Human-computer-interface-quick-guide

ヒューマンコンピューターインターフェイスの概要

Human Computer Interface（HCI）は、以前はマンマシン研究またはマンマシン相互作用として知られていました。 これは、人間が使用するコンピューターシステムおよび関連する現象の設計、実行、評価を扱います。

HCIは、コンピューターがインストールされる可能性があるすべての分野で使用できます。 HCIを際立った重要性で実装できる領域の一部を以下に示します-

• コンピューターサイエンス-アプリケーションの設計とエンジニアリング用。
• 心理学-理論と分析目的の適用のため。
• 社会-テクノロジーと組織間の相互作用。
• 工業デザイン-携帯電話、電子レンジなどのインタラクティブ製品向け

HCIで世界をリードする組織は、ACM-SIGCHIです。これは、「コンピューター機械協会-コンピューターと人間の相互作用に関する特別関心グループ」の略です。 SIGCHIは、コンピューターサイエンスをHCIの中核分野と定義しています。 インドでは、主にデザインの分野に基づいた相互作用の提案として登場しました。

目的

この主題の意図は、ユーザーフレンドリーなインターフェースまたは相互作用を設計する方法を学ぶことです。 どちらを考慮して、次のことを学びます-

• 対話型システムを設計および評価する方法。
• 認知システムおよびタスクモデルにより設計時間を短縮する方法。
• 対話型システム設計の手順と_heuristics_。

歴史的進化

バッチ処理を実行する最初のコンピューターからユーザー中心の設計まで、以下に述べるいくつかのマイルストーンがありました-

• 初期のコンピューター（例： ENIAC、1946）-H/Wテクノロジーの改善により、計算能力が大幅に向上しました。 人々は革新的なアイデアについて考え始めました。
• ビジュアルディスプレイユニット（1950年代）-米国の防空システムであるSAGE（半自動地上環境）は、VDUの最も初期のバージョンを使用していました。
• スケッチパッドの開発（1962）-Ivan Sutherlandはスケッチパッドを開発し、コンピューターをデータ処理以外にも使用できることを証明しました。
• * Douglas Engelbartはプログラミングツールキットのアイデアを導入しました（1963年）*-小さいシステムは大きいシステムとコンポーネントを作成しました。
• ワープロ、マウスの紹介（1968）-NLS（oNLine System）の設計。
• パソコンDynabookの紹介（1970年代）-Xerox PARCで_smalltalk_を開発。
• * WindowsおよびWIMPインターフェース*-1つのデスクトップでの同時ジョブ、作業と画面の切り替え、順次対話。
• 比phorのアイデア-ゼロックスの星とアルトは、比phorの概念を使用した最初のシステムであり、インターフェースの自発性につながりました。
• * Ben Shneidermanが導入した直接操作（1982）*-Apple Mac PC（1984）で最初に使用され、構文エラーの可能性を減らしました。
• * Vannevar BushはHypertext（1945）*を導入しました-テキストの非線形構造を示すため。
• マルチモダリティ（1980年代後半）。
• コンピューター支援の共同作業（1990年代）-コンピューターを介したコミュニケーション。
• * WWW（1989）*-最初のグラフィカルブラウザ（モザイク）は1993年に登場しました。
• ユビキタスコンピューティング-現在、HCIで最も活発な研究分野。 パーベイシブコンピューティングとも呼ばれるセンサーベース/コンテキスト認識コンピューティング。

インドのHCIのルーツ

画期的な_Creation_および_Graphic Communication_デザイナーは、80年代後半からHCIの分野に関心を示し始めました。 他の人は、CD ROMタイトル用のプログラムを設計することにより、しきい値を超えました。 それらの一部は、Web用に設計し、コンピュータートレーニングを提供することでこの分野に参入しました。

インドはHCIで確立されたコースを提供することに遅れをとっていますが、インドには、_創造性_および_芸術的表現_に加えて、デザインを_問題解決活動_と考え、需要のない地域で働くことを好むデザイナーがいます会った。

設計に対するこの衝動は、しばしば革新的な分野に入り、自習を通して知識を得るように導きました。 その後、HCIの見込み顧客がインドに到着したときに、設計者はユーザビリティ評価、ユーザー調査、ソフトウェアプロトタイプなどの手法を採用しました。

HCIのガイドライン

シュナイダーマンの8つの黄金律

アメリカのコンピューター科学者であるベンシュナイダーマンは、設計に関するいくつかの暗黙の事実を統合し、次の8つの一般的なガイドラインを思い付きました-

• 一貫性を目指して。
• ユニバーサルユーザビリティに対応。
• 有益なフィードバックを提供します。
• クロージャをもたらすダイアログを設計します。
• エラーを防ぎます。
• アクションの簡単な反転を許可します。
• 内部統制のサポート。
• 短期間のメモリ負荷を減らします。

これらのガイドラインは、インターフェース設計者だけでなく通常の設計者にとっても有益です。 これらの8つのガイドラインを使用して、優れたインターフェイスデザインと悪いインターフェイスデザインを区別することができます。 これらは、より良いGUIを識別する実験的評価に有益です。

ノーマンの七つの原則

人間とコンピューターの相互作用を評価するために、1988年にドナルドノーマンは7つの原則を提案しました。 彼は困難なタスクを変換するために使用できる7つの段階を提案しました。 以下は、ノーマンの7つの原則です-

• 世界の知識と頭の中での知識の両方を使用してください。
• タスク構造を簡素化します。
• 物事を見えるようにします。
• マッピングの権利を取得します（ユーザーのメンタルモデル=概念モデル=設計モデル）。
• 制約を利点に変換します（物理的制約、文化的制約、技術的制約）。
• エラーの設計。
• 他のすべてが失敗した場合-標準化。

