Дизайн человеко компьютерных систем: Дизайн человеко-компьютерных систем — Мегафакультет «Интернет-технологии и программирование» Университета ИТМО — Учёба.ру

Содержание

Выпускники новой магистерской программы «подружат» человека и машину

С осени 2015 года в Университете ИТМО открылась новая магистерская программа «Дизайн человеко-компьютерных систем» на кафедре графических технологий факультета компьютерных технологий и управления. Рассказываем, кто обеспечивает «дружбу» человека с компьютерными системами и почему специалисты в данной области скоро могут стать более востребованными, чем программисты.

Последние несколько лет технического прогресса все чаще опровергают тезис, высказанный героем фильма «Солярис» Андрея Тарковского: на смену гуманистическому «человеку нужен человек» приходит более связанная с реальной жизнью парадигма «человеку нужен компьютер». Невербальные и вербальные (вспомним Siri и «Ok, Google») коммуникации c мобильными гаджетами и различными компьютерными системами иногда количественно превышают человеческие контакты, которые мы совершаем за день. Изучение человеко-компьютерного, или, как его еще называют, человеко-машинного взаимодействия (human-computer interaction), развивалось постепенно, являясь продолжением развития таких наук как компьютерная графика, инженерная психология, когнитивистика, эргономика и другие. Первые научные труды в этом направлении появились в 1960-х годах прошлого века. К новому же столетию все векторы смежных наук сошлись в одно полидисциплинарное направление, специалисты в области которого стали во многом востребованнее сегодняшних графических дизайнеров, программистов и психологов.

Фото: wud.ifmo.ru

«Человеко-машинное взаимодействие — это не просто актуальная тема, это наша жизнь, — считает руководитель лаборатории юзабилити-тестирования Центра дизайна и мультимедиа факультета технологического менеджмента и инноваций Университета ИТМО Андрей Балканский. — Мы окружены человеко-машинными интерфейсами. За день мы взаимодействуем с десятком интерфейсов различного рода: активно пользуемся смартфонами, заходим на сайты, пользуемся банкоматами. Даже покупая жетончик в метро через автомат, а не окошко кассы, мы снова встречаемся с компьютерным интерфейсом. Практически все социальные операции, которые мы совершаем, сейчас производятся с помощью них. Без компьютерных интерфейсов уже не могут представить свою работу медицинские учреждения, банки, аэропорты, бухгалтерские отделы различных учреждений и другие организации. От того, как спроектирован интерфейс, зависит многое: удобство в пользовании той или иной системой способствует не только успеху сайта, программы, приложения у пользователей, но и в некоторой степени является залогом того, что человек сможет правильно воспользоваться системой в любых, даже стрессовых ситуациях. Поэтому подготовка высококвалифицированных специалистов в области дизайна человеко-компьютерных систем очень важна».

Таких специалистов в общем можно назвать UX-проектировщиками. UX, или User eXperience, переводится как «опыт взаимодействия» и подразумевает некие ощущения, которые возникают у человека при использовании какого-либо объекта окружающего мира, в узком смысле — при взаимодействии с компьютерной системой. Профессиональный UX-проектировщик должен быть универсалом, ему необходимо уметь не только анализировать потребности целевой аудитории, которая будет пользоваться интерфейсом, понять ее психологию, но и представить дизайн интерфейса, предварительно проведя несколько юзабилити-тестов и бесед с заказчиками. Как отмечает заведующий кафедрой графических технологий, руководитель магистерской программы «Дизайн человеко-компьютерных систем» Университета ИТМО

Артем Смолин, подобное направление подготовки в российских вузах еще не встречалось. Большинство современных UX-проектировщиков «вышли» из графических дизайнеров, программа же Университета ИТМО рассчитана на специалистов более широкого профиля.

Университет ИТМО. Артем Смолин.

«В эту программу мы вложили весь опыт, накопленный сотрудниками кафедры графических технологий факультета компьютерных технологий и управления и Центра дизайна и мультимедиа факультета технологического менеджмента и инноваций, — рассказывает Артем Смолин. —  В ней есть и необходимый блок психологических дисциплин, и предметы, развивающие навыки в программировании и графическом дизайне. Неожиданностью стало большое внимание со стороны абитуриентов к новой программе магистратуры, которую мы почти не рекламировали. Уже в первый год мы достигли вполне серьезного конкурса на вступительном экзамене — пять человек на место. Нашей программой заинтересовались даже те, кто имеет значительный опыт в области разработки интерфейсов: так, например, нашим магистрантом стал ведущий проектировщик пользовательских интерфейсов компании „ИСТ“

Юрий Солоницын».

Магистерская программа «Дизайн человеко-компьютерных систем» является в большей степени практико-ориентированной. Ее руководители добиваются такого практического «выхлопа» различными способами. Во-первых, к чтению курса привлекаются не только преподаватели Университета ИТМО, но и приглашенные лекторы. Целый курс студентам читает проектировщик интерфейсов в «Лаборатории Касперского» Алексей Белкин, также обсуждается взаимодействие со специалистом, который занимается разработкой интерфейсов в военно-промышленном комплексе.

Во-вторых, для магистрантов программы всегда открыты двери лаборатории юзабилити-тестирования Центра дизайна и мультимедиа, где они могут исследовать спроектированные интерфейсы.

В-третьих, у студентов есть возможность принять участие в краткосрочных школах Таллинского университета по курсу Experimental Interaction Design. Соглашение с эстонским вузом, где также существует магистерская программа Human-Computer Interaction и лаборатория Interaction Design Lab, было подписано только в июле 2015 года, однако взаимодействие с зарубежными коллегами, отмечает Артем Смолин, идет полным ходом. Совместно с Таллинским университетом была организована конференция World Usability Day ITMO, прошедшая 6−7 ноября и приуроченная к всемирному дню юзабилити. С докладами на ней выступили в том числе руководитель магистерской программы и лаборатории в Таллинском университете

Дэвид Ламас и профессор вуза Владимир Томберг. В свою очередь, эстонские коллеги пригласили сотрудников петербургского вуза Алексея Лаврова и Андрея Балканского принять участие в аналогичной международной конференции, посвященной всемирному дню юзабилити, которая проходит в Таллине. Помимо прочего, весной 2016 года группа студентов из Эстонии приедет на краткосрочное обучение в Университет ИТМО. Вузы-партнеры также рассматривают возможность создания совместной программы двойного диплома.

Фото: wud.ifmo.ru

Выпустить востребованного, универсального UX-специалиста — приоритетная задача новой магистерской программы. Для этого, по словам Алексея Лаврова, один из блоков обучения является вариативным: магистрант может выбирать дисциплину исходя из того, каких компетенций ему не хватает больше — в графическом дизайне или программировании. Востребованность же выпускника такой программы обусловлена тем, что она охватывает максимально широкий круг потенциальных областей применения полученных в рамках обучения навыков, а у самого студента есть возможность принять участие в перспективных научно-практических исследованиях, которые проводятся на базе Университета ИТМО и его партнеров. По словам Артема Смолина, магистранты еще определяются с темами своих диссертационных исследований, но ряд студентов уже заинтересовались проектированием интерфейсов приложений для шлемов виртуальной реальности. Они присоединятся к работам по созданию таких интерфейсов для проекта Video360Production.

«Сейчас главная ошибка компаний, которые занимаются созданием приложений, программ и сайтов, — пренебрежение UX-процессом, — добавляет сотрудник лаборатории юзабилити-тестирования Центра дизайна и мультимедиа факультета технологического менеджмента и инноваций Университета ИТМО Елена Веселова. — При правильно построенном процессе можно исключить ошибки, способные отразиться на юзабилити системы, и сэкономить деньги организации. Примером может стать хотя бы нашумевший перезапуск сайта „Кинопоиск“: разработчики практически проигнорировали постоянных пользователей этого ресурса, удалив принципиально ценные для них функции. Юзабилити-тестирование с участием постоянных пользователей портала могло бы предсказать из неудовлетворенность».

Ульяна Малышева,
Редакция новостного портала Университета ИТМО

Перейти к содержанию

Студенту Центр юзабилити и смешанной реальности – Университет ИТМО

Помимо общеуниверситетских модулей программа магистратуры «Мультимедиа-технологии, дизайн и юзабилити» состоит из трех специализаций:

  • Специализация 1: «Дизайн человеко-компьютерных систем» 
    Основные компетенции: Психология, теория и методология человеко-машинного взаимодействия. Проектирование интерфейсов различных систем и приложений. User Interface and User Experience. Графический дизайн в аспекте проектирования интерфесов;
  • Специализация 2: «Технологии трехмерного моделирования и виртуальной реальности в культуре и искусстве»
    Основные компетенции: Использование различных мультимедиа-технологий, трехмерного моделирования и сред виртуальной и дополненной реальности в междисциплинарных проектах на стыке культуры, искусства, геймдэва, Art&Science и т.д;
     
  • Специализация 3: «Моделирование и обработка цифровых изображений, звука и видео»
    Основные компетенции: Основы математического моделирования. Использование численных методов в проектной деятельности. Работа со звуком, моделирование освещения. Методы работы с изображениями в аспекте использования математических алгоритмов.

 


программа бакалавриата «компьютерные технологии в дизайне»

Помимо общеуниверситетских модулей программа бакалавриата «Компьютерные технологии в дизайне» состоит из двух направлений и четырех специализаций:

  • Специализация 1: «Трехмерное моделирование и промышленный дизайн», относится к направлению 09.03.04 Программная инженерия. Основные компетенции: основы трехмерного моделирования и инженерной графики (CAD/CAM системы), подкрепленные навыками рисунка и живописи, а также знаниями в области промышленного дизайна.
  • Специализация 2: «Разработка графических и веб-приложений», относится к направлению 09.03.04 Программная инженерия. Основные компетенции: основы веб-верстки и типографики, а также различные системы компьютерной обработки изображений с использованием математических алгоритмов. Технологии виртуальной, дополненной и смешанной реальности.
  • Специализация 3: «Компьютерная графика и мультимедиа в образовании», относится к направлению 44.03.04 Профессиональное обучение. Основные компетенции: реализация педагогических технологий с помощью средств мультимедиа и компьютерной графики,  в том числе технологий, построенных на основе использования компьютерных игр, виртуальной реальности и медиа-сред.
  • Специализация 4: «Дизайн графических и пользовательских интерфейсов», относится к направлению 44.03.04 Профессиональное обучение. Основные компетенции: проектирование человеко-компьютерных систем, удовлетворяющих современным эстетическим и техническим требованиям, на  основе знаний и навыков, полученных при изучении основ психологии восприятия,  живописи, дизайна и веб-проектирования.

 

 

Основное преимущество выбора специализаций заключается в том, что у студента появилась возможность выстроить свой, персональный образовательный трек и самостоятельно решать какие компетенции формировать в процессе обучения.

Технические средства человеко-компьютерного взаимодействия TUI. Обзор и анализ возможностей использования в игрофикации Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Cloud of Science. 2016. T. 3. № 4 http:/ / cloudofscience.ru

Технические средства человеко-компьютерного взаимодействия TUI. Обзор и анализ возможностей использования в игрофикации

И. В. Осипов

i2i istudy, Inc.

Сан-Франциско, США USA

e-mail: [email protected] com

Аннотация. Tangible user interface (TUI) на русский язык можно перевести как «материальный» или «ощутимый» интерфейс пользователя. В настоящей статье делается обзор современных технических средств, используемых при построении материальных пользовательских интерфейсов. Обзор нацелен на определение возможностей использования TUI как расширение чловеко-компьютерного взаимодействия в технологиях гей-мификации.

Ключевые слова: TUI, GUI, распределенные вычисления, игрофикация, серьезные игры.

1. Введение

Автор впервые осознал свое столкновение с материальным интерфейсом в мае 2016 г., когда во время путешествия в Национальный парк Лассен-Волканик в Калифорнии случайно увидел устройство SandScape, установленное в помещении для посетителей парка. Двое детей играли с песком, готовы были играть часами с песком, строя геодезические ландшафты под проектором, создавая руками каньоны с водой и пики с шапками снега. Стало понятно, что для геймификации, которой автор занимался много лет, это лучшее и органичное дополнение. По сути, материальный интерфейс и есть геймификационный интерфейс. Изучение этого вопроса положило начало собственной разработке материального интерфейса.

Tangible user interface (TUI) на русский язык можно перевести как «материальный» или «ощутимый» интерфейс пользователя. Далее автор будет использовать слово «материальный», понимая под этим «то, что можно пощупать или ощутить».

Эволюция интерфейсов пользователя началась от Command-line interfaces (интерфейс командной строки), появившегося в 60 - 70-тых годах прошлого столетия. Далее был разработан Graphic user interface (GUI) — графический интерфейс пользователя, первые образцы которого представила компания Xerox Palo Alto Research Center в 1970 г. Он повсеместно используется на персональных компьютерах и мобильных устройствах. Последующее развитие пользовательские интерфейсы получили в виде серии направлений, известных под именами: Tangible user interface, Kinetic user interface, Natural user interface, Touch user interface, Organic user

interface, Natural language user interface и даже Brain-computer interface. Интерфейсы стали развиваться в сторону интуитивно понятного взаимодействия между человеком и компьютером, где их юзабилити отличалось «прозрачностью» и доступностью для понимания обычному человеку.

«Простое соответствие, то есть использование естественных аналогий и культурных стандартов ведет к мгновенному пониманию», — утверждает гуру юзабилити Дональд Норман. Материальный интерфейс пользователя TUI — это разновидность пользовательского интерфейса, в котором взаимодействие человека с электронными устройствами происходит при помощи материальных предметов и конструкций. Одновременно TUI включает в себя такое направление, как Touch user interface, Kinetic user interface, Gesture recognition (интерфейс взаимодействия с помощью жестов). Однако TUI (материальный интерфейс пользователя) не противопоставляется широко используемому GUI (графическому интерфейсу пользователя), а дополняет его. И GUI постепенно обогащается за счет использования технологий, созданных в рамках TUI.

«GUI не способен охватить все богатство человеческих чувств и умений, которые люди выработали при взаимодействии с материальным миром» — писал в 1997 г. профессор Хироси Исии (имя на японском: Ш ) из медиалаборатории Массачусетского технологического института (MIT). Он считает, что опосредованные манипуляции только с виртуальными объектами, из которых состоит графический интерфейс — это тупиковый путь. Будущее за естественным взаимодействием с материальными предметами, надо лишь найти способ вернуться к нему. "We began our investigation of "looking to the future of HCI" at this museum by looking for what we have lost with the advent of personal computers. Our intention was to rejoin the richness of the physical world in HCI" [1]. Компьютерные интерфейсы, основанные на таком принципе, Исии и назвал Tangible user interface. Именно он считается автором этого термина. Материальный интерфейс характеризуется физическими представлениями, связанными с цифровой информацией, включая механизм управления и обратной связи между физическими объектами и цифровой информацией. Элементы материального интерфейса — это не кнопки и окна, нарисованные на экране, а материальные предметы или сенсоры, воспринимающие управление со стороны пользователя.

2. Технологии мотивации посредством геймификации с использованием TUI-интерфейса

Игра представляет собой глобальное явление, которое существует во всех исторических и современных культурах. Кант называл игру «целесообразностью без цели». (Eisler — Kant (1787) Zweckmäßigkeit ohne Zweck).

Игрофикация (геймификация) — это использование игровых практик в неигровом контексте. Игрофикация обычно используется для мотивации или де мотивации пользователя к тому или иному типу поведения [2, 3]. Это понятие также тесно связано с "Serious game" (серьезная игра или игра, предназначенная для иной первичной цели, кроме чистого развлечения). Серьезная игра — это словосочетание, которое обычно применяется для обозначения игр, используемых в таких отраслях, как образование, оборона, научные исследования, здравоохранение, управление чрезвычайными ситуациями, городское планирование, техника и политика. Например, серьезные игры используются при обучении пилотов (имитация полета), при обучении студентов-врачей (медицинское моделирование), т. е. имеют педагогическую ценность [4, 5].

Связь материальных интерфейсов и успешности геймификации просто драматическая. Хорошо подобранный материальный интерфейс способен полностью преобразовать серьезные игры или геймификационные техники, подняв его до недостижимых традиционными методами высот, мотивировать пользователя с удовольствием отдавать часы своего времени, повторяя и повторяя игровой опыт. Одновременно с этим достигаются поставленные образовательные цели, а создателям подобных TUI устройств обеспечивается коммерческий успех, конкурентное преимущество и массовое использование их решения.

Практически все современные системы с так называемой смешанной реальностью (mixed reality (MR) / hybrid reality) используют в той или иной степени элементы TUI интерфейса.

Интуитивно понятны без обучения для человека лишь простые инструменты и предметы. Чтобы догадаться, как обращаться с молотком, ножом или палкой, не требуется подробная инструкция. Представления о том, как взаимодействуют разные предметы в реальном мире, уже «зашиты» у людей в подкорке. Но при работе с компьютером такие знания не помогут. За стеклом монитора начинается совсем другой мир, живущий по своим законам и почти не связанный с реальностью. Воздействовать на него можно только с помощью специальных устройств. Именно в этой изолированности и заключается один из главных недостатков графического интерфейса [6].

В 1997 г. профессор Массачусетского технологического института Хироси Исии изготовил интерактивный стол metaDESK. Этот стол так поразил воображение создателей фантастического фильма "Minority Report" («Особое мнение»), что эта разработка использовалась в этом фильме в качестве футуристического компьютера. Также под влиянием этих идей был создан Microsoft Surface [7].

Преимущества материальных интерфейсов первыми осознали производители видеоигр и электронных развлекательных автоматов. Специализированные устрой-

ства в стиле материальных интерфейсов использовались в игровых автоматах еще с 80-тых годов прошлого века. Игрушечные ружья, рули, педали, джойстики были первыми шагами к взаимодействию с компьютерными играми.

