Человеко-компьютерное взаимодействие - Магазанник Валерий

Человеко-компьютерное взаимодействие
Валерий Дмитриевич Магазанник


Освещены теоретические подходы и практические аспекты человеко-компьютерного взаимодействия. Рассмотрены требования к компоновке компьютеризированных рабочих мест и планировке офисных помещений, а также к мониторам и средствам ввода информации. Описаны современные средства моделирования рабочих мест. Видное место отведено подходам, методам и инструментарию формирования и оценки пользовательского интерфейса. Раскрыта роль итерационного прототипирования интерфейса, рассмотрены виды прототипов и, что особенно важно, существующие программные пакеты для прототипирования и их сравнительные возможности. Даны методы мультимедиа при создании пользовательского интерфейса. Особое внимание уделено построению навигационных структур, в том числе с помощью средств мультимедиа, что наиболее актуально в web-сайтах. Представлены примерная учебная программа дисциплины и два приложения, содержащие основные понятия человеко-компьютерного взаимодействия, а также стандарты ISO, регламентирующие требования к пользовательскому интерфейсу.

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Прикладная информатика», а также по другим направлениям и специальностям в области информатики и информационных технологий. Может использоваться при подготовке кадров по широкому кругу направлений и специальностей, связанных с разработкой и использованием средств вычислительной техники и программного обеспечения. Представляет интерес для практических специалистов в области технических средств и программного обеспечения компьютерных систем.





Валерий Дмитриевич Магазанник

Человеко-компьютерное взаимодействие





ПРЕДИСЛОВИЕ


Предлагаемое учебное пособие посвящено сравнительно молодой и очень актуальной области – человеко-компьютерному взаимодействию. Скорость распространения компьютеров существенно превышает рост компьютерной грамотности населения. Это приводит к неэффективному использованию программного обеспечения и, как следствие, к растущему разрыву между возможностями новых программных продуктов и уровнем знаний и навыков потенциальных пользователей. Происходит это в значительной степени по причине несоответствия предлагаемых в пользовательском интерфейсе средств деятельности человека с его представлениями, знаниями, привычками. Экономический аспект этой проблемы весьма впечатляет, составляя, по некоторым данным, сотни миллионов долларов, т.к. значительная часть оплаченных возможностей программных продуктов реально не используется. Отрицательно влияет это и на индустрию программного обеспечения, уменьшая и делая все менее ясными сегменты рынка, на которые рассчитаны новые разработки.

Указанные причины обусловили интенсивный рост числа и диапазона работ, посвященных HCI (принятая аббревиатура человеко-компью-терного взаимодействия – Human-Computer Interaction). За последние 15-20 лет эти исследования выделились в самостоятельную междисциплинарную область. К ближайшим смежным дисциплинам можно отнести, конечно, прикладную информатику, психологию, физиологию труда, эргономику и ряд других. Специалисты в области HCI активно востребованы во всем мире, и в настоящее время без них немыслимы сколько-нибудь серьезные программные разработки.

Учебное пособие охватывает основной диапазон вопросов человеко-компьютерного взаимодействия. Автор собрал и обобщил большое количество публикаций, материалов конференций, периодики, сведений, размещенных на соответствующих сайтах и форумах, касающихся чело-веко-компьютерного взаимодействия, использованы также учебные материалы по HCI ряда университетов США.

Много внимания уделено профилям пользователей и вообще подходам и методам описания характеристик потенциальных пользователей. Изучение этой темы для студентов, получающих образование в той широкой области, которую часто называют компьютерными науками, будет особенно полезно, ибо учит с самого начала разработки любого программного продукта подробно представлять себе будущего пользователя, тщательно его описывать и постоянно держать его образ в голове.

Подробно описываются показатели, методы и процедуры оценивания интерфейсов на каждой стадии разработки системы. Центральный аспект оценки интерфейса – периодическое юзабилити-тестирование изложено достаточно полно. Построению прототипов интерфейса посвящен большой раздел, и это оправданно. Существующие программные пакеты построения прототипов вносят много специфики и делают про-тотипирование захватывающим творческим процессом, образующим вместе с юзабилити-тестированием стержень разработки пользовательского интерфейса.

К несомненным удачам автора следует отнести хорошее структурирование очень сложной темы о возможностях и методах мультимедиа при создании пользовательского интерфейса. Сначала отдельно и подробно рассматриваются визуальная и акустическая среды с классификацией форм представления информации. Затем показаны средства и требования к интеграции этих сред.

В целом учебное пособие будет очень полезным для студентов, получающих образование в области вычислительной техники, программирования и информационных технологий.

