摘要：本文突出了“以用戶為中心”的設(shè)計理念，對人機界面設(shè)計的基本理論進行了研究，提出機載信息系統(tǒng)人機界面設(shè)計原則，在界面設(shè)計中遵循這些原則有助于提高機載信息系統(tǒng)的人機交互能力?！? 關(guān)鍵詞：機載信息系統(tǒng) 人機界面設(shè)計　 　 機載信息系統(tǒng)是一種比較特殊的人機交互系統(tǒng)，人機界面是機載信息系統(tǒng)中的至關(guān)重要的一個組成部分。機載信息系統(tǒng)的功能和性能要通過人機界面體現(xiàn)和發(fā)揮出來，好的人機界面設(shè)計和技術(shù)實現(xiàn)能充分發(fā)揮機載信息系統(tǒng)的作用。傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)人機界面設(shè)計中，系統(tǒng)設(shè)計者往往只注重產(chǎn)品功能的實現(xiàn)，盡量做到覆蓋面廣、功能齊全、綜合性強，忽略了人機交互的和諧性，主要考慮如何讓用戶適應(yīng)機器，沒有系統(tǒng)化考慮人的因素。對于機載信息系統(tǒng)的人機界面設(shè)計，不僅要系統(tǒng)考慮人的因素，還要強調(diào)人在飛行中的生理和心理特點，要符合人機工效學的要求。只有采用以用戶為中心的設(shè)計思想，選擇合理的交互方式,科學地進行人機任務(wù)區(qū)分，才能充分發(fā)揮人與機器的特點，才能開發(fā)出簡潔、高效、友好、易用的機載信息系統(tǒng)人機交互界面。 一、人機界面設(shè)計思想 　 1.三種模型的概念Donald　A.Norman　在他的《The　DesignofEveryday　Things》一書中首次提出了人機界面設(shè)計中的心理模型、實現(xiàn)模型和系統(tǒng)模型這三個概念。 　 （1）心理模型是存在于用戶頭腦中的關(guān)于一個產(chǎn)品應(yīng)該具有的概念和行為的知識。這種知識可能來源于用戶以前使用類似產(chǎn)品的經(jīng)驗，或者是用戶根據(jù)使用該產(chǎn)品要達到的目標而對產(chǎn)品的概念和行為的一種期望。 　 （2 ）實現(xiàn)模型是產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，它存在于產(chǎn)品設(shè)計人員的頭腦中。 　 （3）系統(tǒng)模型是指產(chǎn)品的最終外觀以及產(chǎn)品呈現(xiàn)給用戶后，用戶通過觀看或使用后而形成的關(guān)于產(chǎn)品如何使用和工作的知識。2.三種模型的關(guān)系在這三個模型中，心理模型是用戶層次與領(lǐng)域的問題，是設(shè)計人員無法改變的；實現(xiàn)模型是受當前技術(shù)水平的制約的，在一定時期也很難有太大的變化；只有系統(tǒng)模型具有極大的可塑性，可以由產(chǎn)品設(shè)計人員進行完善與改進。系統(tǒng)模型分布于心理模型和實現(xiàn)模型之間某個位置，系統(tǒng)模型接近心理模型，需要用戶學習和記憶的地方就會越少，產(chǎn)品就越接近用戶的期望值；如果系統(tǒng)模型接近實現(xiàn)模型則用戶需要把期望中的一些概念和行為映射到系統(tǒng)模型中表現(xiàn)出來的一些界面元素和執(zhí)行操作上。這種映射在認知心理學上就表現(xiàn)為一種記憶負擔，而正是記憶負擔使人們覺得產(chǎn)品難以使用。3.人機界面設(shè)計中存在的問題從三種模型的關(guān)系可以看出，系統(tǒng)模型位于機載信息系統(tǒng)人機界面設(shè)計原則 2007年10月 國防技術(shù)基礎(chǔ)第10期心理模型和實現(xiàn)模型之間的位置決定了產(chǎn)品的易用性和復(fù)雜度。傳統(tǒng)軟件設(shè)計往往只注重如何讓系統(tǒng)模型更加接近實現(xiàn)模型，把注意力放在提高產(chǎn)品的復(fù)雜度和技術(shù)難度上，從而忽略了系統(tǒng)模型設(shè)計與心理模型的關(guān)系，認為人機界面設(shè)計是為了取悅用戶進行的低級活動，沒有任何實用價值，評價一個應(yīng)用軟件的唯一標準，就是看它是否具有強大的功能，能否順利幫助用戶完成他們的任務(wù)。