Кроме того, производители видеоигр начали встраивать датчики и сенсоры в свою продукцию. Например, устройство Boktai для игровой приставки Game Boy Advance было снабжено фотосенсором, улавливающим ультрафиолет. Чтобы зарядить игровое оружие для стрельбы по вампирам, требовался настоящий солнечный свет. Компания Nintendo выпустила WarioWare Twisted с пьезоэлектрическим гироскопом. В этой игре нельзя обойтись лишь кнопками — приставку нужно трясти, крутить и покачивать. В играх для Nintendo DS стали нормой нестандартные способы управления, имитирующие естественное взаимодействие с материальными предметами. Например, чтобы раскрутить ветряки в Zelda для DS, на экран необходимо подуть [6].

Постепенно элементы TUI стали появляться на неспециализированных устройствах. Так, часть интерфейса iPhone также основана на принципе непосредственного взаимодействия с объектами. «Люди не понимают, что мы изобрели новый класс интерфейсов», — говорил в 2007 г. Стив Джобс, а затем пояснял: «Все дело в том, что в интерфейсе iPhone почти отсутствуют глаголы». Особенность, к которой пытался привлечь внимание глава Apple, действительно очень важна. Пользователь традиционного графического интерфейса сначала выбирает объект, а затем указывает в меню действие, которое над ним необходимо совершить — тот самый «глагол», о котором говорил Джобс. Пользователю материального интерфейса меню с «глаголами» ни к чему: он берет объект и сам, своими руками делает с ним то, что нужно. Так работают мультитач-жесты, воспринимаемые эппловским телефоном, так работает прокрутка в браузере и картах iPhone, так работают инерционные списки [8].

Приемы TUI также широко используются в робототехнике, особенно в тех видах роботов, которые созданы чтобы взаимодействовать с человеком [9].

3. Эволюция технологий человеко-компьютерного взаимодействия

На протяжении уже почти 40 лет клавиатура и мышь остаются основным средством человеко-компьютерного взаимодействия и успешно дополняют графический интерфейс пользователя. Все это вместе получило название WIMP (окна, иконки, мыши, указатели) [10].

Однако в последние годы новые технологии стали обычными. Практически все проекты TUI содержат следующие инновации из списка: сенсорный экран, акселерометр, компьютерная мышь, компьютерное зрение, сенсоры различного типа. По

мере признания, упрощения и массового внедрения эти интерфейсные устройства и методы становятся обыденностью и используются в традиционных GUI интерфейсах.

Сенсорные экраны. Элограф (Elograph) — сенсорная панель, которая хоть и не была похожа на современные прозрачные экраны, но стала первой вехой в истории развития всей технологии. Это одно из базовых устройств, лежащих в основе материального интерфейса. Ее изобретение принадлежит Сэмюел Хёрсту из университета штата Кентукки в 1971 г. Настоящий прозрачный сенсорный экран доктор Хёрст представил миру уже через три года. А еще через три года, в 1977, его компания Elographics запатентовала резистивный экран, до сих пор являющийся одним из самых популярных экранов. В феврале 1994 г. фирма Elographics сменила название на Elo Touch [11].

Экран с поддержкой мультитача появился в 1984 г. Это была емкостная прозрачная панель, наложенная поверх ЭЛТ-монитора. В ее создании принимал участие Боб Бойе (Bob Boie) из Bell Lab [12].

В 1993 г. Apple представил MessagePad h2000 на платформе Newton. Это была одна из первых попыток производства массового карманного компьютера с поддержкой рукописного ввода и сенсорным дисплеем.

В 2007 г. Apple выпустил iPhone, после которого сенсорный мультитач дисплей и акселерометр стали стандартом де-факто для всех карманных устройств.

Акселерометр. Акселерометр представляет собой устройство, которое измеряет собственное ускорение. Акселерометр является наиболее простым способом определить положение в пространстве. В настоящее время им оснащаются практически все телефоны и переносные компьютеры.

Компьютерная мышь

Координатное устройство ввода для управления курсором и отдачи различных команд компьютеру. Современные браузеры и некоторые программы поддерживают жесты мышью. 9 декабря 1968 г. компьютерная мышь была представлена на показе интерактивных устройств в Калифорнии. Патент на этот гаджет получил Дуглас Энгельбарт в 1970 г. [13].

Рисунок 1. Magic Mouse

В 2009 г. фирмой Apple была представлена мышь Magic Mouse, являющаяся первой в мире мышью с сенсорным управлением и поддержкой технологии муль-титач (рис. 1 ). Вместо кнопок, колесиков и прочих элементов управления в этой мыши используется сенсорный тачпад, позволяющий при помощи различных жестов осуществлять нажатия, прокрутку в любом направлении, масштабирование картинки, переходы по истории документов и проч. [14].

Компьютерное зрение — теория и технология, которые могут производить обнаружение, отслеживание и классификацию объектов. В случае интерфейсов обычно используется для распознавания человеческих жестов и мимики. Как научная дисциплина компьютерное зрение относится к технологии создания искусственных систем, которые получают информацию из изображений. Видеоданные могут быть представлены множеством форм, таких как видеопоследовательность, изображения с различных камер или трехмерные данные, например с устройства Kinect или медицинского сканера. Современное компьютерное зрение широко использует методы искусственного интеллекта.

В конце 1960-х гг. в университетах начались разработки «компьютерного зрения», которые велись в рамках исследования искусственного интеллекта. Оно было предназначено для имитации зрительной системы человека как трамплин к наделению роботов интеллектуальным поведением [15].

В 1972 г. Майрон Крюгер создал лабораторию искусственной реальности Videoplace, которая окружала пользователей и реагировала на их движения. Это работа стала основой его известной книги "Artificial Reality" [16].

Эта лаборатория не требовала очков или специальных перчаток, там использовались только проектор и камера. Люди без какой-либо подготовки, находящиеся в этой лаборатории, пользовались только естественными жестами (рис. 2).

Т

Рисунок 2. Фрагменты интерфейса Videoplace, показанного в фильме "Myron Krueger — Videoplace, Responsive Environment, 1972 - 1990s" https://youtu.be/dmmxVA5xhuo

Дистанционные сенсоры. Одним из первых интерфейсов, основанных на дистанционных сенсорах, можно считать Терменвокс (Theremin или Thereminvox) — электромузыкальный инструмент, созданный в 1920 г. русским изобретателем

Львом Терменом. Звук на этом инструменте возникает не от касания, а только от движений рук исполнителя в пространстве перед специальными антеннами. Инструмент состоит из двух металлических антенн, которые воспринимают относительное положение рук пользователя для управления частотой с одной стороны и амплитудой (громкостью) — с другой. Электрические сигналы от Терменвокса усиливаются и отправляются в громкоговоритель. Прибор реагирует на малейшие изменения емкости колебательного контура, которая меняется от приближения руки. Соответственно меняется и частота звука. В ноябре 1920 г. на заседании кружка механиков физик Лев Термен дал свой первый концерт. Терменвокс стал успешен, так как наличие обратной связи с движением руки позволяло музыканту быстро осознать, как пользоваться устройством. По сути, терменвокс стал первым электрическим устройством, управляемым жестами [17].

Использование технологий дистанционных датчиков или remote sensors стало популярно при создании интерфейсов для захвата жестов и движений.

16 сентября 2005 г. на выставке Tokyo Game Show компания Nintendo впервые продемонстрировала контроллер Wii Remote. Главной особенностью Wii Remote является детектор движения, позволяющий игрокам жестами управлять персонажами игры и предметами на экране или «указывать» на объекты, отображаемые на экране. Это обеспечивается работой акселерометра и светочувствительной матрицы. Также в контроллер встроен динамик и вибромеханизм, что дает дополнительную обратную связь. Wii Remote обладает способностью восприниматься в трех измерениях c использованием ADXL330 акселерометра. Оптический датчик PixArt позволяет определить, куда указывает контроллер [18].

Также существуют уже десятки интерфейсов на основе дистанционных датчиков, акселерометров и компьютерного зрения. Например, известный Microsoft Kinect (ранее Project Natal) — бесконтактный сенсорный игровой контроллер, первоначально представленный для консоли Xbox 360 и персональных компьютеров под управлением ОС Windows. Разработан компанией Microsoft [19].

Прообразами TUI интерфейсов стали идеи Ubiquitous Computing от Mark Weiser из Xerox; разработки лаборатории PARC Xerox, где реализовано множество вычислительных устройств включая вкладки, колодки и доски, наряду с инфраструктурой, которая позволяет этим устройствам общаться друг с другом; DigitalDesk разработки P. Wellner, который продемонстрировал путь к объединению физических и цифровых документов с помощью видеопроекции дисплея компьютера на реальный стол с физическими документами, Мраморный автоответчик разработки Durrell Bishop и др.аВЕБК. Одна из самых известный платформ, следующая принципам ТШ. Это платформа для изучения дизайна материальных пользовательских интерфейсов. metaDESK объединяет несколько 2D- и 3D-графических дисплеев с набором физических предметов и инструментов и воспринимает массив оптических, механических и электромагнитных датчиков поля. Задача те1аББ8К — связать физические инструменты с их цифровым воплощением.

Горизонтальная поверхность metaDESK представляет собой большой проекционный дисплей, над которым на подвижном кронштейне перемещается дополнительный жидкокристаллический монитор. Конструкция использует оптические, механические и электромагнитные датчики, которые отслеживают положение в пространстве каждой части системы. metaDESK, наследуя идеи проекта Bricks, стал прообразом многих устройств, в том числе Microsoft Surface, и даже появлялся в фантастических фильмах [22, 23].

Triangles. Набор-конструктор, позволяющий строить из треугольников замысловатые фигуры и просматривать, что получилось на экране компьютера. Тре-

угольники представляют собой физический интерфейс компьютера в виде строительного набора из одинаковых плоских пластиковых треугольников. Треугольники соединяются вместе как физически, так и в цифровом виде через магнитные проводящие соединения. Когда части контактируют друг с другом, конкретные соединения могут вызвать определенные цифровые события, что дает простое, но мощное средство физического взаимодействия с цифровой информацией [24].

ActiveCube. Проект разработан Университетом Осака. Это кубики, которые могут быть собраны пользователем в любую структуру, наподобие конструктора Лего. Однако из-за наличия микропроцессора в каждом кубе и параллельного интерфейса передачи данных блок кубиков «понимает» текущую конфигурацию в реальном времени. Компьютер читает коллективную группу блоков через подключение главного блока и отображает всю группу на экране. Если пользователь переставляет блоки, то на экране появляется конечная конфигурация в реальном времени. Проект напоминает Triangles, но создан разными группами разработчиков независимо друг от друга [25, 26].

Реапо. Пиано представляет собой набор, состоящий из пятидесяти кубиков, которые соединяются и образуют модульный, полноцветный дисплей в трех измерениях. Кубики выполнены из бесцветной диффузной пластмассы. В центре каждого куба Пиано расположен светодиод, который освещает весь объем, при этом его цвет может варьироваться.

Кубики объединяются в модульной сети, которая поддерживает прямой и программный контроль над анимацией цветного света структуры. Хотя топология сети является линейной, геометрия является трехмерной. Это возможно благодаря использованию кривой Пиано. Кривую Пиано также называют кривой Гильберта, она представляет собой линейную структуру, которая поворачивается под углом 90о, чтобы определить трехмерное пространство с декартовыми координатами. Разъемы специально предназначены для соединения в четырех направлениях, образуют линейную одноранговую сеть. Механика соединения достигается с помощью магнитных коннекторов. Кубики Пиано могут быть анимированы с помощью цифровой палитры. Так как кубики являются сенсорными и «знают» топологию сети, то ими можно управлять с помощью прикосновений [27].

Constructed Narratives. Конструктор базируются на 3D Pentomino блоках. Блоки взаимодействуют друг с другом и компьютером по беспроводным каналам и позволяют играть в игры нескольким людям одновременно. На дисплее отображается их виртуальное представление и дополнительная информация. Например, разные цвета блоков, кому из игроков принадлежит блок, буквы для игры «Словодел». По словам автора проекта P. L. Jennings, Constructed Narratives представляет собой первый опыт в области исследований социальных материальных интерфейсов [2830].

mediaBlocks. ТШ интерфейс создан для манипуляции медиафайлами, а блоки выступают дескрипторами (тегами) для обращения к файлам в сети Интернет. Все устройства снабжены специальными считывателями для этих блоков. Пример: пе-

реставляя блок из компьютера в принтер, мы отправляем связанный документ на печать [31].

SandScape. Это интерфейс, позволяющий строить и понимать топографические карты посредством моделирования форм из песка. Специализированная система делает замеры высот в реальном времени и раскрашивает песок в карту высот с помощью проектора. Кроме того, могут быть отображены тени, биосфера, вода и тому подобное. Аналог Illuminating Clay от MIT Media Lab, где песок заменен глиной и внесено много усовершенствований (http://tangible.media.mit.edu/ project/illuminating-clay/). Следующая ступень — это Relief, который позволяет воссоздавать и управлять топологией, пользуясь специальной конструкцией (http://tangible.media.mit.edu/project/relief/) [32, 33].

Сыг1уЪо(. Это игрушка, которая может записывать и воспроизводить движение, заданное человеком, как он играл с ней. Она вспоминает, как она была перемещена, и может повторить это движение со всеми тонкостями оригинального жеста, она записывает каждую паузу, ускорение и даже встряхивания в руке пользователя. Затем Сurlybot повторяет эти жесты множество раз, создавая красивые и выразительные узоры [34].

<*

Fishface. Жестовое устройство ввода с визуальной обратной связью в режиме реального времени. Обнаруживает движения путем зондирования электрического поля. Графический дисплей из массива светодиодов используется для отображения жестов [35].

ШТоисК. Проект состоит из синхронизированной пары аналогичных устройств. Вращение одной части в паре приводит к аналогичному движению в другой части так, что создается иллюзия, что между ними есть механическая связь. Проект позволяет создать иллюзию дистанционного межличностного общения через прикосновение к предмету. «Общий» объект обеспечивает тактильную связь между географически удаленными пользователями, открывая канал для физического выражения на расстоянии. То есть когда один пользователь проводит рукой по одному устройству из пары, второе устройство воспроизводит точно такие же движения и позволяет ощутить второму пользователю предмет так, как будто он физически соединен с первым предметом [36].

PegBlocks. Вариация на тему тТоиЛ, передает конфигурацию от одного блока другому и обратно. Блок представляет из себя брусок с выступающими деревянными стержнями. Стержни можно двигать, что приводит к синхронному перемещению таких же стержней в парном блоке [37].

PSyBench. PSyBench платформа на Tangible Interfaces предназначена для удаленной колоборативной работы. Объекты на столе-дисплее физически синхронизированы с идентичными объектами на удаленном столе, что позволяет пользователям совместно управлять общим пространством, находясь в разных местах. Это часть проекта "Synchronized Distributed Physical Objects" [38].

I/O Bulb and Luminous Room. Проект-манипулирование дополненной реальностью. Компьютерная модель зависит от расположения физических объектов и их частей. I/O Bulb and Luminous Room являются двумя центральными идеями в проекте, целью которого является повсеместная трансформация архитектурного пространства, так что каждая поверхность оказывается способна отображать и собирать визуальную информацию. I/O Bulb является концептуальной эволюцией обычной лампочки [39, 40].

PingPongPlus. Настоящий стол для пин-понга, дополненный визуальными эффектами в реальном времени. С помощью проектора и звуков позволяет наглядно видеть, куда ударится шарик пин-понга и направление его движения во время игры. На принципах пин-понг-плюс могут быть построены любые динамические игры,

предоставляющие дополнительную информацию игрокам, такие как биллиард, теннис, хоккей и т. п. В случае с головоломками могут проецироваться или выводиться подсказки [41].

В новой версии PingPongPlusPlus авторы открыли возможность кастомизации пользовательского интерфейса и опыта всем желающим, открыв API и средства разработки [42]. Аналогичная разработка Andante добавляет персонажей к игре на пианино [43].

musicBottles. Музыкальные бутылки позволяют манипулировать предзаписан-ными мелодиями, открывая и закрывая которые пользователь как бы выпускает звук наружу. В проекте демонстрируется естественное управление через манипуляцию вещами [44].

Reactable. Один из самых известный TUI интерфейсов работы с музыкой. Звуки, которые он издает, зависят от расположения на его поверхности кубиков, символизирующих модули синтезатора. Хотя reactable можно использовать в качестве музыкального инструмента (Бьерк даже взяла его на гастроли в 2007 г.), его реальная практичность под сомнением. Подобные устройства Sensetable и Audiopad были разработаны в 2001 и 2002 гг. в MIT Media Lab (http://tangible.media.mit.edu/ proj ect/sensetable/ и http : //tangible.media.mit.edu/proj ect/audiopad/).

Синтезатор reactable, разработанный в Португалии пять лет назад, прямой наследник системы metaDESK, на которой Хироси Исии из медиалаборатории MIT оттачивал концепцию материального интерфейса в 1997 г. Reactable тоже состоит из стола-дисплея, на который проецируется компьютерное изображение, и набора

материальных кубиков-иконок (создатели геаСаЫе называют их «тангибли»). Необычность геаСаЫе в том, что это не столько синтезатор, сколько музыкальный конструктор. У каждого кубика — свое назначение. Некоторые из них интерпретируются системой как генераторы звуковых частот, другие представляют собой фильтры, третьи — это кубики-секвенсоры. Когда кубик оказывается на столе, он немедленно включается в работу, а на поверхности геаСаЫе появляются линии, соединяющие его с другими.йео — коммерческое наименование того же самого проекта). Верхнюю сторону элемента занимает миниатюрный жидкокристаллический дисплей. Внутри кубика находится

акселерометр, четыре инфракрасных датчика (по одному на каждую боковую грань) и микропроцессор. Кубики взаимодействуют между собой и компьютером. Они с помощью датчиков «понимают» соприкосновения с другими кубиками и отличают, когда их поднимают, встряхивают или наклоняют. Этого достаточно, чтобы превратить каждый кубик-Siftable в универсальное материальное воплощение цифрового документа. Тестовые приложения, которые разрабатывают изобретатели Siftables в медиалаборатории MIT, демонстрируют уже знакомый набор жестов, используемых в материальных интерфейсах. Чтобы загрузить в кубик случайный документ, его нужно встряхнуть; соприкосновение двух кубиков вызывает копирование информации; быстрый поворот лицевой стороны вниз и обратно — откат к прошлой версии документа. Группа кубиков может быть использована как платформа для детских игр [46, 47].

