人机交互（第三版）——国外计算机科学教材系列 (2010 年度畅销榜NO.7203 )

顾名思义，“人机交互”研究的是人、计算机技术以及两者相互影响的方式。本书集计算机科学、认知科学、心理学和社会学于一体，对人机交互进行了多学科的交叉探讨，引导读者从人机交互的基础走向其前沿研究领域。本书内容突出人机交互的创新设计、以任务为中心、结构化和理论概括等理念，重点探讨交互式系统的设计。\r\n 本书畅销欧美，网上配有相关的支持材料，是计算机本科生和研究生学习人机交互课程的权威教材。此外，它还适合初步涉足该研究领域的人员参考阅读。对于心理学家、认知科学家和其他感兴趣的读者而言也是开卷有益的。

第一部分 基 础 知 识\r\n 第1章 人\r\n 1.1 引言\r\n 1.2 输入-输出通道\r\n 1.3 人的记忆\r\n 1.4 思考：推理和问题求解\r\n 1.5 情感\r\n 1.6 个体差异\r\n 1.7 心理学与交互式系统的设计\r\n 1.8 小结\r\n 第2章 计算机\r\n 2.1 引言\r\n 2.2 文字输入设备\r\n 2.3 定位、指点和拖放\r\n 2.4 显示设备\r\n 2.5 虚拟现实和三维交互的设备\r\n 2.6 物理控制、传感器和特殊设备\r\n 2.7 纸张：打印与扫描\r\n 2.8 存储器\r\n 2.9 处理和网络\r\n 2.10 小结\r\n 第3章 交互\r\n 3.1 引言\r\n 3.2 交互模型\r\n 3.3 交互框架和人机交互\r\n 3.4 人类工程学\r\n 3.5 交互的形式\r\n 3.6 WIMP界面的成分\r\n 3.7 交互性\r\n 3.8 交互的环境\r\n 3.9 经验、使用和乐趣\r\n 3.10 小结\r\n 第4章 范例\r\n 4.1 引言\r\n 4.2 交互式范例\r\n 4.3 小结\r\n第二部分 设 计 过 程\r\n 第5章 交互式设计基础\r\n 5.1 引言\r\n 5.2 什么是设计\r\n 5.3 设计的过程\r\n 5.4 以用户为中心\r\n 5.5 情景\r\n 5.6 导航设计\r\n 5.7 屏幕的设计和规划\r\n 5.8 迭代和原型化\r\n 5.9 小结\r\n 第6章 软件过程中的人机交互\r\n 6.1 引言\r\n 6.2 软件生命周期\r\n 6.3 可用性工程\r\n 6.4 迭代设计和原型化\r\n 6.5 设计基本原理\r\n 6.6 小结\r\n 第7章 设计规则\r\n 7.1 引言\r\n 7.2 支持可用性的原理\r\n 7.3 标准\r\n 7.4 指南\r\n 7.5 黄金规则和启发式规则\r\n 7.6 人机界面的模式\r\n 7.7 小结\r\n 第8章 实现支持\r\n 8.1 引言\r\n 8.2 窗口系统的元件\r\n 8.3 应用程序设计\r\n 8.4 应用工具箱\r\n 8.5 用户界面管理系统\r\n 8.6 小结\r\n 第9章 评估技术\r\n 9.1 什么是评估\r\n 9.2 评估的目标\r\n 9.3 通过专家分析评估\r\n 9.4 通过用户参与评估\r\n 9.5 选择一种评估方法\r\n 9.6 小结\r\n 第10章 通用设计\r\n 10.1 引言\r\n 10.2 通用设计原理\r\n 10.3 多模型交互\r\n 10.4 多样性的设计\r\n 10.5 小结\r\n 第11章 用户支持\r\n 11.1 引言\r\n 11.2 用户支持的需求\r\n 11.3 支持用户的方法\r\n 11.4 自适应的帮助系统\r\n 11.5 设计用户支持系统\r\n 11.6 