ヒューリスティック評価

ヒューリスティック評価は、ユーザビリティの問題についてユーザーインターフェイスを確認するための体系的な手順です。 設計でユーザビリティの問題が検出されると、それらは一定の設計プロセスの不可欠な部分として扱われます。 ヒューリスティック評価方法には、Nielsenの10個のユーザビリティ原則など、いくつかのユーザビリティ原則が含まれます。

ニールセンの10の発見的原則

• システムステータスの可視性。
• システムと実世界を一致させます。
• ユーザーコントロールと自由。
• 一貫性と標準。
• エラー防止。
• リコールではなく認識。
• 柔軟性と使用効率。
• 美的でシンプルなデザイン。
• ヘルプ、診断、エラーからの回復。
• ドキュメントとヘルプ

上記のNielsenの10の原則は、インターフェイスまたは製品の監査中にヒューリスティック評価者の問題を評価および説明する際のチェックリストとして機能します。

インターフェイス設計ガイドライン

このセクションでは、より重要なHCI設計ガイドラインをいくつか紹介します。 一般的な対話、情報の表示、およびデータ入力は、以下で説明するHCI設計ガイドラインの3つのカテゴリです。

一般的な相互作用

一般的な相互作用のガイドラインは、次のような一般的な指示に焦点を当てた包括的なアドバイスです-

• 一貫性を保ってください。
• 重要なフィードバックを提供します。
• 重要なアクションの認証を要求します。
• ほとんどのアクションの簡単な反転を許可します。
• アクションとアクションの間に覚えておく必要がある情報の量を減らします。
• 対話、運動、思考の能力を求めます。
• 失礼します。
• 機能別にアクティビティを分類し、それに応じて画面の地理を確立します。
• 状況依存のヘルプサービスを提供します。
• 単純なアクション動詞または短い動詞フレーズを使用して、コマンドに名前を付けます。

情報表示

HCIによって提供される情報は、不完全または不明瞭であってはなりません。さもないと、アプリケーションはユーザーの要件を満たしません。 より良い表示を提供するために、次のガイドラインが用意されています-

• 現在のコンテキストに適用可能な情報のみを展示します。
• ユーザーにデータを負担させずに、情報の迅速な統合を可能にするプレゼンテーションレイアウトを使用します。
• 標準のラベル、標準の略語、推定色を使用します。
• ユーザーが視覚的なコンテキストを維持できるようにします。
• 意味のあるエラーメッセージを生成します。
• 大文字と小文字、インデント、およびテキストのグループ化を使用して、理解を助けます。
• ウィンドウ（使用可能な場合）を使用して、さまざまなタイプの情報を分類します。
• アナログディスプレイを使用して、この形式の表現とより簡単に統合される情報を特徴付けます。
• 表示画面の利用可能な地理を考慮し、それを効率的に使用します。

データ入力

次のガイドラインは、HCIのもう1つの重要な側面であるデータ入力に焦点を当てています-

• ユーザーに必要な入力アクションの数を減らします。
• 情報の表示とデータ入力の間の安定性を維持します。
• ユーザーが入力をカスタマイズできるようにします。
• 対話は柔軟である必要がありますが、ユーザーの好みの入力モードに合わせて調整する必要もあります。
• 現在のアクションのコンテキストでは不適切なコマンドを無効にします。
• ユーザーが対話式フローを制御できるようにします。
• すべての入力アクションを支援するヘルプを提供します。
• 「ミッキーマウス」入力を削除します。

インタラクティブなシステム設計

この章の目的は、現在私たちの生活の重要な部分である対話型システムの設計と開発のすべての側面を学ぶことです。 これらのシステムの設計と使いやすさは、テクノロジーと人々の関係の質に影響を与えます。 Webアプリケーション、ゲーム、組み込みデバイスなどはすべてこのシステムの一部であり、私たちの生活の不可欠な部分となっています。 このシステムの主要なコンポーネントについて説明しましょう。

ユーザビリティエンジニアリングの概念

ユーザビリティエンジニアリングは、ソフトウェアとシステムの進歩における方法であり、プロセスの開始からのユーザーの貢献を含み、ユーザビリティ要件とメトリックの使用を通じて製品の有効性を保証します。

したがって、ハードウェアおよびソフトウェア製品の抽象化、実装、およびテストのプロセス全体の_機能_機能を指します。 製品のインストール、マーケティング、およびテストの要件収集段階は、すべてこのプロセスに含まれます。

ユーザビリティエンジニアリングの目標

• 効果的-機能的
• 効率的-効率的
• 使用中にエラーなし-安全
• 使いやすい-フレンドリー
• 楽しい使用感-楽しい体験

使いやすさ

ユーザビリティには、有効性、効率性、満足度という3つの要素があり、これらを使用して、ユーザーは特定の環境で目標を達成します。 これらのコンポーネントについて簡単に見てみましょう。

• 有効性-ユーザーが目標を達成する完全性。
• 効率-目標を効果的に達成するためにリソースを使用する際に使用される能力。
• 満足度-ユーザーに対する作業システムの使いやすさ。

ユーザビリティ調査

実験的評価に基づく、人、製品、環境間の相互作用に関する系統的研究。 例：心理学、行動科学など

ユーザビリティテスト

ユーザーの要件、能力、見込み、安全性、満足度に応じて、指定されたユーザビリティパラメータを科学的に評価することは、ユーザビリティテストとして知られています。

受け入れ試験

ユーザー受け入れテスト（UAT）とも呼ばれる受け入れテストは、ベンダーからサインオフする前の最終チェックポイントとしてユーザーが実行するテスト手順です。 ハンドヘルドバーコードスキャナーの例を見てみましょう。