Cubelets. Cubelets разработан компанией Modular Robotics, это набор-игрушка, повторяющая функциональность проектов ActiveCube и Triangles. Однако модули могут нести моторизированные узлы и снабжаться дополнительным оборудованием и датчиками. Все это позволяет строить игрушечных роботов, машины и другие игрушки, делая игру увлекательной [48].

I/O Brush. Игрушка для детей, позволяющая рисовать цветами и текстурами реального мира. Пользователь может взять любой цвет и текстуру, приложив кисть к реальному физическому предмету, и дальше использовать эту текстуру при рисовании на компьютере этой же кистью. Устройство элегантно стирает еще один барьер между цифровым и физическим миром [49].

Topobo. Механический конструктор, воспроизводящий действия игрока. Пользователь может показать несколько движений, которые потом игрушка воспроизводит.O Г)

SpeakCup. Пример технологии, где форма объекта влияет на цифровую информацию. Когда чашка микрофона вогнута, он записывает информацию, когда выгнута — воспроизводит. Один из самых интуитивно понятных примеров использования ТШ интерфейса. Хороший пример для подражания. Подобные интерфейсы желательны в бытовом применении для устройств, которыми пользуются дети, старики, да и любые группы пользователей, не желающие думать о технических особенностях инструмента. Подобный прием инкапсулирует всю сложность устройства, предлагая пользователю элегантную простоту [51].

g-stalt. Система управления контентом, полностью основанная на распознавании жестов пользователя, которые он производит в пространстве [52]. Аналог ДеШег) (http://tangible.media.mit.edu/project/tether/), ориентированный на управление пальцами в воздухе, в том числе одной рукой [53].

ZeroN: Levitated Interaction Element. Проект управляемой магнитной левитации. Позволяет взаимодействовать человеку с левитируемыми предметами. Zeron представляет собой новый физический / цифровой элемент взаимодействия, который может левитировать и свободно перемещаться с помощью компьютера в трехмерном пространстве. Оба компьютера и люди могут перемещать Zeron одновременно. При этом люди и компьютеры могут физически взаимодействовать друг с другом в 3D-пространстве. Пример использования Zeron — это моделирование планетарной системы в учебных целях [54].

inFORM, Physical Telepresence, TRANSFORM, Kinetic Blocks, Materiable. Несколько аналогичных проектов, разработанных в медиалаборатории MIT, позволяющих удаленно управлять поверхностью. Пользуясь поверхностью с переменными

высотами, пользователь может передавать свои жесты на расстоянии и даже манипулировать объектами, как в случае с Kinetic Blocks [55-59].

LineFORM и ChainFORM. Похожие проекты, в которых цепь из автономно управляемых модульных сервоприводов образует единое целое. Напоминает продвинутую змейку Рубика. Цепь имеет двунаправленное взаимодействие с пользователем. Легко принимает различные формы, позволяет продемонстрировать передачу волн или анимировать игрушку, если встроить механизм внутрь игрушки в качестве скелета. Дает огромное количество игровых применений. В отличии от змейки Рубика, которая пассивна в руках играющего, эти проекты сами меняют свою форму и могут самостоятельно закрутить даже узел из своих сегментов [60-61].

1и81йг. Проект inSide позволяет пользователям визуально осмотреть 3D внутреннюю информацию, «снимая» внешнюю оболочку с обозреваемого объекта. Работает с помощью проекторов, проецирующих внутреннее устройство объекта на его поверхность. (Поверхность может быть сложной). Реализует два популярных метода иллюстрации, а именно прозрачность и чертежи. Для управления используются жесты [62].

Thaw. Программное обеспечение, которое позволяет нескольким устройствам, например телефону и компьютеру, работать вместе как единое пространство. На

фото пользователь перетаскивает папку с файлами с экрана компьютера на телефон. Смартфон действует и в качестве физического интерфейса, и в качестве дополнительного графического слоя для поверхностного взаимодействия на экране компьютера. Решение позволяет отслеживать положение смартфона, размещенного над любым экраном. Способ может быть реализован на существующих устройствах без необходимости использования дополнительных аппаратных средств [63].

Phixels — это элементы, содержащие микрокомпьютер и датчики, которые могут работать совместно. Они образуют сетевую структуру, не требующую внешнего компьютера для управления. Могут использоваться для моделирования ландшафта, физических систем, телекоммуникации и др. Поскольку Phixels элементы могут обмениваться информацией друг с другом напрямую, они могут быть организованы в любую структуру. Авторы предлагают применять Phixels для визуализации игры на музыкальном инструменте, для декорирования архитектурного пространства или для художественного выражения [64].

Проект phixels напоминает известные кинетические скульптуры архитектора и дизанера Joachim Sauter, но они не содержали самоуправлемых модулей и их элементы не взаимодействовали друг с другом [65].

5. Выводы

За последние два десятилетия разработан широкий спектр устройств, стирающих грань между компьютерной игрой и реальностью, между цифровым и реальным миром.

Устройства, отклоняющиеся от концепции WIMP (окна, иконки, меню, мышь), создали новое поколение интерфейсов [66].

Хотя не все эти инновации и используются повсеместно, их внедрение сулит повышение вовлеченности пользователя в интуитивное взаимодействие с интерфейсом компьютера, и как результат, повышение коммерческого успеха у проектов. Их использование возможно в десятках областей, таких как робототехника, медицина, бытовая автоматика, а также в образовании, серьезных играх или гей-мификационных механиках [67].

Ощутимые, или материальные, интерфейсы преодолевают разрыв между ки-берпространством и физической средой, делая цифровые объекты осязаемыми и интуитивно управляемыми.

Литература

[1] Ishii H., Ullmer B. Tangible bits: towards seamless interfaces between people, bits and atoms // In Proceedings of the ACM SIGCHI Conference on Human factors in computing systems. — ACM, 1997. P. 234-241.

[2] Seufert E. B. Freemium economics: Leveraging analytics and user segmentation to drive revenue. — Elsevier, 2013.

[3] Osipov I. V., Nikulchev E., Volinsky A. A., Prasikova A. Y. Study of gamification effectiveness in online e-learning systems // International Journal of advanced computer science and applications, 2015. Vol. 6. No. 2. P. 71-77.

[4] Djaouti D., Alvarez J., Jessel J. P. Classifying serious games: the G/P/S model // Handbook of research on improving learning and motivation through educational games: Multidisciplinary approaches. 2011. Vol. 2. P. 118-136.

[5] Scott M. J., Ghinea G. Integrating fantasy role-play into the programming lab: exploring the'projective identity'hypothesis // Proceeding of the 44th ACM technical symposium on Computer science education. — ACM, 2013. P. 119-122. doi:10.1145/2445196.2445237.

[6] Тихонов К. Руками не трогать? // Компьютерра. Cентябрь 2008. http ://old. computerra. ru/terralab/archive/input/378840/

[7] Perenson M. J. Microsoft Debuts 'Minority Report'-Like Surface Computer // PCWorld. May, 2007. http://www.pcworld.com/article/132352/article.html

[8] Markoffoct J. As Apple Gains PC Market Share, Jobs Talks of a Decade of Upgrades // NY-Times. 22 Oct, 2007. http://www.nytimes.com/2007/10/22/technology/22apple.html

[9] Guo C., Sharlin E. Exploring the use of tangible user interfaces for human-robot interaction: a comparative study // Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. — ACM, 2008. P. 121-130.

[10] Bainbridge W. S. Berkshire encyclopedia of human-computer interaction. — Berkshire Publishing Group LLC, 2004.

[11] ELO Touch [Электронный ресурс] URL: https://www.elotouch.com/about

[12] Buxton B. Multi-touch systems that I have known and loved // Microsoft Research. 2007. Vol. 56. P. 1-11.

[13] Engelbart D. C. XY Position Indicator for a Display System // US 3541541. USA, November. 1970.

[14] Topolsky J. Apple's Magic Mouse: one button, multitouch gestures, Bluetooth, four-month battery life [Электронный ресурс] URL: https://www.engadget.com/2009/10/20/apples-magic-mouse-multitouch-gestures-bluetooth-four-month/

[15] Szeliski R. Computer vision: algorithms and applications. — Springer Science & Business Media, 2010.

[16] KruegerM. W. Artificial reality. — 1983.

[17]Галеев Б. М. Легендарный Термен. Репрессивная наука. — СПб. : Наука, 1991.

[18] Schou T., Gardner H. J. A Wii remote, a game engine, five sensor bars and a virtual reality theatre // Proceedings of the 19th Australasian conference on Computer-Human Interaction: Entertaining User Interfaces — ACM, 2007. P. 231-234).

[19] Zhang Z. Microsoft kinect sensor and its effect // IEEE multimedia. 2012. Vol. 19. No. 2. P. 4-10.

[20]Ishii H., Ullmer B. Tangible bits: towards seamless interfaces between people, bits and atoms // Proceedings of the ACM SIGCHI Conference on Human factors in computing systems. — ACM, 1997. P. 234-241.

[21] Fitzmaurice G. W., Ishii H., Buxton W. A. Bricks: laying the foundations for graspable user interfaces // Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems. — ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co., 1995. P. 442-449.

[22] Ullmer B., Ishii H. The metaDESK: models and prototypes for tangible user interfaces // Proceedings of the 10th annual ACM symposium on User interface software and technology. — ACM, 1997. 223-232/

[23] Ullmer B. A. Models and mechanisms for tangible user interfaces. Doctoral dissertation. — Massachusetts Institute of Technology, 1997.

[24] Gorbet M. G., Orth M., Ishii H. Triangles: tangible interface for manipulation and exploration of digital information topography // Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems). — ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co., 1998. P. 49-56.

[25] Kitamura Y., Itoh Y., Masaki T., Kishino F. ActiveCube: a bi-directional user interface using cubes // Proceedings. Fourth International Conference on Knowledge-Based Intelligent Engineering Systems and Allied Technologies 2000. — IEEE, 2000. Vol. 1, P. 99-102.

[26] Watanabe R., Itoh Y., Asai M., Kitamura Y., Kishino F., Kikuchi H. The soul of ActiveCube: implementing a flexible, multimodal, three-dimensional spatial tangible interface // Computers in Entertainment (CIE). 2004. Vol. 2. No. 4. P. 1-13. https://pdfs.semanticscholar.org/ acd9Z546adb6bf228710a5d2a378f4870edc03414.pdf

[27] Heaton K. Peano cube, Personal Information Architecture Group and Toys of Tomorrow, 2000.

[28] Jennings P. L. A Theoretical Construct of Serious Play and the Design of a Tangible Social Interface // Shared Encounters. — Springer London, 2009. P. 153-172.

[29] Jennings P. Tangible social interfaces: critical theory, boundary objects and interdisciplinary design methods // Proceedings of the 5th conference on Creativity & cognition. — ACM, 2005. P. 176-186.

[30] Jennings P. Constructed narratives a tangible social interface // Proceedings of the 5th conference on Creativity & cognition. — ACM, 2005. P. 263-266. https://www.cl.cam.ac.uk/events/tangibleinterfaces/TUIworkshop-Jennings.pdf

[31] Ullmer B., Ishii H., Glas D. mediaBlocks: physical containers, transports, and controls for online media // Proceedings of the 25th annual conference on Computer graphics and interactive techniques. — ACM, 1998. P. 379-386.

[32] Ratti C., Wang Y., Ishii H., Piper B., Frenchman D. Tangible User Interfaces (TUIs): a novel paradigm for GIS // Transactions in GIS. 2004. Vol. 8. No. 4. P. 407-421.

[33] Piper B., Ratti C., Ishii H. Illuminating clay: a 3-D tangible interface for landscape analysis // Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems. — ACM, 2002. P. 355-362.

[34] Frei P., Su V., Mikhak B., Ishii H. Curlybot: designing a new class of computational toys // Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems. — ACM, 2000. P. 129-136.

[35] Yarin P., Smith J., Ishii H. Fishface [Электронный ресурс] URL: http ://alumni.media. mit.edu/~yarin/fishface/

[36] Su V. C. The design and implementation of inTouch: a distributed, haptic communication system. Doctoral dissertation. — Massachusetts Institute of Technology, 1999.

[37] Piper B., Ishii H. PegBlocks: a learning aid for the elementary classroom // CHI'02 extended abstracts on Human factors in computing systems. — ACM, 2002. P. 686-687.

[38] Brave S., Ishii H., Dahley A. Tangible interfaces for remote collaboration and communication // Proceedings of the 1998 ACM conference on Computer supported cooperative work. — ACM, 1998. P. 169-178.

[39] Underkoffler J., Ishii H. Urp: a luminous-tangible workbench for urban planning and design // Proceedings of the SIGCHI conference on Human Factors in Computing Systems. — ACM, 1999. P. 386-393.

[40] Underkoffler J., Ullmer B., Ishii H. Emancipated pixels: real-world graphics in the luminous room // Proceedings of the 26th annual conference on Computer graphics and interactive techniques. — ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co., 1999. P. 385-392.

[41]Ishii H., Wisneski C., Orbanes J., Chun B., Paradiso J. PingPongPlus: design of an athletic-tangible interface for computer-supported cooperative play // Proceedings of the SIGCHI conference on Human Factors in Computing Systems. — ACM, 1999. P. 394-401.

[42]Xiao X., Bernstein M. S., Yao L., Lakatos D., Gust L., Acquah K., Ishii H. PingPong++: community customization in games and entertainment // Proceedings of the 8th International Conference on Advances in Computer Entertainment Technology. — ACM, 2011. P. 24.

[43]Xiao X., Tome B., Ishii H. Andante: Walking Figures on the Piano Keyboard to Visualize Musical Motion // Proceedings of the International Conference on New Interfaces for Musical Expression. — London, 2014. P. 629-632.

[44]Ishii H. Bottles: A transparent interface as a tribute to mark weiser // IEICE Transactions on information and systems. 2004. Vol. 87. No. 6. P. 1299-1311.

[45] Coupard P. P. An Availabot-like computer-controlled push puppet for Linux [Электронный ресурс] URL: http://myspace.voo.be/pcoupard/push_puppet_toy/

[46]Merrill D. J., Kalanithi J. J., Fitzgerald B. P. U.S. Patent No. D635,190. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office. 2011.

[47] Hunter S., Kalanithi J., Merrill D. Make a Riddle and TeleStory: designing children's applications for the siftables platform // Proceedings of the 9th International Conference on Interaction Design and Children. — ACM, 2010. P. 206-209.

[48] Schweikardt E. Modular robotics studio // Proceedings of the fifth international conference on Tangible, embedded, and embodied interaction. — ACM, 2011. P. 353-356.

[49]Ryokai K., Marti S., Ishii H. I/O brush: drawing with everyday objects as ink // Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems. — ACM, 2004. P. 303-310.

[50]Rafle H. S., Parkes A. J., Ishii H. Topobo: a constructive assembly system with kinetic memory // Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems. — ACM, 2004. P. 647-654.

[51] Zigelbaum J., Chang A., Gouldstone J., Monzen J. J., Ishii H. SpeakCup: simplicity, BABL, and shape change // Proceedings of the 2nd international conference on Tangible and embedded interaction. — ACM, 2008. P. 145-146.

[52] Zigelbaum J., Browning A., Leithinger D., Bau O., Ishii H. G-stalt: a chirocentric, spatiotemporal, and telekinetic gestural interface // Proceedings of the fourth international conference on Tangible, embedded, and embodied interaction. — ACM, 2010. P. 261-264.

[53] Lakatos D., Blackshaw M., Olwal A., Barryte Z., Perlin K., Ishii H. T (ether): spatially-aware handhelds, gestures and proprioception for multi-user 3D modeling and animation // Proceedings of the 2nd ACM symposium on Spatial user interaction. — ACM, 2014. P. 90-93.

[54] Lee J., Post R., Ishii H. ZeroN: mid-air tangible interaction enabled by computer controlled magnetic levitation // Proceedings of the 24th annual ACM symposium on User interface software and technology. — ACM, 2011. P. 327-336.

[55] Follmer S., Leithinger D., Olwal A., Hogge A., Ishii H. inFORM: dynamic physical affordanc-es and constraints through shape and object actuation // Proceedings of the 26th annual ACM symposium on User interface software and technology, UIST'13. — ACM, 2013. P. 417-426.

[56] Leithinger D., Follmer S., Olwal A., Ishii H. Physical telepresence: shape capture and display for embodied, computer-mediated remote collaboration // Proceedings of the 27th annual ACM symposium on User interface software and technology. — ACM, 2014. P. 461-470.

[57]Ishii H., Leithinger D., Follmer S., Zoran A., Schoessler P., Counts J. TRANSFORM: Embodiment of Radical Atoms at Milano Design Week // Proceedings of the 33rd Annual ACM Conference Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems. — ACM, 2015. P. 687-694.

[58] Schoessler P., Windham D., Leithinger D., Follmer S., Ishii H. Kinetic Blocks: Actuated Constructive Assembly for Interaction and Display // Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on User Interface Software & Technology. — ACM, 2015. P. 341-349.

[59] Nakagaki K., Vink L., Counts J., Windham D., Leithinger D., Follmer S., Ishii H. Materiable: Rendering Dynamic Material Properties in Response to Direct Physical Touch with Shape Changing Interfaces // Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. — ACM, 2016. P. 2764-2772.

