人机界面设计案例分析

什么是人机界面

人机界面是指人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的领域或称界面所说人机结合面，信息交换，功能接触或互相影响，指人和机器的硬接触和软触，此结合面不仅包括点线面的直接接触，还包括远距离的信息传递与控制的作用空间。人机结合面是人机系统中的中心一环节，主要由安全工程学的分支学科安全人机工程学去研究和提出解决的依据，并过安全工程设备工程学，安全管理工程学以及安全系统工程学去研究具体的解决方法手段措施安全人机学。它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。大量运用在工业与商业上，简单的区分为“输入”（Input）与“输出”（Output）两种，输入指的是由人来进行机械或设备的操作，如把手、开关、门、指令（命令）的下达或保养维护等，而输出指的是由机械或设备发出来的通知，如故障、警告、操作说明提示等，好的人机接口会帮助使用者更简单、更正确、更迅速的操作机械，也能使机械发挥最大的效能并延长使用寿命，而市面上所指的人机接口则多界狭义的指在软件人性化的操作接口上。

人机界面的设计原则

1、以用户为中心的基本设计原则

在系统的设计过程中，设计人员要抓住用户的特征，发现用户的需求。在系统整个开发过程中要不断征求用户的意见，向用户咨询。系统的设计决策要结合用户的工作和应用环境，必须理解用户对系统的要求。最好的方法就是让真实的用户参与开发，这样开发人员就能正确地了解用户的需求和目标，系统就会更加成功。

2、顺序原则

即按照处理事件顺序、访问查看顺序（如由整体到单项，由大到小，由上层到下层等）与控制工艺流程等设计监控管理和人机对话主界面及其二级界面。

3、功能原则

即按照对象应用环境及场合具体使用功能要求，各种子系统控制类型、不同管理对象的同一界面并行处理要求和多项对话交互的同时性要求等，设计分功能区分多级菜单、分层提示信息和多项对话栏并举的窗口等的人机交互界面，从而使用户易于分辨和掌握交互界面的使用规律和特点，提高其友好性和易操作性。

4、一致性原则

包括色彩的一致，操作区域一致，文字的一致。即一方面界面颜色、形状、字体与国家、国际或行业通用标准相一致。另一方面界面颜色、形状、字体自成一体，不同设备及其相同设计状态的颜色应保持一致。界面细节美工设计的一致性使运行人员看界面时感到舒适，从而不分散他的注意力。对于新运行人员，或紧急情况下处理问题的运行人员来说，一致性还能减少他们的操作失误。

5、频率原则

即按照管理对象的对话交互频率高低设计人机界面的层次顺序和对话窗口莱单的显示位置等，提高监控和访问对话频率。

6、重要性原则

即按照管理对象在控制系统中的重要性和全局性水平，设计人机界面的主次菜单和对话窗口的位置和突显性，从而有助于管理人员把握好控制系统的主次，实施好控制决策的顺序，实现最优调度和管理。

7、面向对象原则

即按照操作人员的身份特征和工作性质，设计与之相适应和友好的人机界面。根据其工作需要，宜以弹出式窗口显示提示、引导和帮助信息，从而提高用户的交互水平和效率。

人机交互界面，无论是面向现场控制器还是面向上位监控管理，两者是有密切内在联系的，他们监控和管理的现场设各对象是相同的，因此许多现场设备参数在他们之间是共享和相互传递的。人机界面的标准化设计应是未来的发展方向，因为它确实体现了易憧、简单、实用的基木原则，充分表达了以人为本的设计理念。各种工控组态软件和编程工具为制作精美的人机交互界面提供了强大的支持手段，系统越大越复杂越能体现其优越性。

人机界面的设计过程

1、创建系统功能的外部模型设计模型主要是考虑软件的数据结构、总体结构和过程性描述，界面设计一般只作为附属品，只有对用户的情况（包括年龄、性别、心理情况、文化程度、个性、种族背景等）有所了解，才能设计出有效的用户界面；根据终端用户对未来系统的假想（简称系统假想）设计用户模型，最终使之与系统实现后得到的系统映象（系统的外部特征）相吻合，用户才能对系统感到满意并能有效的使用它；建立用户模型时要充分考虑系统假想给出的信息，系统映象必须准确地反映系统的语法和语义信息。总之，只有了解用户、了解任务才能设计出好的人机界面。