'_スーパーマーケットがベンダーからバーコードスキャナーを購入したと仮定しましょう。 スーパーマーケットは、カウンターの従業員のチームを集めて、模擬店の設定でデバイスをテストさせます。 この手順により、ユーザーは製品がニーズに合っているかどうかを判断できます。 ユーザー受け入れテストは、ベンダーから最終製品を受け取る前に「合格」する必要があります。_

ソフトウェアツール

ソフトウェアツールは、他のプログラムやアプリケーションを作成、維持、またはサポートするために使用されるプログラムソフトウェアです。 HCIで一般的に使用されるソフトウェアツールのいくつかは次のとおりです-

• 仕様メソッド-GUIを指定するために使用されるメソッド。 これらは長くて曖昧な方法ですが、簡単に理解できます。
• 文法-プログラムが理解するであろう指示書または表現。 完全性と正確性の確認を提供します。
• 遷移図-テキスト、リンク頻度、状態図などで表示できるノードとリンクのセット 使いやすさ、可視性、モジュール性、同期を評価するのは困難です。
• Statecharts -同時ユーザーアクティビティと外部アクション用に開発されたチャートメソッド。 これらは、インターフェイス構築ツールでリンク仕様を提供します。
• インターフェース構築ツール-コマンド言語、データ入力構造、およびウィジェットの設計に役立つ設計方法。
• インターフェースモックアップツール-GUIのクイックスケッチを開発するためのツール。 例：Microsoft Visio、Visual Studio .Netなど
• ソフトウェアエンジニアリングツール-ユーザーインターフェイス管理システムを提供するための広範なプログラミングツール。
• 評価ツール-プログラムの正確性と完全性を評価するツール。

HCIとソフトウェアエンジニアリング

• ソフトウェアエンジニアリング*は、ソフトウェアの設計、開発、および保存に関する研究です。 人間と機械の相互作用をより活発でインタラクティブにするために、HCIと接触します。

インタラクティブな設計のためのソフトウェアエンジニアリングの次のモデルを見てみましょう。

ウォーターフォール法

ウォーターフォールモデル

インタラクティブなシステム設計

インタラクティブなシステム設計

ソフトウェアエンジニアリングのウォーターフォールモデルの単方向の動きは、すべてのフェーズが前のフェーズに依存し、その逆ではないことを示しています。 ただし、このモデルは対話型システムの設計には適していません。

インタラクティブなシステム設計は、すべてのフェーズが相互に依存して設計および製品作成の目的を果たすことを示しています。 知っておくべきことがたくさんあり、ユーザーは常に変化し続けるため、継続的なプロセスです。 インタラクティブなシステム設計者は、この多様性を認識する必要があります。

プロトタイピング

プロトタイピングは、投影システムのあらゆる機能を備えた別の種類のソフトウェアエンジニアリングモデルです。

HCIでは、プロトタイピングは、ユーザーが完全なシステムを実行せずにデザインアイデアをテストするのに役立つ、トライアルおよび部分的なデザインです。

プロトタイプの例は Sketches です。 インタラクティブなデザインのスケッチは、後でグラフィカルインターフェイスに作成できます。 次の図を参照してください。

プロトタイピング

上の図は、紙にスケッチするような手動の手順を使用するため、*低忠実度プロトタイプ*と見なすことができます。

*Medium Fidelity Prototype* には、システムのすべてではないがいくつかの手順が含まれます。 たとえば、GUIの最初の画面。

最後に、 Hi Fidelity Prototype は、デザイン内のシステムのすべての機能をシミュレートします。 このプロトタイプには、時間、お金、労働力が必要です。

ユーザー中心設計（UCD）

ユーザーからフィードバックを収集して設計を改善するプロセスは、「ユーザー中心設計」またはUCDと呼ばれます。

UCDの欠点

• 受動的なユーザーの関与。
• 新しいインターフェースに関するユーザーの認識は不適切な場合があります。
• 設計者はユーザーに間違った質問をする場合があります。

インタラクティブシステムデザインライフサイクル（ISLC）

次の図の段階は、解決策に達するまで繰り返されます。

図

インタラクティブなシステム設計ライフサイクル

GUIデザインと美学

グラフィックユーザーインターフェイス（GUI）は、ユーザーがコンピューターシステム内のプログラム、アプリケーション、またはデバイスを操作できるインターフェイスです。 これは、ユーザーがアクセスするためのアイコン、メニュー、ウィジェット、ラベルが存在する場所です。

GUIのすべてが認識可能で目に見えるように配置されていることは重要であり、GUIデザイナーの美的感覚を示しています。 GUIの美学は、あらゆる製品にキャラクターとアイデンティティを提供します。

インドの産業におけるHCI

過去数年間、インドの大多数のIT企業はHCI関連の活動のためにデザイナーを採用しています。 インドのデザイナーが建築、視覚、インタラクションのデザインの能力を証明したため、多国籍企業でさえインドからHCIを採用し始めました。 したがって、インドのHCIデザイナーは、国内だけでなく海外でも注目を集めています。

この職業は、ユーザビリティが永遠にそこにあったとしても、過去10年間で活況を呈しています。 また、新製品が頻繁に開発されるため、耐久性の予後も優れています。

ユーザビリティの専門家に関する推定によると、インドにはたった1,000人の専門家しかいません。 全体の要件は約60,000です。 国内で働いているすべてのデザイナーのうち、HCIデザイナーは約2.77％を数えています。

HCIアナロジー

誰もが理解できる既知のアナロジーを考えてみましょう。 映画監督とは、スクリプトの作成、演技、編集、映画撮影に携わった経験を持つ人です。 彼/彼女は、映画のすべての創造的な段階に責任がある唯一の人物とみなすことができます。

