【现货速发】人机交互技术

本书从软件工程专业培养复合型人才的需求出发，将软件工程和人机交互进行有机融合，循序渐进地阐述了人机交互系统的设计思想和技术。教材采用大量案例解释和验证人机交互领域的概念、原则和方法，着重培养学生应用理论知识分析和解决人机交互系统设计开发过程中复杂工程问题的能力，内容体系创新，难度深浅适度，注重理论结合实践。

本书共11章。第1章为人机交互概述，介绍人机交互的概念、目标和原则，探讨人机交互的重要性和挑战，帮助读者建立对人机交互的整体认识，并为后续章节的学习打下坚实的基础。第2章介绍了人机交互界面和人机交互设备，分析认知交互的重要性，阐述社会化交互对人机交互的影响，以及情感化交互设计在人机交互中的应用。第3章介绍人机交互设计的4项基本活动和交互设计生命周期，引导读者遵循人机交互设计框架科学地进行交互设计，对已有设计方案进行测试和改进。第4章为用户研究与建模，阐述了用户研究常用的7种方法和人物建模的具体步骤，分析了人物建模对交互设计的重要性。第5章为场景与需求定义，介绍了场景与需求定义的重要性和用户需求的定义过程，引导读者深入理解如何识别和处理需求冲突，如何与利益相关者进行有效的沟通和协商，以及如何进行需求变更管理。第6章探讨交互设计中的一个重要环节——可视化交互界面设计，介绍了可视化交互界面设计的原则与策略，分别阐述了桌面应用、移动应用和网站交互设计的常用方法。第7章介绍虚拟现实与多模态技术，包括虚拟现实交互设计和虚拟现实交互场景、拓展现实技术、多模态交互技术、五感交互的体验设计、可穿戴技术和脑机接口技术。第8章为交互原型设计与构建，聚焦于交互原型构建的概念、方法、技术和工具，旨在使读者能够理解交互原型设计与构建在软件工程中的关键作用，并具备选择恰当的工具和技术构建原型的能力。第9章为用户体验，介绍用户体验的概念、面向需求的设计原则以及以用户为中心的设计行为和评估用户体验的方法和工具，探讨了以用户为中心的界面设计和交互设计的准则，以期帮助读者在开发过程中更好地关注和改善用户体验。第10章为评估，分析评估在交互式系统设计迭代中的重要性，介绍评估的目标与原则，讨论预测性模型在评估中的作用，解释可用性测试在评估中的地位，阐述专家评估的常用方法。第11章介绍智能交互技术的基本原理和方法，通过实际案例帮助读者理解人工智能技术在人机交互领域的应用前景和潜在挑战，并探讨智能交互带来的伦理问题和社会影响。

本书适合作为高等院校计算机、软件工程专业高年级本科生的教材，也可作为成人教育及自学考试用教材，或作为人机交互系统开发人员的参考用书。

本书第1章、第9~11章由卢勇编写，第2~4章由李潜编写，第5~6章由潘秀琴编写，第7~8章由孙娜编写。全书由卢勇任主编，完成全书的修改及统稿。本书在编写过程中得到北京服装学院李四达教授和北京林业大学淮永建教授的大力支持，在此表示衷心的感谢。

由于编者水平有限，书中的疏漏和不足之处在所难免，欢迎广大同行和读者批评指正。

卢勇2024年1月

本书从软件工程的角度出发，将软件工程和人机交互进行有机融合，全面系统地介绍人机交互领域涉及的核心概念和重要思想，着重介绍如何从软件工程的视角理解并进行人机交互系统的需求获取、系统设计、原型设计和评估迭代，以及主流的交互原型开发工具的使用，同时还介绍人机交互的前沿热点技术，如多模态交互、虚拟现实、智能交互等内容。

全书共分为11章。第1~3章为人机交互基础知识，着重介绍人机交互领域的核心概念、重要思想和基本过程； 第4~10章为人机交互系统设计开发方法和技术，着重讨论用户研究、需求获取、界面设计、原型制作、评估迭代等设计开发环节，以及主流的交互原型开发工具，同时还介绍多模态交互、虚拟现实等人机交互技术热点； 第11章为人工智能技术在人机交互领域的应用，主要讲解人机交互领域的前沿技术和未来的发展趋势。全书提供了大量的案例，每章均附有思考与实践习题。