[60] Nakagaki K., Follmer S., Ishii H. LineFORM: Actuated Curve Interfaces for Display, Interaction, and Constraint // Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on User Interface Software & Technology. — ACM, 2015. P. 333-339.

[61] Nakagaki K., Dementyev A., Follmer S., Paradiso J. A., Ishii H. ChainFORM: A Linear Integrated Modular Hardware System for Shape Changing Interfaces // Proceedings of the 29th Annual Symposium on User Interface Software and Technology. — ACM, 2016. P. 87-96.

[62] Tang S. K., Sekikawa Y., Perlin K., Larson K., Ishii H. inSide [Электронный ресурс] URL: http ://tangible.media. mit.edu/proj ect/inside/

[63] Leigh S. W., Schoessler P., Heibeck F., Maes P., Ishii H. THAW: tangible interaction with see-through augmentation for smartphones on computer screens // Proceedings of the Ninth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction. — ACM, 2015. P. 89-96.

[64] Vink L., Dementyev A., Ishii H, Phixels [Электронный ресурс] URL: http ://tangible.media. mit.edu/proj ect/phixels/

[65] Sauter J. Interfaces in Public and Semi-public Space. In The Art and Science of Interface and Interaction Design. — Springer Berlin Heidelberg, 2008. P. 63-73.

[66] Jacob R. J., Girouard A., Hirshfield L. M., Horn M. S., Shaer O., Solovey E. T., Zigelbaum J. Reality-based interaction: unifying the new generation of interaction styles // CHI'07 extended abstracts on Human factors in computing systems. — ACM, 2007. P. 2465-2470.

[67] Schneider B., Jermann P., Zufferey G., Dillenbourg P. Benefits of a tangible interface for collaborative learning and interaction // IEEE Transactions on Learning Technologies. 2011. Vol. 4. No. 3. P. 222-232.

Автор:

Илья Викторович Осипов — директор, i2study Inc. (США, Сан-Франциско).

Technical Equipment of Human-Computer Interaction TUI. Review and Analysis Opportunities to use for Gamification

I. V. Osipov

i2i study, Inc. San Francisco, CA, USA

е-mail: [email protected] com

Abstract. This article provides an overview of modern technology used in the construction of tangible user interface (TUI). Review focuses on the opportunities TUI as an extension of human-computer interaction in gamification technologies.

Key words: TUI, GUI, tangible user interface, ambient media, augmented reality, ubiquitous computing, Pervasive Computing, gamification, serious games.

References

[1] Ishii H., Ullmer B. (1997) Tangible bits: towards seamless interfaces between people, bits and atoms. In Proceedings of the ACM SIGCHI Conference on Human factors in computing systems, pp. 234-241.

[2] Seufert E. B. (2013). Freemium economics: Leveraging analytics and user segmentation to drive revenue. Elsevier.

[3] Osipov I. V., Nikulchev E., Volinsky A. A., Prasikova, A. Y. (2015) International Journal of advanced computer science and applications, 6(2):71-77.

[4] Djaouti D., Alvarez J., Jessel J. P. (2011) Classifying serious games: the G/P/S model. Handbook of research on improving learning and motivation through educational games: Multidis-ciplinary approaches, 2:118-136.

[5] Scott M. J., Ghinea G. (2013) Integrating fantasy role-play into the programming lab: exploring the'projective identity'hypothesis. In Proceeding of the 44th ACM technical symposium on Computer science education, pp. 119-122.

[6] http://old.computerra.ru/terralab/archive/input/378840/

[7] Perenson M. J. (2007) Microsoft Debuts 'Minority Report'-Like Surface Computer. PCWorld. http://www.pcworld.com/article/132352/article.html

[8] Markoffoct J. (2007) As Apple Gains PC Market Share, Jobs Talks of a Decade of Upgrades. NYTimes. http://www.nytimes.com/2007/10/22/technology/22apple.html

[9] Guo C., Sharlin E. (2008). Exploring the use of tangible user interfaces for human-robot interaction: a comparative study. In Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems, pp. 121-130.

[10] Bainbridge W. S. (2004). Berkshire encyclopedia of human-computer interaction. Berkshire Publishing Group LLC.

[11] https://www.elotouch.com/about

[12] Buxton B. (2007). Microsoft Research, 56:1-11.

[13] Engelbart D. C. (1970). XY Position Indicator for a Display System, US 3541541. USA, November.

[14] Topolsky J. (2009) Apple's Magic Mouse: one button, multitouch gestures, Bluetooth, four-month battery life. engadget.com. https://www.engadget.com/2009/10/20/apples-magic-mouse-multitouch-gestures-bluetooth-four-month/

[15] Szeliski R. (2010). Computer vision: algorithms and applications. Springer & Business Media.

[16] KruegerM. W. (1983). Artificial reality.

[17] Galeev B. M. (1991). Legendary Theremin. Repressive science. Nauka. [In Rus]

[18] Schou T., Gardner H. J. (2007). A Wii remote, a game engine, five sensor bars and a virtual reality theatre. In Proceedings of the 19th Australasian conference on Computer-Human Interaction: Entertaining User Interfaces, pp. 231-234.

[19] Zhang Z. (2012) IEEE multimedia, 19(2):4-10.

[20] Ishii H., Ullmer B. (1997). Tangible bits: towards seamless interfaces between people, bits and atoms. In Proceedings of the ACM SIGCHI Conference on Human factors in computing systems, pp. 234-241.

[21] Fitzmaurice G. W., Ishii H., Buxton W. A. (1995). Bricks: laying the foundations for graspable user interfaces. In Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems, pp. 442-449.

[22] Ullmer B., Ishii H. (1997). The metaDESK: models and prototypes for tangible user interfaces. In Proceedings of the 10th annual ACM symposium on User interface software and technology, pp. 223-232.

[23] Ullmer B. A. (1997). Models and mechanisms for tangible user interfaces (Doctoral dissertation, Massachusetts Institute of Technology).

[24] Gorbet M. G., Orth M., Ishii H. (1998). Triangles: tangible interface for manipulation and exploration of digital information topography. In Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems, pp. 49-56.

[25] Kitamura Y., Itoh Y., Masaki T., Kishino F. (2000). ActiveCube: a bi-directional user interface using cubes. In Proceedings. Fourth International Conference on Knowledge-Based Intelligent Engineering Systems and Allied Technologies, 1, pp. 99-102.

[26] Watanabe R., Itoh Y., Asai M., Kitamura Y., Kishino F., Kikuchi H. (2004). Computers in Entertainment, 2(4):1-15.

[27] Heaton K. (2000). Peano cube, Personal Information Architecture Group and Toys of Tomorrow.

[28] Jennings P. L. (2009). A Theoretical Construct of Serious Play and the Design of a Tangible Social Interface. In Shared Encounters (Springer London), pp. 153-172.

[29] Jennings P. (2005). Tangible social interfaces: critical theory, boundary objects and interdisciplinary design methods. In Proceedings of the 5th conference on Creativity & cognition, pp. 176-186.

[30] Jennings P. (2005). Constructed narratives a tangible social interface. In Proceedings of the 5th conference on Creativity & cognition, pp. 263-266.

[31] Ullmer B., Ishii H., Glas D. (1998) mediaBlocks: physical containers, transports, and controls for online media. In Proceedings of the 25th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pp. 379-386.

[32] Ratti C., Wang Y., Ishii H., Piper B., Frenchman D. (2004) Transactions in GIS, 8(4):407.

[33] Piper B., Ratti C., Ishii H. (2002). Illuminating clay: a 3-D tangible interface for landscape analysis. In Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems, pp. 355-362.

[34] Frei P., Su V., Mikhak B., Ishii H. (2000). Curlybot: designing a new class of computational toys. In Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems, pp. 129-136.

[35] Yarin P., Smith J., Ishii H. (1998) Fishface http://alumni.media.mit.edu/~yarin/fishface/

[36] Su V. C. (1999) The design and implementation of inTouch: a distributed, haptic communication system (Doctoral dissertation, Massachusetts Institute of Technology).

[37] Piper B., Ishii H. (2002). PegBlocks: a learning aid for the elementary classroom. In CHI'02 extended abstracts on Human factors in computing systems, pp. 686-687.

[38] Brave S., Ishii H., Dahley A. (1998). Tangible interfaces for remote collaboration and communication. In Proceedings of the 1998 ACM conference on Computer supported cooperative work, pp. 169-178.

[39] Underkoffler J., Ishii H. (1999). Urp: a luminous-tangible workbench for urban planning and design. In Proceedings of the SIGCHI conference on Human Factors in Computing Systems, pp. 386-393.

[40] Underkoffler J., Ullmer B., Ishii H. (1999). Emancipated pixels: real-world graphics in the luminous room. In Proceedings of the 26th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pp. 385-392.

[41] Ishii H., Wisneski C., Orbanes J., Chun B., Paradiso J. (1999). PingPongPlus: design of an athletic-tangible interface for computer-supported cooperative play. In Proceedings of the SIGCHI conference on Human Factors in Computing Systems, pp. 394-401.

[42]Xiao X., Bernstein M. S., Yao L., Lakatos D., Gust L., Acquah K., Ishii H. (2011). Ping-Pong++: community customization in games and entertainment. In Proceedings of the 8th International Conference on Advances in Computer Entertainment Technology, p. 24.

[43]Xiao X., Tome B., Ishii H. (2014). Andante: Walking Figures on the Piano Keyboard to Visualize Musical Motion. In NIME, pp. 629-632.

[44] Ishii H. (2004) IEICE Transactions on information and systems, 87(6):1299-1311.

[45] Coupard P. P. (2008) An Availabot-like computer-controlled push puppet for Linux.

[46]Merrill D. J., Kalanithi J. J., Fitzgerald B. P. (2011). U.S. Patent No. D635,190. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.

[47] Hunter S., Kalanithi J., Merrill D. (2010) Make a Riddle and TeleStory: designing children's applications for the siftables platform. In Proceedings of the 9th International Conference on Interaction Design and Children, pp. 206-209).

[48] Schweikardt E. (2011). Modular robotics studio. In Proceedings of the fifth international conference on Tangible, embedded, and embodied interaction, pp. 353-356.

[49] Ryokai K., Marti S., Ishii H. (2004). I/O brush: drawing with everyday objects as ink. In Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems, pp. 303-310.

[50] Raffle H. S., Parkes A. J., Ishii H. (2004). Topobo: a constructive assembly system with kinetic memory. In Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems, pp. 647-654.

[51] Zigelbaum J., Chang A., Gouldstone J., Monzen J. J., Ishii H. (2008). SpeakCup: simplicity, BABL, and shape change. In Proceedings of the 2nd international conference on Tangible and embedded interaction, pp. 145-146.

[52] Zigelbaum J., Browning A., Leithinger D., Bau O., Ishii H. (2010). G-stalt: a chirocentric, spatiotemporal, and telekinetic gestural interface. In Proceedings of the fourth international conference on Tangible, embedded, and embodied interaction, pp. 261-264.

[53] Lakatos D., Blackshaw M., Olwal A., Barryte Z., Perlin K., Ishii H. (2014). T (ether): spatially-aware handhelds, gestures and proprioception for multi-user 3D modeling and animation. In Proceedings of the 2nd ACM symposium on Spatial user interaction, pp. 90-93.

[54] Lee J., Post R., Ishii H. (2011). ZeroN: mid-air tangible interaction enabled by computer controlled magnetic levitation. In Proceedings of the 24th annual ACM symposium on User interface software and technology, pp. 327-336.

[55] Follmer S., Leithinger D., Olwal A., Hogge A., Ishii H. (2013) inFORM: dynamic physical affordances and constraints through shape and object actuation. In UIST, pp. 417-426.

[56] Leithinger D., Follmer S., Olwal A., Ishii H. (2014) Physical telepresence: shape capture and display for embodied, computer-mediated remote collaboration. In Proceedings of the 27th annual ACM symposium on User interface software and technology, pp. 461-470.

[57] Ishii H., Leithinger D., Follmer S., Zoran A., Schoessler P., Counts J. (2015) TRANSFORM: Embodiment of Radical Atoms at Milano Design Week. In Proceedings of the 33 rd Annual ACM Conference Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems, pp. 687694.

[58] Schoessler P., Windham D., Leithinger D., Follmer S., Ishii H. (2015) Kinetic Blocks: Actuated Constructive Assembly for Interaction and Display. In Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on User Interface Software & Technology, pp. 341-349.

[59] Nakagaki K., Vink L., Counts J., Windham D., Leithinger D., Follmer S., Ishii H. (2016) Ma-teriable: Rendering Dynamic Material Properties in Response to Direct Physical Touch with Shape Changing Interfaces. In Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, pp. 2764-2772.

[60] Nakagaki K., Follmer S., Ishii H. (2015) LineFORM: Actuated Curve Interfaces for Display, Interaction, and Constraint. In Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on User Interface Software & Technology, pp. 333-339.

[61] Nakagaki K., Dementyev A., Follmer S., Paradiso J. A., Ishii H. (2016). ChainFORM: A Linear Integrated Modular Hardware System for Shape Changing Interfaces. In Proceedings of the 29th Annual Symposium on User Interface Software and Technology, pp. 87-96.

[62] Tang S. K., Sekikawa Y., Perlin K., Larson K., Ishii H. (2014) inSide http://tangible.media. mit.edu/project/inside/

[63] Leigh S. W., Schoessler P., Heibeck F., Maes P., Ishii H. (2015). THAW: tangible interaction with see-through augmentation for smartphones on computer screens. In Proceedings of the Ninth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction, pp. 8996.

[64] Vink L., Dementyev A., Ishii H. (2016) Phixels, http://tangible.media.mit.edu/project/phixels/

[65] Sauter J. (2008). Interfaces in Public and Semi-public Space. In The Art and Science of Interface and Interaction Design (Springer Berlin Heidelberg), pp. 63-73.

[66] Jacob R. J., Girouard A., Hirshfield L. M., Horn M. S., Shaer O., Solovey E. T., Zigelbaum J. (2007). Reality-based interaction: unifying the new generation of interaction styles. In CHI'07 extended abstracts on Human factors in computing systems, pp. 2465-2470.

[67] Schneider B., Jermann P., Zufferey G., Dillenbourg P. (2011). IEEE Transactions on Learning Technologies, 4(3):222-232.

Марк Михайлов (mxer) — Хабр Карьера

Основное мое занятие это Проектирование интерфейсов (mobile, desktop, web, game). Смотрите мое Резюме и Портфолио тут - https://goo.gl/zNnmu4

А так же я Дизайнер, верстальщик полиграфии, цифровых изданий, публикаций, художник трехмерной графики. Имею богатый опыт в создании пользовательских интерфейсов, проведении тестирований, а так же обширные знания в сфере юзабилити, психологии восприятия и взаимодействия человека с любым видом интерфейса.

Ниже перечислена расширенная информация об опыте/способах работы.

Я выясняю потребности пользователя, соединяю их с задачами бизнеса и строю на этом прочную основу по настоящему успешных и удобных проектов. Прорабатываю и анализирую сценарии использования. Использую различные способы юзабилити тестирования, на обычных, бумажных, интерактивных прототипах, при помощи айтрекера (есть возможность тестировать в специальной лаборатории), интервьюирования, А-В тестирования, экспертной оценки.Превращаю идею в интерактивное приложение, которое можно протестировать и успешно выпустить на рынок.Дорабатываю и улучшаю существующие проекты, что бы пользователи решали задачи эффективнее, быстрее и удобнее, а бизнес получал больше прибыли и охватил большее кол-во целевой аудитории. Подкован множеством литературы по психологии от Гештальта до Выгодского и юзабилити от Купера до Раскина. Отлично знаю гайдлайны iOS, Android, Microsoft, всегда при создании прототипа взаимодействия или дизайна учитываю для какой конечной системы будет создано приложение, что оно было привычно и удобно пользователю. Знаю что такое адаптивный и отзывчивый дизайн. 

Имею опыт в работе с полиграфией, печатью изданий (в том числе интерактивных), созданием сайтов, визиток, логотипов, фирменного стиля и айдентики, так же рисую от руки.

Создаю 3-d модели и интерактивные сцены в Unity и чертежи в различных 3-d программах (например 3d Max, SolidWorks, Kompas-3d и другие). 

Знаю HTML, CSS, могу понять какие задумки дизайнера верстальщику будет сложнее сделать, а какие проще. 

Знаю основы баз данных, основы java script.

Люблю видеоигры, анализирую их с точки зрения удобства взаимодействия, данному вопросу посвещены мои выступления на IT конференциях (IT Global Meetup http://ux-spb.ru/tag/it-global/ ), диссертация и научные публикации. Имею обширный игровой опыт на различных платформах (PS2-3-4,DS,3DS,PC,Мобильные платформы).

Владею английским языком на уровне B1+ (свободно разговариваю с носителями языка, так как часто живу в европе).

Имею широкие навыки руководства и управления, руководил командами разработки мультимедийных проектов, и интерфейсов различного вида.

Вообще я очень общительный и доброжелательный человек, работаю с максимальной отдачей даже к маленьким деталям, люблю делать работу как можно лучше. 

Работал с различными проектами, разной степени сложности. Например:Интерактивный прототип - https://goo.gl/vYjtFfСпецификация для верстальщика - https://goo.gl/2dtTpoПример подробного описания прототипа (Word) - https://drive.google.com/file/d/1qcFuDN2ECPi2LY_1ci-mmNgZ_nTInf0E/view?usp=sharing - Английская версия описания - https://goo.gl/5vbsRS

Принципы и правила проектирования пользовательского интерфейса



Исследование человеко-машинных интерфейсов — область, которая активно развивается и объединяет достижения многих наук, таких как эргономика, когнитивная психология, психология труда, информатика, теория автоматического управления, usability engineering (проектирование ПО и компьютерных систем), техническая эстетика, управления процессами и промышленный дизайн и др. Она имеет дело с разработкой, развитием и применением одного из класса человеко- машинных интерфейсов — интерфейсами информационных (компьютерных) систем с точки зрения требований пользователя, а также с изучением окружающих явлений.