同様に、HCIは、その仕事の一部が創造的で、一部が技術的である映画監督と見なすことができます。 HCIの設計者は、設計のすべての領域を十分に理解しています。 次の図は、類推を示しています-

HCIアナロジー

インタラクティブデバイス

人間のコンピューターとの対話には、いくつかの対話型デバイスが使用されます。 それらの一部は既知のツールであり、一部は最近開発されたものであるか、将来開発される概念です。 この章では、いくつかの新しいインタラクティブデバイスと古いインタラクティブデバイスについて説明します。

タッチスクリーン

タッチスクリーンのコンセプトは数十年前に予言されましたが、プラットフォームは最近買収されました。 今日、タッチスクリーンを使用する多くのデバイスがあります。 これらのデバイスを慎重に選択した後、開発者はタッチスクリーンエクスペリエンスをカスタマイズします。

タッチスクリーンを製造する最も安価で比較的簡単な方法は、電極と電圧結合を使用する方法です。 ハードウェアの違いを除いて、同じハードウェアを使用している場合でも、ソフトウェアだけで、タッチデバイスごとに大きな違いをもたらすことができます。

革新的な設計と新しいハードウェアおよびソフトウェアに加えて、タッチスクリーンは将来的に大きく成長する可能性があります。 タッチと他のデバイスを同期させることで、さらに発展させることができます。

HCIでは、タッチスクリーンは新しいインタラクティブデバイスと見なすことができます。

ジェスチャー認識

ジェスチャー認識は、数学的手順を介して人間の動きを理解することを目的とする言語技術の主題です。 ハンドジェスチャ認識は現在、焦点のフィールドです。 この技術は未来に基づいています。

この新しい技術により、機械装置が使用されていない人間とコンピューターの高度な関連性が高まります。 この新しい対話型デバイスは、キーボードなどの古いデバイスを終了させる可能性があり、タッチスクリーンなどの新しいデバイスでも重いです。

音声認識

話し言葉を文字に変換する技術が音声認識です。 このような技術は、電化製品のオン/オフ切り替えなど、多くのデバイスの高度な制御に使用できます。 完全な文字起こしを行うには、特定のコマンドのみを認識する必要があります。 ただし、これは大きなボキャブラリーには有益ではありません。

このHCIデバイスは、ユーザーがハンズフリーで移動できるようにし、ユーザーに最新の命令ベースのテクノロジーを維持します。

キーボード

キーボードは、今日私たち全員に知られている原始的なデバイスと考えることができます。 キーボードは、コンピューターの機械装置として機能するキー/ボタンの編成を使用します。 キーボードの各キーは、書かれた単一の記号または文字に対応しています。

これは、人間と機械の間で最も効果的で古代の対話型デバイスであり、より多くの対話型デバイスを開発するアイデアを与え、コンピューターや携帯電話用のソフトスクリーンキーボードなどの進歩をもたらしました。

反応時間

応答時間は、デバイスが要求に応答するのにかかる時間です。 リクエストは、データベースクエリからWebページのロードまで何でもかまいません。 応答時間は、サービス時間と待機時間の合計です。 応答がネットワーク上を移動する必要がある場合、送信時間は応答時間の一部になります。

最新のHCIデバイスには、いくつかのアプリケーションがインストールされており、それらのほとんどは同時に、またはユーザーの使用状況に応じて機能します。 これにより、応答時間が長くなります。 応答時間の増加はすべて、待機時間の増加が原因です。 待機時間は、リクエストの実行とそれに続くリクエストのキューによるものです。

そのため、最新のデバイスで高度なプロセッサが使用されている場合、デバイスの応答時間がより速いことが重要です。

設計プロセスとタスク分析

HCIデザイン

HCI設計は、計画された使用法、ターゲットエリア、リソース、コスト、実行可能性などのコンポーネントを持つ問題解決プロセスと見なされます。 トレードオフのバランスを取るために、製品の類似性の要件を決定します。

次のポイントは、相互作用の設計の4つの基本的な活動です-

• 要件の特定
• 代替設計の構築
• インタラクティブバージョンのデザインの開発
• 設計の評価

ユーザー中心のアプローチの3つの原則は次のとおりです-

• ユーザーとタスクに早期に焦点を当てる
• 経験的測定
• 反復設計

設計手法

当初から、人間とコンピューターの相互作用の手法を概説するさまざまな方法論が実現しています。 以下は、いくつかの設計手法です-

• 活動理論-これは、人間とコンピューターの相互作用が行われるフレームワークを記述するHCIメソッドです。 活動理論は、推論、分析ツール、および相互作用の設計を提供します。
• ユーザー中心の設計-ユーザーに設計の中心的な段階を提供し、デザイナーや技術者と協力する機会を提供します。
• ユーザーインターフェース設計の原則-_許容性、シンプルさ、可視性、アフォーダンス、一貫性、構造_および_フィードバック_は、インターフェース設計で使用される7つの原則です。
• 価値に敏感な設計-この方法は技術の開発に使用され、3つのタイプの研究が含まれています-概念、経験的_および_技術的。
• _概念_調査は、テクノロジーを使用する投資家の価値を理解するために機能します。
• _経験的_調査は、設計者がユーザーの価値を理解していることを示す定性的または定量的な設計調査研究です。
• _技術的調査には、概念的および経験的調査における技術と設計の使用が含まれます。

参加型デザイン

参加型の設計プロセスには、設計プロセスのすべての利害関係者が関与するため、最終結果は彼らが望むニーズを満たすことができます。 このデザインは、ソフトウェアデザイン、アーキテクチャ、ランドスケープアーキテクチャ、製品デザイン、持続可能性、グラフィックデザイン、計画、都市デザイン、さらには医学などのさまざまな分野で使用されています。

