人机交互

第1篇：人机交互

人机交互课程体系设计的研究

摘要：针对软件工程专业中的人机交互课程体系设计问题，总结近4年的课程教学经验，调研和分析人机交互教育的国内外经验，分析课程教学目标体系，研究课程体系设计方案，包括课程理论知识体系和实践教学体系，以期此研究工作有助于教师在软件工程专业中开设该课程。

关键词：软件工程;人机交互;课程体系;理论知识体系;实践教学体系

0.引言

人机交互(human-computer interaction，HCI)是有关交互式计算机系统的设计、评估、实现以及与之相关现象的学科。它是一门交叉学科，涉及人体工程学、认知心理学、社会学、人种学、计算机科学、软件工程和工业设计等多门学科领域。虽然HCI在计算机科学技术中具有重要地位，但是权威的调研数据表明：计算科学从业者所接受到的HCI知识教育与其实际工作需要差距很大，从业者需要在工作中通过自我教育来提升，但仍然离实际工作要求有不小的差距。在技术发展和社会需求的驱动下，从20世纪90年代开始，全球越来越多的著名高校在计算科学相关的本科或硕士研究生课程中开设了HCI相关课程。最新的软件工程知识体系和计算机科学知识体系都将HCI列为一个独立的知识域。对国家示范性软件学院及全美排名前10的计算机专业的调研也表明：大部分学院和计算机专业都开设了HCI课程。这些工作为HCI课程设计提供了重要参考，但是没有一劳永逸、普遍适用或可照搬照抄的HCI课程设计。因此，进行HCI课程体系设计的研究与实践具有重要意义。

另外，HCI课程的新教师至少面临以下5个挑战：①跟踪和过滤最新的HCI知识和技术发展;②将最新的HCI知识和技术以有效的教育方式进行扩展和应用;③将已有的知识集成到已经设计好的课程教学大纲中;④如何在HCI教育过程中培养学生的创新能力;⑤如何收集课程资源和积累相关的项目实战经验。因此，在软件工程专业中开设人机交互课程，探索出具有良好定义和结构的理论知识体系以及具有具体可行教学过程的实践教学体系课程设计方案，是一个富有挑战性的工作。我们必须系统地研究国内外HCI教育同行的最佳实践经验，开展HCI课程的项目型和研究型教学实践，跟进最新的HCI发展成果，研究课程设计和教学的基本理论，将HCI与软件工程有机结合。

1.人机交互课程体系设计

1.1总体设计

通过总结近4年的HCI课程教学和实践经验，调研和分析HCI教育的国内外经验，基于Tyler课程与教学原理，我们提出HCI课程体系的总体设计方案，如图1所示。该方案的具体内容包括课程的教学目标体系，如通用目标和具体目标;课程理论知识体系，如定义清晰和结构良好的理论知识体系;具体可行的实践教学过程，如基于活动理论组织的教学活动;结合敏捷开发过程(Agile)和以用户为中心的设计过程(user centered design，UCD)建立的实践教学体系;课程教学成果和考核与评价体系等。

1.2课程教学目标体系设计

参照HCI教育组织的最新建议，我们提出HCI课程设计的通用目标，培养学生以下几方面的核心能力：①对于HCI新技术的评判;②管理与利益攸关方和用户的对话、协作和参与;③数据收集和分析;④问题解决;⑤评价或评估，执行和管理。另外也可参考CDIO大纲，在课程设计中引入更通用的工程人才培养目标。

根据HCI国际教育组织的课程设计经验、我们4年来的HCI课程实际教学和项目实践经验以及学生的课程教学反馈，我们制定具体课程目标：①理解HCI基础知识，了解HCI的简要历史和特点;②掌握HCI启发式规则，如HCI设计原则、方法、标准和指南等，增强对交互式系统可用性设计的评价能力;③理解认知心理学，尤其是信息处理理论和活动理论，增进对身边产品HCI设计的审美能力和对软件设计决策可用性效果的敏感度;④提高分析、综合、评价或应用HCI知识与技术的能力以及解决当前HCI常见问题的能力;⑤研究并掌握最新的HCI技术方案，掌握更加通用而严格的HCI方法、技术和工具，以改善软件产品的可用性或创造新的软件产品;⑥深刻理解可用性、可用性场景、用户角色和HCI任务等基本概念，掌握实现可用性的相关战术以及基于可用性场景的用户界面和软件架构原型的设计和规约方法;⑦掌握UCD设计过程以及UCD和Agile相互结合的方法，清晰理解HCI对于增强软件工程实践的具体作用;⑧掌握用户模型、任务模型和系统模型等形式化建模方法，有效管理交互式系统规约、设计和实现过程中的沟通问题，减少模棱两可和不必要的反复沟通;⑨对于在HCI学科上具有强烈学习动机的学生，基于上述基础主题提供研讨高级主题的机会，以应对未来交互式系统复杂应用环境和开发环境的挑战等。

1.3课程理论知识体系设计

课程理论知识体系的内容包含基础主题和高级主题。HCI教育界专家的调研结果表明：基础主题主要包括认知心理学、设计原则和过程、交互技术、可用性、任务分析、评价方法和系统开发方法与原型化等内容。此外，对HCI从业人员的调研可以根据使用的频率和重要性两个参量进行统计分析，最常用的HCI技术包括低保真原型技术、概念设计、用户的观察性研究、可用性专家评估、现场研究、角色扮演、快速迭代测试、实验室可用性测试、任务分析、基于GOMS的设计和人种学。我们通过网上公布的教学大纲，对HCI课程的基础主题进行统计分析并根据统计分析结果确定课程基础主题，支持课程设计，制订教学计划，防止教学内容选择的随意性和盲目性。HCI教育界专家一致认为对于这些基础主题的教学，HCI教育者应该处理好HCI知识深度和广度之间的关系。

对HCI课程具有强烈动机的学生或教师而言，除基础主题外，HCI具有范围广泛的高级主题。我们综合考虑学生的软件工程专业背景、企业需求以及教师的科研背景和项目实践经验等因素设定高级主题。对于高级主题，更多采用共同研读、小组实验和项目实践的方法，而不是课堂教学的方法组织教学。我们将在开学初期对学生分组，每组3～5人，然后为每个小组提供一些小型实验以及一个跨度为整个学期的课程大作业，并提供必要的参考文献。

我们借鉴软件工程课程内容的层级结构，如图2(a)所示，提出HCI课程理论知识体系的分层结构，并为每层课程内容指定Bloom认知级别，包括理解(C：comprehension)、分析(AN：analysis)/综合(s：synthesis)/评价(E：evaluation)、应用(AP：application)和了解(K：knowledge)4种类型，在此基础上，跟踪最新的HCI发展成果，扩展和应用最新的HCI发展成果，将HCI课程与软件工程课程有效集成，使课程内容组织具有良好的结构，如图2(b)所示。最后，我们提出教学计划并给定每个教学主题的Bloom认知级别，见表1。

1.4课程实践体系设计

在课程实践教学体系的设计上，我们更多地采用项目型教学。在项目执行过程中，教师更重要的是指导并监督学生对项目任务的完成情况，而不是采用传统的课堂型教学方法。我们让多组学生同时完成一个项目，这样可以让学生能够对同一个问题的不同解决方案进行比较。在项目执行过程中，让学生主动上网查阅、分析和使用各种资料以解决问题，而这些资料反映出来的观点常常是相互矛盾的，从而让学生理解HCI课程中的问题不存在简单的解决方案。在HCI的教学过程中，尤其要防止学生简单地认为教材提供了HCI所有问题的解决方案。这样，让学生在实践中感受到重要的是理解和应用课程的理论知识体系，而不是死记硬背或生搬硬套课程的理论知识。

我们使用基于Agile和UCD相结合的方法组织课程的实践教学，开展项目型教学;基于人机交互场景分析并结合用户界面和软件体系结构原型与人机交互模型，进行教学开发过程的管理。实践表明，采用这样的过程和方式将HCI与软件工程有机结合，能有效改进软件开发的效率、效果和用户满意度，是理想的组织HCI课程理论知识和实践教学的方法。此外，教师还可与企业合作，收集企业的信息化需求，提出目标产品的调研和设计任务，让学生以团队的形式进行头脑风暴，进行产品分析，理解项目目标产品的差异性，并在大量分析和调研的基础上提出概念性设计或用户界面设计原型，这有助于提升学生对产品HCI设计优劣的敏感度和判断能力，也有助于提升学生的创新能力。学生团队还应该严格基于Agile和UCD的敏捷用户界面原型开发过程组织开发活动，如信息架构、交互设计、视觉设计和UI原型设计与开发等，从而有效地进行分工合作，协调不同活动之间的时序关系。UCD用户界面原型开发过程如图3所示。

1.5情感领域教学设计

根据Tyler课程与教学原理，教师可进行具有针对性的情感领域教学设计，包括：①通过HCI的简史和学科特点提高学生对HCI的兴趣，激发学生在HCI学科方向进修的意愿;②通过HCI启发式的规则如HCI设计原则、方法、标准、指南和最佳实践等，培养学生对用户界面设计的审美能力，增强对可用性设计的评估能力;③通过认知心理学尤其是信息处理理论和活动理论，增进学生对身边产品尤其是软件产品可用性设计的评估能力，增强其对软件设计决策可用性效果的敏感度;④通过可用性设计、评估和实现的项目实践，增进学生未来从事HCI相关职业的自信，进行HCI相关职业规划。