近年來，隨著計算機硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，新一代的計算機用戶，在應(yīng)用軟件的可操作性以及軟件操作的舒適性等方面對應(yīng)用軟件提出了更高的要求：除期望所用的軟件擁有強大的功能外，更期望應(yīng)用軟件能盡可能地為他們提供一個輕松、愉快、感覺良好的操作環(huán)境。由于軍用軟件的特殊性，部隊用戶對其可操作性提出了更高的要求。在傳統(tǒng)軍用軟件中，由于系統(tǒng)模型和心理模型不匹配導(dǎo)致的產(chǎn)品易用性問題廣泛存在，友好的人機界面設(shè)計已經(jīng)成為軍用軟件開發(fā)的一個重要組成部分。機載信息系統(tǒng)中人機界面的質(zhì)量決定了軟件易用性和用戶對整個系統(tǒng)功能的評價，為了使機載信息系統(tǒng)的人機界面設(shè)計更好地適應(yīng)用戶，“以用戶為中心”的思想應(yīng)該被軟件設(shè)計人員所重視并貫穿于軟件設(shè)計中。 二、人機界面設(shè)計的一般原則原則是整體的、與性質(zhì)有關(guān)的軟件固有特性的設(shè)計指南，是要做的必要工作。 本著“以用戶為中心”的設(shè)計思想，人機界面設(shè)計應(yīng)遵循以下設(shè)計原則。 1.與用戶兼容用戶是系統(tǒng)交互界面的最終使用者。在用戶期望和界面設(shè)計的現(xiàn)實之間要兼容，要基于用戶以前的經(jīng)驗。 2.由用戶控制只有用戶處于控制地位，才能將自己的需求體現(xiàn)出來，自己控制系統(tǒng)，而不是被系統(tǒng)所控制。 （1）用戶應(yīng)在系統(tǒng)人機交互中扮演主動角色，可根據(jù)需要選擇交互方式和步驟完成交互任務(wù)。 （2）不同用戶對人機界面的要求有所差異，為此顏色、字體等界面要素，可根據(jù)用戶個性提供人機交互選項功能。 （3）合理的進行交互任務(wù)區(qū)分并劃分進程，用戶無需加載整個應(yīng)用模塊來執(zhí)行某個操作。 3.指導(dǎo)作用用戶使用不同的軟件難免有些生疏，特別是操作比較復(fù)雜的軟件系統(tǒng)。人機界面應(yīng)該提供上下文敏感的求助系統(tǒng)，讓用戶及時獲得幫助，盡量用簡短的動詞和動詞短語提示命令。用戶求助機制宜采用集成式，避免疊加式系統(tǒng)導(dǎo)致用戶求助某項指南而不得不瀏覽大量無關(guān)信息；錯誤和警告信息必須選用用戶明了、含義準確的術(shù)語描述，同時還應(yīng)盡可能提供一些有關(guān)錯誤恢復(fù)的建議。 4.系統(tǒng)穩(wěn)定性和容錯性強用戶的誤操作是在所難免的，人機交互系統(tǒng)應(yīng)該具有較強的容錯性，不能因錯誤操作造成系統(tǒng)難以恢復(fù)、災(zāi)難性的后果，系統(tǒng)人機界面應(yīng)有一定的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能。人機交互設(shè)計應(yīng)能預(yù)防錯誤的發(fā)生，具備保護功能，防止因誤操作而破壞系統(tǒng)的運行狀態(tài)和信息存儲。系統(tǒng)應(yīng)提供必要的出錯信息，出錯信息應(yīng)清楚、易理解，符合一致性原則。 5.及時反饋與評估及時地進行人機界面使用的反饋與評估是必不可少的，界面原型在設(shè)計完成后，需要交付使用者使用，通過用戶參與使用設(shè)計人員還應(yīng)組織用戶對界面的功能性和易用性進行評估驗證，找出人機界面原型中存在的問題，并結(jié)合軟件平臺的維護和修改有針對性的進行界面的修改。評價人機交互系統(tǒng)軟件主要可以從以下幾個主要方面進行考慮。 （1）用戶對人機界面的滿意程度。 （2）人機界面的標準化程度。 （3）人機界面的適應(yīng)性和協(xié)調(diào)性。 （4）人機界面的穩(wěn)定性和容錯性。在進行人機界面評估過程中應(yīng)該注意，評估用戶界面的主要原則是界面是否很好的滿足了用戶的需要，是否提高了界面的易用性。 三、機載信息系統(tǒng)人機界面設(shè)計的基本原則 1.