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目录 1

第1章　引言 1

1.1　人机交互的重要性 2

1.2 人机交互的发展历史 5

1.2.1　计算机发展的早期 6

1.2.2　作业控制语言及交互命令语言阶段 6

1.2.3 图形用户界面阶段 7

1.2.5　多通道、多媒体的智能用户界面阶段 8

1.2.4 网络用户界面的出现 8

1.2.6　人机界面发展中最有影响的事件和成果 9

1.3 人机交互的三元素 9

1.3.1　人的因素 10

1.3.2　交互设备 11

1.3.3　交互软件 11

推荐阅读和网上资源 12

参考文献 12

第2章　人的因素 14

2.1 人的行为模型 14

2.1.1　手动控制 15

2.1.2　管理控制 16

2.1.3　监视问题 17

2.2 人类工程学 18

2.2.1　人类工程学中人的特性 19

2.2.2　人机功能比较 22

2.2.3　显示器与控制器的设计 23

2.3　计算机用户工程原理 24

2.4 软件心理学 27

2.4.1　软件心理学的提出及定义 27

2.4.2　研究方法 28

2.4.3　若干结果 29

参考文献 32

第3章　人机交互设备和技术 33

3.1 传统交互设备 33

3.1.1　正文输入／输出设备 34

3.1.2　图形、图像输入／输出设备 36

3.2 三维输入设备 40

3.2.1　三维定位机构Polhemus 41

3.2.2　数据手套及其他指示姿势的装置 42

3.2.4　力量反馈技术 44

3.2.3　三维操纵杆、鼠标器及跟踪球 44

3.3 语音交互技术 45

3.3.1　语音输入 45

3.3.2　语音识别 46

3.4　基于手势的交互技术 48

3.5　视线追踪的交互技术 49

3.6　表情识别 51

3.7　自然语言理解 52

3.8 手写识别 54

3.8.1　静态手写体识别 55

3.8.2　联机手写体识别 56

3.9　全息图像 58

3.10　听觉界面 60

3.11　总结 63

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参考文献 64

第4章　用户界面设计 66

4.1 用户界面的风格 66

4.1.1　命令语言 66

4.1.2　菜单选项 72

4.1.3　直接操作 77

4.1.4　用户界面的标准化问题 80

4.2 用户界面设计中的重要问题 81

4.2.1　响应时间和显示速率 81

4.2.2　屏幕设计及信息提示 83

4.2.3　联机帮助、手册及指导教材 86

4.2.4　错误处理 88

4.3　对话独立性 91

4.3.1　对话独立性的有关概念 91

4.3.2　对话的行为模型和结构模型 92

4.4.1　状态转换图 95

4.4 对话的表示技术 95

4.4.2　上下文无关文法 98

4.4.3　事件模型 99

4.4.4　其他表示技术 102

4.5 界面设计方法 104

4.5.1　命令语言的设计 106

4.5.2　面向对象的设计方法 107

4.5.3　形式化描述方法 110

4.5.4　基于知识的设计方法 112

参考文献 114

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第5章　多通道用户界面的主要问题 116

5.1 引言 116

5.1.1 多通道用户界面的几个概念 116

5.1.2　多通道人机界面中人机交互的特点 117

5.1.3　多通道用户界面的概念模型 118

5.1.4　多通道用户界面的优势 119

5.1.5 多通道用户界面研究中的主要问题 121

5.1.6 多通道用户界面的研究简况 122

5.2　输入原语 123

5.3 用户模型和描述方法 124

5.3.1 基于自然交互方式的多通道用户界面模型 126

5.3.2　层次化的多通道用户界面描述方法 126

5.3.3　应用举例 128

5.3.4　其他多通道用户结构模型 131

5.4 多通道整合 132

5.4.1　基本概念 132

5.4.2　人的“多通道整合” 133

5.4.3　多通道整合实例分析 134

5.4.4　多通道整合原理 136

5.4.5　多通道整合方法 138

5.5.1　虚拟房间 144

5.5　实例 144

5.5.2　中国象棋 145

5.5.3　“积木世界” 146

5.5.4　多通道移动导游系统TGH 148

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参考文献 148

6.1 用户界面工具箱 152

6.1.1　界面设计工具的要求 152

第6章　用户界面的开发工具和环境 152

6.1.2　窗口系统的定义、类型及层次 154

6.1.3　对计算机若干领域的重大影响 155

6.1.4　实用技术 156

6.2 用户界面管理系统 165

6.2.1　发展历史 166

6.2.2　控制结构 166

6.2.3　将来的研究趋向 167

6.3 多通道用户界面的软件平台 167

6.3.1　智能体模型 168

6.3.2　PAC-Amodeus模型 169

6.3.3　MMl2结构模型 170

参考文献 170

第7章　用户界面的评估 172

7.1　测试与评估 173

7.2　评估方法 177

7.3　可用性测试 179

7.4 用户界面评估 184

7.4.1　使用任务评估用户界面 184

7.4.2　界面表现评估 185

7.5 多通道用户界面的评估 189

7.5.1 多通道界面人机交互评估 190

7.5.2　CAD评估实例 191

7.5.3　多通道用户界面的可用性测试 192

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参考文献 195

第8章　新一代人机界面展望 196

8.1 近年来人机交互的进展 197

8.1.1 自然、高效的多通道交互 197

8.1.2　人机交互模型和设计方法 200

8.1.3　虚拟现实和三维交互 201

8.1.4　可穿戴计算机和移动手持设备的交互 205

8.1.5 智能空间及智能用户界面 206

8.1.6　计算机支持的协同工作 207

8.2 人机交互技术的标准化问题 210

8.2.1 以人为中心的交互系统设计过程（ISO 13407） 210

8.2.2　多通道交互（W3C标准） 212

8.2.3　用户界面标记语言（UIML） 217

8.3 虚拟现实及网络用户界面 222

8.3.1 虚拟信息房间 （Virtural Information Room,VIR） 222

8.3.2 自然交互和虚拟现实 224

8.3.3 网络用户界面 227

8.4 无所不在的计算 229

8.4.1　Ubicomp：第三代计算浪潮 230

8.4.2　Ubicomp中的关键技术 230

8.4.3　Ubicomp的研究进展和主要应用 231

8.5　关于新一代界面的讨论 233

参考文献 238

附录一：W3C多通道交互用例 242

附录二：北京大学本科生“人机交互”课程实习情况简介 259