Interakce mezi člověkem a počítačem ( HCI ) je multidisciplinární vědecký směr, který existuje a rozvíjí se za účelem zdokonalování metod pro vývoj, hodnocení a zavádění interaktivních počítačových systémů určených pro lidské použití a také za účelem studia různých aspektů tohoto využití [ 1] .
Interakce člověka s počítačem ( HCI ) je studium, plánování a návrh interakcí mezi lidmi ( uživateli ) a počítači . To je často viděno jako sbírka informatiky , behaviorální vědy , designu a jiných oborů studia. Interakce mezi uživateli a počítači probíhá na úrovni uživatelského rozhraní (nebo jednoduše rozhraní), které zahrnuje software a hardware ; například obrázky nebo objekty zobrazené na obrazovkách , data přijatá od uživatele prostřednictvím hardwarových vstupních zařízení (jako jsou klávesnice a myši ) a další interakce uživatele s velkými automatizovanými systémy, jako je letadlo a elektrárna.
Asociace pro výpočetní techniku považuje interakci člověka s počítačem za „disciplinu zabývající se návrhem, hodnocením a provozem interaktivních počítačových systémů pro lidské použití a studiem souvisejících procesů“. Důležitým aspektem interakce člověk-počítač je zajištění spokojenosti uživatelů (viz Spokojenost uživatelů).
Vzhledem k tomu, že interakce člověk-počítač je studována jak ze strany člověka, tak ze strany počítače, jsou poznatky získané v průběhu studia založeny jak na lidském faktoru, tak na tom počítačovém. Na straně počítače jsou důležité technologie počítačové grafiky , operační systémy , programovací jazyky a vývojová prostředí. Na lidské straně teorie komunikace , grafický a průmyslový design , lingvistika , sociologie , kognitivní psychologie a lidské faktory , jako je spokojenost uživatelů. Důležitá je také konstrukce a design. Vzhledem k interdisciplinární povaze interakce člověk-počítač přispívají k jejímu úspěchu lidé s různým zázemím. Interakce člověk-počítač je někdy označována jako interakce člověk-stroj a počítač-člověk.
Důležitým kritériem je pozornost věnovaná interakci člověk-počítač, protože špatně navržená rozhraní mohou způsobit mnoho nepředvídaných problémů. Klasickým příkladem toho je nehoda v jaderné elektrárně Three Mile Island , kde vyšetřování odhalilo, že za katastrofu byl alespoň částečně odpovědný design rozhraní. Podobně byly letecké nehody způsobeny rozhodnutím výrobců používat nestandardní polohy vzduchových přístrojů a/nebo kormidla. Přestože nové návrhy měly být lepší z hlediska základní interakce člověk-počítač, piloti měli „standardní“ uspořádání a tak koncepčně dobrý nápad nevedl k požadovaným výsledkům.
Hlavním úkolem interakce člověk-počítač je zlepšit interakci mezi člověkem a počítačem, aby byly počítače pohodlnější ( použitelnost ) a vnímavější k potřebám uživatelů. Interakce mezi člověkem a počítačem se zabývá zejména:
Dlouhodobým cílem interakce člověk-počítač je vyvinout systém, který sníží bariéru mezi lidským kognitivním modelem toho, čeho chtějí dosáhnout, a počítačovým chápáním úkolů, které mu byly přiděleny.
Specialisté na interakci mezi člověkem a počítačem jsou obvykle vývojáři, kteří se věnují praktické aplikaci vývojových technik na problémy reálného světa. Jejich práce se často točí kolem vývoje grafických a webových rozhraní .
Výzkumníci interakce mezi člověkem a počítačem se zabývají vývojem nových konstrukčních technik, experimentováním s novými hardwarovými zařízeními, prototypováním nových softwarových systémů, zkoumáním nových paradigmat pro interakci a vývojem interakčních teorií a modelů.
Ve studiu manažera osobních informací (PIM) probíhá interakce člověka a počítače v rozsáhlém informačním prostředí – lidé mohou pracovat s různými formami informací, z nichž některé jsou založené na počítači, mnohé nikoli (například tabule, poznámkové bloky, samolepky , samolepky na magnety ), abyste pochopili a efektivně ovlivnili požadované změny ve vašem světě. V oblasti počítačově podporované spoluprácedůraz je kladen na využití výpočetních systémů pro podporu spolupráce skupiny lidí. Principy řízení týmové práce rozšiřují rozsah počítačově podporované spolupráce na organizační úrovni a lze je implementovat bez použití počítačových systémů.
Vytvoření vysoce kvalitního rozhraní člověk-počítač , které lze nazvat bodem spojení mezi člověkem a počítačem, je konečným cílem studia interakce člověk-počítač.