参加型デザインはスタイルではありませんが、デザインのプロセスと手順に焦点を当てています。 これは、設計者が設計の説明責任と発案を削除する方法と見なされています。

タスク分析

タスク分析は、ユーザー要件分析で重要な役割を果たします。

タスク分析

タスク分析は、ユーザーと抽象的なフレームワーク、ワークフローで使用されるパターン、およびGUIとの対話の時系列の実装を学習する手順です。 ユーザーがタスクを分割して順序付けする方法を分析します。

タスクとは何ですか？

システムを目指して、有用な目的に貢献する人間の行動はタスクです。 タスク分析は、コンピューターではなくユーザーのパフォーマンスを定義します。

階層的なタスク分析

階層的タスク分析は、タスクをサブタスクに分解する手順であり、サブタスクは、実行のための論理シーケンスを使用して分析できます。 これは、最善の方法で目標を達成するのに役立ちます。

'_「階層は要素の組織であり、前提条件の関係に従って、階層の上位に現れる単一の動作を達成するために学習者が経験しなければならない経験の経路を記述します。 （Seels＆Glasgow、1990、p。 94）」。_

分析のテクニック

• タスクの分解-タスクをサブタスクに、順番に分割します。
• ナレッジベースのテクニック-ユーザーが知る必要のある指示。

「ユーザー」は常にタスクの開始点です。

• 民族誌-使用状況におけるユーザーの行動の観察。
• プロトコル分析-ユーザーの行動の観察と文書化。 これは、ユーザーの思考を認証することで実現されます。 ユーザーは、ユーザーの精神的論理を理解できるように声に出して考えさせられます。

エンジニアリングタスクモデル

階層タスク分析とは異なり、エンジニアリングタスクモデルは正式に指定でき、より便利です。

エンジニアリングタスクモデルの特性

• エンジニアリングタスクモデルには柔軟な表記法があり、可能なアクティビティを明確に記述しています。
• 彼らは、設計でのタスクモデルの要件、分析、および使用をサポートするためのアプローチを編成しています。
• アプリケーション全体で発生する問題に対する条件付き設計ソリューションのリサイクルをサポートします。
• 最後に、自動ツールにアクセスして、設計サイクルのさまざまな段階をサポートします。

ConcurTaskTree（CTT）

CTTは、タスクのモデリングに使用されるエンジニアリング手法であり、タスクとオペレーターで構成されています。 CTTの演算子は、タスク間の時系列の関連付けを表すために使用されます。 CTTの主な機能は次のとおりです-

• ユーザーが達成したいアクションに焦点を当てます。
• 階層構造。
• グラフィカルな構文。
• 豊富な連続演算子。

ダイアログデザイン

ダイアログは、2つ以上の存在またはシステム間の相互作用の構築です。 HCIでは、ダイアログは3つのレベルで研究されています-

• 字句-アイコンの形状、実際に押されたキーなどは、このレベルで扱われます。
• 構文-相互作用における入力と出力の順序はこのレベルで説明されています。
• セマンティック-このレベルでは、内部アプリケーション/データに対するダイアログの効果が考慮されます。

ダイアログ表現

ダイアログを表すには、2つの目的に役立つ形式的な手法が必要です-

• 提案された設計をよりよく理解するのに役立ちます。
• ダイアログを分析してユーザビリティの問題を特定するのに役立ちます。 たとえば、「デザインは実際に元に戻すをサポートしていますか？」などの質問に答えることができます。

フォーマリズムの紹介

ダイアログを表すために使用できる多くの形式主義テクニックがあります。 この章では、これらの形式主義手法のうち3つについて説明します。

• 状態遷移ネットワーク（STN）
• 状態図
• 古典的なペトリネット

状態遷移ネットワーク（STN）

STNは最も自発的なもので、ダイアログがシステムのある状態から次の状態への進行を基本的に示すことを知っています。

STNの構文は、次の2つのエンティティで構成されています-

• 円-円はシステムの状態を指し、状態に名前を付けることでブランド化されます。
• アーク-円は、アークが開始する状態から終了する状態への遷移をもたらすアクション/イベントを参照するアークで接続されています。

STN図

STN図

StateCharts

StateChartsは、有限状態マシン（FSM）を拡張し、並行性を処理し、FSMにメモリを追加する複雑なリアクティブシステムを表します。 また、複雑なシステム表現を簡素化します。 StateChartsには次の状態があります-

• アクティブ状態-基礎となるFSMの現在の状態。
• 基本状態-これらは個別の状態であり、他の状態で構成されていません。
• スーパー状態-これらの状態は他の状態で構成されています。

図

'_基本状態bごとに、bを含むスーパー状態は祖先状態と呼ばれます。 スーパー状態は、アクティブになっているときはいつでも、サブ状態の1つがアクティブになっている場合、ORスーパー状態と呼ばれます。_

コインの挿入時にボトルを分配するマシンのStateChart構築を見てみましょう。

StateChart

上の図は、ボトルディスペンサーの全体の手順を説明しています。 コインを挿入した後にボタンを押すと、マシンはボトル充填モードとディスペンシングモードを切り替えます。 必要な要求ボトルが利用可能になると、ボトルが分配されます。 バックグラウンドで、詰まったボトルが取り除かれる別の手順が実行されます。 手順4の「H」記号は、今後のアクセスのために手順が履歴に追加されることを示します。

ペトリネット

Petri Netはアクティブな動作の単純なモデルであり、場所、遷移、アーク、トークンなどの4つの動作要素があります。 ペトリネットは、理解しやすいようにグラフィカルな説明を提供します。

