chǎn)品存活的關(guān)鍵在于用戶存留率，而APP用戶存留率的主要因素是APP交互界面的人因適合性。
近幾年已經(jīng)有學(xué)者對手機(jī)界面人因工程學(xué)方面進(jìn)行了相應(yīng)的研究。段天宏總結(jié)了現(xiàn)行手機(jī)設(shè)計在人因工程方面存在的問題，但是并沒有說明用何種方法進(jìn)行測試得出了存在的問題[3]。何春俐、張連軍，鄧穎星，郁亞男等人分別在其期刊論文中研究了基于人因工程學(xué)的手機(jī)交互界面設(shè)計[4-6]，而沒有提出對已有的手機(jī)APP交互界面測試評估的方法。Amal-fitanoD團(tuán)隊?wèi)?yīng)用GUI（圖形用戶界面）生成測試用例的方法，對手機(jī)應(yīng)用程序的測試展開了探究[7]，也沒有著力于手機(jī)APP交互界面的人因適合性測試。張力，郭慶欽等人基于眼動追蹤技術(shù)，用實驗研究的方法，提出了一種用于手機(jī)APP交互界面人因適合性評價的數(shù)學(xué)模型[8]，但是沒有在應(yīng)用程序上得以實現(xiàn)。HK Conner、DG Petersen等人基于用戶界面建立了任務(wù)對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫，探究用戶與界面交互時搜索查詢?nèi)蝿?wù)對象的效率[9]，K Phillips、M Galer對人機(jī)交互界面作了大量研究，建立了人因數(shù)據(jù)庫，為設(shè)計滿足用戶需求的用戶界面提供了很大便利[10]，但都沒有在移動設(shè)備上作深入研究。
本文通過用戶調(diào)查、用戶測試的方法收集APP交互界面用戶體驗數(shù)據(jù)，制定星級評價標(biāo)準(zhǔn)，運用SQL Server建立APP交互界面人因適合性數(shù)據(jù)庫，結(jié)合Matlab GUIDE設(shè)計并實現(xiàn)一款針對APP交互界面人因適合性的測試程序。程序能夠直觀反應(yīng)用戶評價習(xí)慣的測試結(jié)果，使開發(fā)商能夠快速便捷的測試APP產(chǎn)品界面的人因適合性，從用戶的角度出發(fā)，改進(jìn)APP交互界面的人因適合性，提高APP的用戶存留率，確保APP長期有效\營。
1 手機(jī)APP交互界面人因適合性數(shù)據(jù)庫設(shè)計
1.1 APP交互界面人因適合性因素指標(biāo)的確定
由于德爾斐法[11]可以獲得具有很高準(zhǔn)確率的集體判斷結(jié)果，所以筆者首先使用德爾斐法確定初步的因素指標(biāo)。為了使指標(biāo)更有代表性，還采用了問卷調(diào)查的方式對指標(biāo)進(jìn)一步的完善。通過問卷星網(wǎng)站問卷200份，其中回收問卷168份，有效問卷155份，回收問卷和回收的有效問卷比例分別是84%和77.5%。選取的問卷調(diào)查對象主要為在校學(xué)生、青年上班族、專業(yè)的APP開發(fā)人員。通過對問卷的統(tǒng)計分析，最終采用填寫問卷年齡為16～30的群體，因為該群體平均每周使用APP達(dá)到30次以上具有高度代表性。同時根據(jù)測試程序中的人因適合性數(shù)據(jù)庫的需求功能，查閱相關(guān)文獻(xiàn)及UI中國提出的用戶界面設(shè)計準(zhǔn)則對不重要的指標(biāo)進(jìn)行刪除修改，對遺漏的指標(biāo)進(jìn)行添加，得到比較完備的表征APP交互界面人因適合性的因素指標(biāo)。APP交戶界面人因適合性相關(guān)因素指標(biāo)具體描述如表1所示：
李克特式量表（Likert scale）設(shè)計是以等距的明確數(shù)值表示，以5點量表為例，受訪者只能從5個語言措辭“非常不滿意”、“不滿意”、“稍微滿意”、“滿意”、“非常滿意”中，勾選適合其心理感受的選項作為答案，而量化的方式則是將勾選的語言措辭轉(zhuǎn)換為等距數(shù)值，分別以“1，2，3，4，5”的數(shù)值量化[12]。中國ASO（APP store optimization）平臺提供了關(guān)于APP總體評分算法，筆者結(jié)合回收的有效問卷對APP交互界面人因適合性各指標(biāo)的星級評價標(biāo)準(zhǔn)制定了量化公式：
1.2 APP交互界面人因適合性數(shù)據(jù)庫的建立
文獻(xiàn)[9]和[10]通過研究人機(jī)交互時用戶與界面所反應(yīng)出的適應(yīng)（如用戶操作習(xí)慣與界面信息布局相適應(yīng)、用戶認(rèn)知與界面信息描述相適應(yīng)等）與不適應(yīng)（如界面信息顯示擁擠給用戶造成視覺疲勞、圖文字符所表述的含義超出了用戶認(rèn)知范圍等）問題，總結(jié)歸納用戶界面的人因特性，并建立用戶界面人因數(shù)據(jù)庫。雖然文獻(xiàn)[9]旨在提升用戶在進(jìn)行人機(jī)交互作業(yè)時的操作效率，而文獻(xiàn)[10]注重用戶界面開發(fā)設(shè)計與優(yōu)化，但是文獻(xiàn)的思想與方法對本文APP交互界面人因適合性數(shù)據(jù)庫的建立具有指導(dǎo)意義。
