人机交互

1. 人机交互概述

1.1 定义

人机交互（HCI）是研究人与计算系统之间交互的学科，目标是使系统可用、高效、愉悦。

1.2 交互设计原则

Nielsen 十大可用性原则：

1. 系统状态可见性
2. 系统与现实世界的匹配
3. 用户控制与自由
4. 一致性与标准
5. 错误预防
6. 识别而非回忆
7. 灵活性与效率
8. 美学与极简设计
9. 帮助用户识别和恢复错误
10. 帮助与文档

1.3 Norman 的设计原则

• 可见性：功能应可见
• 反馈：操作结果应即时反馈
• 约束：限制可能的操作
• 映射：控制与效果之间的关系
• 一致性：相似操作有相似方式
• 启示（Affordance）：物品外观暗示使用方式

2. 用户研究

2.1 定性研究方法

2.2 定量研究方法

2.3 用户画像

基于研究数据创建典型用户角色：

姓名：张明
年龄：28岁
职业：前端开发工程师
技术水平：高级
目标：快速完成开发任务
痛点：文档查找困难

3. 交互设计

3.1 任务分析

层次任务分析（HTA）：

任务：在线购物
├── 1. 搜索商品
│   ├── 1.1 输入关键词
│   ├── 1.2 筛选结果
│   └── 1.3 查看详情
├── 2. 添加到购物车
├── 3. 结算
│   ├── 3.1 填写地址
│   ├── 3.2 选择支付方式
│   └── 3.3 确认订单
└── 4. 查看物流

3.2 用户旅程地图

阶段：发现 → 评估 → 购买 → 使用 → 忠诚
行为：搜索 → 对比 → 下单 → 开箱 → 推荐
情绪： →  →  →  →
痛点：信息过载 → 选择困难 → 支付复杂 → 设置困难 → 无
机会：智能推荐 → 对比工具 → 一键支付 → 引导设置 → 社区

3.3 信息架构

组织方案：

导航设计：

• 全局导航：始终可见
• 局部导航：当前区域
• 面包屑：路径追踪
• 相关导航：关联内容

4. 界面设计模式

4.1 输入模式

4.2 数据展示模式

4.3 反馈模式

5. 可用性评估

5.1 评估方法

5.2 启发式评估

3~5 名专家独立评估，按 Nielsen 十大原则逐项检查。

发现的问题数量：

$\text{发现率}=1-(1-p{)}^n$

其中 $p$ 为单个评估者发现问题的概率（约 30%~50%），$n$ 为评估者数量。

5 名评估者可发现约 75%~85% 的可用性问题。

5.3 可用性测试

任务设计：

场景：你想购买一本关于机器学习的书
任务：在网站上找到评分最高的机器学习书籍并加入购物车
成功标准：3分钟内完成，不超过2次错误

度量指标：

5.4 SUS 问卷

系统可用性量表（System Usability Scale），10 个问题，5 分制：

$\text{SUS 分数}=2.5\times \sum (\text{奇数项得分}-1)+\sum (5-\text{偶数项得分})$

SUS 分数解读：

6. 无障碍设计

6.1 WCAG 原则

• 可感知：信息可被感知
• 可操作：界面可被操作
• 可理解：信息可被理解
• 健壮性：内容可被各种技术解析

6.2 关键要求

6.3 辅助技术

• 屏幕阅读器：JAWS、NVDA、VoiceOver
• 屏幕放大器：ZoomText
• 语音控制：Dragon NaturallySpeaking
• 开关设备：单开关输入