面向部隊用戶機載信息系統(tǒng)主要提供給部隊使用，部隊用戶是系統(tǒng)交互界面的最終使用者。在用戶期望和界面設(shè)計的現(xiàn)實之間要和諧統(tǒng)一，應(yīng)符合部隊使用人員的思維習慣和交互經(jīng)驗。為了做到面向部隊用戶，應(yīng)積極邀請部隊用戶參與最初的界面設(shè)計過程。其參與方式有兩種：一是在系統(tǒng)的設(shè)計階段，部隊用戶配合系統(tǒng)設(shè)計人員一起完成系統(tǒng)的用戶交互特性需求分析和交互任務(wù)需求分析，做好人機界面設(shè)計必要的前期準備工作；二是在系統(tǒng)人機界面原型設(shè)計完成后，制作測試版本，選擇具有代表性的部隊用戶對人機界面原型進行檢驗和評估，找出界面設(shè)計的缺陷和錯誤，然后酌情作進一步的修改。 2.系統(tǒng)簡單易用“以用戶為中心”的設(shè)計思想要求用戶處于控制地位，用戶可以輕松支配軟件。所以機載信息系統(tǒng)人機界面軟件應(yīng)該盡可能簡單、易用，符合使用者的使用習慣，盡量做到不需要進行特別的培訓(xùn)即可正確操作。 （1）提供多種幫助服務(wù)機載信息系統(tǒng)人機界面軟件功能比較豐富，特別是有些命令專業(yè)性強、操作復(fù)雜，對使用者提出了比較高的要求。針對機載信息系統(tǒng)人機界面軟件，系統(tǒng)僅僅提供用戶手冊是不夠的，因為對于系統(tǒng)生疏型用戶，閱讀完整的手冊是困難的，特別是在特定的作戰(zhàn)使用環(huán)境中，給使用者造成很多不便。界面設(shè)計應(yīng)通過任務(wù)提示和反饋信息來指導(dǎo)用戶，提供上下文幫助、過程幫助等多種幫助形式，盡可能減少用戶猜測和查找的時間。 （2）提供多種信息輸入方式機載信息系統(tǒng)中，信息輸入是主要的操作方式。能否將操作員的操作快速、準確地反映給系統(tǒng)，并得到響應(yīng)是機載信息系統(tǒng)性能高低的重要評價。采用多種信息輸入方式可以給用戶更多的選擇使軟件更加靈活。根據(jù)部隊用戶的使用習慣，以及人機界面設(shè)計的經(jīng)驗，機載信息系統(tǒng)人機界面軟件應(yīng)該采用以下幾種信息輸入方式：①命令語言：直接通過輸入特定命令進行系統(tǒng)操作。這種方式使用靈活，便于用戶發(fā)揮其創(chuàng)造性，對熟練的用戶有很高的工作效率，但需要用戶進行前期的培訓(xùn)，不友善并難于學習，它的錯誤處理能力也較弱，但是由于部隊用戶使用習慣可以考慮提供這種操作方式以滿足其需求。②菜單選項：這種方式與命令行方式相比不易出錯，可以大大縮短用戶的培訓(xùn)時間，可以使用對話管理工具，錯誤處理能力有了顯著提高。但使用過程中，可能出現(xiàn)菜單層次過多及菜單選項復(fù)雜的情形，必須逐級進行選擇，不能一步到位，導(dǎo)致交互速度顯得太慢。這必然影響用戶操作的時間，影響機載信息系統(tǒng)的交互時間。較好的解決方法是菜單模式和選取方式的轉(zhuǎn)變，必要時限制菜單層次，并且采納人機界面設(shè)計中的費茨定律，可以對使用較多的菜單項目進行總結(jié)和歸納，減少鼠標定位的時間，更改為快捷菜單，方便用戶定位和選擇。③快捷鍵：快捷鍵是用鍵盤上的按鍵或按鍵組合來代替對菜單命令的選擇。故應(yīng)對信息系統(tǒng)各功能模塊快捷鍵使用方案統(tǒng)一設(shè)計和分配，且注意以下幾個問題：快捷鍵應(yīng)只使用于重要和常用的功能；快捷鍵的設(shè)定應(yīng)符合軟件開發(fā)的習慣，一般使用“CTRL ＋鍵”組合、“SHIFT ＋鍵”組合或“F1～F12”來執(zhí)行一些快捷操作，避免使用三鍵以上的快捷鍵組合和系統(tǒng)已規(guī)定的快捷按鍵組合；避免將一個快捷按鍵或組合分配給多個操作。 3.系統(tǒng)反應(yīng)迅速系統(tǒng)響應(yīng)時間過長是交互式系統(tǒng)中用戶抱怨最多的問題，機載信息系統(tǒng)人機界面軟件由于軍事使用需求對系統(tǒng)反應(yīng)靈敏度要求較高，如果用戶的操作不能及時響應(yīng)，會導(dǎo)致重要命令的延誤。除了響應(yīng)時間的絕對長短外，用戶對不同命令在響應(yīng)時間上的差別亦很在意，若過于懸殊用戶將難以接受。