Понимание того, что именно интерфейс с пользователем определяет реальную применимость программного обеспечения информационных систем, привело к пользователе-ориентированному подходу при проектировании программного обеспечения.

В настоящее время проблема человеко-машинного взаимодействия — одна из центральных в области создания автоматизированных систем. Компьютеры внедряются практически во все аспекты жизни человека, а потому специалист в области компьютерных технологий должен уметь разработать или адаптировать пользовательский интерфейс под широкий класс пользователей, а также обеспечить эффективное использование компьютерных систем.

Ключевые слова: человеко-машинное взаимодействие, пользовательский интерфейс, проектирование, принципы разработки, дизайн, удобство в использовании.

Делайте это проще, но не примитивнее.

Альберт Эйнштейн

Золотое правило проектировщика гласит: «Никогда не делай другим того, что они сделали тебе. Вспомните, что вам не нравится в программном обеспечении, которым вы пользуетесь. И не делайте того же самого в программе, над которой работаете».

Принципы разработки интерфейса — это концепции и представления высокого уровня, которые могут использоваться при проектировании программного обеспечения. Необходимо определить, какой из принципов наиболее важен и приемлем для вашей системы.

Три принципа разработки пользовательского интерфейса формулируются так:

1.Контроль пользователем интерфейса;

2.Уменьшение загрузки памяти пользователя;

3.Последовательность пользовательского интерфейса.

На сегодняшний день данные принципы не совсем подходят для графических пользовательских интерфейсов, однако, в скором будущем они бесспорно будут применяться и получат дальнейшее развитие и распространение. [1]

Первый (краткий) список принципов проектирования принадлежит Элвину Харви Хансен (Alvin Harvey Hansen).

Принципы звучат так:

знание пользователя;

сокращение запоминания;

оптимизация операций;

устранение ошибок.

В 1984 г. вышла в свет классическая книга по взаимодействию человека и компьютера, содержащая более полный и обобщающий список принципов проектирования. Работа принадлежала Рубинштейну и Хершу (Rubenstein and Hersch), и представляла 93 принципа разработки: от «Проектировщики создают мифы, пользователи создают концептуальные модели» до «Снимайте на видео настоящих, действительных пользователей». [3]

Эти принципы выдержали проверку временем и способствовали появлению новых компьютерных технологий. Их трактовка зависит от аппаратного обеспечения и операционной системы, составляющих компьютер пользователя. Модели интерфейса пользователя и проектировщика также влияют на то, какие принципы будут применяться.

Оптимальное решение о выборе принципов проектирования интерфейса вырабатывается и согласовывается всей командой по проектированию. Оно должно способствовать возрастанию числа приобретаемости пользователями и развитию программного продукта.

Правило 1: дайте контроль пользователю

Проектировщики с опытом позволяют пользователям решать некоторые задачи по собственному усмотрению. Приведем прекрасный пример из реальной жизни.

Как только строительство зданий сложного комплекса будет завершено, архитекторы намереваются проложить между ними дорожки для пешеходов, но в каком именно месте пока неизвестно. Поэтому дорожки никогда не прокладывают одновременно с возведением зданий. На площадках между домами помещаются таблички с надписью: «Пожалуйста, ходите по траве». Только через некоторое время строители возвращаются и теперь, согласно «волеизъявлению» населения, заливают протоптанные дорожки асфальтом.

Интерфейс должен соответствовать потребностям и пожеланиям пользователя, а для этого проектировщику нужно предоставить возможность пользователю контролировать ситуацию.

Принципы, которые дают пользователю контроль над системой:

  1. Благоразумное использование режимов.

Режимы являются атрибутом многих программных интерфейсов, но старайтесь применять их только по необходимости. Текстовый процессор — хороший пример простой работы в режиме, потому что, печатая текст, вы всегда находитесь в одном из режимов: вставки или замены.

Однако существует множество интерфейсов, с излишне часто переключающимися режимами, где в определенный момент на экране появляется модальное диалоговое окно, а затем, и в программе, и на экране действия пользователя становятся ограниченными.

Позвольте человеку самому выбирать нужные ему режимы, а последние в свою очередь должны быть настолько естественными, чтобы с ними было комфортно работать.

  1. Проектируйте гибкий интерфейс, дающий пользователю возможность работать как смышью, так ис клавиатурой, либо их комбинацией.

«Пользователь должен иметь возможность производить действия спрограммой как спомощью мыши, так ис помощью клавиатуры»так гласитодин из ключевых принципов организации Common User Access (CUA).

Возможность работы с клавиатурой предполагает использование клавиатуры вместо мыши. Это не значит, что пользователю будет легче работать, просто он либо не может ею пользоваться, либо ее у него нет. Панели инструментов созданы, чтобы ускорить работу при использовании мыши. Однако при работе с клавиатурой до них нельзя добраться — для подобных случаев предусмотрены «выпадающие» меню.

  1. Сфокусируйте внимание пользователя.

Не вынуждайте пользователей заканчивать выполнение начатых последовательностей действий. Дайте им выбор — аннулировать или сохранить данные и вернуться туда, где они прервались. Мастера все чаще выполняют обычные задачи. Но не переусердствуйте. Пусть у пользователей останется возможность контролировать процесс работы в программе.

  1. Демонстрация сообщений, окажется полезной ипоможет вработе.

Во всем интерфейсе используйте понятные для пользователя термины. Они не обязаны знать о битах и байтах!

Следует выбрать правильный тон в сообщениях и приглашениях. Не менее важно застраховаться от проблем и ошибок. Неудачная терминология и неправильный тон приведут к тому, что пользователи будут винить себя в возникающих ошибках.

  1. Необходимы условия для отработки немедленных иобратимых действий, атакже предоставления обратной связи.

Каждый программный продукт должен включать в себя функции отменить и повторить (UNDO/REDO).

В случае если действие не может быть отменено, необходимо проинформировать пользователя и по возможность предоставить альтернативные действия для выхода из сложившейся ситуации.

  1. Предоставьте пользователю понятные пути ивозможность ориентироваться

Пользователь должен свободно ориентироваться в интерфейсе. Проектировщик определяет пути доступа в любую его часть и разрешает ему двигаться вперед и назад, по нисходящей и восходящей структурам интерфейса. Там, где требуется необходимо создать удобные контекстные подсказки. Их основная функция — показать, какие программы открыты, и разрешить пользователю доступ ко всем программам и данным.

При работе с интерфейсом любого программного продукта пользователь должен получать удовольствие, не боясь нажимать кнопки и переходить в новое окно, на другой экран.

  1. Разработайте систему доступную пользователям сразным уровнем подготовки иразличными навыками.

Не «жертвуйте» опытными пользователями во благо обычных. Вы должны предусмотреть для них быстрый доступ к функциям программы. Не утомляйте их прохождением многочисленных шагов для выполнения какого-либо действия, если они привыкли пользоваться одной макрокомандой. [2]

  1. Облегчите работу пользователя синтерфейсом сделав его понятным и «прозрачным».

Пользовательский интерфейс есть «мифическая» часть программного продукта. При удачно разработанном проекте пользователи даже не ощущают его «присутствия», а свободно манипулируют и работают с объектами.

  1. Дайте пользователю возможность приспособиться инастроить интерфейс по своему вкусу.

Для приспособления к интерфейсу дайте пользователю возможность настроить его по своему усмотрению, вкусу. Пускай он выберет удобное представление информации (цвета, шрифты, базирование, вид обзора, расположение элементов), поведение интерфейса (действия по умолчанию, макросы, кнопки) и интерфейсные функции (нажатие кнопок или клавиш, сочетание клавиш для быстрого выбора команд, мнемоника, расположение кнопок мыши для отдачи команд) так, как ему нравится.

Пользователь не должен разбираться в функциях программы. Он сосредоточен непосредственно на выполнении, стоящих перед ним, задач.

  1. Разрешите пользователю напрямую манипулировать объектами интерфейса.

Пользователь начинает сомневаться в собственных силах, если прямые манипуляции с объектами не отвечают их ментальной модели и системе представлений о взаимодействии с реальным миром.

Иногда система прямых манипуляций терпит крах, если пользователь не знает, что надо взять и куда это поместить. Ваши объекты должны «сообщать» человеку: «Обращайся со мной, как с предметом, который я представляю!». Иначе человек не поймет, как работать с этим объектом. Единственная проблема прямых манипуляций: визуально не понятно, может ли объект быть перемещен и отпущен на экране. Пользователи должны чувствовать себя комфортно при производстве данной операции и знать о предполагаемом результате. Кроме того, необходимо, чтобы интерфейс можно было без труда изучить.

  1. Позвольте пользователю думать, что он контролирует ситуацию

Интерфейс можно считать хорошо разработанным, если он, находясь в состоянии загрузки, удобен, понятен и развлекает пользователя. Людям нравится думать, что они контролируют ситуацию.

Правило 2: уменьшите нагрузку на память пользователя

Сила компьютерного интерфейса опирается на знание того, как информация запоминается и хранится. Она защищает нашу память от излишней загрузки. Ниже приведены принципы, которые позволят снизить загрузку памяти пользователя.

  1. Не загружайте кратковременную память.

Система должна запоминать введенную информацию и обеспечивать беспрепятственный доступ к ней в любое время, не вынуждая пользователей запоминать и повторять её.

  1. Полагайтесь на распознавание, ане на повторение.

Сообщения, советы по пользованию инструментами, система контекстной помощи, поможет пользователю узнать и выбрать информацию, не вспоминая ее.

Продумайте меню интерфейса, содержащее списки, объекты или документы, которые можно выбрать, не прибегая к ручному вводу информации без поддержки системы.

  1. Обеспечьте информирование, благодаря визуальным подсказкам

Когда пользователи находятся в каком-то режиме или работают мышью, это должно отражаться на экране. Индикация должна сообщать пользователю о режиме, в котором он находится. Форма курсора может меняться для указания текущего режима или действия, а индикатор — включаться и отключаться. Тест на визуальную информативность продукта: отойдите от компьютера во время выполнения задачи и позднее вернитесь к работе. Обратите внимание на визуальные подсказки интерфейса, которые должны информировать о том, с чем вы работали, где находились и что делали.

  1. Предусмотрите функции отмены последнего действия, его повтора, атакже установки по умолчанию

Используйте способность компьютера сохранять и отыскивать информацию о выборе пользователя, а также о свойствах системы. Предусмотрите многоуровневые системы отмены и повтора команд, обеспечивающие уверенную и спокойную работу с программой.

  1. Предусмотрите «быстрые» пути.

После достаточно хорошего освоения программного продукта, пользователи испытывают потребность, (которую не стоит игнорировать, однако при разработке следует действовать в соответствии со стандартами) — потребность в ускорителях! [2]

  1. Активизируйте синтаксис действий собъектами.

Синтаксис действий с объектами работает так, что пользователям не надо запоминать, какое действие правильно в определенный момент времени для данного объекта. Необходимо выбрать объект, а затем будут произведены разрешенные действия с объектом, только тогда, когда он доступен. Если действия недоступны они выделяются цветом, как правило серым.

Пользователи могут изучать интерфейс, выбирая объекты и просматривая доступные действия.

  1. Используйте метафоры из реального мира.

Будьте осторожны при выборе и использовании метафор для интерфейса. Выбрав метафору, зафиксируйте ее и следуйте ей неукоснительно. Если вы обнаружите, что метафора не отвечает своему назначению во всем интерфейсе, выберите новую. Продолжайте метафору, не прерывая ее.

  1. Применяйте раскрытие иобъяснение понятий идействий.

Никогда не забывайте о легком доступе к часто используемым функциям и действиям. Скройте непопулярные свойства и функции и позвольте пользователю вызывать их по мере надобности. Не пытайтесь отразить всю информацию в главном окне. Используйте вторичные окна.

  1. Увеличьте визуальную ясность.

Применяйте принципы визуального проектирования, чтобы человеку было легче воспринимать информацию: группируйте объекты в меню или списке, нумеруйте объекты, используйте заголовки и приглашения.

Некоторые программы одновременно представляют слишком много информации на экране. Это вызывает ощущение хаоса. Информация должна показываться в порядке, понятном для пользователей. Помните старое правило, что «форма должна соответствовать назначению».

Избегайте случайной группировки и ненужных выделений. Визуальная дезорганизация мешает использованию и восприятию. [3]

Правило 3: сделайте интерфейс совместимым

Одним из основных преимуществ совместимости является то, что пользователи могут перенести свои знания и навыки из старой программы, (которой они пользовались раньше), в новую.

Принципы создания совместимого интерфейса:

  1. Проектирование последовательного интерфейса.

При перемещении в интерфейсе пользователи должны иметь опорные точки. Это заголовки окон, навигационные карты и древовидные структуры.

Также должна быть возможность завершить поставленную задачу без изменения среды работы или переключения между стилями ввода информации. Если сначала он использовал клавиатуру, должна быть обеспечена возможность завершить работу тоже с ней как с главным инструментом для взаимодействия. [4]

  1. Общая совместимость всех программ.

Одним из главных аспектов в разработке интерфейса является возможность обучения пользователя концепциям системы и программного продукта, применяемых на новых ситуациях и в других программах. Проявление совместимости можно отследить на трех уровнях:

– подача информации (подразумевается, что пользователи могут воспринимать информацию и объекты в похожем логическом, визуальном и физическом виде во всем программном продукте;

– поведение программы;

– техника взаимодействия. [5]

  1. Сохранение результатов взаимодействия.

Перед выполнением действия необходимо информировать пользователя, в случае если результаты могут быть отличны от тех, что он ожидает. Наделите его опциями совершения действий, возможности их отмены или воспроизведения другое.

  1. Эстетическая привлекательность ицельность.

Недостаток в функциональности программного продукта не должен быть скрыт приятным для взгляда интерфейсом.

  1. Поощрение изучения.

Создание дружественного интерфейса является одной из важных задач проектировщиков пользовательских интерфейсов. Он поощрял бы пользователей на исследования его составляющих и свойств без страха допустить ошибку. Стоит заметить и учитывать при разработке программного продукта, что пользователи во время его использования ожидают помощи, направления, информации и даже развлечения.

Современные интерфейсы — более интуитивно понятны, предсказуемы, дружественны и привлекательны. Возрастание спроса на CD-ROM продукты, нашествие браузеров Internet, домашних страниц и прикладных программ подарило пользователям компьютеров целый мир.

Сейчас дружественные интерфейсы превращаются в удобные и завлекающие в использовании даже в программах, которые предназначены для организации и ведения бизнеса.

Литература:

1. Логунова О. С. Человеко-машинное взаимодействие: теория и практика: Учебное пособие / О. С. Логунова, И. М. Ячиков, Е. А. Ильина. — Ростов: Феникс, 2006. — 285 с.

2. Головач В. Дизайн пользовательского интерфейса / первая книга

3. Купер А., Рейманн Р., Кронин Д., Носсел К. –Интерфейс. Основы проектирования взаимодействия. 4 изд. — Питер, 2017. — 720 с.

4. Тидвелл Д. Разработка пользовательских интерфейсов. 2 изд. — Питер, 2011. -480 с.

5. Акчурин Э. А. Человеко-машинное взаимодействие: Учебное пособие. — Москва: СОЛОН-ПРЕСС, 2009. — 94 с.

Основные термины (генерируются автоматически): пользователь, программный продукт, интерфейс, пользовательский интерфейс, программа, программное обеспечение, возможность, действие, информация, принцип разработки.

Человеко-компьютерное взаимодействие. Часть 1 – Новости и истории Microsoft

С тех пор, как в конце 1970-х гг. основной проблемой человеко-компьютерного взаимодействия было удобство использования, многое изменилось. Сегодня исследованиями в этой сфере занимаются лучшие эксперты в области разработки и применения методов упрощения обучения и использования компьютерных технологий. Накоплен огромный объем данных, описывающий удачные и неудачные примеры человеко-компьютерного взаимодействия. Совершенствуются методы их изучения и создания новых продуктов, разработан целый арсенал испытанных исследовательских методик.

Изначально основным направлением исследований человеко-компьютерного взаимодействия было физическое взаимодействие пользователя с компьютером или иным устройством. Изучались модели движения человека, например, такие параметры, как время, необходимое для того, чтобы щелкнуть мышью объект определенного размера, или скорость ввода текста при помощи двенадцатикнопочной клавиатуры мобильного телефона.

По мере развития человеко-компьютерного взаимодействия акценты смещались в сторону изучения работы человеческого разума — как человек понимает и узнает объекты и процессы. В знаменитой книге «Психология человеко-компьютерного взаимодействия», которую написали ученые из Xerox PARC Стюарт К. Кард, Томас П. Моран и Аллен Ньюэлл, изданной в 1984 г., человек рассматривается, как обработчик информации (информационный процессор), способный к вводу информации (преимущественно визуальному), ее обработке (мысленной) и выводу (печать на клавиатуре, щелчки мыши), переходящему в компьютерный ввод. В конечном счете, именно благодаря этому подходу появился современный графический интерфейс пользователя.

September 15, 2013
Комплекс Mirage blocks, созданный в Microsoft Research, преобразует физические предметы в трехмерные изображения, которые можно «потрогать», и состоит из устройства Microsoft Kinect, 3D-проектора и 3D-очков, синхронизированных с кадровой частотой проектора. Комплекс применим в телеконференциях, телемедицине, онлайн-торговле.

В связи с ростом популярности компьютерных сетей в 1990-е гг. акценты исследований сместились на взаимоотношения между людьми и внутри социальных групп, которые стали возможны благодаря компьютерам и компьютерным сетям — стала актуальной проблема эффективного взаимодействия людей посредством компьютера.