Výměnu informací mezi člověkem a počítačem lze definovat jako interakční uzel . Interakční uzel zahrnuje několik aspektů:
Interakce mezi člověkem a počítačem se liší od lidských faktorů (uvažovaných v ergonomii a použitelnosti ) v tom, že interakce člověk-počítač se zaměřuje spíše na uživatele, kteří pracují s počítači spíše než s jinými typy technologií nebo artefaktů. Interakce mezi člověkem a počítačem se také zaměřuje na implementaci softwaru a hardwaru na podporu interakce člověk-počítač. Lidský faktor je tedy širší pojem; a interakci člověka s počítačem lze charakterizovat jako lidský faktor – i když se někteří odborníci snaží tyto oblasti oddělovat.
Interakce mezi člověkem a počítačem se také liší od lidských faktorů menším důrazem na úkoly a postupy a mnohem menším důrazem na fyzickou námahu vyplývající z konstrukční formy zařízení rozhraní (jako je klávesnice a myš ).
Interakce mezi člověkem a počítačem byla vyvinuta v kontextu vícesměrných vědeckých vektorů ( počítačová grafika , inženýrská psychologie , ergonomie , teorie organizace , kognitivní věda , informatika a mnoho dalších).
Za počátek ergonomické fáze interakce člověk-počítač lze považovat tezi Ivana Sutherlanda (Sutherland, 1963), která předurčila vývoj počítačové grafiky jako vědy. Počítačová grafika zároveň potřebovala ergonomické návrhy, aby mohla efektivně spravovat složité modely CAD / CAM systémů. Výzkum v této oblasti pokračoval v symbióze člověk-stroj ( Licklider , 1960), Augmentace lidského intelektu ( Engelbart , 1963) a Dynabook ( Kay a Goldberg , 1977). V důsledku vědeckého výzkumu byly vyvinuty takové nástroje, bez kterých je dnes obtížné si představit práci s počítačem: „ myš “, prvek po prvku adresovatelné (bitmapové) zobrazení , „ okno “, metafora plochy , point-and -klikněte na editory.
Také problém lidských operací na počítači byl přirozeným pokračováním klasických cílů inženýrské psychologie, kromě toho, že nové problémy měly významnou kognitivní, komunikační a interaktivní povahu, s nimiž se dříve v inženýrské psychologii nepočítalo, a přispěly tak k pokroku inženýrské psychologie v této oblasti.směr.
Ergonomické studie také zdůraznily souvislost pracovních podmínek s jevy vyvolávajícími stres , jako jsou: rutinní práce, sezení, vizuální vnímání vizuálních obrazů na displejích a mnoho dalších, které nebyly dříve považovány za propojené.
Na závěr otázka: "jak zapadá použití výpočetní techniky do návrhu technologie výroby?" dovedl interakci s počítači na úroveň efektivní organizace práce a dokonce ji zařadil do problematiky sociálního managementu.
V SSSR začala institucionalizace tohoto vědeckého směru v roce 1958 recenzemi amerických prací v časopise Questions of Psychology .
Při hodnocení aktuálního uživatelského rozhraní nebo navrhování nového rozhraní mějte na paměti následující zásady návrhu:
Opakujte iterativní vývoj, dokud nevytvoříte praktické, uživatelsky přívětivé rozhraní.
Během rozvoje oboru v 80. letech 20. století se začala objevovat řada metodologií popisujících techniky návrhu interakce člověka s počítačem. Většina vývojových metodologií se vyvinula z modelu interakce mezi uživateli, vývojáři a technickými systémy. Dřívější metodiky například považovaly kognitivní procesy uživatelů za předvídatelné a kvantifikovatelné a povzbuzovaly designéry, aby při navrhování uživatelských rozhraní zvažovali výsledky kognitivního výzkumu v oblastech, jako je paměť a pozornost. Současné modely mají tendenci zdůrazňovat průběžnou zpětnou vazbu a dialog mezi uživateli, vývojáři a inženýry a snaží se zajistit, aby se technické systémy točily kolem přání uživatelů spíše než přání uživatelů kolem hotového systému.
Displej je určen pro vnímání systémových proměnných a pro usnadnění dalšího zpracování těchto informací. Před návrhem displeje musí být definovány úkoly, které má displej plnit (např. navigace, ovládání, vzdělávání, zábava). Uživatel nebo operátor musí být schopen zpracovat jakékoli informace, které systém generuje a zobrazuje, proto musí být informace zobrazeny v souladu s principy, které zajišťují vnímání a porozumění.
Christopher Wickens ve své knize An Introduction to Human Factors Engineering nastínil 13 principů designu displeje .
Tyto principy vnímání a zpracování informací lze využít k vytvoření efektivního designu displeje. Snížení chyb, zkrácení času, zlepšení efektivity a zvýšení spokojenosti uživatelů patří k mnoha potenciálním výhodám, kterých lze dosáhnout uplatněním těchto principů. Některé zásady nemusí platit pro některé displeje nebo situace.
