摘要：本文突出了“以用戶為中心”的設計理念，對人機界面設計的基本理論進行了研究，提出機載信息系統人機界面設計原則，在界面設計中遵循這些原則有助于提高機載信息系統的人機交互能力?！? 關鍵詞：機載信息系統 人機界面設計　 　 機載信息系統是一種比較特殊的人機交互系統，人機界面是機載信息系統中的至關重要的一個組成部分。機載信息系統的功能和性能要通過人機界面體現和發揮出來，好的人機界面設計和技術實現能充分發揮機載信息系統的作用。傳統的信息系統人機界面設計中，系統設計者往往只注重產品功能的實現，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機器，沒有系統化考慮人的因素。對于機載信息系統的人機界面設計，不僅要系統考慮人的因素，還要強調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計思想，選擇合理的交互方式,科學地進行人機任務區分，才能充分發揮人與機器的特點，才能開發出簡潔、高效、友好、易用的機載信息系統人機交互界面。 一、人機界面設計思想 　 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計中的心理模型、實現模型和系統模型這三個概念。 　 （1）心理模型是存在于用戶頭腦中的關于一個產品應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品的經驗，或者是用戶根據使用該產品要達到的目標而對產品的概念和行為的一種期望。 　 （2 ）實現模型是產品的內部結構和工作原理，它存在于產品設計人員的頭腦中。 　 （3）系統模型是指產品的最終外觀以及產品呈現給用戶后，用戶通過觀看或使用后而形成的關于產品如何使用和工作的知識。2.三種模型的關系在這三個模型中，心理模型是用戶層次與領域的問題，是設計人員無法改變的；實現模型是受當前技術水平的制約的，在一定時期也很難有太大的變化；只有系統模型具有極大的可塑性，可以由產品設計人員進行完善與改進。系統模型分布于心理模型和實現模型之間某個位置，系統模型接近心理模型，需要用戶學習和記憶的地方就會越少，產品就越接近用戶的期望值；如果系統模型接近實現模型則用戶需要把期望中的一些概念和行為映射到系統模型中表現出來的一些界面元素和執行操作上。這種映射在認知心理學上就表現為一種記憶負擔，而正是記憶負擔使人們覺得產品難以使用。3.人機界面設計中存在的問題從三種模型的關系可以看出，系統模型位于機載信息系統人機界面設計原則 2007年10月 國防技術基礎第10期心理模型和實現模型之間的位置決定了產品的易用性和復雜度。傳統軟件設計往往只注重如何讓系統模型更加接近實現模型，把注意力放在提高產品的復雜度和技術難度上，從而忽略了系統模型設計與心理模型的關系，認為人機界面設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。近年來，隨著計算機硬件技術的迅猛發展，新一代的計算機用戶，在應用軟件的可操作性以及軟件操作的舒適性等方面對應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。在傳統軍用軟件中，由于系統模型和心理模型不匹配導致的產品易用性問題廣泛存在，友好的人機界面設計已經成為軍用軟件開發的一個重要組成部分。機載信息系統中人機界面的質量決定了軟件易用性和用戶對整個系統功能的評價，為了使機載信息系統的人機界面設計更好地適應用戶，“以用戶為中心”的思想應該被軟件設計人員所重視并貫穿于軟件設計中。 二、人機界面設計的一般原則原則是整體的、與性質有關的軟件固有特性的設計指南，是要做的必要工作。 本著“以用戶為中心”的設計思想，人機界面設計應遵循以下設計原則。 1.與用戶兼容用戶是系統交互界面的最終使用者。在用戶期望和界面設計的現實之間要兼容，要基于用戶以前的經驗。 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出來，自己控制系統，而不是被系統所控制。 （1）用戶應在系統人機交互中扮演主動角色，可根據需要選擇交互方式和步驟完成交互任務。 （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，可根據用戶個性提供人機交互選項功能。 （3）合理的進行交互任務區分并劃分進程，用戶無需加載整個應用模塊來執行某個操作。 3.指導作用用戶使用不同的軟件難免有些生疏，特別是操作比較復雜的軟件系統。人機界面應該提供上下文敏感的求助系統，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，避免疊加式系統導致用戶求助某項指南而不得不瀏覽大量無關信息；錯誤和警告信息必須選用用戶明了、含義準確的術語描述，同時還應盡可能提供一些有關錯誤恢復的建議。 4.系統穩定性和容錯性強用戶的誤操作是在所難免的，人機交互系統應該具有較強的容錯性，不能因錯誤操作造成系統難以恢復、災難性的后果，系統人機界面應有一定的數據備份和恢復功能。人機交互設計應能預防錯誤的發生，具備保護功能，防止因誤操作而破壞系統的運行狀態和信息存儲。系統應提供必要的出錯信息，出錯信息應清楚、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，界面原型在設計完成后，需要交付使用者使用，通過用戶參與使用設計人員還應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）人機界面的適應性和協調性。 （4）人機界面的穩定性和容錯性。在進行人機界面評估過程中應該注意，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、機載信息系統人機界面設計的基本原則 1.