Сегодня человеко-компьютерное взаимодействие стало междисциплинарной областью, развивающейся с огромной скоростью. Специалисты по человеко-компьютерному взаимодействию работают практически во всех компьютерных и сетевых компаниях, поскольку колоссальная роль отводится таким ипостасям человеко-компьютерного взаимодействия, как «юзабельность» (удобство пользования) и дружественность. Они важны для пользования не только компьютерами, но и потребительской электроники, поэтому нет ничего удивительного в том, что эксперты по человеко-компьютерному взаимодействию появляются даже в компаниях, производящих бытовую технику, вроде микроволновых печей и стиральных машин. Роль таких специалистов растет и внутри организаций — они нужны для повышения эффективности управленческой деятельности, совместной работы, документооборота. В результате человеко-компьютерное взаимодействие становится интегральной частью многих разработок, хотя не всегда ему отводится высокий приоритет.

September 15, 2013
Прототип электронной ручки со встроенным сенсорным экраном, созданный в Microsoft Research, самостоятельно определяет, с какой целью человек использует электронную ручку — чтобы писать на сенсорной поверхности, «резать» виртуальные листы или раскрашивать рисунки — и не требует переключения режимов.

В ближайшем будущем человеко-компьютерное взаимодействие неминуемо изменится.Повсеместное проникновение и встраивание технологий вносит колоссальные изменения в сам компьютерный интерфейс. Эти изменения нужны как для того, чтобы массовому потребителю было проще использовать разнообразные компьютеры, так и для того, чтобы граждане и общество могли получать все преимущества компьютерных технологий вообще без непосредственной работы с компьютерами. Сам термин «интерфейс» будет менять свое значение, а в своем настоящем понимании — вероятнее всего, во многом устареет.

Мы становимся все более зависимыми от компьютерных технологий — аналогично тому, как мы стали зависимыми от промышленности, систем коммуникаций и современной инфраструктуры обеспечения. В перспективе наша технологическая зависимость будет возрастать.

Тенденция подключения к сети всех устройств для повышения их потребительских качеств породила термин «гиперподключенность». Сегодня в сетевом режиме работают практически все компьютеры, многие телефоны и игровые приставки, а также некоторые другие устройства; в ближайшее время к ним в своей массе присоединятся телевизоры, видеокамеры, бытовые приборы. В результате число устройств и приложений, подключенных к сети, намного превзойдет число людей, использующих сеть для передачи данных.

С ростом степени подключенности растет и объем информации о нашей жизни, сохраняемой в электронном виде — от личных фотографий и протоколов общения в социальных сетях до детальных сводок действий и выступлений представителей всех уровней власти и бизнеса. Важен не только сам факт фиксирования информации в электронной памяти, но и ее доступность.

Наконец, всеобщее использование всевозможных компьютерных средств обработки и создания контента приводит к тому, что к творческой деятельности приобщаются широкие массы людей, а не только профессиональные художники, писатели, журналисты, музыканты, фотографы, режиссеры и дизайнеры. Доступность творчества касается и научной деятельности — большое количество заинтересованных пользователей вовлекается в научные исследования.

Важно помнить о том, что все эти изменения не являются самоцелью — они нужны людям. Человеко-компьютерное взаимодействие необходимо не для того, чтобы человеку было удобнее общаться с компьютером, это лишь средство. В центре внимания должны быть не технологии, а то, что имеет подлинную ценность — наша повседневная жизнь, работа, семья, здоровье, образование, связь с обществом и взаимопомощь.

September 15, 2013
Джонатан Фэй (Microsoft Research) демонстрирует доработанную при помощи Kinect SDK версию электронного планетария Microsoft Research WorldWide Telescope. Устройством ввода служит контроллер Microsoft Kinect, который позволяет взаимодействовать с компьютером жестами и позами тела.

Полвека назад пользователь компьютера, если считать пользователем заказчика услуг вычислительных центров, вовсе не имел интерфейса для работы с компьютером в режиме реального времени. Всего десять лет назад под стандартными устройствами ввода-вывода, поддерживавшими такую работу, понимали, как правило, клавиатуру, мышь и дисплей — аксессуары персонального компьютера или терминала. Сегодня уже многие носят с собой разнообразные альтернативные устройства входа в сетевую инфраструктуру, такие, как мобильные телефоны, коммуникаторы, карманные ПК, тонкие ПК и т.д.

Впереди — дальнейшее расширение диапазона подобных устройств. Учитывая то, что в числе таких устройств неминуемо окажутся мини-аппараты медицинского мониторинга, включая внедренные медицинские устройства, сложно не признать, что грань между компьютером и пользователем становится заметно тоньше. Но становятся ли внедренные устройства частью пользователя?

И это еще не все. Сетевые устройства, внедренные в тело пользователя, могут взаимодействовать друг с другом, с устройствами других пользователей и с внешними компьютерами. Сегодня, просматривая Bluetooth-окружение с мобильного телефона, мы видим множество устройств, принадлежащих кому-то по соседству, а порой даже принимаем файлы неизвестно от кого. Это означает постоянное и не всегда подконтрольное нам сетевое взаимодействие, которое будет расширяться и интенсифицироваться по мере того, как окружающие нас компьютеры будут учиться опознавать наши личные сетевые устройства.

Наши представления о том, где заканчивается наше личное пространство, радикально изменится. Будет ли человек, 24 часа в сутки транслирующий в сеть свои биологические параметры, по-прежнему чувствовать себя самостоятельной, независимой личностью?Окружающий нас компьютерный пейзаж, состоящий, помимо традиционных стационарных и мобильных компьютеров, преимущественно из интерактивных информационных и платежных терминалов, также будет меняться. В первую очередь стоит ожидать встраивания компьютеров в рекламные щиты и витрины магазинов, которые будут отправлять нам рекламную информацию, подготовленную лично для нас. Но этим дело не ограничится — устройства будут интегрироваться в украшения, предметы одежды и упаковки, автомобили, мебель, двери, стены комнат и домов, тротуары.

September 15, 2013
Электронное украшение (концепт от Philips Design), которое видоизменяется в зависимости от настроения и биоактивности человека. Построено на базе сенсоров и исполнительных устройств (актюаторов).

Как именно будет происходить взаимодействие человека с такими устройствами, пока непонятно. Такое взаимодействие должно быть естественным, но как будут в «естественном» интерфейсе выглядеть операции отмены, копирования, вставки, сохранения? А главное — как в таких условиях изменится общественная жизнь, какими станут общественные ценности? Как будут обустроены общественные места, рассчитанные на постоянное прохождение большого числа пользователей? Опыт крупномасштабного внедрения решений для управления логистикой с использованием меток радиочастотной идентификации (RFID) и систем мониторинга дорожного движения уже показал, что приемлемые для общества модели использования технологий, непосредственно отслеживающих нашу деятельность в реальном мире, должны тщательно продумываться и детально обсуждаться.

Еще одна важная характеристика будущей компьютерной среды заключается в том, что компьютеры, которые заполнят нашу жизнь, будут работать, не только выполняя наши команды, но и друг с другом. Это значит, что они будут независимо от нас коммуницировать и осуществлять как предусмотренные, так и не предусмотренные нами действия. Например, уже сегодня взаимодействие международных платежных систем с автоматизированными системами безопасности то и дело без видимых причин вызывает блокировку банковских карт и их повторный выпуск. Чем сложнее будет компьютерная экосистема, тем сложнее будет понять, как она работает, ее новые свойства будут сложно диагностировать и практически невозможно предсказать.

Камилл Ахметов, cотрудник технологического департамента Microsoft

54.04.01 Дизайн - Магистратура - РТУ МИРЭА

Программа привлечёт тех студентов, кого интересует предметный мир, среда обитания, дизайн информационного и визуального пространства; комплексы предметной среды и визуально-информационные системы, удовлетворяющие духовным потребностям человека в его жизнедеятельности; культурные явления, процессы и отношения; внутренние пространства зданий и сооружений; авторские образцы, промышленный дизайн, графический дизайн, предметы различного культурно-бытового назначения и товары народного потребления. В ходе обучения студенты получают теоретическую и практическую подготовку в области методики и практики дизайн-технологий и проектной работы; разработки концептуальных, экспериментальных и инновационных идей; проведения предпроектных исследований в сфере дизайна, технологий, культуры и искусства; планирования экспериментальных работ в области технологий формообразования, отражающих современное состояние проектно-художественного творчества в сфере дизайна; выполнения эскизов дизайн-проектов при помощи компьютерно-графического и объемного моделирования, макетирования и прототипирования; создания оригинальных, технологически грамотных, патентоспособных разработок на уровне промышленного образца. Студенты программы имеют уникальную возможность изучить современное программное обеспечение и совместить знания в художественных и технических областях, получить практические навыки, которые могут быть использованы в различных сферах человеческой деятельности: от рекламы и дизайна до промышленности.

Профессии, которые может выбрать выпускник
  • 3D дизайнер
  • Графический дизайнер в различных сферах деятельности
  • Индивидуальная творческая деятельность (скульптор, художник, живописец)
Профильные дисциплины
  • История и методология дизайн-проектирования
  • Информационные технологии
  • Академический рисунок
  • Академическая живопись
  • Дизайн-проектирование
  • Компьютерные технологии в дизайне
  • Эскизы промышленных изделий
  • Графический дизайн
  • Креативная типографика и каллиграфия
  • Критика и экспертиза в дизайне
  • Современные проблемы дизайна
  • Материалы и технологии в дизайне
  • Дизайн рекламы
  • PR-технологии
Выпускающая кафедра: кафедра компьютерного дизайна

Что такое человеко-компьютерное взаимодействие (HCI)?

Взаимодействие человека и компьютера (HCI) - это междисциплинарная область исследования, в которой основное внимание уделяется разработке компьютерных технологий и, в частности, взаимодействию между людьми (пользователями) и компьютерами. Первоначально занимаясь компьютерами, HCI с тех пор расширился, чтобы охватить почти все формы проектирования информационных технологий.

Здесь профессор Алан Дикс объясняет корни HCI и объясняет, какие области особенно важны для него.

Метеоритный рост HCI

HCI появился в 1980-х годах с появлением персональных компьютеров, так же как такие машины, как Apple Macintosh, IBM PC 5150 и Commodore 64, начали появляться в домах и офисах в цифрах, меняющих общество. Впервые сложные электронные системы были доступны широкому кругу потребителей для использования в текстовых процессорах, игровых устройствах и вспомогательных средствах бухгалтерского учета. Следовательно, поскольку компьютеры больше не были дорогостоящими инструментами размером с комнату, созданными исключительно для специалистов в специализированных средах, необходимость создания взаимодействия человека с компьютером, которое также было бы простым и эффективным для менее опытных пользователей, становилась все более жизненно важной.Изначально HCI расширился, включив в него несколько дисциплин, таких как информатика, когнитивная наука и инженерия человеческого фактора.

HCI вскоре стал предметом интенсивных научных исследований. Те, кто учился и работал в HCI, считали его важным инструментом популяризации идеи о том, что взаимодействие между компьютером и пользователем должно напоминать открытый диалог между людьми. Первоначально исследователи HCI сосредоточились на повышении удобства использования настольных компьютеров (т.д., специалисты-практики сконцентрировались на том, насколько просты компьютеры в изучении и использовании). Однако с развитием таких технологий, как Интернет и смартфоны, использование компьютеров будет все больше отходить от настольных компьютеров, чтобы охватить мир мобильных устройств. Кроме того, HCI постепенно охватывает больше областей:

«… больше не имеет смысла рассматривать HCI как специальность информатики; HCI стал шире, крупнее и разнообразнее, чем сама информатика. HCI расширился от своего первоначального внимания к индивидуальному и общему поведению пользователей, включив в него социальные и организационные вычисления, доступность для пожилых людей, людей с когнитивными и физическими недостатками, а также для всех людей, а также для максимально широкого спектра человеческого опыта и деятельности.Он расширился от настольных офисных приложений, чтобы включить игры, обучение и образование, коммерцию, здравоохранение и медицинские приложения, планирование и реагирование на чрезвычайные ситуации, а также системы для поддержки сотрудничества и сообщества. Он расширился от ранних графических пользовательских интерфейсов до множества методов и устройств взаимодействия, мультимодальных взаимодействий, инструментальной поддержки для спецификации пользовательского интерфейса на основе модели и множества появляющихся повсеместных, портативных и контекстно-зависимых взаимодействий ».

- Джон М. Кэрролл, автор и основатель области взаимодействия человека с компьютером.

Значение UX HCI и связанных с ней областей

HCI - это обширная область, которая частично совпадает с такими областями, как дизайн, ориентированный на пользователя (UCD), дизайн пользовательского интерфейса (UI) и дизайн пользовательского интерфейса (UX). Во многих отношениях HCI был предшественником UX-дизайна.

Несмотря на это, между дизайном HCI и UX остаются некоторые различия. Практики HCI, как правило, более академически ориентированы. Они участвуют в научных исследованиях и развивают эмпирическое понимание пользователей.И наоборот, дизайнеры UX почти всегда ориентированы на отрасль и участвуют в создании продуктов или услуг, например, приложений для смартфонов и веб-сайтов. Независимо от этого разделения, практические аспекты продуктов, которыми мы, как профессионалы UX, занимаемся, имеют прямую связь с выводами специалистов по HCI о мышлении пользователей. Благодаря более широкому кругу тем, которые охватывает HCI, UX-дизайнеры могут использовать множество ресурсов, хотя многие исследования по-прежнему подходят для академической аудитории.Тем из нас, кто занимается дизайном, также не хватает роскоши времени, которой обычно наслаждаются специалисты по HCI. Итак, мы должны выйти за рамки ограничений, навязанных отраслью, чтобы получить доступ к этим более академическим результатам. Когда вы сделаете это хорошо, вы сможете использовать ключевые идеи для создания наилучшего дизайна для ваших пользователей. «Сотрудничая» таким образом с миром HCI, дизайнеры могут способствовать значительным изменениям на рынке и в обществе.

Подробнее о взаимодействии человека и компьютера

Глава энциклопедии The Interaction Design Foundation о взаимодействии человека и компьютера, написанная Джоном М.Кэрролл, основатель HCI, является идеальным источником для глубокого понимания HCI как области исследования: https://www.interaction-design.org/literature/book/the-encyclopedia-of-human-computer- взаимодействие-2-е изд / человек-компьютер-взаимодействие-краткое-введение

Будьте в курсе последних событий в области HCI в международном сообществе HCI, SIGCHI: https://sigchi.org/

Изучите инструменты HCI с помощью нашего курса по HCI, который ведет профессор Алан Дикс, автор одного из самых известных учебников по HCI.Вы можете найти его здесь: https://www.interaction-design.org/courses/human-computer-interaction


Взаимодействие человека и компьютера - информация, люди и технологии

Взаимодействие человека и компьютера (обычно обозначаемое как HCI ) исследует дизайн и использование компьютерных технологий, ориентированных на интерфейсы между людьми (пользователями) и компьютерами. Исследователи в области HCI как наблюдают способов взаимодействия людей с компьютерами, так и разрабатывают технологии , которые позволяют людям взаимодействовать с компьютерами по-новому.

Как область исследований, взаимодействие человека и компьютера находится на пересечении компьютерных наук, поведенческих наук, дизайна, медиа-исследований и ряда других областей исследования. Этот термин был популяризирован Стюартом К. Кардом, Алленом Ньюэллом и Томасом П. Мораном в их основополагающей книге 1983 года Психология взаимодействия человека и компьютера , хотя авторы впервые использовали этот термин в 1980 году [1] и Первое известное использование было в 1975 году. [2] Этот термин означает, что, в отличие от других инструментов с ограниченным использованием (таких как молоток, полезный для забивания гвоздей, но не более), компьютер имеет множество применений, и это происходит как открытый диалог между пользователем и компьютером.Понятие диалога уподобляет взаимодействие человека и компьютера взаимодействию человека с человеком, аналогия, которая имеет решающее значение для теоретических размышлений в этой области. [3] [4]

Введение

Люди взаимодействуют с компьютерами разными способами; и интерфейс между людьми и компьютерами, которые они используют, имеет решающее значение для облегчения этого взаимодействия. Настольные приложения, интернет-браузеры, карманные компьютеры и компьютерные киоски используют распространенные сегодня графические пользовательские интерфейсы (GUI). [5] Голосовые пользовательские интерфейсы (VUI) используются для систем распознавания и синтеза речи, а появляющиеся мультимодальные и гештальтные пользовательские интерфейсы (GUI) позволяют людям взаимодействовать с воплощенными персонажными агентами способом, который не может быть достигнут с помощью других парадигмы интерфейса. Рост в области взаимодействия человека и компьютера происходил как в качестве взаимодействия, так и в различных ответвлениях в его истории. Вместо того, чтобы разрабатывать обычные интерфейсы, различные исследовательские направления по-разному сосредоточились на концепциях мультимодальности, а не унимодальности, интеллектуальных адаптивных интерфейсах, а не на основе команд / действий, и, наконец, активных, а не пассивных интерфейсов [ цитата необходима ]

Ассоциация вычислительной техники (ACM) определяет взаимодействие человека и компьютера как «дисциплину, связанную с проектированием, оценкой и внедрением интерактивных вычислительных систем для использования людьми и изучением основных явлений, окружающих их». [5] Важным аспектом HCI является обеспечение удовлетворенности пользователей (или просто удовлетворенности конечных пользователей). «Поскольку взаимодействие человека с компьютером изучает общение человека и машины, оно основывается на дополнительных знаниях как о машинах, так и о людях. Что касается машин, то актуальны методы компьютерной графики, операционных систем, языков программирования и сред разработки. С человеческой точки зрения важны теория коммуникации, графические дисциплины и промышленный дизайн, лингвистика, социальные науки, когнитивная психология, социальная психология и человеческие факторы, такие как удовлетворенность пользователей компьютера.И, конечно же, важны инженерные и дизайнерские методы ». [5] Из-за мультидисциплинарного характера HCI люди с разным опытом способствуют его успеху. HCI также иногда называют человеко-машинным взаимодействием (HMI), человеко-машинным взаимодействием (MMI) или компьютерно-человеческим взаимодействием (CHI).