А. М. ЕМЕЛЬЯНОВ

доктор физико-математических наук, профессор, полный профессор Государственного университета штата Джорджия (США), Департамент компьютерных и информационных наук




ВВЕДЕНИЕ


Человеко-компьютерное взаимодействие – сравнительно молодая область междисциплинарных исследований.

Наиболее бурное ее развитие пришлось на последние 10-15 лет и связано с резким увеличением числа пользователей компьютерами и с возрастанием роли последних в жизни и деятельности людей. Круг специалистов, занимающихся разными аспектами взаимодействия человек-компьютер, достаточно велик. Прежде всего это дизайнеры (особенно web-дизайнеры), педагоги и наиболее продвинутые программисты. Практика, однако, показывает, что человеко-компьютерное взаимодействие de facto стало самостоятельной профессией, ибо это область столь специфичная и обширная, что ни одна из традиционно существующих дисциплин не охватывает ее всю целиком.

Область человеко-компьютерного взаимодействия, развиваясь, вовлекает в себя все новые сферы знания. Грубо ее можно разделить на две неравные части: первая, сравнительно небольшая, относится к планировке офисных помещений и к особенностям компоновки рабочего места человека при работе с компьютером; вторая, основная часть, – к формированию пользовательского интерфейса (ПИ).

В России весьма активно развивается индустрия заказной разработки программного обеспечения, где все большее внимание уделяется интерфейсу. Это внимание обусловлено ужесточающейся конкуренцией на рынке программного обеспечения (ПО) и как следствие акцентированием внимания на нуждах потенциальных покупателей. Кроме того, развиваются Интернет и разработка сайтов. Возросший спрос рождает предложение: в результате появляется большое количество web-дизайне-ров, совершенно не знающих принципы конструирования интерфейсов. Таким образом, возникли две категории людей (программисты и web-ди-зайнеры), профессиональный успех которых напрямую связан с качеством создаваемого ими пользовательского интерфейса.

Если три года назад среди объявлений о поиске персонала встретить вакансию разработчика интерфейсов было практически невозможно, то сегодня подобные объявления появляются не реже чем два-три раза в месяц. О росте интереса также свидетельствует и содержание сайта http:// HYPERLINK «http://forum.usability.ru/»forum.usability.ru/. Если раньше там общался очень узкий круг профессионалов, то теперь все чаще появляются новички.

Сегодня Интернет стал для многих людей мощной побудительной причиной покупать компьютеры. И все громче раздаются критические голоса об интерфейсе, трудно понимаемом непрофессионалами, не сильно продвинутыми пользователями, т.е. большинством людей. Можно с уверенностью предсказать, что дальше количество пользователей будет увеличиваться только за счет любителей.

К сожалению, как всякое модное слово, термин «пользовательский интерфейс» незамедлительно начали использовать в качестве рекламного слогана, в результате чего его смысл стал размываться. В данное понятие входит не только и не столько картинка на экране (трехмерная, анимиро-ванная, какая-то другая), сколько способы взаимодействия пользователя с системой. Дизайн интерфейса имеет подчиненное значение, главная же цель ПИ – облегчить работу пользователя.

Хороший интерфейс похож на удобную обувь: никто его не замечает, а если обратить на него внимание, в ответ получишь равнодушное «Ну и что такого?». Зато плохой интерфейс у всех на виду и на устах. В самом деле, хороший интерфейс пользователями замечается подсознательно, и, когда он нравится, симпатии переносятся и на функциональную часть программы.

Основная функция хорошего интерфейса – сокращение информационной нагрузки на пользователя за счет упорядочения данных и знаний. Один из основателей направления «информационная архитектура» Ричард Сол Вурмен еще 10 лет назад писал: «На берега цивилизованного мира обрушивается информационное цунами. Это гигантская волна разрастающихся данных наплывающих как пена прибоя – произвольная, неуправляемая и ни с чем не согласованная. Ни одну их часть нельзя связать с другой и ни к одной нельзя применить уже готовые методы построения структур. А теперь хорошая новость… В океане появился волнолом, возникший в последние моменты плавания по XX веку. Этот волнолом встал на пути информационного цунами и придал волне более упорядоченное движение, при котором легче стало искать ответы на вопросы и вырабатывать идеи. Эта преграда состоит из нового поколения дизайнеров…, чьим страстным желанием стало сделать запутанное ясным». Волна «информационного цунами», о которой писал Р.С. Вурмен, продолжает нарастать ежедневно, и сегодня каждый, кто использует информационные технологии (а это фактически весь цивилизованный мир), должен стать преградой на пути этой волны.