• 場所-この要素は、反応システムの受動要素を象徴するために使用されます。 場所は円で表されます。
• 遷移-この要素は、リアクティブシステムのアクティブな要素を表すために使用されます。 遷移は正方形/長方形で表されます。
• Arc -この要素は因果関係を表すために使用されます。 アークは矢印で表されます。
• トークン-この要素は変更される可能性があります。 トークンは小さな塗りつぶされた円で表されます。

視覚的思考

視覚資料は、絵画、スケッチ、地図、図、写真などの形で古くからコミュニケーションプロセスを支援してきました。 今日の世界では、テクノロジーの発明とそのさらなる成長により、思考や推論などの視覚情報に新しい可能性が提供されています。 研究によれば、人間とコンピューターの相互作用（HCI）設計における視覚的思考のコマンドはまだ完全には発見されていません。 それでは、HCI設計のセンス作成活動における視覚的思考をサポートする理論を学びましょう。

Webの情報デザインのコンテキストで、視覚的即時性、視覚的衝動、視覚的インピーダンス、視覚的隠phor、類似性、関連性などの概念を含む、視覚的思考についての最初の用語が発見されました。

そのため、この設計プロセスは、設計プロセス中の論理的かつ協調的な方法として非常に適しています。 概念を個別に簡単に説明しましょう。

視覚的即時性

これは、視覚的表現の情報を理解するのに役立つ推論プロセスです。 この用語は、時間に関連する品質を強調するために選択されます。これは、設計によって推論が容易になったことの指標としても機能します。

視覚的な刺激

視覚的な推進力は、表現の文脈的側面への関与を高めることを目的とした刺激として定義されます。

視覚インピーダンス

それは表現のデザインの障害であるため、視覚的な即時性の反対として認識されています。 推論に関連して、インピーダンスはより遅い認知として表現できます。

視覚的隠phor、連想、類推、誘duction、ブレンディング

• 視覚的なデモンストレーションを使用して、別のなじみのあるアイデアの観点からアイデアを理解する場合、視覚的なメタファーと呼ばれます。
• 視覚的アナロジーと概念的ブレンディングは、メタファーに似ています。 類推は、ある特定のものから別のものへの含意として定義することができます。 概念的なブレンドは、さまざまな状況からの要素と重要な関係の組み合わせとして定義できます。

HCIの設計は、上記の概念を使用することで非常に役立ちます。 概念は、HCIおよび設計プロセスでの視覚的手順の使用をサポートする上で実用的です。

直接操作プログラミング

直接的な操作は、優れたインターフェイス設計として評価されており、ユーザーから高い評価を受けています。 このようなプロセスは、多くのソースを使用して入力を取得し、最終的には組み込みのツールとプログラムを使用してユーザーが望むように入力に変換します。

「直接性」は、操作プログラミングに主に寄与する現象として考えられてきました。 次の2つの側面があります。

• 距離
• 直接的な関与

距離

距離は、ユーザーの目標と、システムが提供する説明のレベルとの間の溝を決定するインターフェースであり、ユーザーが対処します。 これらは、「実行の湾」および「評価の湾」と呼ばれます。

処刑湾

実行湾は、ユーザーの目標とその目標を実装するデバイスとの間のギャップ/湾を定義します。 ユーザビリティの主な目的の1つは、障壁を取り除き、作業の流れを妨げる意図したタスクからユーザーの注意をそらすことを最小限に抑えるための手順に従うことで、このギャップを縮小することです。

評価湾

評価湾は、ユーザーがデザインのシステムから解釈した期待の表現です。 ドナルドノーマンによると、_システムがその状態に関する情報を取得しやすく、解釈しやすく、人のシステムの考え方に合った形で提供する場合、湾は小さくなります。

直接的な関与

これは、ユーザーが提示するオブジェクトの制御をデザインが直接処理し、システムを使いにくくするプログラミングとして説明されています。

実行および評価プロセスの精査により、システムの使用における取り組みが明らかになります。 また、システムを使用するために必要な精神的な努力を最小限に抑える方法も提供します。

直接操作の問題

• 応答の即時性と目標のアクションへの変換により、いくつかのタスクが簡単になったとしても、すべてのタスクを簡単に行うべきではありません。 たとえば、反復操作はおそらく即時性ではなく、スクリプトを介して行うのが最適です。
• 直接操作インターフェースでは、変数の管理、または要素のクラスからの個別の要素の説明が困難です。
• 直接操作インターフェースは、依存関係がシステムではなくユーザーに依存するため、正確ではない場合があります。
• 直接操作インターフェースの重要な問題は、ユーザーが考える技術を直接サポートすることです。

アイテムのプレゼンテーションシーケンス

HCIでは、タスクまたはアプリケーションの要件に従ってプレゼンテーションシーケンスを計画できます。 メニュー内のアイテムの自然な順序に注意する必要があります。 プレゼンテーションシーケンスの主な要因は-

• Time
• 数値の順序
• 物理的特性

タスク関連の取り決めがない場合、設計者は次の見込み客のいずれかを選択する必要があります-

• 用語のアルファベット順
• 関連アイテムのグループ化
• 最も頻繁に使用されるアイテムを最初に
• 最も重要なアイテムを最初に

メニューレイアウト

• メニューは、タスクセマンティクスを使用して整理する必要があります。
• 深さを浅くするよりも浅くすることをお勧めします。
• 位置は、グラフィック、数字、またはタイトルで表示する必要があります。
• サブツリーはアイテムをタイトルとして使用する必要があります。
• アイテムは有意義にグループ化する必要があります。
• アイテムは意味のある順序で並べる必要があります。
• 簡単なアイテムを使用する必要があります。
• 一貫した文法、レイアウト、技術を使用する必要があります。
• 先に入力、先にジャンプ、または他のショートカットを許可する必要があります。
• 前のメインメニューへのジャンプを許可する必要があります。
• オンラインヘルプを検討する必要があります。