Плохо спроектированный человеко-машинный интерфейс может привести к множеству неожиданных проблем. Классическим примером этого является авария на Три-Майл-Айленде, авария с ядерным расплавом, в ходе которой исследования пришли к выводу, что конструкция интерфейса человек-машина, по крайней мере, частично ответственна за катастрофу. [6] [7] [8] Точно так же авиационные происшествия в авиации были вызваны решениями производителей использовать нестандартные пилотажные приборы или компоновку квадрантов дроссельной заслонки: даже несмотря на то, что новые конструкции были предложены, чтобы превзойти основные Взаимодействие человека с машиной, пилоты уже укоренили «стандартную» схему, и поэтому концептуально хорошая идея действительно привела к нежелательным результатам.

Ведущие академические исследовательские центры включают Институт взаимодействия человека и компьютера CMU, Центр GVU в Технологическом институте Джорджии и Лабораторию взаимодействия человека и компьютера Университета Мэриленда.

Голы

Взаимодействие человека и компьютера изучает способы, которыми люди используют или не используют вычислительные артефакты, системы и инфраструктуры. При этом большая часть исследований в данной области направлена ​​на улучшения взаимодействия человека с компьютером за счет повышения удобства использования компьютерных интерфейсов. [9] Как именно следует понимать удобство использования, как оно соотносится с другими социальными и культурными ценностями, и когда оно является желаемым свойством компьютерных интерфейсов, а когда оно может быть нежелательным, все чаще обсуждается. [10] [11]

Большая часть исследований в области взаимодействия человека и компьютера представляет интерес:

  • Способы разработки новых компьютерных интерфейсов, тем самым оптимизируя конструкцию для достижения желаемого свойства, такого как, например, обучаемость или эффективность использования.
  • Способы реализации интерфейсов, например, с помощью программных библиотек.
  • Методы оценки и сравнения интерфейсов с точки зрения их удобства использования и других желаемых свойств.
  • Методы более широкого изучения использования человеком компьютера и его социокультурных последствий.
  • Модели и теории использования компьютера человеком, а также концептуальные основы для проектирования компьютерных интерфейсов, такие как, например, когнитивистские модели пользователя, теория деятельности или этнометодологические описания использования компьютера человеком. [12]
  • Перспективы, критически отражающие ценности, лежащие в основе вычислительного проектирования, использования компьютеров и исследовательской практики HCI. [13]

Представления о том, чего стремятся достичь исследователи в этой области, различаются. Преследуя когнитивистскую точку зрения, исследователи HCI могут стремиться согласовать компьютерные интерфейсы с ментальной моделью, которую люди имеют в своей деятельности. Преследуя посткогнитивистскую перспективу, исследователи HCI могут стремиться согласовать компьютерные интерфейсы с существующими социальными практиками или существующими социокультурными ценностями.

Исследователи из HCI заинтересованы в разработке новых методологий проектирования, экспериментировании с новыми устройствами, создании прототипов новых программных и аппаратных систем, изучении новых парадигм взаимодействия и разработке моделей и теорий взаимодействия.

Проект

Принципы

Пользователь напрямую взаимодействует с оборудованием для человека ввода и вывода , таких как дисплеи, например через графический интерфейс пользователя. Пользователь взаимодействует с компьютером через этот программный интерфейс, используя заданное оборудование ввода и вывода ( I / O ).
Программное обеспечение и оборудование должны быть согласованы, чтобы обработка пользовательского ввода была достаточно быстрой, а задержка компьютерного вывода не мешала рабочему процессу.

При оценке текущего пользовательского интерфейса или разработке нового пользовательского интерфейса важно помнить о следующих принципах экспериментального проектирования:

  • Заблаговременное сосредоточение внимания на пользователях и задачах: установить, сколько пользователей необходимо для выполнения задачи (задач), и определить, кем должны быть соответствующие пользователи; тот, кто никогда не использовал интерфейс и не будет использовать его в будущем, скорее всего, не является действующим пользователем. Кроме того, определите задачи, которые будут выполнять пользователи, и частоту выполнения этих задач.
  • Эмпирическое измерение: Протестируйте интерфейс на раннем этапе с реальными пользователями, которые ежедневно контактируют с интерфейсом. Имейте в виду, что результаты могут отличаться в зависимости от уровня производительности пользователя и могут не точно отражать типичное взаимодействие человека с компьютером. Установите количественные характеристики удобства использования, такие как количество пользователей, выполняющих задачу (и), время выполнения задачи (задач) и количество ошибок, допущенных во время выполнения задачи (задач).
  • Итерационный дизайн: после определения пользователей, задач и эмпирических измерений, которые необходимо включить, выполните следующие шаги итеративного проектирования:
    1. Дизайн пользовательского интерфейса
    2. Тест
    3. Анализировать результаты
    4. Повторить

Повторяйте итеративный процесс проектирования до тех пор, пока не будет создан разумный, удобный интерфейс. [14]

Методологии

Ряд разнообразных методологий, описывающих методы проектирования взаимодействия человека и компьютера, появился с момента появления этой области в 1980-х годах. Большинство методологий проектирования основаны на модели взаимодействия пользователей, дизайнеров и технических систем. Ранние методологии, например, рассматривали когнитивные процессы пользователей как предсказуемые и поддающиеся количественной оценке и побуждали специалистов-практиков обращать внимание на результаты когнитивных наук в таких областях, как память и внимание при разработке пользовательских интерфейсов.Современные модели, как правило, ориентированы на постоянную обратную связь и общение между пользователями, дизайнерами и инженерами и подталкивают к тому, чтобы технические системы были связаны с типами опыта, которые хотят получить пользователи, а не с обертыванием пользовательского опыта вокруг завершенной системы.

  • Теория деятельности: используется в HCI для определения и изучения контекста, в котором происходит взаимодействие человека с компьютером. Теория деятельности обеспечивает основу для рассуждений о действиях в этих контекстах, аналитические инструменты с форматом контрольных списков пунктов, которые исследователи должны учитывать, и дает информацию для разработки взаимодействий с точки зрения, ориентированной на деятельность. [15]
  • Дизайн, ориентированный на пользователя: дизайн, ориентированный на пользователя (UCD), - это современная, широко практикуемая философия дизайна, основанная на идее, что пользователи должны занимать центральное место при проектировании любой компьютерной системы. Пользователи, дизайнеры и технические специалисты работают вместе, чтобы сформулировать желания, потребности и ограничения пользователя и создать систему, которая учитывает эти элементы. Часто дизайн-проекты, ориентированные на пользователя, основываются на этнографических исследованиях среды, в которой пользователи будут взаимодействовать с системой.Эта практика похожа, но не идентична совместной разработке, которая подчеркивает возможность для конечных пользователей активно участвовать в совместных сессиях и семинарах по проектированию.
  • Принципы дизайна пользовательского интерфейса: это семь принципов дизайна пользовательского интерфейса, которые могут быть рассмотрены в любое время при разработке пользовательского интерфейса в любом порядке: терпимость, простота, наглядность, доступность, согласованность, структура и обратная связь. [16]
  • Дизайн, чувствительный к ценностям: Дизайн с учетом ценности (VSD) - это метод построения технологии, учитывающий ценности людей, которые используют технологию напрямую, а также тех, на кого технология влияет прямо или косвенно.VSD использует итеративный процесс проектирования, который включает три типа исследований: концептуальные, эмпирические и технические. Концептуальные исследования направлены на понимание и формулировку различных заинтересованных сторон технологии, а также их ценностей и любых конфликтов ценностей, которые могут возникнуть для этих заинтересованных сторон в результате использования технологии. Эмпирические исследования - это качественные или количественные исследования дизайна, используемые для информирования дизайнеров о ценностях, потребностях и практиках пользователей.Технические исследования могут включать либо анализ того, как люди используют связанные технологии, либо проектирование систем для поддержки ценностей, определенных в концептуальных и эмпирических исследованиях. [17]

Человеко-машинный интерфейс

Человеко-компьютерный интерфейс можно описать как точку связи между человеком-пользователем и компьютером. Информационный поток между человеком и компьютером определяется как цикл взаимодействия . Цикл взаимодействия имеет несколько аспектов, в том числе:

  • Визуальное взаимодействие: взаимодействие человека с компьютером на основе визуального представления, вероятно, является наиболее распространенной областью в исследованиях HCI.
  • На основе звука. Взаимодействие между компьютером и человеком на основе звука - еще одна важная область в системах HCI. Эта область имеет дело с информацией, полученной с помощью различных звуковых сигналов.
  • Среда задач : условия и цели, поставленные перед пользователем.
  • Среда компьютера : Среда, к которой подключен компьютер, например ноутбук в комнате общежития студента колледжа.
  • Области интерфейса : Неперекрывающиеся области включают процессы человека и компьютера, не относящиеся к их взаимодействию.Между тем перекрывающиеся области занимаются только процессами, относящимися к их взаимодействию.
  • Входной поток : поток информации, который начинается в среде задач, когда у пользователя есть задача, требующая использования своего компьютера.
  • Выход : поток информации, исходящий из машинной среды.
  • Feedback : Проходит через интерфейс, который оценивает, модерирует и подтверждает процессы, когда они передаются от человека через интерфейс к компьютеру и обратно.
  • Fit : это соответствие между дизайном компьютера, пользователем и задачей по оптимизации человеческих ресурсов, необходимых для выполнения задачи.

Темы в HCI включают:

Пользовательская настройка

Разработка для конечных пользователей изучает, как обычные пользователи могут регулярно адаптировать приложения к своим потребностям и использовать эту силу для изобретения новых приложений, основанных на их понимании своих собственных доменов. Обладая более глубоким знанием своих собственных областей знаний, пользователи могут становиться все более важными источниками новых приложений за счет универсальных системных программистов (с системным опытом, но с низким уровнем знаний в предметной области).

Встроенные вычисления

Вычисления передаются за пределы компьютеров в каждый объект, для которого можно найти применение. Встроенные системы оживляют окружающую среду с помощью небольших вычислений и автоматизированных процессов, от компьютеризированных кухонных приборов до освещения и сантехники, оконных жалюзи, автомобильных тормозных систем и поздравительных открыток. В какой-то степени это развитие уже происходит. Ожидаемое отличие в будущем - добавление сетевых коммуникаций, которые позволят многим из этих встроенных вычислений координировать друг друга и с пользователем.Пользовательские интерфейсы для этих встроенных устройств во многих случаях будут сильно отличаться от интерфейсов рабочих станций.

Дополненная реальность

Обычный продукт научной фантастики, дополненная реальность относится к понятию наслоения релевантной информации в наше видение мира. Существующие проекты показывают статистику в реальном времени пользователям, выполняющим сложные задачи, такие как производство. Дальнейшая работа может включать расширение нашего социального взаимодействия путем предоставления дополнительной информации о тех, с кем мы общаемся.

Социальные вычисления

В последние годы произошел взрыв исследований в области социальных наук, сосредоточенных на взаимодействии как единице анализа. Большая часть этого исследования основана на психологии, социальной психологии и социологии. Например, одно исследование показало, что люди ожидали, что компьютер с мужским именем будет стоить дороже, чем компьютер с женским именем. [20] Другое исследование показало, что люди воспринимают свое взаимодействие с компьютерами более позитивно, чем люди, несмотря на то, что ведут себя одинаково по отношению к этим машинам. [21]

Взаимодействие человека и компьютера на основе знаний

Во взаимодействии человека и компьютера обычно существует семантический разрыв между пониманием человеком и компьютером взаимного поведения. Онтология (информатика) как формальное представление предметно-ориентированных знаний может использоваться для решения этой проблемы путем разрешения семантических неоднозначностей между двумя сторонами. [22]

Введение в взаимодействие человека и компьютера (FALL 2020)

CSE 155: Введение в взаимодействие человека и компьютера

ОСЕНЬ 2020 (4 ЕДИНИЦЫ)

Знакомит студентов с основными концепциями теории и практики взаимодействия человека с компьютером (HCI).Обучает тому, как проектирование аппаратного и программного обеспечения влияет на взаимодействие между человеком и компьютером, чтобы дать представление о проектировании и разработке безопасных, эффективных и приятных интерактивных систем. Наброски

Лекции и лабораторные работы будут проводиться через Zoom. Проверьте CatCourses для идентификатора собрания и пароля .

День Время TA
Лекция вторник 1:30 - 14:45
четверг
Лаборатория Понедельник 4:30 - 19:20 Tafadzwa Dube
среда 1:30 - 16:20 Tafadzwa Dube
четверг 4:30 - 19:20 Юань Рен
Пятница 4:30 - 19:20 Юань Рен
Время работы По предварительной записи

Учебник

В этом курсе используется следующий учебник.

И. Скотт Маккензи

2013

Взаимодействие человека и компьютера: перспективы эмпирических исследований

Morgan Kaufmann, Сан-Франциско, Калифорния, США

Методы исследования Оценка

Задачи курса

Ожидается, что студенты этого курса достигнут следующих результатов обучения благодаря пониманию базовой теории и практики взаимодействия человека с компьютером (HCI):

  1. Способность критически относиться к интерактивным компьютерным системам.
  2. Способность учитывать человеческие и системные факторы при проектировании интерактивных компьютерных систем.
  3. Способность принимать проектные решения, применяя соответствующие концепции и стратегии.
  4. Способность озвучивать, обсуждать и формулировать ключевые концепции и проблемы.
  5. Способность описывать интерактивные компьютерные системы, проблемы и решения ясным и понятным языком.
  6. Умение работать индивидуально и в команде для достижения общей цели.
  7. Соблюдайте высокие стандарты профессиональной этики.
  8. Участвуйте в постоянном профессиональном развитии, применяя новые методы, технологии и инструменты.

Результаты обучения

Этот курс удовлетворяет следующим результатам обучения по программе:

  1. Способность применять знания по вычислительной технике и математике, соответствующие дисциплине [CO3].
  2. Способность анализировать проблему и определять вычислительные требования, подходящие для ее решения [CO1].
  3. Способность разрабатывать, внедрять и оценивать компьютерную систему, процесс, компонент или программу для удовлетворения желаемых потребностей [CO3].
  4. Способность эффективно действовать как член команды для достижения общей цели [CO3].
  5. Понимание профессиональных, этических, юридических вопросов, вопросов безопасности и социальных вопросов и обязанностей [CO7].
  6. Способность эффективно общаться с широкой аудиторией [CO4].
  7. Способность анализировать локальное и глобальное влияние вычислений на людей, организации и общество [CO1,2].
  8. Признание необходимости способности продолжать профессиональное развитие [CO8].
  9. Способность применять математические основы, алгоритмические принципы и теорию информатики к моделированию и проектированию компьютерных систем таким образом, чтобы продемонстрировать понимание компромиссов, связанных с выбором дизайна [CO3].
  10. Умение применять принципы проектирования и разработки при построении программных систем различной сложности [CO3].

Предварительные требования

CSE 100 Минимальная оценка: C-. Предпочтительны сильные навыки компьютерного и веб-программирования.

Политика курса

Требуется участие в классе. Поздняя подача не допускается.

  • Лекция. Инструктор или приглашенный инструктор прочитает лекцию. Студенты должны готовиться к каждой лекции заранее, изучая соответствующий материал для чтения, если это применимо. Этот термин не будет обсуждаться в группах из-за COVID-19.
  • Групповой проект. Студенты должны сформировать группу из 4-5 человек для работы над проектом, в котором применяются методы и навыки, полученные в классе. Каждый проект будет включать проектирование, разработку и оценку выбранной интерактивной компьютерной системы.Все группы представят результаты своих проектов в виде отчета (максимум 6 страниц, без учета ссылок, в формате ACM SIGCHI). Групповые проекты подготовят студентов к реальному проектированию программного обеспечения и систем. По завершении проектов все студенты будут анонимно оценивать членов своей группы на основе их вклада в проект.
  • Lab. Все лабораторные работы будут проводиться удаленно: https://soe.ucmerced.edu/mylab.Студенты должны использовать UC Merced VPN при доступе за пределами кампуса. Поскольку в этом семестре не будет личных лабораторных занятий из-за распространения COVID-19, студенты присоединятся к собранию Zoom, отключат звук и будут работать над своими проектами. На виртуальных машинах есть все необходимое для этого курса программное обеспечение: редакторы изображений и видео, а также статистическое программное обеспечение. TA будет доступна через Zoom для студентов, которые ищут помощь и решения проблем с проектами, включая вопросы дизайна или разработки.Некоторые лабораторные работы будут посвящены конкретным целям обучения, например, как использовать общие статистические инструменты или как создать демонстрационное видео.