Ряд интерфейсных проблем связан с конкурентной борьбой на рынке программ. Пожалуй, главная из них – какие формы должно принимать авторское право на интерфейсные решения. С одной стороны, ясно, что придумать и реализовать хороший интерфейс – очень сложная задача, и авторы такого интерфейса должны получить не только моральное вознаграждение. С другой стороны, если защитить такое решение патентом с последующими лицензионными выплатами, это может спровоцировать авторов новых продуктов искать свои, нехоженые и зачастую худшие пути в интерфейсе. В качестве яркого примера можно попробовать представить себе последствия патентования использования клавиши F1 для вызова справки.

Лицензионная защита интерфейсных решений – прямой путь к тому, что одни и те же интерфейсные функции будут реализовываться в разных продуктах по-разному, а это не в интересах пользователя. Как бы мы ни относились к фактической монополии фирмы Microsoft на рынке операционных сред, следует отметить, что положительной чертой этой монополии явилась фактическая стандартизация интерфейса под Windows.

Имеется множество технических решений, учитывающих человеческий фактор в целом и различия между людьми в частности. Например, бордюры в местах перехода во многих странах делают более низкими, чтобы облегчить людям (а особенно инвалидам, пожилым и детям) переход. Мощение около бордюров делают несколько иное, скажем гребенчатое, более грубое, чтобы люди с ослабленным зрением почувствовали близость бордюра и не споткнулись. Множество современных зданий имеет двери, автоматически открывающиеся при подходе к ним, и лифты, снабженные как визуальным, так и звуковым сигналом при достижении нужного этажа. Благодаря таким инженерным решениям и заданиям здания и лифты становятся доступны для более широкого круга людей, особенно же для людей с физическими недостатками; важно, однако, что и остальным людям это облегчает жизнь. Круг потенциальных пользователей расширяется, что и является конечной задачей человекоориенти-рованного проектирования. Никто не может быть исключен из рассмотрения как потенциальный пользователь. Аналогично разрабатываемое программное обеспечение, как и любой товар, рассчитанный на широкое потребление, должно удовлетворять запросам как можно большего круга потребителей.

Стоимость разработки ПИ колеблется обычно от 5 до 50% стоимости всего программного продукта. И это вполне нормально: технологии у всех схожи, а бизнес-эффект достигается во многом за счет качества интерфейса. Опыт показывает, что объем и глубина работ, а значит, и их стоимость могут варьировать в отдельных проектах очень сильно. Выгоды от разработки хорошего ПИ – это гарантия успешности продукта, снижение затрат на разработку (как это ни парадоксально), удешевление поддержки продукта, увеличение конкурентных преимуществ, снижение вероятности критических ситуаций; самое заметное и очевидное – увеличение экономического эффекта от использования продукта.

Иногда спрашивают: в чем отличие разработчика интерфейсов от обычного программиста? Дело в том, что разработчик интерфейсов – это программист, который привык иметь дело не только с программами и машинами, но и с людьми. Разработчик интерфейсов должен уметь использовать результаты социологических исследований, проводить интервью, полевые исследования (т.е. наблюдение за работой пользователей в естественной обстановке), хорошо знать работы в области человеко-ком-пьютерного взаимодействия, знать и уметь еще тысячу вещей, которые не имеют прямого отношения к чисто техническим дисциплинам, а находятся на стыке дизайна, психологии, социологии и информационных технологий. Довольно трудно ждать от обычного программиста наличия всех этих знаний и навыков, потому что его профессиональная деятельность имеет весьма отдаленное отношение к потребностям, особенностям и слабостям людей.

Культура профессионального проектирования интерфейсов в России только начинает развиваться. Этой специальности почти не обучают в российских вузах, и настоящих специалистов в данной сфере всего несколько десятков на всю страну. Потому приходится заниматься переподготовкой имеющихся специалистов. Но осознание того, что разработчик пользовательских интерфейсов – это область, требующая знаний, навыков и образования, несколько выходящих за рамки знаний, навыков и образования программиста или графического дизайнера, поможет более эффективно выбирать сотрудников для переподготовки. Можно зафиксировать растущий интерес в России к профессии «разработчик пользовательских интерфейсов».

Настоящее учебное пособие во многом является переработкой учебного пособия, вышедшего в 2005 г. в Твери (издательство «Триада»). Опыт его использования показал, во-первых, потребность освещения в нем таких актуальных направлений, как роль мультимедиа в разработке пользовательского интерфейса, во-вторых, необходимость обновления ряда разделов в связи с появлением новых технических устройств и программного обеспечения да и в связи с интенсивным развитием самого направления – вышло много новых книг, статей, материалов конференций по человеко-компьютерному взаимодействию. В настоящем издании учтены оба эти фактора.

