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第1章人机交互与用户体验1

【导读案例】智能助手的崛起与挑战1

1.1人机交互概述1

1.1.1人机界面与交互1

1.1.2人机交互的发展历程3

1.1.3用户体验（UX）与用户界面（UI）4

1.2人工智能在人机交互中的角色5

1.2.1核心技术5

1.2.2发展现状5

1.2.3在人机交互中的作用6

1.3AIGC设计工具6

1.3.1图像生成类7

1.3.2设计辅助类7

1.3.3文本生成类7

1.3.4视频生成类7

1.3.5综合创作类7

1.4交互设计8

1.4.1设计什么8

1.4.2交互设计的组成8

1.4.3交互设计的人员9

1.4.4了解用户9

1.4.5无障碍和包容性设计10

1.5最佳UX设计10

1.6人机交互与软件工程12

【习题】13

【实验与思考】人机交互的设计与UX15第2章相关学科与认知理论18

【导读案例】AI在人机工程学中的应用18

2.1与人机交互相关的领域18

2.1.1人文领域19

2.1.2技术相关领域19

2.1.3设计相关领域20

2.2认知心理学与人机交互20

2.2.1感知20

2.2.2注意力23

2.2.3记忆24

2.2.4学习25

2.2.5阅读、说话和聆听26

2.2.6疲劳26

2.2.7人为失误27

2.3认知理论与AI交互模型27

2.3.1心智模型27

2.3.2信息处理27

2.3.3分布式认知28

2.3.4外部认知29

2.3.5具身交互29

2.3.6AI交互模型30

2.4人机工程学与人机交互31

【习题】32

【实验与思考】熟悉人机交互的学科知识与AI方法34第3章交互界面与技术创新36

【导读案例】AI驱动的界面设计36

3.1实用性界面技术37

3.1.1命令行界面37

3.1.2图形用户界面38

3.1.3移动设备交互界面38

3.1.4触觉交互设备39

3.1.5可穿戴计算界面39

3.2输入输出界面技术40

3.2.1键盘、指点设备40

3.2.2显示器41

3.2.3笔设备、触摸屏42

3.2.4智能界面43

3.3功能性界面技术44

3.3.1基于手势交互的系统44

3.3.2语音界面44

3.3.3虚拟现实与增强现实44

3.3.4多模式界面46

3.3.5脑机接口47

3.4平台性界面技术47

3.4.1可共享界面47

3.4.2实体界面与具身UI48

3.4.3自然用户界面49

3.5交互设计的技术创新49

3.5.1创新的交互方式49

3.5.2创新提升交互体验52

3.5.3创新思维引领交互设计53

3.5.4人性化体验推动交互演进54

【习题】55

【实验与思考】交互界面的选择与设计56第4章概念化交互与设计思维58

【导读案例】AI在自动驾驶中的应用58

4.1概念化交互方法60

4.1.1生成需要解决的问题60

4.1.2明确基本假设和声明61

4.2概念模型与交互设计61

4.2.1模型定义与设计概念61

4.2.2界面隐喻62

4.2.3AI应用63

4.3设计思维64

4.3.1核心原则64

4.3.2思维过程65

4.3.3应用案例66

4.4交互类型66

4.5指导设计和研究方法68

4.5.1范例68

4.5.2愿景68

4.5.3理论69

4.5.4模型69

4.5.5框架69

4.5.6AI方法70

【习题】71

【实验与思考】形成概念模型的方法73第5章社会化与情感化交互75

【导读案例】BMIoT： AIoT在人机交互智能上的璀璨明珠75

5.1社会化交互76

5.1.1社交与AI76

5.1.2面对面对话77

5.1.3远程对话78

5.2共现79

5.2.1物理协调79

5.2.2感知79

5.2.3共享界面80

5.3情绪、情感化设计及其计算技术81

5.3.1情感化交互与情绪影响82

5.3.2情绪轮盘与行为模型82

5.3.3情感化图标与界面84

5.3.4情感计算技术84

5.4说服技术与行为改变85

5.4.1案例： 亚马逊的一键式机制86

5.4.2技术干预86

5.5拟人论与AI87

【习题】88

【实验与思考】社会化交互与情感化交互设计90第6章用户需求与数据分析92

【导读案例】AI企业开发家庭能源应用92

6.1用户分析与需求捕获93

6.1.1用户是谁94

6.1.2用户需求是什么94

6.1.3研究需求活动95

6.1.4双菱形设计方法95

6.1.5捕获需求96

6.2需求定义与角色场景96

6.2.1用户故事96

6.2.2不同类型的需求97

6.2.3实用安全性100

6.2.4角色100

6.2.5场景101

6.2.6设计小说102

6.3数据收集与交互设计102

6.3.1数据收集103

6.3.2使用探针与用户互动104

6.3.3情境调查104

6.4捕获与用例的交互105

【习题】106

【实验与思考】需求类型、开发角色和场景108第7章设计指南与原则110