Политика оценивания и выставления оценок

Среднесрочная 30% 13.10.2020 вторник 1:30 - 14:45
Презентация проекта 10% 19.11.2020 - 08.12.2020 Четверг - вторник в классе
Заключительный отчет 20% 07.12.2020 Понедельник , 23:59
Финал 40% 14.12.2020 Понедельник 11:30 - 13:30

Лекции

  • 27.08.2020, четверг : Введение
  • 01.09.2020, вторник : Историческая перспектива
  • 03.09.2020, четверг : Человеческий фактор, часть I: Датчики
  • 08.09.2020, вторник : Человеческий фактор, часть II: Реагенты
  • 10.09.2020, четверг : Человеческий фактор, часть III: принятие решений, память и стрессы
  • 15.09.2020, вторник : Элементы взаимодействия, часть I: Взаимосвязи между элементом управления и дисплеем
  • 17.09.2020, четверг : Элементы взаимодействия, часть II: Ментальные модели
  • 22.09.2020, вторник : Элементы взаимодействия, часть III: Низкозатратные / точные прототипы
  • 24.09.2020, четверг : Научные основы, часть I: факты, теории, законы
  • 25.09.2020, пятница : Срок формирования группы (до 23:59)
  • 29.09.2020, вторник : Научные фонды, часть II: Исследования vs.Инженерное дело против дизайна
  • 01.10.2020, четверг : Научные основы, Часть III: Методы исследования, шкалы измерений
  • 10.06.2020, вторник : Макияж Midterm (17:30, 75 минут) для тех, кто не сможет пройти Midterm
  • 10.06.2020, вторник : Научные основы, Часть IV: Внутренняя и внешняя действительность; Сдать практический экзамен
  • 10.08.2020, четверг : Класс пересмотра для среднесрочного периода
  • 13.10.2020, вторник : Среднесрочная (13:30, 75 минут)
  • 15.10.2020, четверг : Разработка экспериментов HCI I: Переменные
  • 20.10.2020, вторник : Разработка экспериментов с HCI II: экспериментальная задача, процедура и образец
  • 22.10.2020, четверг : Без лекции
  • 27.10.2020, вторник : Разработка экспериментов HCI III: Дизайн внутри и между субъектами
  • 30.10.2020, пятница : Класс макияжа Сбор данных / регистрация
  • 29.10.2020, четверг : промежуточное обсуждение
  • 11.03.2020, вторник : Проверка гипотез I: Непараметрические тесты
  • 11.05.2020, четверг : Проверка гипотез II: Параметрические тесты
  • 10.11.2020, вторник : Моделирование взаимодействия I: Описательный
  • 12.11.2020, четверг : Моделирование взаимодействия II: прогнозирование
  • 17.11.2020, вторник : Презентации проектов
    1. Переводчик изображений
    2. Отслеживание состояния
    3. Альтернативные команды клавиатуры
    4. Приложение Dungeons and Dragons Match Up
    5. Smart Fit
    6. 2D Тренажер прицеливания / Улучшение времени отклика
  • 19.11.2020, четверг : Презентации проектов, часть I
    1. Клавиатура для производительности 60%
    2. Таймер реакции OpenGL на основе цвета
    3. Сравнение исследования таблеток
    4. Укороченный
    5. Переводчик жестового языка
    6. Эффективный интерфейс на приборной панели для отображения информации об автомобиле
  • 24.11.2020, вторник : Презентации проектов, часть II
    1. Виртуальный питомец для учебы
    2. Регулятор громкости мыши
    3. Обратный поиск магазина
    4. Распознавание голоса в видеоиграх
    5. Сочетания клавиш для жестов рук
    6. Динамическая клавиатура с интеллектуальным управлением
  • 26.11.2020, четверг : Нет лекции: День благодарения
  • 01.12.2020, вторник : Презентации проектов, часть III
    1. Волна
    2. Служба единого окна связи
    3. Чувствительность / ускорение мыши vs.Точность
    4. Уникальный подход к игровому движению
    5. Layout Gaze Game
    6. Приложение Emoji Typing Test
  • 30.11.2020, понедельник : Среднесрочный срок выполнения стимулов (до 23:59)
  • 12.03.2020, четверг : Презентации проектов, часть IV
    1. Коэффициенты контрастности
    2. True Sight
    3. Удобство использования различных типов коммерческих клавиатур
  • 12.04.2020, пятница : Слайды презентации (до 23:59)
  • 12.08.2020, вторник : Ревизионный класс для финала
  • 10.12.2018, четверг : Нет лекции: инструктор в командировке
  • 12.07.2020, понедельник : Срок подачи окончательного отчета (до 23:59)
  • 14.12.2020, понедельник : Заключительный экзамен (11:30)

Специальные лаборатории

  • 18.09.2020, пятница : Обсуждение проекта
  • 23.10.2020, пятница : Обсуждение проекта
  • 27.11.2020, пятница : Учебник по статистическим инструментам
  • 02.12.2020, среда : Учебник по статистическим инструментам
  • 12.04.2020, пятница : Учебник по статистическим инструментам
  • 02.12.2020, среда : Демонстрационное видеоурок
  • 12.04.2020, пятница : демонстрационное видеоурок

Полезные ссылки

Введение в взаимодействие человека с компьютером и принципы проектирования


Правила и передовые методы проектирования HCI

Существует множество передовых практик и правил , которые были установлены исследователями и разработчиками HCI.Эти правила включают абстрактные принципы проектирования, общепринятые стандарты и руководящие принципы проектирования. Давайте рассмотрим наиболее важные правила проектирования для HCI.


Дизайн для удобства обучения и знакомства

Принципы обучаемости и знакомства определяют, насколько легко начинающий пользователь может научиться взаимодействовать с системой. Для этого система должна быть предсказуемой . Любой пользователь должен быть в состоянии предсказать результаты будущих действий, основываясь на знании своей истории взаимодействия.

Точно так же пользователь должен иметь возможность сопоставить опыт работы с другими вычислительными системами с новой системой. Знакомство определяет, может ли пользователь инициировать взаимодействие. Метафоры (обычно визуальные) - это обычный способ, которым системы достигают этого принципа. Например, значок корзины должен представлять действие по удалению элементов, поскольку оно знакомо и предсказуемо.


Сделайте элементы удобочитаемыми и доступными

Для эффективного использования все персонажи и предметы должны быть различимы.Для представления информации следует использовать несколько режимов «разборчивости» (визуальный, вербальный и тактильный). Точно так же система должна быть одинаково полезной для пользователей с различными способностями. Например, пользователям с нарушениями зрения должны быть предоставлены эквивалентные системы поддержки.


Допуск на ошибку

Пользователи будут совершать ошибки, но они не должны изменять состояние системы или серьезно влиять на взаимодействие. Должны быть предусмотрены предупреждения для предотвращения потенциальных ошибок, и в системе не должно быть критических ситуаций, в которые пользователь может легко попасть.Система также должна предлагать помощь при возникновении потенциальных ошибок.


Гибкость

Любой дизайн должен предусматривать несколько способов выполнения данной задачи. Это позволяет пользователю взаимодействовать с устройством в соответствии со своими возможностями или предпочтениями. Пользователям нужны возможности для выбора методов, которые лучше всего подходят их темпам и опыту. Гибкие системы более полезны для широкого круга пользователей.


Не изобретайте велосипед

Вводить инновации важно, но не за счет обучаемости и доступности.У пользователей сложились старые привычки из других интерфейсов, которые будут перенесены в хорошо спроектированные системы. Дизайн, в котором используются готовые стандарты, будет более интуитивно понятным и полезным продуктом.


Взаимодействие человека и компьютера MS | RIT

Взаимодействие человека с компьютером направлено на проектирование, оценку и реализацию интерактивных вычислений и компьютерных систем в интересах использования людьми. Исследования HCI обусловлены технологическим прогрессом и растущим распространением вычислительных устройств в нашем обществе.С упором на создание более удобных для пользователя компьютерных технологий, HCI превратилась в динамичную, многогранную область обучения, в которой объединяются теория, наука, инженерия и дизайн, а также концепции и методологии из психологии, антропологии, социологии и промышленного дизайна. - с техническими проблемами вычислений.

Степень магистра в области взаимодействия человека с компьютером предоставляет знания и навыки, необходимые для концептуализации, проектирования, внедрения и оценки программных приложений и вычислительных технологий в интересах пользователя, независимо от того, является ли пользователь отдельным лицом, группой, организацией или общество.Человеческие, технологические и организационные проблемы переплетаются в учебной программе и решаются в рамках командного и проектного обучения.

Программа состоит из четырех обязательных основных курсов, до трех программных факультативов (в зависимости от выбранного варианта), двух курсов прикладной предметной области и дипломного проекта или дипломной работы.

Основные курсы

Основные курсы предоставляют знания и навыки в концептуальных и методологических рамках исследований HCI и HCI.Акцент делается на понимании человеческого познания применительно к информационным системам, плюс дизайн взаимодействия, прототипирование интерфейса и оценка юзабилити.

Факультативы

Студент выбирает до трех факультативов, в зависимости от того, какой из вариантов заключительного камня они выбирают для прохождения.

Программные факультативы

Студенты выбирают два факультативных курса. В отдельных случаях студенты могут подать прошение об одобрении включения курса, дополнительного к программе получения степени, в качестве факультативной программы.

Курсы прикладной предметной области

Чтобы получить более широкое представление о технической области, в которой могут быть применены концепции HCI, студенты проходят два курса в любой из областей прикладной области. Вариант специальных тем также доступен с одобрения преподавателей для лиц, интересующихся другими областями, связанными с HCI.

Технологии электронного обучения - Недавний бум онлайн-обучения вызвал потребность в профессионалах для разработки таких систем. Студенты изучают основы учебных технологий и интерактивных учебных программ.

Географическая информатика и технологии –Исследуйте, как цифровые технологии революционизируют взгляд людей на Землю с помощью тематической картографии и географической визуализации.

Самостоятельно определяемый домен приложения –Создание собственной концентрации.

Разработка и разработка приложений для смарт-устройств –Смарт-устройства больше не ограничиваются телефонами. Разрабатывайте и изучайте взаимодействие людей с помощью передовых мобильных технологий.

Веб-разработка –Изучите основы веб-технологий, что позволит учащимся лучше понять, как можно построить Интернет для улучшения взаимодействия с широким кругом конечных пользователей.

Диссертация / Итоговый проект

Студенты могут завершить диссертацию или дипломный проект. Этот опыт предназначен для эмпирического исследования проблемы HCI, которая может заключаться в разработке программного продукта посредством процессов проектирования, ориентированных на пользователя. Результаты либо публикуются в рецензируемом журнале, либо публично распространяются в соответствующем профессиональном месте.

День творческой индустрии
Отдел карьерных услуг и кооперативного образования

RIT проводит День творческой индустрии, который объединяет студентов, изучающих искусство, дизайн, кино и анимацию, фотографию и избранные компьютерные специальности, с компаниями, организациями, креативными агентствами, дизайнерскими фирмами и т. День творческой индустрии 2021 года будет недельным виртуальным мероприятием, на котором вы сможете пообщаться с представителями компании и напрямую пройти собеседование по поводу открытых кооперативных вакансий и постоянных рабочих мест.

Улучшенное взаимодействие человека с компьютером для проектирования сложных систем - Selva Research Group

На протяжении десятилетий в инженерном проектировании основное внимание уделялось тому, чтобы сделать инструменты поддержки проектных решений более интеллектуальными в том смысле, что они могут изучить и адаптировать к различным проблемам или к различным этапам процесса поиска для данной проблемы. Некоторые исследователи также рассматривали идею создания способов, которыми люди и компьютеры могут взаимодействовать в процессе интерактивного проектирования.Второй подход представляет инструменты проектирования как автономные и адаптивные агенты, которые взаимодействуют с людьми в смешанных командах разработчиков. Этот проект основывается на этой второй точке зрения и взаимодействии человека и робота с целью разработки основ того, что мы назвали подходом со смешанными инициативами к проектированию сложных систем. Наше видение проиллюстрировано на рисунке ниже.

Один из ключевых шагов - превратить инструмент поддержки проектных решений в интеллектуального агента, который может определять состояние мира и планировать последовательность действий для выполнения.Таким образом, первая задача - применить эту модель к агентам интеллектуального проектирования, как показано ниже.

Следующий ключевой шаг к реализации нашего видения смешанной инициативы - предоставить агентам возможность объяснять свои действия. У вас должна быть возможность спросить своего собеседника по ИИ-дизайну, почему она предложила такое изменение дизайна. Для этого требуется интерфейс на естественном языке. Когнитивный ассистент Дафни стал идеальной основой для этого проекта NSF, и большая часть его разработки пришлась на поддержку науки, лежащей в основе этого проекта.Вы можете узнать больше о Дафне здесь.

Когда у нас был прототип работающей Дафны, следующим шагом в нашем видении был эксперимент с распределением ролей. В частности, мы экспериментировали с двумя разными ролями помощника, которые мы назвали аналитиком и критиком. Аналитик - это традиционная парадигма когнитивных помощников, в соответствии с которой они бездействуют, если им не задают вопрос, на каком этапе они обрабатывают запрос, собирают информацию, необходимую для его решения, строят и отвечают.Аналитик может выполнять такие задачи, как поиск в пространстве дизайна, применение интеллектуального анализа данных к наборам данных или выполнение запросов к базам данных. С другой стороны, критик - это другая роль, более близкая к роли коллеги-дизайнера. Критик может ответить на более сложные вопросы, например: «Что вы думаете об этом дизайне?»

В настоящее время мы проводим эксперименты с людьми, чтобы измерить влияние ролей (критик против аналитика) когнитивного ассистента Дафны на человеческую деятельность и обучение при выполнении задач по исследованию космического пространства.

Третьей целью этого проекта были эксперименты с невербальной коммуникацией, осязаемыми интерфейсами и воплощенными агентами. Этой частью проекта руководил наш сотрудник Гай Хоффман из Корнельского университета. Команда Гая разработала осязаемый интерфейс для решения наших задач по исследованию космоса, а именно столешницу, где кубы представляют различные спутниковые инструменты, а их расположение на столе представляет их орбиты.

Материальный интерфейс для проектирования космических исследований систем наблюдения Земли

Затем мы провели исследование, которое показало, что эффективность поиска группы человек-агент на материальном интерфейсе была выше, чем у человека или агента в одиночку.

Наконец, важной частью нашего видения является то, что агент должен уметь обнаруживать индивидуальные различия и предпочтения пользователей и адаптироваться к ним. Мы провели первоначальное исследование в этом направлении, изучив различия когнитивного стиля, а также уровень знаний. Для этого исследования мы широко использовали нашу текущую работу по исследованию пространства функций и сравнили два интерфейса поддержки дизайна, один из которых основан на традиционном исследовании пространства дизайна, а другой - на предлагаемых нами идеях исследования пространства функций.Результаты анализа показывают значительное влияние полевых знаний и стиля визуальной обработки как на обучение, так и на пользовательский опыт. Также наблюдались потенциальные эффекты взаимодействия с типом интерфейса системы поддержки дизайна и когнитивными стилями.

Вы можете узнать больше об этом проекте, прочитав статьи ниже.

Вирос Мартин, А. и Сельва, Д. (2019). От помощников по дизайну к коллегам по дизайну: превращение Дафны в помощника ИИ для разработчиков миссий. Информационные системы AIAA-AIAA Infotech на выставке Aerospace, 2019.https://doi.org/10.2514/6.2019-0402

Банг, Х., Вирос, А., Прат, А., & Сельва, Д. (2018). Дафна: Интеллектуальный помощник по созданию спутниковых систем наблюдения за Землей. 2018 AIAA Information Systems-AIAA Infotech @ Aerospace, AIAA SciTech Forum, 1–14. https://doi.org/10.2514/6.2018-1366

Ло, М., Дхаван, Н., Банг, Х., Юн, С.-Й., Сельва, Д., и Хоффман, Г. (2018). Параллельное проектирование человека и компьютера с использованием осязаемого пользовательского интерфейса. Дизайн, вычисления и познание »18.

Лили Ши, Банг, Х., Хоффман, Г., Сельва, Д., и Юн, С.-Й. (2018). Когнитивный стиль и полевые знания в решении комплексных задач проектирования: сравнительное исследование систем поддержки принятия решений. Дизайн, вычисления и познание »18.

Банг, Х., Ши, Ю.Л.З., Юн, С.-Й., Хоффман, Г., и Селва, Д. (2018). Изучение пространства функций для облегчения обучения в исследовании пространства дизайна. Дизайн, вычисления и познание’18.

Эта работа финансируется грантом NSF CMMI № 1635253.

Магистр наук в области взаимодействия человека и компьютера

Взаимодействие человека и компьютера (HCI) - это исследование того, как люди используют компьютеры на протяжении всей своей жизни. Исследование, проведенное магистром наук в области HCI Технологического института Джорджии, направлено на разработку полезных, удобных и приятных пользовательских интерфейсов. Он фокусируется на деятельности, начиная от проектирования и заканчивая разработкой и оценкой компьютерных систем, с целью понимания того, как компьютеры и технологии влияют на людей и общество.

MS in HCI - это междисциплинарная программа, предлагаемая совместно четырьмя школами:

  1. Промышленный дизайн
  2. Интерактивные вычисления
  3. Литература, средства массовой информации и коммуникации (LMC)
  4. Психология

Студенты поступают на программу MS-HCI через любой из четырех участвующих модулей, выбор которых обычно отражает предполагаемую область специализации этого студента и общее образование.Приглашаются студенты с разноплановым и эклектичным опытом, в том числе с предыдущим опытом работы.

Программа предоставляет практические навыки и теоретические знания, необходимые для того, чтобы стать лидерами в разработке, внедрении и оценке следующего поколения человеко-компьютерных интерфейсов. Выпускники работают по всему миру в национальных и международных компаниях.

Узнайте о требованиях программы, преподавателях, студентах и ​​многом другом на веб-сайте программы MS-HCI.

Посетите веб-сайт программы MS-HCI

Программа обучения

Для получения степени требуется 36 кредитных часов, которые обычно занимают в течение четырех семестров (три, если вы усердно работаете). Все студенты проходят одни и те же базовые курсы, набор курсов, связанных с выбранной ими специализацией (вычисления, цифровые медиа в LMC, промышленный дизайн, психология), более широкий набор факультативов и завершают магистерский проект. Студенты проходят стажировку летом после первого года обучения.

Курсы по выбору могут быть в самых разных областях, таких как архитектура, музыкальные технологии, промышленная и системная инженерия, информатика, взаимодействие человека и робота, человеческий фактор, управление технологиями и когнитивные науки.Студенты могут получить сертификат менеджмента технологий в Колледже менеджмента.

Более 50 преподавателей работают в этих и смежных областях и связаны с исследовательскими лабораториями и центрами, такими как GVU Center, Aware Home, Институт систем здравоохранения, Лаборатория ультразвуковой диагностики, Лаборатория человеческого фактора и старения, Экспериментальная лаборатория. Телевизионная лаборатория и многое другое.

Подробнее о программе MS-HCI

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *