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20世纪改变生活最伟大的10个人机界面设计

什么是人机界面

人机界面(Human–Machine Interaction,简称HMI),是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口,是计算机系统的重要组成部分。是指人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的领域或称界面所说人机结合面,信息交换,功能接触或互相影响,指人和机器的硬接触和软触,此结合面不仅包括点线面的直接接触,还包括远距离的信息传递与控制的作用空间。人机结合面是人机系统中的中心一环节,主要由安全工程学的分支学科安全人机工程学去研究和提出解决的依据,并过安全工程设备工程学,安全管理工程学以及安全系统工程学去研究具体的解决方法手段措施安全人机学。它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。现在大量运用在工业与商业上,简单的区分为“输入”(Input)与“输出”(Ouput)两种,输入指的是由人来进行机械或设备的操作,如把手、开关、门、指令(命令)的下达或保养维护等,而输出指的是由机械或设备发出来的通知,如故障、警告、操作说明提示等,好的人机接口会帮助使用者更简单、更正确、更迅速的操作机械,也能使机械发挥最大的效能并延长使用寿命,而目前市面上所指的人机接口则多界狭义的指在软件人性化的操作接口上。

今天人类的生活片刻也离不开机器。与机器的和平共处比任何时候都更显重要。而要做到这一点,人与机器的交流必须通畅无阻。设计最精巧的人机界面装置能够让人根本感觉不到是它赋予了人巨大的力量-此时人与机器的界线彻底消融,人与技术合为一体。以下是10种产品被专家们认为是本世纪最伟大的人机界面装置。

1.扩音器

    扩音器的问世使得人们不仅在乘坐地铁或去郊外远足时能够欣赏自己喜爱的音乐和广播节目,而且还能聆听以电子手段保存下来的早已与世长辞的人的声音以及大自然中根本不存在的种种奇妙声音。在电影院里,扩音器所营造的声的世界将观众们带入一个想象的世界。扩音器亦是本世纪所有具有个性魅力的公众人物与大众沟通的重要工具。

    扩音器是1915年发明的,从那以后一代又一代的技术人员为它的完善做出了不懈的努力。今天,随着录音设备和存储技术的飞速发展,用美国著名扩音设备生产企业Bose公司研究员威廉·R·舒特的话说,扩音器“反而成为家庭音响系统中最薄弱的一环”。他说:每当我在家中欣赏音乐的时候,根本没有办法做到想象自己是坐在音乐厅里。扩音技术还做不到这一点,原因何在,尚不得而知。

2.按键式电话

    按键式电话业务是美国电话电报公司在1963年11月正式开通的。几乎所有初次接触按键式电话的人都认为它远胜于转盘式电话。贝尔实验室的研究人员为使这种新产品为人们所接纳,真可谓绞尽脑汁。他们实验了16种按键排列方式,交叉式的,圆盘式的,不一而足。他们还在电话机的大小、形状、按键的间距、弹性甚至与手指尖接触的部位的外形上作了大量的文章。

    节省拨号时间只是按键式电话的设计初衷之一,实际上从一开始技术专家就抱着一个把新式电话机设计成一种遥控数据输入设备的目的。正是从这一设计思想出发,研究人员在1968年又在键盘上增加了“*”键和“#”键。虽然研究人员的部分设计思想-如通过电话机来控制家用电器的开关-迄今尚未实现,但是按键式电话毕竟开创了语音数据通信的新时代。

3.方向盘

    最初的汽车是用舵来控制驾驶的。舵不能说不好,但是它会把汽车行驶中产生的剧烈振动传导给驾驶者,增加其控制方向的难度。当发动机被改为安装在车头部位之后,由于重量的增加,驾驶员根本没有办法再用车舵来驾驶汽车了。方向盘这种新设计便应运而生,它在驾驶员与车轮之间引入的齿轮系统操作灵活,很好地隔绝了来自道路的剧烈振动。不仅如此,好的方向盘系统还能为驾驶者带来一种与道路亲密无间的感受。

    但是最初设计方向盘的人没有能够预见到在汽车车速越来越快的今天,一旦发生车祸,方向盘却成了造成驾驶员丧命的罪魁祸首。五十年代,不带方向盘的概念型汽车相继问世,可是消费者对这种汽车一点也不感兴趣。毕竟,没有方向盘的汽车根本就不成其为汽车。

4.磁卡

    今天在许多场合我们都会用到磁卡,如在食堂就餐,在商场购物,乘公共汽车,打电话,进入管制区域等等,不一而足。在西方,人们遗失了钱包之后,往往担心的不是钱包里的现金,而是各种用途的磁卡。

    70年代早期,带有磁条的信用卡在美国问世,极大的提高了信用卡购物时的验证效率,一下子便受到零售商的青睐。美国的信用卡行业因此进入一个高速增长期。有人问,目前陆陆续续问世的各种“智能卡”会不会取代磁卡呢?专家认为暂时是不会的。他们指出,芯片型的智能卡只适用于某些特定的领域,与磁卡并不发生冲突,更何况取代磁卡的终端设备投放代价高昂,谁也不会愿意这么做的。

5.交通指挥灯

    交通指挥灯是非裔美国人加莱特摩根在1923年发明的。此前,铁路交通已经使用自动转换的灯光信号有一段时间了。但是由于火车是按固定的时刻表以单列方式运行的,而且火车要停下来不是很容易,因此铁路上使用的信号只有一种命令:通行。公路交通的红绿灯则不一样,它的职责在很大程度上是要告诉汽车司机把车辆停下来。

