軟件系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)與交互設(shè)計(jì)
讓軟件的界面設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)
充滿智慧的光芒
---軟件系統(tǒng)外觀論
當(dāng)前大部分軟件系統(tǒng)的界面都是基于圖形化的，它通過圖形化的方式，降低了人們的使用難度，大部分功能只需鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作；容易理解，通過圖形化的表述方式，人們很容易理解和認(rèn)識(shí)?？梢哉f基于圖形化操作的軟件系統(tǒng)是一個(gè)革命和飛躍。隨著人們認(rèn)識(shí)水平和應(yīng)用水平的提高，人們?cè)谙硎芨呖萍紟矸奖愕耐瑫r(shí)，對(duì)軟件系統(tǒng)的要求也越來越高，特別是在軟件系統(tǒng)界面的易理解性、易使用性、操作簡(jiǎn)便性、色彩搭配等方面有了很多新的想法，這就迫使們的軟件設(shè)計(jì)者要根據(jù)市場(chǎng)需要做出更好的設(shè)計(jì)，為了提高設(shè)計(jì)水平，人們做了許多有益的探索，并在這方面取得了一定的成績(jī)，找到了一定的規(guī)律，形成了一個(gè)新的研究方向—通稱為軟件人機(jī)交互工程。
在對(duì)人機(jī)交互工程的相關(guān)論文和書籍的分析閱讀后，有兩點(diǎn)感受（一）理論性太強(qiáng)，涉及面太廣，對(duì)當(dāng)下軟件實(shí)際開發(fā)有幫助但幫助不大；（二）太小太細(xì)，著眼于局部的界面設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)，寫做時(shí)思想高度不夠。人機(jī)交互工程涉及面非常廣，我們重點(diǎn)從純軟件系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)來討論。
軟件的界面設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)是一種結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)、美學(xué)、心理學(xué)、行為學(xué)，及各商業(yè)領(lǐng)域需求分析的人機(jī)系統(tǒng)工程，強(qiáng)調(diào)人—機(jī)—環(huán)境三者作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。那么什么是界面設(shè)計(jì)？什么是交互設(shè)計(jì)呢？
電視機(jī)提供搖控器，使用戶非常方便的進(jìn)行頻道選擇，開關(guān)機(jī)，使得電視機(jī)非常容易操作的使用。其中搖控器上都有個(gè)菜單按鈕，用戶點(diǎn)擊菜單按鈕，上面可以選擇顏色、電視制式、音響效果等。電視機(jī)屏幕上有一個(gè)菜單圖形界面，我們通過遙控器上的選擇按鈕和確定按鈕來進(jìn)行功能選擇和功能的確定，在選擇和確定的過程中圖形界面會(huì)發(fā)生變化，以表示我們選中還是沒有選中。這一典型應(yīng)用，大家都非常熟悉，那么電視機(jī)上的菜單圖形界面，就是界面設(shè)計(jì)部分，而遙控器部分就是交互設(shè)計(jì)部分。
界面設(shè)計(jì)，就是在圖形界面空間上，用界面組成要素形成一個(gè)，可以滿足某種目的需要的界面；交互設(shè)計(jì)，就是通過圖形界面的提示信息，進(jìn)行選擇和操作，最終完成某種目的行為。在計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)中，我們常見的一個(gè)一個(gè)窗口，就是界面設(shè)計(jì)的結(jié)果，而在窗口上的輸入、鼠標(biāo)點(diǎn)擊談出的一些行為命令這些都屬于交互設(shè)計(jì)范疇。界面設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)是軟件系統(tǒng)與用戶交互的界面，系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)都是通過界面和交互反映出來的，它是軟件系統(tǒng)的基本組成部分。
1、界面和交互設(shè)計(jì)的宏觀認(rèn)識(shí)
我們通常將軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模型從宏觀上來說由三層組成，即視圖層、功能層、數(shù)據(jù)層，軟件系統(tǒng)所有的功能都是基于這一模型來實(shí)現(xiàn)的。站在用戶視角看，其模型如下：
從用戶的角度來看，它只能見到交互界面，而對(duì)數(shù)據(jù)和功能的感知，是通過界面的交互而知道的，而數(shù)據(jù)和功能是用戶操作的真正目的。交互界面是數(shù)據(jù)和功能的對(duì)外展現(xiàn)，通過界面上的平面關(guān)系，和運(yùn)動(dòng)關(guān)系作為實(shí)現(xiàn)手段。所以在交互界面設(shè)計(jì)時(shí)，離開數(shù)據(jù)和功能談是沒有意義的。交互界面設(shè)計(jì)的核心是為了體現(xiàn)數(shù)據(jù)與功能的關(guān)系屬性和運(yùn)動(dòng)屬性的，交互界面設(shè)計(jì)是圍繞著數(shù)據(jù)和功能來展開的。
數(shù)據(jù)部分的組成關(guān)系模型如下
數(shù)據(jù)部分由多個(gè)具有平行關(guān)系系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組成，每個(gè)系統(tǒng)又由多個(gè)子系統(tǒng)組成，在數(shù)據(jù)中有層次數(shù)據(jù)和線性數(shù)據(jù)組成。
功能部分的組成關(guān)系模型如下
功能部分由多個(gè)具有平行關(guān)系系統(tǒng)組成，每個(gè)系統(tǒng)又由多個(gè)子系統(tǒng)組成，子系統(tǒng)又由模塊與功能組成。
我們的界面設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)就是要將數(shù)據(jù)部分和功能部分的通過界面元素來體現(xiàn)：
（1） 數(shù)據(jù)和功能的關(guān)系
（2） 數(shù)據(jù)與界面的關(guān)系
（3） 數(shù)據(jù)與交互的關(guān)系
（4） 功能與界面的關(guān)系
（5） 功能與交互的關(guān)系
在界面設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)中的約束條件
（1） 界面上空間的有限性，數(shù)據(jù)分類和數(shù)據(jù)項(xiàng)的可擴(kuò)展性
（2） 交互方式的有限性，功能的多樣性
2、界面和交互設(shè)計(jì)的微觀認(rèn)識(shí)
界面，是數(shù)據(jù)與空間的關(guān)系的總稱，通過空間，我們一般把它稱為一個(gè)窗口，在這個(gè)窗口里，通過窗口的各組件和相關(guān)的數(shù)據(jù)項(xiàng)聯(lián)系在一起放在合理的相應(yīng)位置，用于表達(dá)這組數(shù)據(jù)的關(guān)系。我們把這樣一個(gè)窗口，叫做界面。
交互，是窗口上與數(shù)據(jù)相關(guān)的組件，在用戶通過輸入設(shè)備觸發(fā)時(shí)，所發(fā)生的空間變化，我們把空間變化的這一過程叫做交互。如用戶點(diǎn)擊下拉框有數(shù)據(jù)顯示出來，再點(diǎn)選就有數(shù)據(jù)到相應(yīng)的輸入框；又例如點(diǎn)擊某個(gè)菜單項(xiàng)，會(huì)彈出一個(gè)窗口。
界面與數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)與空間的關(guān)系；界面為數(shù)據(jù)構(gòu)造一個(gè)用戶的認(rèn)知環(huán)境，而數(shù)據(jù)依托空間表征自身所表示事物的屬性。界面的認(rèn)知是一種橫向認(rèn)知，是數(shù)據(jù)關(guān)系的認(rèn)知。界面的兩個(gè)性，數(shù)據(jù)的自身性，數(shù)據(jù)與用戶關(guān)系性。界面主要定位在構(gòu)造一個(gè)數(shù)據(jù)的關(guān)系環(huán)境和用戶的認(rèn)知環(huán)境。
交互與數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)與行為的關(guān)系；數(shù)據(jù)、行為與界面三者之間的關(guān)系，但界面只是交互的依托。交互的目的是數(shù)據(jù)的行為要求。交互有對(duì)數(shù)據(jù)整體的和數(shù)據(jù)局部的響應(yīng)。交互的響應(yīng)與請(qǐng)求是通過空間變化來體現(xiàn)的。交互是一種縱向認(rèn)知，是數(shù)據(jù)屬性的功能性的認(rèn)知，即對(duì)數(shù)據(jù)行為的認(rèn)知。交互是與數(shù)據(jù)的交互，是數(shù)據(jù)行為特性表述的一個(gè)手段，它是通過界面變化來體現(xiàn)的。交互是站在用戶的角度來看的，是用戶對(duì)數(shù)據(jù)的操作時(shí)，數(shù)據(jù)可用行為通過界面變化反映給用戶。
數(shù)據(jù)的屬性與數(shù)據(jù)的行為都是通過界面空間變化來體現(xiàn)的，所以在認(rèn)識(shí)上對(duì)于界面設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)有一定的模糊。界面只是忠實(shí)的反映數(shù)據(jù)的屬性和關(guān)系，在其上將事件點(diǎn)標(biāo)出，由程序員進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
如手機(jī)上的操作就能很好的反映這種關(guān)系，它的數(shù)據(jù)、界面、交互三者是分開的，通過數(shù)據(jù)將界面與交互聯(lián)系在一起的。而在圖形界面下，它將數(shù)據(jù)、界面、交互三者通過點(diǎn)擊緊密的聯(lián)系在一起，在界面和交互合為一體的，是通過數(shù)據(jù)交互行為分開界面表達(dá)的（在一個(gè)界面下，通過不同的反映），而將交互的行為采用按鈕方式來進(jìn)行表征 。交互是通過事件聯(lián)系在一起的，對(duì)應(yīng)用做出即時(shí)反映。
界面、數(shù)據(jù)、交互是三個(gè)不同的事情，界面是數(shù)據(jù)和行為的忠實(shí)反映者，而行為是數(shù)據(jù)的內(nèi)部反映，兩者都是借助空間來表征自已的?？傊?，界面是數(shù)據(jù)靜態(tài)關(guān)系的描述，而交互是數(shù)據(jù)對(duì)用戶觸發(fā)信息后自有行為的一種反映，借助這種反映，使用戶知道系統(tǒng)的功能，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)功能，來完成用戶與系統(tǒng)交互的目的。
3、界面和交互設(shè)計(jì)的人的因素
從計(jì)算機(jī)的早期用打孔的紙帶作為輸入數(shù)據(jù)的載體與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，到通過鍵盤、顯示屏，采用文字方式界面進(jìn)行交互，到現(xiàn)在通過圖形界面、通過點(diǎn)擊方式來進(jìn)行交互。計(jì)算機(jī)的使用人群也隨著交互形式的變化，由專業(yè)人員普及到尋常百姓。這一切的變化都要?dú)w功于交互方式的不斷提高，我們分析這一過程可以看到，交互方式對(duì)于人們和計(jì)算機(jī)交互是多么的重要。在整個(gè)變化過程中有兩點(diǎn)我們可以看到：
（1） 信息由點(diǎn)、到線、到面，展現(xiàn)給我們的信息越來越多；
（2） 操作的方式由復(fù)雜到簡(jiǎn)單，由多步操作到一步操作，操作步驟越來越少；
在一個(gè)信息空間上能展現(xiàn)信息越多，人們需要記憶的就越少，人們的認(rèn)知事物的曲線就會(huì)低，人們就會(huì)感覺到簡(jiǎn)單。而對(duì)于操作來說，人們?cè)诖罅啃畔⒌目臻g表現(xiàn)面前有的就只需要是判斷。
對(duì)于采用圖形界面的軟件系統(tǒng)能夠使人們很容易上手使用，大家對(duì)這一點(diǎn)已經(jīng)深信不疑，圖形界面的表達(dá)就沒有問題了嗎？隨道近年來互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，人們應(yīng)用水平的提高，人們通過界面的方式將各種系統(tǒng)信息和操作推給用戶，用戶在大量的信息面前又表現(xiàn)出來認(rèn)知程度的降低，原因是信息量太大，各事物間關(guān)系夶多，無法迅速理解和認(rèn)識(shí)。對(duì)于這一表現(xiàn)出來的是：
（1） 信息量越大超過一定的量后，人們的認(rèn)知事物的曲線會(huì)增高；
（2） 操作點(diǎn)太多以后，人們失去原有的判斷力。
當(dāng)事物和信息達(dá)到一定量的情況下，人們必須采用分類的方法來識(shí)別和研究。所以在采用圖形劃界面這種方式進(jìn)行信息交互時(shí)，當(dāng)信息達(dá)到一定量的時(shí)間必須進(jìn)行分類處理。
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