【导读案例】基于区块链的数据市场设计110

7.1界面设计的4个支柱111

7.1.1UI需求112

7.1.2指南文档与过程112

7.1.3专家评审与可用性测试113

7.2参与式设计113

7.2.1参与用户的选择113

7.2.2以用户为中心的方法113

7.2.3场景开发114

7.3设计指南114

7.3.1界面导航114

7.3.2组织显示115

7.3.3引起用户注意115

7.3.4便于数据输入116

7.4设计原则116

7.4.1确定用户的技能水平116

7.4.2识别任务117

7.4.3选择交互风格117

7.4.45条设计原则118

7.4.58条界面设计“黄金规则”118

7.4.6确保人的控制119

7.5交互设计的尼尔森原则119

7.5.1可见性原则120

7.5.2贴近现实场景原则120

7.5.3用户控制和自由原则120

7.5.4一致性和标准化原则121

7.5.5容错原则121

7.5.6易取原则122

7.5.7灵活高效原则122

7.5.8简洁性原则123

7.5.9帮助用户识别和解决问题原则123

7.5.10人性化帮助原则123

【习题】124

【实验与思考】理解设计风格与原则126第8章设计风格、过程与AI设计思维128

【导读案例】AI处理器“X”PU的设计128

8.1设计的风格129

8.1.1工业革命129

8.1.2工艺美术运动130

8.1.3新艺术运动130

8.1.4德意志制造联盟与包豪斯131

8.1.5流线型设计132

8.1.6国际主义风格与现代设计132

8.1.7多元化浪潮与后现代主义设计133

8.2开发方法学135

8.2.1软件工程方法135

8.2.2观察用户136

8.3交互设计中的活动137

8.3.1四项基本活动137

8.3.2简单生命周期模型138

8.3.3谷歌设计挑战138

8.3.4野外研究139

8.3.5生成备选方案139

8.3.6选择备选方案140

8.4AI设计思维141

【习题】142

【实验与思考】熟悉设计管理和游戏界面设计144第9章原型构建与界面设计146

【导读案例】交互设计师的成长之路146

9.1构建原型与概念设计148

9.1.1什么是原型148

9.1.2低、高保真原型149

9.1.3概念设计150

9.1.4具体设计152

9.1.5敏捷设计过程152

9.2直接操纵和WIMP界面153

9.2.1直接操纵基本思想153

9.2.2视觉思维与图标154

9.2.3直接操纵的应用155

9.33D界面156

9.4远程操作158

【习题】159

【实验与思考】理解人机交互与交互设计的区别161第10章命令、菜单与表格设计163

【导读案例】中国制造的设计创新163

10.1命令与计算机语言166

10.2菜单设计167

10.2.1菜单的设计原则168

10.2.2任务相关的菜单组织168

10.2.3菜单界面的语义组织169

10.2.4菜单界面设计169

10.2.5下拉、工具栏、弹出菜单170

10.2.6长列表菜单172

10.3单菜单174

10.4表格填充数据输入175

10.5声频和小显示器菜单176

10.5.1声频菜单176

10.5.2用于小显示器的菜单177

【习题】177

【实验与思考】熟悉网页设计179第11章用户文档与在线帮助181

【导读案例】Hawkins设计系统的分享181

11.1文档的建立183

11.1.1在线与纸质文档183

11.1.2纸面与显示器阅读184

11.1.3文档内容的形成185

11.2文档的访问185

11.2.1在线帮助185

11.2.2上下文相关的帮助186

11.2.3动画演示和多媒体186

11.3文档开发过程186

11.4出错信息与处理187

11.4.1错误预防原则187

11.4.2错误恢复原则188

11.5非拟人化设计188

11.5.1设计特点188

11.5.2设计原则189

11.5.3应用领域189

【习题】190

【实验与思考】软件产品开发文件编制指南192第12章人机交互质量评估197

【导读案例】黄金分割律197

12.1响应时间影响模型198

12.2评估因素198

12.2.1评估原因199

12.2.2评估内容199

12.2.3评估地点199

12.2.4评估时间199

12.3评估类型200

12.3.1涉及用户的受控环境200

12.3.2不涉及用户的环境200

12.3.3涉及用户的自然环境201

12.3.4评估研究案例201

12.4检查、分析和建模203

12.4.1将设计原则转换为启发式原则203

12.4.2A/B测试204

12.5软件人机界面的评价204

12.6人机交互的法律问题206

【习题】207

【实验与思考】典型软件人机界面设计评价209

【课程学习与实验总结】212附录A综合实践1： 基于视觉的HCI技术216附录B综合实践2： 基于音频的HCI技术221附录C习题参考答案227参考文献230