小结\r\n第三部分 模型与理论\r\n 第12章 认知模型\r\n 12.1 引言\r\n 12.2 目标和任务的层次\r\n 12.3 语言模型\r\n 12.4 对基于显示的系统的挑战\r\n 12.5 物理和设备模型\r\n 12.6 认知的体系结构\r\n 12.7 小结\r\n 第13章 社会-组织问题和风险承担者需求\r\n 13.1 引言\r\n 13.2 组织问题\r\n 13.3 获得需求\r\n 13.4 小结\r\n 第14章 交流和协同模型\r\n 14.1 引言\r\n 14.2 面对面的交流\r\n 14.3 交谈\r\n 14.4 基于文本的交流\r\n 14.5 群体工作\r\n 14.6 小结\r\n 第15章 任务分析\r\n 15.1 引言\r\n 15.2 任务分析和其他技术的区别\r\n 15.3 任务分解\r\n 15.4 基于知识的分析\r\n 15.5 基于实体-关系的技术\r\n 15.6 信息的来源和数据收集\r\n 15.7 任务分析的使用\r\n 15.8 小结\r\n 第16章 对话标记法和设计\r\n 16.1 什么是对话\r\n 16.2 对话设计标记法\r\n 16.3 图形标记法\r\n 16.4 文本式对话标记法\r\n 16.5 对话的语义\r\n 16.6 对话分析和设计\r\n 16.7 小结\r\n 第17章 系统模型\r\n 17.1 引言\r\n 17.2 各种标准形式\r\n 17.3 交互模型\r\n 17.4 连续行为\r\n 17.5 小结\r\n 第18章 复杂交互的建模\r\n 18.1 引言\r\n 18.2 状况-事件分析\r\n 18.3 复杂语境\r\n 18.4 弱意图和基于传感器的交互\r\n 18.5 小结\r\n第四部分 框 架 之 外\r\n 第19章 群件\r\n 19.1 引言\r\n 19.2 群件系统\r\n 19.3 计算机媒体通信\r\n 19.4 会议和决策支持系统\r\n 19.5 共享的应用和人工件\r\n 19.6 群件框架\r\n 19.7 实现同步群件\r\n 19.8 小结\r\n 第20章 无处不在计算和增强现实\r\n 20.1 引言\r\n 20.2 无处不在计算的应用研究\r\n 20.3 虚拟和增强现实\r\n 20.4 信息和数据的可视化\r\n 20.5 小结\r\n 第21章 超文本、多媒体和万维网\r\n 21.1 引言\r\n 21.2 超文本的理解\r\n 21.3 寻找事物\r\n 21.4 网络技术和问题\r\n 21.5 静态万维网内容\r\n 21.6 动态网络内容\r\n 21.7 小结\r\n参考文献

“人机交互”顾名思义，研究的是人、计算机技术以及二者相互影响的方式。本书集计算机科学、认知科学、心理学和社会学于一体，对人机交互进行多学科的交叉探讨，重点关注交互式系统的设计。 全书分成四大部分，引导读者从人机交互的基础走向其前沿研究领域。第一部分是基础，概括性地讨论了人类心理学、计算机技术和二者间的交互及范式。第二部分是设计过程，分析人机交互的关键性问题，覆盖了交互式设计的基本原理、软件过程中的人机交互、设计规则、实现的支持、评估技术、通用设计和用户支持等内容。第三部分是模型和理论，涉及内容广泛，包括认知模型、社会-组织问题、通信与合作模型、任务分析、会话标志与设计、系统模型等。第四部分则前瞻性地探讨超出单用户桌面系统的应用，包括群件、无处不在（普适）计算、计算机支持协同工作和万维网上的超文本与多媒体等内容。 