4.系統(tǒng)實時性強機載信息系統(tǒng)人機界面軟件需要滿足部隊作戰(zhàn)使用需要，人機界面的信息顯示必須隨著現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的變化進行周期性的刷新,　實時地反映被監(jiān)視對象及控制對象的變化情況。所以在人機界面設(shè)計過程中，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提條件下，采用多任務(wù)處理方式，改進算法，提高系統(tǒng)實時顯示效率。5.系統(tǒng)緊湊簡潔機載信息系統(tǒng)人機界面軟件是在機載環(huán)境運機載信息系統(tǒng)人機界面設(shè)計原則 2007年10月 國防技術(shù)基礎(chǔ)第10期行的軟件，由于硬件環(huán)境和操作環(huán)境的特殊性，機載信息系統(tǒng)軟件人機界面設(shè)計不需要過分華麗，盡可能緊湊簡潔，樸素自然。風格一致的人機界面會給人一種簡潔、和諧的美感。所以在人機界面設(shè)計中需要注意保持以下幾方面風格一致性。 （1）顏色使用的一致性。顏色本身就是一種輔助的信息形式，它可以引起用戶注意并產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。因為機載信息系統(tǒng)畫面顯示比較豐富，為了避免造成用戶視覺認識困難，機載信息系統(tǒng)人機界面應(yīng)使用有限的顏色，在顏色的選擇上必須符合交互需要和適應(yīng)用戶的心理認知規(guī)律，顏色的搭配上應(yīng)盡量美觀、協(xié)調(diào)并使用戶容易集中注意力。 （2）所有的菜單選擇、命令輸入、數(shù)據(jù)顯示功能應(yīng)保持風格的一致性。 （3）規(guī)范字體、字符大小保持一致。 （4）特定符號的顯示保持一致。由于機載信息系統(tǒng)軟件是軍用軟件，考慮到使用者的使用習慣和傳統(tǒng)規(guī)定，一些特定的符號需要與其他軍用軟件保持一致，避免產(chǎn)生歧義。 （5）快捷操作的一致性。機載信息系統(tǒng)軟件雖然有其特殊性，但是一些常用的快捷操作應(yīng)與使用者日常使用習慣保持一致，這樣可以減少操作員的學習時間和培訓(xùn)時間。 （6）控件使用的一致性?？丶墙M成界面的基本要素，對控件的組合、布局、排列和大小需詳細規(guī)定。首先，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)交互任務(wù)的需要合理確定控件組合，以及系統(tǒng)人機界面的控件集。其次，控件間的排列和布局應(yīng)該符合用戶的操作習慣和交互需要：控件與控件間、控件與窗體間應(yīng)有一定間距，防止隱藏和重疊控件；控件在界面上的排列和顯示應(yīng)有一定的層次性和邏輯性；要注意控件布局和排列的一致性。 四、結(jié)束語 機載信息系統(tǒng)人機界面是機載信息系統(tǒng)與外界交互的橋梁，是人機交互的主要渠道。人機交互系統(tǒng)應(yīng)盡可能考慮人的因素，為使用者服務(wù)。只有充分考慮系統(tǒng)操作人員及其所處機載環(huán)境的要求，人機界面才可能將系統(tǒng)功能更好地體現(xiàn)，才能優(yōu)質(zhì)、高效地完成系統(tǒng)任務(wù)。遵循以上原則有助于機載信息系統(tǒng)的開發(fā)，有助于提高機載信息系統(tǒng)軟件的整體質(zhì)量。 參考文獻： [1] 李樂山. 人機界面設(shè)計[M].北京:科學出版社,2004. [2]MicrosoftPress.　Windows 用戶界面設(shè)計[M].北京: 北京大學出版社, 2 0 0 0 . [3]羅仕鑒, 朱上上,孫守遷. 人機界面設(shè)計[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社,2002.　 [4] 張亮.“好用”的用戶界面設(shè)計思想[ J ] . 程序員,2006（1）. [5]R.J.Torres.用戶界面設(shè)計與開發(fā)精解[M].張林剛, 梁海華, 譯. 北京: 清華大學出版社,2002.