SQL Server 數(shù)據(jù)庫，作為保存數(shù)據(jù)的倉庫，主要的功能，包括三個方面：1）信息的統(tǒng)計、匯總；2）信息的修改、添加和刪除；3）信息瀏覽和查詢[13]。本文依據(jù)上文確定的APP交互界面人因適合性相關(guān)因素指標(biāo)對常用APP交互界面（美團(tuán)、微信、微博、酷狗等）設(shè)置典型界面操作任務(wù)，通過用戶調(diào)查與測試的方法收集用戶體驗數(shù)據(jù)，并用表2星級評價標(biāo)準(zhǔn)處理數(shù)據(jù)。將所得用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總，利用SQL Server建立APP交互界面人因適合性數(shù)據(jù)庫。datable表用于存放人因適合性數(shù)據(jù)庫，結(jié)構(gòu)見表3。
2 測試程序的結(jié)構(gòu)
Matlab為用戶提供了功能強(qiáng)大的集成圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境（GUIDE），通過GUIDE，用戶可方便、快捷地設(shè)計圖形用戶界面，開發(fā)自己的應(yīng)用程序。應(yīng)用GUIDE設(shè)計一個完整的GUI基本過程；1）設(shè)計GUI的功能，運用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ_定該GUI所需使用的對象，并添加到GUI中；2）利用GUIDE提供的布局工具，完成GUI中各個對象的布局，布局時應(yīng)充分考慮用戶需求，力求界面美觀、使用方便；3）打開各對象的屬性查看器，設(shè)置GUI中對象的相應(yīng)屬性；4）為GUI對象編寫必要的回調(diào)函數(shù)（callback），以保證所設(shè)計GUI能正確響應(yīng)用戶的操作；5）進(jìn)行MCC編譯，生成EXE獨立運行文件[14]。
在進(jìn)行GUI設(shè)計之前，首先要確定整個應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)。由于設(shè)計該應(yīng)用程序的目標(biāo)是為了方便快捷地測試手機(jī)APP交互界面的人因適合性，而上文已經(jīng)對影響手機(jī)APP交互界面人因適合性的因素指標(biāo)做了全面深入的分析，因此確定整個應(yīng)用程序的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1。測試程序由界面信息布局、圖文顯示、幫助與糾錯、可用性、舒適與流暢性及增值體驗6個基本模塊構(gòu)成，基本上包含了測試一款手機(jī)APP交互界面是否擁有良好人因適合性的所有方面。隨著人因適合性數(shù)據(jù)庫的不斷更新，測試程序上也可以添加相應(yīng)的模塊，所以，程序具有一定的可擴(kuò)展性。
為簡化每個模塊的設(shè)計，測試程序可以采用了層次化設(shè)計方法，以上述因素與指標(biāo)的映射關(guān)系為依據(jù)，將每個基本模塊分解為若干個子模塊。圖2給出了界面信息布局的組成框圖（限于篇幅，其他模塊不再列出）。
3 測試程序的GUI設(shè)計
以圖1與圖2為依據(jù)，利用GUIDE進(jìn)行各個模塊的圖形用戶界面設(shè)計，添加對象時，編寫GUI對象的回調(diào)函數(shù)來響應(yīng)測試人員的操作。程序的GUI設(shè)計由主界面、基本模塊界面等模塊構(gòu)成。測試人員從主界面進(jìn)入各基本模塊界面后，在每個基本模塊界面對相應(yīng)的影響APP交互界面人因適合性的指標(biāo)進(jìn)行測試。
3.1 主界面設(shè)計
主界面由標(biāo)題、測試因素選擇列表、程序設(shè)計說明及“退出程序”按鈕組成，如圖3所示。其中，測試因素選擇列表中有5個按鈕，分別對應(yīng)程序的5個基本模塊。測試人員點擊其中任意一個按鈕，即可對影響手機(jī)APP交互界面人因適合性的相應(yīng)因素進(jìn)行測試。例如，當(dāng)測試人員點擊“界面信息布局L”按鈕時，將啟動該模塊的界面，如圖4所示，通過該界面測試人員可以測試它所包含的指標(biāo)，也可以返回主界面，對其他模塊進(jìn)行測試。右下角的“退出程序”按鈕用來推出并關(guān)閉程序運行。
3.2 子模塊GUI設(shè)計
由于整個程序包含的模塊較多，而它們實現(xiàn)的過程類似，所以，這里僅以界面信息布局模塊的GUI設(shè)計為例進(jìn)行說明。如圖4所示的界面信息布局模塊，以單選的形式設(shè)置界面信息布局所對應(yīng)的指標(biāo)，每個指標(biāo)又對應(yīng)一個APP交互任務(wù)，界面右邊框設(shè)置完成指標(biāo)對應(yīng)任務(wù)的時間t，任務(wù)完成率m，出錯率o及總注視點數(shù)e。測試人員只需要輸入這些測量因子，輸入完成后點擊“完成并顯示星級”按鈕，程序就會以彈出對話框的形式顯示該因素的測試結(jié)果，如圖5所示。下方還設(shè)置有“退出程序”和“返回主界面”按鈕，分別用來完成退出和返回首頁的指令。