本书内容的编排便于阅读，每部分和每章的开头都给出相应的要点；例题为展示问题求解的技巧提供按部就班的指引；设计要点的微型案例研究突出了人机交互概念的实际应用；每章末的小结起到强化学习的作用，而习题可用于测试理解的程度；推荐读物则鼓励读者对主题进行深入研究。 本书畅销欧美，反映该学科的发展方向。第三版根据最近期的进展做了大量修改和重写，突出人机交互的创新设计、以任务为中心、结构化和理论概括等理念，并配有相关网站提供近一步的信息，是计算机本科生和研究生学习人机交互课程的权威教科书。此外，适合于初步涉足该研究领域的人员参考阅读。对于心理学家、认知科学家和其他感兴趣的读者来说也是开卷有益。 当初，电子工业出版社的老友邀请我们翻译这本书时，打开初览，即觉内容精彩缤纷，又兼盛情难却，于是几个人商议一下，挑起了担子。接手之后，方知翻译份量之重。中途，一位颇受倚重的邻校女士又悄悄游学去了大洋彼岸；于是，黄鹤白云之际，又把她的那部分再分担起来。如此这般，时间苦短，从容翻译竟成了一种奢侈……拖了再拖，终于交齐了译稿。其中第1章到第3章和第12章由方思行翻译，第4章到第11章和第13章由周继鹏翻译，第14章到第18章由张庆丰翻译，第19章到第21章和余下的各部分均由我执笔翻译。参与工作的还包括李昕娣、郑建勋、吴明珠和王晗等人。由于翻译水平参差、欠缺，即使经过审校，仍然有不少谬误。交稿之余，自知离“信、达、雅”还差很远，心中终是不安。谨向读者和原作者致歉，恭请不吝指正：ldcai@21cn.com。 蔡利栋 2006.2.1于广州

Alan Dix，英国Lancaster大学计算机系教授。

自本书第一版发行以来，已有十年，许多事情已经改变。无处不在的计算和传感器充斥的环境在寻找走出实验室之路，不只是进入电影与科幻小说，而且也进入工作场所与家庭。现在，计算机的确已经打破了由塑料与玻璃围成的界限：我们生活在网络遍布的社会中，从移动电话到智能卡的个人计算器件塞满了我们的口袋，电子设备在家里和在上班到处都包围着我们。万维网也已经从一个主要是学术性的网络成长为商业和日常生活的中枢。当物理与数字、工作与休闲的差别开始打破时，人机交互也在剧烈地改变着。 我们已试过在这一修订版中捕捉这些变化的几分影响，包括第2章和第3章中的物理设备问题、第21章中网络界面的讨论、第4章和第20章中的无处不在计算，以及第17章和第18章中在这些新环境里交互的新模型与新范例。我们已经在第3章的用户经验分析中和本书中几个框起来的样本与案例研究中，反映了从工作到休闲在技术使用上的变动之方方面面。新版的人机交互并不只是跟踪这些变化，而是向前瞻望正在浮现出来的区域。 然而，它也植根于强有力的原理和模型上，而并不依赖于今日正在过时的技术。我们为新技术的挑战和已确立的基础而激动，因为这些基础是今日的学生理解明日的技术之手段。所以，先前的版本对支撑本专业的理论模型与概念模型的关注将继续下去。由于技术的应用已经改变，这些模型也已发展。特别是早期工作中孤立的、个别的焦点日益退出以便将社会的和物理的环境包括进来。在第13章中对社会与组织分析，包括人种学的扩充处理，以及第18章中对物理环境中的史前古器物分析之中反映了这一点。 结构 新版的结构已经完全修订过。这部分地反映了该领域的成长：十年前，HCI往往是少数人选修的科目，而初版是获取一门标准课程的核心材料。今日之HCI大大地扩展了：一些领域（像CSCW）已是羽翼丰满可自立门户的专业，而HCI 则从一系列视点和不同细节级别上得到研究。所以我们已经把适合做入门课程的基本材料分离成开头的两部分，包括交互式设计的新的一章，增添了新材料到剧情和导航方面并提供适合第一堂课的一个纵览。另外，还包括通用设计新的一章以反映成长中的，对无所不包，不管能力、年纪或文化背景的设计的强调。