2.教学实施与考核评价

根据活动理论，基于社会活动的基本结构，我们设计出课程活动的结构，如图4所示。该设计将教学过程的活动分为理论知识学习和实践学习两类，前者包括上课、考试和研读论文等，后者包括参与实验和团队项目等。

根据课程活动的结构设计，学生可在教师的教学、指导和监督下完成理论知识学习和课程实践学习活动。活动的具体成果包括实验报告、论文研读报告、项目成果报告和考试成绩等。与纯粹的笔试考核方式相比，该考核方式能更全方位地评价学生在这门课程上的学习成果。课程考核分类、课程活动、课程活动的形式及其在教学评价中所占的比例见表2。

课程结束时，学生要书写参加课程的个人心得体会，教师要对此进行调研分析，与部分学生进行面对面的沟通，获得完善课程设计的重要主观评价依据。

3.结语

近4年的实践证明，采用上述HCI课程体系设计方案能制定出具有良好定义和结构的理论知识体系以及在教学过程上具体可行的实践教学体系，能较好地满足软件工程专业学生在实际工作中对HCI知识与能力的需求。我们希望研究工作能为教师在软件工程专业中开设HCI课程提供有益参考。

(编辑：宋文婷)

作者：林连南　刘嘉伟　许南鸿

第2篇：基于人机交互的工业设计研究

摘要：人机交互是工业设计中常用的设计理念，其基本可分为语言交互、虚拟现实交互、动作交互等方式，能够极大满足人们的沟通交流需求，极大提升用户体验，增强产品实用性。人机交互技术的引进促使工业设计得到进一步提升，将其应用在工业设计工作中具有重要价值。基于此本文针对人机交互设计的内容进行分析，并介绍了人机交互在工业设计中的应用类别，以期为设计者提供思路，促进人机交互产品设计水平提升。

关键词：人机交互;工业设计;研究;智能

一、人机交互设计理念概述

(一)人机交互设计与工业设计的关系

人机交互也成为人机互动，是一门研究系统与用户之间交互关系的学科，其系统可以为实体化工业产品，同时也可以为虚拟软件，用户以人机交互界面为媒介，通过与系统交流进行操作。各类工业产品都具备相应的人机互动界面，比如手机触摸屏幕、汽车驾驶室等，在实际设计中需要考虑用户对系统的理解，体现出系统的可用性。此学科具有交叉性，包括了多个学科领域，其中便包括工业设计。工业设计是综合了技术与艺术的学科，其以工学、美学等为基础，对工业产品进行设计。美国工业设计师协会将其定义为一种创造和开发概念的专业服务，能够为用户与制造商双方优化产品与系统的功能、价值等。国际工业设计协会认为工业设计是一个战略性的解决问题的过程，通过创新的产品、系统、服务和经验推动创新、创造商业成功并提高生活品质。

(二)人际交互设计发展历程

从学科发展角度分析，学术界认为人机交互可追溯至20世纪50年代不到，其发展历程长与计算机学科的发展联系在一起，主要分为五个阶段，具体如下，一是手工作业阶段。由计算机设计者采用手工操作方式，依赖机器的二进制代码，此阶段交互较为笨重。二是作业控制语言及交互命令语言阶段。程序员使用作业语言进行操作，交互具有一定的简易性。三是图形用户界面阶段，操作者可通过界面直观进行操作与获取进程信息此阶段交互具有容易理解特点。四是网络用户界面阶段。随着技术的飞速发展，人机交互功能得以不断更新，趋于多样化发展。五是多通道智能人机交互阶段。当下正处于此阶段中，用户可通过语音，手势等多种交互方式调动动作通道，同时也可以接收多种计算机发出的反馈，此阶段交互更加友好与自然。

二、基于人际交互的工业设计研究

(一)以用户为中心的人机交互设计

随着交互技术的不断发展起，被应用于各个领域中，尤其是工业设计领域。设计师通过人机交互技术的便利特点，以此理念为基础设计出的产品可有效提升工业生产效率，便于用户操作。在实际设计过程中，多数设计者将设计核心放置用户体验层面，以期带给用户便利舒适的使用感受，通过交互系统的应用减少工业生产过程中产生的安全隐患。但此技术在工业领域的应用尚未成熟，在设计方法上上存在一些不足，这就要求设计者与研究者在未来发展过程中要强化对工业领域的探索，强化对用户需求与用户产品功能期望的了解，准确把握使用者心理，积极探索出适用于工业行业企令用户满意的交互产品。