一貫性のガイドラインは、次のコンポーネントに対して定義する必要があります-

• タイトル
• アイテムの配置
• 説明書
• エラーメッセージ
• ステータスレポート

フォーム入力ダイアログボックス

データフィールドの複数入力に適しています-

• 完全な情報がユーザーに表示されるはずです。
• ディスプレイは、使い慣れた紙のフォームに似ている必要があります。
• エントリの種類ごとにいくつかの指示を与える必要があります。

ユーザーはに精通している必要があります-

• キーボード
• Tabキーまたはマウスを使用してカーソルを移動する
• エラー修正方法
• フィールドラベルの意味
• 許可されるフィールドの内容
• ENTERおよび/またはRETURNキーの使用。

フォーム入力設計ガイドライン-

• タイトルには意味があります。
• 指示はわかりやすいものでなければなりません。
• フィールドは論理的にグループ化され、順序付けされる必要があります。
• フォームは視覚的に魅力的でなければなりません。
• 使い慣れたフィールドラベルを提供する必要があります。
• 一貫した用語と略語を使用する必要があります。
• 便利なカーソル移動が利用できるはずです。
• 個々の文字とフィールド全体の機能のエラー修正が存在する必要があります。
• エラー防止。
• 許容できない値のエラーメッセージを入力する必要があります。
• オプションのフィールドは明確にマークする必要があります。
• フィールドの説明メッセージが利用可能でなければなりません。
• 完了信号が表示されます。

情報検索と視覚化

データベースクエリ

データベースクエリは、データベースから情報を取得する主要なメカニズムです。 データベースの質問の事前定義された形式で構成されています。 多くのデータベース管理システムは、構造化照会言語（SQL）標準照会形式を使用します。

例

SELECT DOCUMENT#
FROM JOURNAL-DB
WHERE (DATE >= 2004 AND DATE <= 2008)
AND (LANGUAGE = ENGLISH OR FRENCH)
AND (PUBLISHER = ASIST OR HFES OR ACM)

ユーザーは、検索を表示および制御できる場合、パフォーマンスが向上し、満足度が向上します。 したがって、データベースクエリは、ヒューマンコンピューターインターフェイスでかなりの量のヘルプを提供しています。

次のポイントは、テキスト検索のユーザーインターフェイスを明確にする5段階のフレームワークです-

• 定式化-検索の表現
• アクションの開始-検索の起動
• 結果のレビュー-メッセージと結果を読む
• 改良-次のステップの策定
• 使用-洞察のコンパイルまたは普及

マルチメディアドキュメント検索

主なマルチメディアドキュメント検索カテゴリは次のとおりです。

画像検索

一般的な検索エンジンで画像検索を事前に作成するのは簡単なことではありません。 ただし、選択した画像を入力して画像検索を実行できるサイトがあります。 ほとんどの場合、シンプルな描画ツールを使用して、検索するテンプレートを作成します。 指紋照合などの複雑な検索の場合、ユーザーがマシンで異なる機能の事前定義データを検索できる特別なソフトウェアが開発されています。

地図検索

マップ検索は、オンラインマップがモバイルデバイスと検索エンジンを介して取得されるマルチメディア検索の別の形式です。 ただし、経度/緯度を使用した検索などの複雑な検索には、構造化されたデータベースソリューションが必要です。 高度なデータベースオプションを使用すると、都市、州、国、世界地図、天気予報、方向など、あらゆる側面の地図を取得できます

デザイン/ダイアグラム検索

一部の設計パッケージは、設計または図の検索もサポートしています。 例：図、青写真、新聞など

サウンド検索

音声検索は、データベースの音声検索でも簡単に実行できます。 ユーザーは検索用の単語やフレーズを明確に話す必要がありますが。

ビデオ検索

Infomediaなどの新しいプロジェクトは、ビデオ検索の取得に役立ちます。 ビデオの概要またはビデオからのフレームのセグメンテーションを提供します。

アニメーション検索

Flashの人気により、アニメーション検索の頻度が増加しています。 動く船などの特定のアニメーションを検索できるようになりました。

情報の可視化

情報の視覚化は、人間の理解を強化する概念データのインタラクティブな視覚的イラストです。 人間とコンピューターの相互作用の研究から生まれ、さまざまな分野で重要なコンポーネントとして適用されています。 これにより、ユーザーは大量の情報を一度に表示、発見、理解できます。

情報の視覚化も仮定構造であり、通常、統計的仮説検定などの正式な調査が行われます。

高度なフィルタリング

高度なフィルタリング手順は次のとおりです-

• 複雑なブールクエリを使用したフィルタリング
• 自動フィルタリング
• 動的クエリ
• ファセットメタデータ検索
• 例による問い合わせ
• 暗黙的な検索
• 協調フィルタリング
• 多言語検索
• 視野指定

ハイパーテキストとハイパーメディア

ハイパーテキストは、すぐにアクセスできるハイパーリンクへの参照を持つテキストとして定義できます。 別のテキストへの参照を提供するテキストは、リンクを形成する参照を持つ2つの情報ノードとして理解できます。 ハイパーテキストでは、すべてのリンクがアクティブになり、クリックすると新しいものが開きます。