不同的HCI模型和理论的比较高级的材料，随同范围扩大了的社会与环境模型和理论交互一起，在第三部分中介绍。这些章节不但适合于本科生和研究生水平的较高级的HCI课程，而且也适合于这一领域内的研究新手。万维网应用、无处不在的计算和CSCW特定域的详细介绍在第四部分给出。 网站和支持材料 我们总是相信支持材料是这类本教科书的必要部分。这些设计对书籍进行补充和增强—物理与数字在实践中的集成。自从第一版起，我们已经使各章的练习、微型案例研究和演讲幻灯片均可电化使用。在第二版中，这些合并进一个网站，包括连接和一个在线搜索工具，承担对HCI的书籍与小百科全书的穷举式索引。视觉残疾的读者也可得到完全在线的电子文本。网站在继续发展之中，为第三版提供的更多，包括WAP搜索、多选择方程和延伸的案例研究材料。我们将利用本书的网站提供练习、信息和其他内容，所以，请访问www.hcibook.com（或 www.booksites.net/dix）。贯穿全书，将发现形式为/e3/a-page-url/ 的网上参考速记。只要加上前缀 http://www.hcibook.com就可发现进一步的信息。为了辅助第二版的使用者，也可在网上 http://www.hcibook.com/e3/contents/map2e/ 获取新旧两版结构上的对照。 为什么要人机交互 在本书的第一版中写道： 这是作者写作本绪论的第二次尝试。第一次尝试变成了一次设计的特发事件外加一位尽管疲倦和不大专心却无辜的用户手下的牺牲品。我们起初用来写这个绪论的文字处理软件包是基于菜单的。菜单项目被分组以反映其功能。 “保存”和“清除”选项都被正确地分类为文件级操作，因此是菜单中紧挨着的两项。鼠标用跟踪球来控制是太容易在手里滑开了，一不注意就点了“清除”而不是“保存”。当然，“清除”选项的设计经过了很好的思考，会弹出一个确认框供用户取消某个错误的命令。“保存”选项也产生一个非常相像的确认框—不幸，只是在点击“确认”按钮时我们才会注意到单词“清除”位于顶格…… 幸亏这个文字处理器在菜单里不再设一个清除选项，但是，与此相类似的问题仍然普遍出现。诸如此类的错误由拙劣的设计选择引起，每天都在发生。或许不是灾难性的，毕竟没有人的生命处于险境，也没有环境的破坏。（除非设计者刚好在附近，或者你在沮丧中打破了什么东西！）然而，当你丢失几个小时的劳动成果而未做过笔记或备份，并且出版社的截止日期已是一个星期之前，那么蹦到脑子里的那个词肯定是“灾难性的”。 既然计算机作为“对用户友好”和“易于使用”的商品出售，像上面这样简单的错误依然发生是怎么回事？是文字处理机的设计者实际上在尝试把它同跟踪球一起使用，或者只是因为对系统如此精通以至这种错误从未出现过？我们斗胆猜测没人试过在疲劳与压力之下使用。然而，这类批评并不只是针对传统的计算机软件的设计者。我们的日常生活越来越多地涉及到并不在桌面上的编程设备，并且这些设备可能是用不了的。到底有多少录像机的设计者明白，人们试着调整机器以录下电视台节目时普遍碰到困难呢？汽车收音机使用了如此之多的旋钮和显示，以至司机为了选台和调整音量，不得不把注意力完全从道路上分散开，设计者真认为这么做是安全的吗？ 对于计算机及其有关设备的设计必须谅解，就是有特定任务的人要以一种同他们日常工作完全一致的方式来使用。为了做到这一点，设计这些系统的人必须知道如何根据最终用户的任务来思考，以及如何转变这些知识为可执行的系统。但是，试图为人们讲授设计计算机的观念有个问题。所有的设计者是人，而且他们最有可能也是用户。设计对用户来说不就因此是直观的吗？当我们都知道一个良好的界面看起来像什么时，为何还要讲解？