2、确定为完成此系统功能人和计算机应分别完成的任务

任务分析有两种途径。一种是从实际出发，通过对原有处于手工或半手工状态下的应用系统的剖析，将其映射为在人机界面上执行的一组类似的任务；另一种是通过研究系统的需求规格说明，导出一组与用户模型和系统假想相协调的用户任务。

逐步求精和面向对象分析等技术同样适用于任务分析。逐步求精技术可把任务不断划分为子任务，直至对每个任务的要求都十分清楚；而采用面向对象分析技术可识别出与应用有关的所有客观的对象以及与对象关联的动作。

3、考虑界面设计中的典型问题

设计任何一个机界面，一般必须考虑系统响应时间、用户求助机制、错误信息处理和命令方式四个方面。系统响应时间过长是交互式系统中用户抱怨最多的问题，除了响应时间的绝对长短外，用户对不同命令在响应时间上的差别亦很在意，若过于悬殊用户将难以接受；用户求助机制宜采用集成式，避免叠加式系统导致用户求助某项指南而不得不浏览大量无关信息；错误和警告信息必须选用用户明了、含义准确的术语描述，同时还应尽可能提供一些有关错误恢复的建议。此外，显示出错信息时，若再辅以听觉（铃声）、视觉（专用颜色）刺激，则效果更佳；命令方式最好是菜单与键盘命令并存，供用户选用。

4、借助CASE工具构造界面原型，并真正实现设计模型软件模型一旦确定，即可构造一个软件原形，此时仅有用户界面部分，此原形交用户评审，根据反馈意见修改后再交给用户评审，直至与用户模型和系统假想一致为止。一般可借助于用户界面工具箱（Userinterfacetoolkits）或用户界面开发系统（Userinterfacedevelopmentsystems）提供的现成的模块或对象创建各种界面基本成分的工作。

5、在人机界面分析设计中所要考虑的人文因素主要包括以下内容：

1）人机匹配性：用户是人，计算机系统作为人完成任务的工具，应该使计算机和人组成的人机系统很好地匹配工作；如果有矛盾，应该让计算机去适应人，而不是人去适应计算机；

2）人的固有技能：作为计算机用户的人具有许多固有的技能。对这些能力的分析和综合，有助于对用户所能胜任的，处理人机界面的复杂程度，以及用户能从界面获得多少知识和帮助，以及所化费的时间做出估计或判断；

3）人的固有弱点：人具有遗忘、易出错、注意力不集中、情绪不稳定等固有弱点。设计良好的人机界面应尽可能减少用户操作使用时的记忆量，应力求避免可能发生的错误；

4）用户的知识经验和受教育程度：使用计算机用户的受教育程度，决定了他对计算机系统的知识经验；

5）用户对系统的期望和态度。

人机界面设计案例分析

一、家电（冰箱）Haier/海尔BCD-231WDBB

场所：冰箱是家用厨房内最为常见的家电产品之一。在公共空间比如餐厅，酒店也都有配备。

作用：冰箱使食物或其他物品保持冷态，具有储藏，冷冻的功能。

人机界面分析：

1、把手：

①位置：把手设计符合大众身高结构，一般根据实际冰箱高度设计，比如此冰箱总高1722mm，三门设计，把手分别在550mm左右、950mm左右、1300mm左右。

②形状：此冰箱把手属于隐藏式把手设计，使机器整体统一美观。把手形状呈长方形凹槽，适用于大多数家庭成员的高度差异。③功能：此把手设计即运用手部动作，通过抓、拉来实施对冰箱门的控制。外观大方，开门方便，不积灰尘，容易清理。

2、存储空间：

①位置：此冰箱为三门设计，区分两个不同的存储空间，分别是冷藏室和冷冻室。上门与下门等比例分布，中门5°C---18°C全温区变温。

②形状：三个存储空间均为长方形，中间有长方形隔板分割，阶梯式分割方式，适用于不同食材的存放。冷冻室采用抽屉设计，极大拓展了冷冻空间，抽屉装饰有仿金属材质亮银色饰条，质感强，坚固耐用。