Учебное пособие содержит краткие описания основных задач и инструментов человеко-компьютерного взаимодействия. Структурно выделены основные проблемы, хотя полнота их раскрытия не всегда соответствует их реальному значению в разработке ПИ. Это объясняется, ограниченным объемом пособия, а также, неустоявшимся предметом изложения, спорностью и подчас отсутствием доказательности многих излагаемых принципов и положений. В процессе написания пособия автор использовал множество книг, статей и данных разных конференций, форумов и сайтов по рассматриваемым темам, ну и, конечно, некоторый личный опыт.

Список контрольных вопросов и использованной литературы приводится в конце каждого раздела. Завершается учебное пособие приложениями, которые содержат примерную учебную программу по человеко-компьютерному взаимодействию, список терминов и понятий, а также перечень стандартов ISO в области человеко-компьютерного взаимодействия.




ТЕМА 1. РАБОЧЕЕ МЕСТО ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАБОТЕ НА КОМПЬЮТЕРЕ



Изучаемые вопросы:

• Влияние разных рабочих поз на утомление и возникновение скелетно-мышечных расстройств.

• Общая компоновка рабочего места и планировка рабочего помещения.

• Расположение монитора и клавиатуры на рабочем месте.

• Требования к монитору и клавиатуре.

• Преимущества и недостатки различных устройств ввода информации.

• Конструктивные особенности рабочего кресла, обеспечивающие активный комфорт для человека.

• Рекомендуемые характеристики рабочего кресла, обеспечивающие активный и пассивный комфорт для человека.

• Рекомендуемые параметры рабочей поверхности.

• Требования к рабочему помещению.




1.1. Общая компоновка рабочего места


Полные требования к компоновке рабочего места, планировке рабочих помещений можно найти в литературе по индустриальной эргономике, в специальных разделах, посвященных антропометрическим размерам и прикладной биомеханике. Здесь мы остановимся только на особенностях компоновки рабочих мест при работе на компьютере. Обычно в книгах по человеко-компьютерному взаимодействию такой раздел отсутствует, все посвящено пользовательскому интерфейсу. На наш взгляд, это неправильно, ведь человеко-компьютерное взаимодействие, в отличие от разработки интерфейса, включает эту тематику. Кроме того, резкий рост числа пользователей в последние годы показывает все возрастающую значимость этой проблемы, что проявляется в увеличении числа молодых людей со скелетно-мышечными проблемами, в особенности с проблемами позвоночника.

Сидячая работа (особенно продолжительная) вредна человеку в принципе: вы сутулитесь или подаетесь вперед, ваш позвоночник деформируется, травмируя диски. Вы поднимаете плечи и сгибаете руки, держа их в напряжении, и, естественно, они начинают болеть. Пережимая сосуды, вы перегружаете сердце, а о хронических растяжениях сухожилий кистей рук и постоянно ухудшающемся зрении можно и не говорить. Поза, следовательно, производительность труда и здоровье зависят в значительной мере от размеров и дизайна рабочего места.

Человек за свою жизнь проводит сидя в среднем около 80 000 ч! На работе, во время учебы, еды, в автомобиле, в самолете, у экрана телевизора, в театре и даже в свободное время мы сидим, из нашей жизни исчезает движение. Природа же создала Человека динамичного, находящегося в постоянном движении, для которого состояние покоя в целом нехарактерно. Сидячая поза увеличивает нагрузку на мышцы спины, и только когда человек откидывается на спинку, нагрузка несколько уменьшается (рис. 1.1). Видно, что 100% нагрузки имеет место в положении стоя, плечи отведены назад, руки по швам, т. е. ровная прямая стойка (рис. 1.1, а).



Читать бесплатно другие книги:

Предлагаемое издание представляет собой научно-практическое пособие, которое раскрывает основные понятия судебной медици...
Рассматривается современная научная картина мира, охватывается широчайший спектр данных космогонии, биогенеза, антропоге...
В сборник включены основные нормативные документы, регламентирующие эксплуатацию теплоэнергетических установок:...
Предлагаемая вашему вниманию книга – это цветной калейдоскоп самых различных нелогичностей и нелогичных разностей. Авант...
Авторы второго, переработанного, издания книги (первое вышло в 2005 г.) анализируют изучение синдрома выгорания зарубежн...
Владимир Сергеевич Печерин (1807–1885), поэт-романтик, демоническая фигура в «Былом и думах» Герцена, автор пародируемой...