结果，在设计者的培训中，人机交互（HCI，human-computer interaction）的学习也往往来晚了。我们将以开头的情景表明这一误解。要设计能够应付用户形形色色的疏忽的、一致而强壮的系统根本就不直观或容易。界面不是能在最后一分钟插入的，它的设计应该同系统的其余部分一起完整地展开。不应该只是展示“美好的”一面，而应该支持人们实际上想要完成的任务，并且原谅粗心导致的错误。所以，要考虑人机交互如何嵌进设计过程中去。 设计可用的系统并非简单地服务于最终用户或是营销策略，而是日益关系到法律方面。国民健康与安全标准强制雇主提供可用的计算机系统：不仅安全而且强调可用性。例如，同成员国的立法结合成一体的欧共体指令90/270/EEC，要求雇主在设计、挑选、试用和修改软件时保证以下各项： ● 适合于该任务 ● 易于使用，并且如果恰当，能适合于用户的知识与经验 ● 提供性能方面的反馈 ● 以适合于用户的格式和速度显示信息 ● 符合“软件人体工程学标准” 设计者和雇主已无法再继续忽视用户。 设计焦点—事情不会改变 以上谈及的问题现在绝不会发生了（多么令人愉快）。再思考一下！分析下方的MacOS X dock。是一种应用的快速放置点；文件夹和文件拖动到其中供即时访问；在右侧还有个垃圾桶。想像一下当你试着将一个文件拖进这些文件夹之一时会发生什么。如果图标越过垃圾桶时你的手指意外滑脱—哎呀! 幸亏实际上这不像在屏幕照片中那样显得十分容易，因为当你试图拖拽一个文件进去时，dock中的图标经常会移来移去。这就为文件腾出了空位，以便你将其放在dock中。然而，这意味着将一个文件拖到dock中时你不得不非常努力地集中注意力。我们认为这不是一个故意产生的特征，但它确实具有有益的副作用，使用户减少因意外而丢失一个文件 。！ 事实上，观察一名新用户做扔掉一个文件的尝试将会十分有趣。垃圾桶持续移动，好像不想要那个文件放进去。富有经验的用户则逐渐发展出应对的策略。有一名用户就总是从右侧把文件拖进垃圾桶，因为这时dock中的图标不会移来移去。所以，可以得出两个教训： ● 设计并不总是朝更好的方向发展。 ● 但是至少用户变得更聪明了。 屏幕照片复制经 Apple 计算机公司惠允 什么是HCI？ 人机交互这一术语，自20世纪80年代初期才得到广泛使用，但是已经扎根于许多确立的学科之中。对人类表现的系统研究最早于上个世纪初在工厂里展开，重点关注手动完成的任务。第二次世界大战促进了对人类和机器之间交互的研究，因为交战的各方都努力制造更有效的武器系统。这在研究者的领域里引领了兴趣的浪潮，由此促使1949年成立了人体工程学学会。传统上，人体工程学者关注的主要是机器和系统的物理特性，及其如何影响用户的表现。人类因素具体化为这些问题，以及更多认知学方面的问题。所以这些术语经常可交替使用。在英国以“人体工程学（Ergonomic）”为首选术语，在北美说英语地区则强调“人类因素（Human Factor）”。所有这些学科都关注在任何系统，无论是计算机，机械，还是手动的环境中用户的表现。由于计算机的使用变得日益普遍，数目不断增长的研究者专门探讨人和机器之间的交互作用，关注这一过程中物理的、心理的和理论的方方面面。该研究最初进行时采用man-machine interaction（个人同机器的交互）的名称。而后来，因认识到在计算机与用户群体组成方面的特殊兴趣，而改为human-computer interaction（人类同计算机的交互）！ 另外一项影响人机交互发展的研究项目是信息科学与信息技术。在从前这同样是一门古老学科，可追溯到信息技

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