本书适合作为高等院校计算机、软件工程专业高年级本科生的教材，也可作为成人教育及自学考试用教材，或作为人机交互系统开发人员的参考用书。

第1章人机交互概述

1.1引言

1.2什么是人机交互

1.3人机界面与人机交互

1.3.1人机交互的要素

1.3.2人机交互的相关学科

1.4人机交互的发展历程

1.4.1人机交互的发展阶段

1.4.2重要人物与学术事件

1.5人机交互的设计目标与原则

1.5.1可用性目标

1.5.2用户体验目标

1.5.3交互设计原则

1.6人机交互与软件工程

1.7人机交互在软件工程中的应用

思考与实践

第2章人机交互基础

2.1引言

2.2人机交互界面

2.2.1命令行界面

2.2.2可视化界面

2.3人机交互设备

2.3.1输入设备

2.3.2输出设备

2.3.3虚拟环境下的交互设备

2.4认知交互

2.4.1什么是认知

2.4.2心智模型

2.4.3信息处理模型

2.4.4执行与评估模型

2.5社会化交互

2.5.1社交

2.5.2共现

2.5.3社会参与

2.6情感化交互

2.6.1情绪与用户体验

2.6.2富有表现力的界面和令人厌烦的界面

2.6.3说服技术与行为改变

2.6.4拟人论

思考与实践

目录

人机交互技术

第3章人机交互设计过程

3.1引言

3.2人机交互设计的基本活动

3.2.14项基本活动

3.2.2关键特征

3.2.3以用户为中心

3.2.4候选设计方案

3.2.5交互设计生命周期

3.3人机交互设计框架

3.3.1创建设计框架

3.3.2细化外形和行为

3.3.3验证与测试设计

思考与实践

第4章用户研究与建模

4.1引言

4.2用户研究

4.2.1用户观察

4.2.2用户访谈

4.2.3焦点小组讨论

4.2.4问卷调查

4.2.5卡片分类

4.2.6任务分析

4.2.7定性研究与定量研究

4.3用户目标与人物模型

4.3.1用户目标

4.3.2人物模型

思考与实践

第5章场景与需求定义

5.1引言

5.2场景

5.2.1案例与用户故事

5.2.2基于人物模型的场景

5.3需求定义

5.3.1设计需求

5.3.2需求定义过程

思考与实践

第6章可视化交互界面设计

6.1引言

6.2设计原则与策略

6.2.1基于视觉的指导原则

6.2.2基于非视觉感知的指导原则

6.2.3基于费茨定律的指导原则

6.2.4简约的设计策略

6.3桌面应用的界面设计

6.3.1窗口

6.3.2菜单与工具栏

6.3.3对话框

6.3.4交互控件

6.4移动应用的界面设计

6.4.1一般性设计原则

6.4.2导航与工具栏

6.4.3控件设计

6.4.4交互手势设计

6.5网站交互设计

6.5.1信息架构设计

6.5.2导航设计

6.5.3页面交互设计

思考与实践

第7章虚拟现实与多模态技术

7.1引言

7.2虚拟现实技术概述

7.3虚拟现实交互设计

7.4虚拟现实交互场景

7.4.1虚拟现实交互场景的特点

7.4.2虚拟现实交互场景的应用领域

7.4.3虚拟现实交互场景示例

7.4.4关键技术与挑战

7.5拓展现实技术

7.5.1拓展现实技术的基本概念

7.5.2拓展现实技术的特点

7.5.3拓展现实技术的应用领域

7.5.4技术挑战和发展趋势

7.6多模态交互技术概述

7.6.1多模态交互技术的基本概念

7.6.2多模态交互技术在人机交互中的作用

7.7五感交互的体验设计

7.7.1视觉体验设计

7.7.2听觉体验设计

7.7.3触觉体验设计

7.7.4嗅觉体验设计

7.7.5味觉体验设计

7.8可穿戴技术与人机交互

7.8.1可穿戴技术的分类

7.8.2可穿戴技术案例

7.8.3可穿戴技术的挑战与前景

7.9脑机接口与情感交互

思考与实践

第8章交互原型设计与构建

8.1引言

8.2原型概述

8.2.1原型的作用

8.2.2原型的分类

8.3原型设计

8.3.1概念设计

8.3.2具体设计

8.4原型构建

8.4.1草图和快照

8.4.2故事板

8.4.3导航图

8.4.4线框图

8.4.5原型工具

思考与实践

第9章用户体验

9.1引言

9.2用户体验概述

9.2.1有效性

9.2.2可用性

9.2.3感性

9.2.4三位一体的体验

9.3面向需求设计

9.3.1个性化与通用性

9.3.2本地化与全球化

9.3.3无障碍设计

9.3.4易学性和帮助

9.4设计的行为

9.4.1关心用户的喜好

9.4.2预见用户的需求

9.4.3减轻用户的负担

9.4.4帮助用户规避错误

思考与实践

第10章评估

10.1引言

10.2评估的目标与原则

10.2.1评估目标

10.2.2评估原则

10.2.3评估因素

10.3预测性评估

10.3.1GOMS模型

10.3.2按键层次模型

10.4可用性测试

10.4.1评估方法

10.4.2基于绩效的度量

10.4.3基于问题的度量

10.5专家评估

10.5.1启发式评估

10.5.2认知走查法

思考与实践

第11章人工智能

11.1引言

11.2人工智能技术简介

11.3人工智能与人机交互

11.4机器学习与用户建模

11.4.1机器学习的崛起与应用： 赋能智能决策和创造力

11.4.2用户建模与个性化体验： 定制化交互的智能引擎

11.4.3机器学习在用户建模中的关键作用： 塑造个性化交互

11.4.4个性化数字人物角色的塑造： 与用户亲近的智能伙伴

11.4.5案例： 网易云智能音乐推荐系统

11.5自然语言处理与对话

11.5.1对话： 复杂的交互过程

11.5.2自然语言处理的关键作用

11.5.3自然语言处理在智能音箱中的应用

11.5.4自然语言处理在在线客服中的应用

11.5.5自然语言处理在情感分析中的应用

11.5.6自然语言处理与对话

11.5.7未来期望与挑战

11.6计算机视觉及界面设计

11.6.1计算机视觉

11.6.2计算机视觉与界面设计的联系

11.7面部表情识别与机器人

11.7.1面部表情

11.7.2面部表情识别技术

11.7.3机器人

11.8生成式AI与人机交互

11.8.1生成式AI原理

11.8.2生成式AI在人机交互领域的应用及现状

11.8.3生成式AI与人机交互的挑战与解决方案

11.8.4生成式AI与人机交互的未来展望

思考与实践

参考文献

本书从软件工程的角度出发，将软件工程和人机交互进行有机融合，全面系统地介绍人机交互领域涉及的核心概念和重要思想，着重介绍如何从软件工程的视角理解并进行人机交互系统的需求获取、系统设计、原型设计和评估迭代，以及主流的交互原型开发工具的使用，同时还介绍人机交互的前沿热点技术，如多模态交互、虚拟现实、智能交互等内容。

全书共分为11章。第1~3章为人机交互基础知识，着重介绍人机交互领域的核心概念、重要思想和基本过程； 第4~10章为人机交互系统设计开发方法和技术，着重讨论用户研究、需求获取、界面设计、原型制作、评估迭代等设计开发环节，以及主流的交互原型开发工具，同时还介绍多模态交互、虚拟现实等人机交互技术热点； 第11章为人工智能技术在人机交互领域的应用，主要讲解人机交互领域的前沿技术和未来的发展趋势。全书提供了大量的案例，每章均附有思考与实践习题。

本书适合作为高等院校计算机、软件工程专业高年级本科生的教材，也可作为成人教育及自学考试用教材，或作为人机交互系统开发人员的参考用书。

本书创新性地融入软件工程思想，全面系统地介绍了人机交互领域涉及的核心概念和重要思想，理论与实践相结合，方便读者学习。