面向部隊用戶機載信息系統主要提供給部隊使用，部隊用戶是系統交互界面的最終使用者。在用戶期望和界面設計的現實之間要和諧統一，應符合部隊使用人員的思維習慣和交互經驗。為了做到面向部隊用戶，應積極邀請部隊用戶參與最初的界面設計過程。其參與方式有兩種：一是在系統的設計階段，部隊用戶配合系統設計人員一起完成系統的用戶交互特性需求分析和交互任務需求分析，做好人機界面設計必要的前期準備工作；二是在系統人機界面原型設計完成后，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，找出界面設計的缺陷和錯誤，然后酌情作進一步的修改。 2.系統簡單易用“以用戶為中心”的設計思想要求用戶處于控制地位，用戶可以輕松支配軟件。所以機載信息系統人機界面軟件應該盡可能簡單、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即可正確操作。 （1）提供多種幫助服務機載信息系統人機界面軟件功能比較豐富，特別是有些命令專業性強、操作復雜，對使用者提出了比較高的要求。針對機載信息系統人機界面軟件，系統僅僅提供用戶手冊是不夠的，因為對于系統生疏型用戶，閱讀完整的手冊是困難的，特別是在特定的作戰使用環境中，給使用者造成很多不便。界面設計應通過任務提示和反饋信息來指導用戶，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，并得到響應是機載信息系統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。根據部隊用戶的使用習慣，以及人機界面設計的經驗，機載信息系統人機界面軟件應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操作。這種方式使用靈活，便于用戶發揮其創造性，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，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，可能出現菜單層次過多及菜單選項復雜的情形，必須逐級進行選擇，不能一步到位，導致交互速度顯得太慢。這必然影響用戶操作的時間，影響機載信息系統的交互時間。較好的解決方法是菜單模式和選取方式的轉變，必要時限制菜單層次，并且采納人機界面設計中的費茨定律，可以對使用較多的菜單項目進行總結和歸納，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。故應對信息系統各功能模塊快捷鍵使用方案統一設計和分配，且注意以下幾個問題：快捷鍵應只使用于重要和常用的功能；快捷鍵的設定應符合軟件開發的習慣，一般使用“CTRL ＋鍵”組合、“SHIFT ＋鍵”組合或“F1～F12”來執行一些快捷操作，避免使用三鍵以上的快捷鍵組合和系統已規定的快捷按鍵組合；避免將一個快捷按鍵或組合分配給多個操作。 3.系統反應迅速系統響應時間過長是交互式系統中用戶抱怨最多的問題，機載信息系統人機界面軟件由于軍事使用需求對系統反應靈敏度要求較高，如果用戶的操作不能及時響應，會導致重要命令的延誤。除了響應時間的絕對長短外，用戶對不同命令在響應時間上的差別亦很在意，若過于懸殊用戶將難以接受。4.系統實時性強機載信息系統人機界面軟件需要滿足部隊作戰使用需要，人機界面的信息顯示必須隨著現場實時數據的變化進行周期性的刷新,　實時地反映被監視對象及控制對象的變化情況。所以在人機界面設計過程中，在保證系統穩定性的前提條件下，采用多任務處理方式，改進算法，提高系統實時顯示效率。5.系統緊湊簡潔機載信息系統人機界面軟件是在機載環境運機載信息系統人機界面設計原則 2007年10月 國防技術基礎第10期行的軟件，由于硬件環境和操作環境的特殊性，機載信息系統軟件人機界面設計不需要過分華麗，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生關聯。因為機載信息系統畫面顯示比較豐富，為了避免造成用戶視覺認識困難，機載信息系統人機界面應使用有限的顏色，在顏色的選擇上必須符合交互需要和適應用戶的心理認知規律，顏色的搭配上應盡量美觀、協調并使用戶容易集中注意力。 （2）所有的菜單選擇、命令輸入、數據顯示功能應保持風格的一致性。 （3）規范字體、字符大小保持一致。 （4）特定符號的顯示保持一致。由于機載信息系統軟件是軍用軟件，考慮到使用者的使用習慣和傳統規定，一些特定的符號需要與其他軍用軟件保持一致，避免產生歧義。 （5）快捷操作的一致性。機載信息系統軟件雖然有其特殊性，但是一些常用的快捷操作應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時間。 （6）控件使用的一致性。控件是組成界面的基本要素，對控件的組合、布局、排列和大小需詳細規定。首先，應根據系統交互任務的需要合理確定控件組合，以及系統人機界面的控件集。其次，控件間的排列和布局應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、結束語 機載信息系統人機界面是機載信息系統與外界交互的橋梁，是人機交互的主要渠道。人機交互系統應盡可能考慮人的因素，為使用者服務。只有充分考慮系統操作人員及其所處機載環境的要求，人機界面才可能將系統功能更好地體現，才能優質、高效地完成系統任務。遵循以上原則有助于機載信息系統的開發，有助于提高機載信息系統軟件的整體質量。 參考文獻： [1] 李樂山. 人機界面設計[M].北京:科學出版社,2004. 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