Některé principy se mohou zdát v rozporu a neexistuje žádný důkaz, že jeden princip je důležitější než druhý. Principy lze přizpůsobit konkrétnímu vývoji nebo situaci. Funkční rovnováha mezi principy je nezbytná pro efektivní rozvoj.
Principy týkající se vnímání1. Vyčistěte displej. Čitelnost displeje je důležitým kritériem při návrhu displeje. Pokud nejsou symboly nebo předměty jasně zobrazeny, uživatel je nemůže efektivně používat.
2. Vyhýbejte se naprosto přísným hranicím. Nežádejte po uživateli, aby určoval úroveň proměnné pouze na základě jedné smyslové proměnné (např. barva, velikost, objem). Tyto smyslové proměnné mohou obsahovat mnoho různých úrovní.
3. Zpracování shora dolů. Signály jsou vnímány a interpretovány v souladu s očekáváním vytvořeným na základě dřívější zkušenosti uživatele. Pokud je signál prezentován v rozporu s očekáváním uživatele, bude zapotřebí více jeho prezentace, aby se prokázalo, že signál byl správně pochopen.
4. Nadměrný prospěch. Pokud je signál prezentován více než jednou, je pravděpodobnější, že bude správně pochopen. Toho je možné dosáhnout tak, že jej představíte v alternativních fyzických formách (např. barvy, forma, hlas atd.), protože redundance neznamená opakování. Semafor je dokonalým příkladem redundance, takže barva a poloha jsou nadbytečné.
5. Podobnosti vedou ke zmatku. Používejte různé prvky. Podobné signály povedou ke zmatku. Poměr podobných rysů k různým rysům je důvodem podobnosti signálů. Například A423B9 je podobnější A423B8 než 92 až 93. Nepotřebné podobné prvky by měly být odstraněny a odlišné prvky by měly být zvýrazněny.
Principy spekulativního modelu6. Princip jemného realismu. Obrazovka by měla vypadat jako proměnná, kterou představuje (například vysoká teplota na teploměru je indikována nejvyšší vertikální úrovní). Pokud existuje více komponent, pak je lze upravit tak, aby vypadaly, že se objeví v prostředí, kde budou prezentovány.
7. Princip pohyblivé části. Pohyblivé prvky by se měly pohybovat podle schématu a ve směru, ve kterém se vyskytují v mentální reprezentaci uživatele, jak se pohybují v systému. Například pohybující se prvek na výškoměru by se měl pohybovat nahoru, když nabírá výšku.
Principy založené na pozornosti8. Minimalizace doby přístupu k informacím. Když se pozornost uživatele přesune z jednoho místa na druhé, aby se dostal k potřebným informacím, je vynaloženo mnoho času a úsilí. Design displeje by měl tyto náklady snížit, takže často používaný zdroj by měl být na nejbližší pozici. Jasnost by však neměla být ztracena.
9. Princip kompatibility. K dokončení stejného úkolu může být nutné rozdělit pozornost mezi dva zdroje. Tyto zdroje musí být mentálně propojeny a mít mentální blízkost. Doba přístupu k informacím by měla být krátká a toho lze dosáhnout různými způsoby (např. blízkost, stejná barva, vzory, tvary atd.). Blízkost displeje však může vést k záměně.
10. Princip velkého množství zdrojů. Uživatel může snadněji zpracovávat informace z různých zdrojů. Například vizuální a sluchové informace mohou být prezentovány současně, spíše než reprezentovat všechny vizuální a všechny zvukové informace.
Principy paměti11. Nahraďte paměť vizuálními informacemi: znalost světa. Uživatel by neměl ukládat důležité informace výhradně do pracovní paměti nebo je získávat z dlouhodobé paměti. Nabídka/seznam může uživateli pomoci zjednodušit využití paměti. Využití paměti však může uživateli někdy pomoci tím, že odpadne nutnost odkazovat na nějaký typ znalostí ve světě (například počítačový technik raději použije přímé příkazy z paměti, než aby se odvolával na manuál). Pro efektivní vývoj musí být v rovnováze znalosti v hlavě uživatele a znalosti ve světě.
12. Princip prediktivní pomoci. Proaktivní akce jsou obecně účinnější než reaktivní akce. Displej by měl vyloučit kognitivní úkoly náročné na zdroje a nahradit je jednoduššími úkoly, aby se snížilo využívání mentálních zdrojů uživatele. To uživateli umožní soustředit se nejen na aktuální situaci, ale také přemýšlet o možných situacích v budoucnu. Příkladem prediktivní asistence je dopravní značka, která informuje o vzdálenosti do cíle.
13. Princip kompatibility. Staré funkce jiných displejů lze snadno přenést do vývoje nových displejů, pokud jsou jejich návrhy kompatibilní. K provedení příslušných akcí bude spuštěna dlouhodobá paměť uživatele. Při vývoji je třeba s touto skutečností počítat a počítat s kompatibilitou mezi různými displeji.