    开车的人谁也不愿意看到停车信号。美国夏威夷大学心理学家詹姆斯指出,人有一种将刹车和油门与自尊相互联系的倾向。他说:驾车者看到黄灯亮时,心里便暗暗作好加速的准备。如果此时红灯亮了,马上就会产生一种失望的感觉。他把交叉路口称作“心理动力区”。如果他的理论成立的话,这个区域在佛罗伊德心理学理论中应该是属于超我(supere go)而非本能(id)的范畴。

    新式的红绿灯能将闯红灯的人拍照下来。犯事的司机不久就会收到罚款单。有的红绿灯还具备监测车辆行驶速度的功能。

6.遥控器

    据说,遥控器的开发源于人们对于电视商业广告的反感。美国顶峰(Zenith)公司的总裁尤其痛恨电视节目频频被广告打断的现象。在他的领导下,顶峰公司在1950年开发出了世界上第一个遥控器。这个遥控器是有线的。顶峰公司再接再励,在1955年又研制了世界上第一个使用光学传感器的无线遥控器,后来又发明了超声波遥控器。红外线遥控器则是到了八十年代初才问世。这时遥控器的价格变得非常低廉,谁都能买得起。今天遥控器已经成为家电产品的标准配置,市场上销售的99%的电视机和100%的录像机都配置有它。对了伴着遥控器长大的一代人来说,手持遥控器从一个频道换到另一个频道正是电视给他们带来的欢乐之一。

7.阴极射线管

    阴极射线管(CRT)是德国物理学家布劳恩(Kari Ferdinand Braun)发明的,1897年被用于一台示波器中首次与世人见面。但CRT得到广泛应用则是在电视机出现以后。电视出现于本世纪20年代,到了50年代在西方得到全面普及,如今电视更是无所不在。据统计,美国人平均每天要观看7个小时的电视。

    当然,看电视是一种被动接受。但是当CRT显示器上显示出的是一幅计算机的操作界面,情况就大不相同了。我们可以与之互动、交流,此时显示器便成为我们可以加以利用的一种手段。随着互联网的蓬勃兴起,许多人患上了“上网成瘾症”,这种社会现象从一个侧面充分反映出今天越来越多的人宁愿坐在CRT的面前,而不愿意做其他任何事情。

8.液晶显示器

    电视机和计算机屏幕可向人们展示容量庞大的可视信息。然而它们拥有一个共同的缺点:体积太大。因为它们都需要一个阴极射线管作显示器。液晶显示器的发明使得人们可以将显示器携带在身边。

    虽然液晶早在1888年就已经被奥地利植物学家Frederich Reinitzer所发现,但是人们直到1977年才将其用作显示用途。当时Hoffmann-La Roche发明了“螺旋向列液晶显示器”并申请了专利。这种显示器现在被普遍用于计算器和电子手表。80年代,每个像素都由一个晶体管控制的有源矩阵液晶显示器研制成功,有力地推动了笔记本电脑、微型电视机和便携式DVD播放机的发展。

    虽然液晶显示器还存在显示速度慢和视角受限等技术缺陷,但是技术专家指出,以薄、平著称的液晶显示器5年内必将淘汰目前普遍使用的又笨又重又占位置的CRT显示器。

9.鼠标/图形用户界面

    道格拉斯·恩格尔巴特在60年代发明了鼠标和图形用户界面。他曾这样说过:“我当初发明鼠标的时候,几乎谁也不相信人们会愿意坐在计算机显示器跟前进行在线操作。”

    但是,鼠标和图形用户界面在70年代在施乐公司的帕罗奥尔托研究中心(PARC)的努力下得到了进一步的完善,80年代在苹果公司的努力下,它终于完成了走向大众的进程。至此,显示在计算机屏幕上的内容在可视性方面大大改善,人们再也不用象从前一样需要记忆计算机文件的名称和路径。由于图形用户界面减轻电脑操作者的记忆负担以及提供了一个良好的视觉空间环境,计算机终于发展成为一种工作场所。美国学者史迪文?约翰逊在《界面设计》一书中盛赞恩格尔巴特的发明“为普及数字化革命所作出的巨大贡献是其他任何在软件上所取得的进步所不能比拟的。”

10.条形码扫描器

    1992年2月,美国前总统乔治·布什获赠一个用于超级市场的条形码扫描器。据说,布什当时说了句:“ 这东西真是奇特!”但是请注意,令布什感到惊叹不已的并不是这种早在1974年就已经问世的扫描技术。他感叹的是当时他手中拿的那种新式扫描器居然能够扫描被撕成7张碎片的条形码。

    条码扫描器第一次实际应用是在美国俄亥俄州特洛伊市的马什超级市场,扫描的是10小包一袋的口香糖。此前,条码扫描器经过了一个漫长的开发过程。扫描器对商家最初的吸引力是它的扫描结果非常准确。但是激光能够读取大量信息,包括所售商品的类型、时间和组合。如今,零售商存储的数据量以兆兆位计,对每笔交易都要进行记录,这些信息都将返回给分销商。条形码大大提高了供应链的通信效率,以至于有些商店要在商品销售以后才付款。

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