其他子模塊的界面設(shè)置與界面信息布局的模塊GUI類似，各因素對應(yīng)的指標(biāo)測試完成后都顯示出該因素的星級評價。最終從界面信息布局、圖文顯示、幫助與糾錯信息、可用性舒適與流暢性以及增值體驗六個維度對APP交互界面的人因適合性做出評價。
3.3 子模塊功能實現(xiàn)原理
文獻(xiàn)[8]指出任務(wù)完成時間t、任務(wù)完成率m、出錯率o及總注視點數(shù)e等測量指標(biāo)在用戶進(jìn)行人機(jī)交互操作時能客觀反映APP交互界面的人因適合性，并構(gòu)建出一個表征APP交互界面人因適合性的數(shù)學(xué)模型：
由表12可知S與S1相關(guān)性達(dá)到96.8%，說明用實驗客觀測量的結(jié)果能夠?qū)χ饔^評價做出預(yù)測，即S與f（x）的關(guān)系模型是正確有效的。
以上函數(shù)關(guān)系均在MATLAB GUIDE創(chuàng)建GUI時自動生成的M文件中，通過編寫代碼，嵌入測試程序中，并作為程序內(nèi)部運算過程響應(yīng)GUI操作指令。
4 結(jié)束語
本文建立了手機(jī)APP交互界面人因適合性數(shù)據(jù)庫，設(shè)計并實現(xiàn)了手機(jī)APP交互界面人因適合性測試程序，通過主客觀關(guān)系模型連接測試程序與數(shù)據(jù)庫，從而以客觀的測量結(jié)果準(zhǔn)確有效地預(yù)測APP交互界面人因適合性用戶體驗結(jié)果，提高了APP交互界面人因適合性測試效率，避免了大量的用戶調(diào)查。然而，本文對APP交互界面人因適合性影響因素的維度設(shè)置略顯不足，指標(biāo)不夠全面，所以后期在影響APP交互界面人因適合性的維度上需要更加深入的研究；人因適合性數(shù)據(jù)庫也只存儲了用戶對界面指標(biāo)的總體評價數(shù)據(jù)，而沒有細(xì)分比較取到最優(yōu)值（如界面選擇哪種背景顏色用戶才不易疲勞），后期需要注重人因適合性數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)充和完善。
參考文獻(xiàn)：
[1] Mccormick E J， Sanders M S.Human Factors in Engineering and Design[J]. Human Factors in Engineering and Design， 1998， 25（2）： 174-182.
[2] 李穎. 大數(shù)據(jù)時代App市場探析[J]. 消費導(dǎo)刊， 2016， 1（3）： 92-93.
[3] 段天宏， 徐靖. 基于人因工程學(xué)的手機(jī)分析與改進(jìn)[J].包裝工程， 2008， 6（29）： 154-156.
[4] 何春俐， 張連軍. 人性化設(shè)計中的人機(jī)工程學(xué)[J]. 機(jī)械管理開發(fā)， 2010， 25（1）： 46-47.
[5] 鄧穎星， 手機(jī)界面的人性化設(shè)計[D]. 無錫： 江南大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2005.
[6] 郁亞男， 基于Android平臺的人機(jī)交互的研究與實現(xiàn)[D]. 北京： 北京郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2011.
[7] AmalfitanoD，F(xiàn)asolinoAR，TramontanaP.Aguicrawling-basedtec hniqueforandroidmobileAPPlicationtesting[C]//SoftwareTesting，VerificationandValidationWorkshops（ICSTW），2011IEEEFourthInternationalConferenceon. IEEE， 2011： 252-261
[8] 郭慶欽， 基于眼動追蹤技術(shù)的智能手機(jī)人機(jī)界面人因適合性測試方法研究[D]. 衡陽： 南華大學(xué)， 2015.
[9] Conner H K， Petersen D G， Wang J S， et al. User interface for a relational database using a task object for defining search queries in response to a profile object which describes user proficiency： US， US5263167[P]. 1993.
[10] Phillips K， Galer M.Chapter 6CThe Computer Human Factors Database[J]. Human Factors in Information Technology， 1992， 1（9）： 177-200
[11] 李建霞， 陳福蓉. 國內(nèi)圖書館績效評價指標(biāo)體系研究[J]. 圖書與情報， 2013， 1（1）： 65-69
[12] ， O林巖. 李克特式量表與模糊語言量表計分的差異比較――以梯形模糊數(shù)仿真為例[J]. 運籌與管理， 2008， 17（1）： 48-52