一方、ハイパーメディアは、ビデオ、CDなどのさまざまな種類のメディア、およびハイパーリンクを保持する情報媒体です。

したがって、ハイパーテキストとハイパーメディアの両方は、リンクされた情報のシステムを指します。 テキストはリンクを指す場合があり、リンクにはビジュアルやメディアも含まれる場合があります。 したがって、ハイパーテキストは、実際には複数のメディアに分散している可能性のあるドキュメントを示す一般的な用語として使用できます。

Webサイトデザインのオブジェクトアクションインターフェイスモデル

オブジェクトアクションインターフェイス（OAI）は、グラフィカルユーザーインターフェイス（GUI）の次のステップと考えることができます。 このモデルは、アクションよりもオブジェクトの優先度に焦点を当てています。

OAIモデル

OAIモデルを使用すると、ユーザーはオブジェクトに対してアクションを実行できます。 最初にオブジェクトが選択され、次にオブジェクトに対してアクションが実行されます。 最後に、結果がユーザーに表示されます。 このモデルでは、ユーザーは構文アクションの複雑さを心配する必要はありません。

オブジェクトアクションモデルは、ユーザーが設計プロセスに直接関与しているために制御感を得ることができるため、ユーザーに利点をもたらします。 コンピューターは、さまざまなツールを示す媒体として機能します。

オブジェクト指向プログラミング

オブジェクト指向プログラミングパラダイム（OOPP）

オブジェクト指向プログラミングパラダイムは、人間のコンピューターインターフェイスで重要な役割を果たします。 実世界のオブジェクトを取得し、それらに対してアクションを実行するさまざまなコンポーネントがあり、人間と機械の間でライブの対話を行います。 OOPPのコンポーネントは次のとおりです-

• このパラダイムは、相互作用が実際のオブジェクト間で行われる実際のシステムを表します。
• 相互作用する関連オブジェクトのグループとしてアプリケーションをモデル化します。
• プログラミングエンティティは、関連する実世界のオブジェクトのコレクションを示すクラスとしてモデル化されます。
• プログラミングは、実世界のオブジェクトとクラスの概念から始まります。
• アプリケーションは多数のパッケージに分割されています。
• パッケージはクラスのコレクションです。
• クラスは、類似した実世界のオブジェクトのカプセル化されたグループです。

オブジェクト

実世界のオブジェクトは2つの特性を共有しています-それらはすべて状態と動作を持っています。 オブジェクトを理解するために、次の図の例を見てみましょう。

オブジェクトOOP

上の図では、オブジェクト「犬」には状態と動作の両方があります。

オブジェクトはその情報を属性に保存し、メソッドを介してその動作を公開します。 オブジェクト指向プログラミングのさまざまなコンポーネントについて簡単に説明しましょう。

データカプセル化

オブジェクトのメソッドを介してユーザーからクラスの実装の詳細を隠すことは、データのカプセル化と呼ばれます。 オブジェクト指向プログラミングでは、コードとデータを結合し、外部の干渉から安全に保ちます。

公開インターフェース

ソフトウェアエンティティが単一のコンピューターまたはネットワーク内で相互にやり取りするポイントは、パブリックインターフェイスと呼ばれます。 これはデータセキュリティに役立ちます。 他のオブジェクトは、パブリックインターフェイスを介して外部世界に公開されるメソッドのみを使用することにより、インタラクションでオブジェクトの状態を変更できます。

クラス

クラスは、相互メソッドを持つオブジェクトのグループです。 これは、オブジェクトの作成に使用される設計図と見なすことができます。

パッシブなクラスは相互に通信しませんが、相互に作用するオブジェクトのインスタンス化に使用されます。

継承

一般的な用語としての継承は、プロパティを取得するプロセスです。 OOPでは、1つのオブジェクトが別のオブジェクトのプロパティを継承します。

多型

多態性とは、複数のクラスで同じメソッド名を使用し、派生クラスのメソッドを再定義するプロセスです。

例

ポリモーフィズムの例

ユーザーインターフェイス設計のオブジェクト指向モデリング

オブジェクト指向インターフェースは、設計目的でソフトウェアオブジェクトを操作する現実世界でユーザーを結び付けます。 図を見てみましょう。

OOM of User Interface Design

インターフェース設計は、インタラクションタスクと操作の助けを借りて、ユーザーの目標を成功裏に達成するよう努めています。

インターフェイス設計用のOOMを作成する際、まずユーザー要件の分析が行われます。 設計では、各ダイアログに必要な構造とコンポーネントを指定します。 その後、インターフェースが開発され、ユースケースに対してテストされます。 例-パーソナルバンキングアプリケーション。

次に、すべてのユースケースについて文書化された一連のプロセスが、主要なオブジェクトについて分析されます。 これにより、オブジェクトモデルが作成されます。 キーオブジェクトは分析オブジェクトと呼ばれ、これらのオブジェクト間の関係を示す図はオブジェクト図と呼ばれます。

ヒューマンコンピューターインターフェイスの概要

このチュートリアルでは、ヒューマンコンピュータインターフェイスの基本的な側面を学びました。 ここからは、この主題のプログラミングの側面に関する詳細な知識を提供する完全なリファレンスブックとガイドを参照できます。 このチュートリアルがトピックの理解に役立ち、このテーマに興味を持ったことを願っています。

現在の設計慣行の助けとなる、将来のHCI設計における新しい職業の誕生を期待しています。 明日のHCIデザイナーは間違いなく、今日の専門家の領域である多くのスキルを採用するでしょう。 そして、スペシャリストの現在の実践のために、他の人が過去に行ったように、彼らが進化することを願っています。

将来的には、ソフトウェア開発ツールを再発明し、プログラミングを人々の仕事や趣味に役立てたいと考えています。 また、ソフトウェア開発を共同作業として理解し、ソフトウェアが社会に与える影響を研究したいと考えています。