③功能：冷藏室主要储存新鲜的食物或是烹饪过的食物，海鲜肉类在放入冷藏室24小时低温排毒后放入冷冻室保存。冷冻室一般保存海鲜肉类等需要保存较长时间不使用的食物。

3、显示部分、按钮：

①位置：显示部分、按钮一般在人眼可以看见，手可以触及的范围内。此冰箱在面板中间高约1650mm的位置。

②形状：此冰箱显示按钮部分为竖立的长方形，与整体机器相统一，整体感强。从上到下分为四个区域，用黑色实线区分，分别是温区选择、温度调节、功能选择和设定。上面三个区域为LED灯的液晶显示，设定按钮呈圆形，触摸式按钮，反应灵敏好操作。

③功能：此冰箱显示按钮部分采用电脑控温，冷藏冷冻的温度可通过设定按钮进行分开调节，并有记忆报警功能。温区选择显示三个白色正方形灯光上下分布，温度调节显示白色摄氏温度，功能选择显示智能、假日、省电图形加文字三个功能。

二、日常用品（MP3）iPodClassic

场所：适用于居家、户外的音乐播放设备，适用人群广泛，普及面广。

作用：音乐播放。

人机界面分析：

①外观形状：简洁的外观设计，整个可操作的部分就一个圆盘按键、以及顶部的电源打开按键。首先机器的四个边脚均采用了圆形设计整体感觉机器会更圆润一点，也与中间的圆盘按键保持一致的设计风格，机器顶部的电源按键也为椭圆形，整个机器突显了圆润的设计风格并且在细节上都有所体现。

②材质：正面为磨砂的铝材质，中间按键为塑料材质，背部采用了抛光的铝材质，不同区域用不同质感，质感区分比较明。

③色彩：按键为白色既醒目也易与操作，正面其它地区为磨砂银色不显眼突显了按键区域，色调上很协调又不单调使人看着舒心，在功能上又做了色彩区分，背部的抛光金属增加了金属质感。

④按键功能：机身顶部为电源按键，左右横向推移控制电源，且按键较大方便与操作；机身正面为圆盘整合式的按键，主要分为菜单、前进、后退、播放暂停四大功能；值得一提的是，这里还隐藏着一个按键也是这款MP3里按键上设计的亮点，其实整个圆盘的下面有压力感应装置，整个圆盘本身就是一个圆形按键，你可以通过手指在圆盘上画圆来控制诸如：歌曲的选择、音量大小等，非常方便，尤其是当你要选一首歌可能需要按快进键10次，可是在中间转盘处你只需要转动一圈就可以解决，非常方便和快捷。

三、家居（按摩椅）宜家康按摩椅YJK-801

场所：适用于居家生活人群，一般设置在家庭，有时在办公场所，公共空间也会设置。

作用：增加人体免疫力，舒经活络放松身心，调理肠胃功能，改善身体机能，促进血液循环，远离亚健康。

人机界面分析：

①产品功能：颈部揉捏按摩（两组6个按摩头旋转揉捏按摩）背部仿真人手按摩（仿真人手按摩，智能芯片控制）两节手臂气囊按摩（两节O型气囊包裹，按摩无死角）腿部美腿机设计（缓解腿部酸痛，塑造腿部完美曲线）足底指压按摩（仿真人手指压按摩，缓解疲劳舒筋活络）臀部气囊按摩（促进血液循环，舒筋活络）

②手控器界面：手控器界面分为六个功能区域，分别是开关按钮、显示屏、模式选择、全自动功能、力度调节和部位选择。整个操作按钮分为上下四个部分，上方左右两个圆形按钮是开关和全自动功能按钮，总开关按钮为红色，较为醒目，全自动功能按钮放置在显眼的位置方便用户操作，简洁明了。中间部分为按摩方式的模式选择，椭圆形按钮分别是三个按摩方式的选择，模式按钮在中间位置，镜面对称的两个三角形调节速度的大与小。下方区域为部位选择和力度调节功能，椭圆形按钮为各个部位的选择，三角形同为力度选择的大与小。最下方的区域左右两个椭圆形按钮调节按摩椅的回升与下仰。颜色上主体按钮为蓝色，与黑色手控器机身形成鲜明对比，红色主开关显眼明了。