(二)目标驱动型人机交互设计

行动驱动设计是指在设计过程中围绕用户实际需求开展工作的过程，在实际应用中，主要包括以下步骤，一是调研环节。设计者强化对用户实际需求的了解，可采取访谈、语音等方式了解用户实际需求，确定工业产品的设计目的。此环节是后续设计工作的重要基础，能够为产品功能性能等设计内容提供明确方向。二是建立模型环节。设计者在充分调研基础上，结合材料与设计环境，创设出合理的模型，在此过程中引进产品相应功能，对产品功能进行改动与完善。三是定义框架环节。此环节主要以外观设计为主，注重用户的使用体验与外观需求。

(三)行为驱动型人机交互设计

行为驱动型人际交互设计主要应用于较为复杂的工艺产品中，主要包括以下步骤，一是建立模型，与上一方法相似，此环节需要深入了解用户的实际需求。二是产品原型设计环节。主要针对产品的功能进行设计，将实际使用方法与外观等进行具体设计。为确保产品功能符合标准，此环节要对产品进行相应测试，以提升其可行性。最后是实验改进环节。针对测试环节中呈现的各种问题进行逐一分析与解决，同时对产品外观进行调整。

三、结语

综上所述，随着科学技术的不断发展，交互设计理念得到广泛应用，人机交互作为交互理念的重要组成部分，近年来越来越受到设计者的重视，且实现了在工业设计领域的应用。此设计理念能够促进信息技术与工业技术的有效结合，进而发挥着重要的载体作用。因此在工业产品设计中，设计者要提升自身设计能力，强化对人机交互理念的应用，为用户带来良好使用体验。

参考文献：

[1]包玉.计算机辅助工业设计的发展现状与趋势[J].信息记录材料，2021，22(05)：66-68.

[2]曹琪，范劲松.MR环境下多模态人机交互的设计评价系统研究[J].设计，2020，33(09)：26-28.

[3]薛澄岐.人机融合、智能人机交互、自然人机交互未來人机交互技术的三大发展方向——薛澄岐谈设计与科技[J].设计，2020，33(08)：52-57.

作者：林玮瑛

第3篇：智能语音开启人机交互新时代

随着万物互联时代到来，以语音为主、键盘触摸为辅的人机交互正逐渐成为刚需，人工智能会像水和电一样成为我们生活的必需品

如果你坐在车里，对着空气说，“我想在附近找个地方吃饭”。你的车会立即回应说“已为您找到附近10个餐厅”。你接着说：“我想吃火锅，还想看场电影。”汽车会筛选出周边有电影院的海底捞王府井店。如果你说现在前往，导航就会立即开始线路规划。

注意，这不是说梦话，这是千真万确。整个过程，你不需要打招呼，也不需要动手进行任何操作。对于开车的司机来说，这套由科大讯飞研发的“飞鱼助手”语音操作系统简直是梦寐以求的行车神器。

现在，讯飞、百度等企业的人工智能已经把科幻片一样的黑科技变成了现实。汽车、电视机、电冰箱、电灯，任何你能想到的电器都能跟你愉快地聊天，并按照语音指令完成各種操作。

这些都是基于深度神经网络的语音识别技术来实现的。语音识别技术，简单说就是让计算机“听懂”人类的语音，将语音中包含的文字信息提取出来。该项技术在智能计算机系统中扮演着重要角色，相当于给计算机装上了“耳朵”，使其实现人机通信和交互。目前语音识别准确率可达到97%。

“随着万物互联时代到来，以语音为主、键盘触摸为辅的人机交互正逐渐成为刚需。未来5到10年，人工智能会像水和电一样成为我们生活的必需品，深刻改变我们的世界。”科大讯飞董事长刘庆峰说。

如今，以智能语音技术为主的人工智能已在手机、教育、家具、汽车、医疗、服务机器人等多个领域显示出巨大的应用潜力。

事件

国内首个动漫IP定制儿童智能语音灯在京东众筹

国内首个结合《虫虫派》动漫IP进行深度定制的智能家居产品——虫虫派系列智能语音灯已在京东火热开启众筹。据悉，虫虫派系列智能语音灯是轻生活科技根据中国领导力学术带头人杨思卓的作品《虫虫派》3D动漫进行IP深度整合定制的智能语音灯，是给12岁以下的小朋友特别定制的成长玩伴。

杨思卓长期致力于领导力研究和少儿教育，非常关注儿童成长，其漫画图解领导力的《虫虫派》用寓教于乐的形式，依据现代心理学特点，塑造了6个生动活泼的动漫形象，通过他们的成长故事来引导小朋友提升面对困难和人际关系的处理能力，而虫虫派系列智能语音灯正好对应了这6个动漫形象。

动漫IP与智能语音灯完美结合。每台智能语音灯那肤如凝脂又亭亭玉立的陶瓷灯身上都有与之相对应的动漫形象，并在灵动的宽檐帽上搭配有与动漫形象性格相匹配的色彩，还动用了《虫虫派》原班声优为角色对应的智能语音灯进行声音录制，希望通过动漫IP整合和人机交互的形式，将《虫虫派》积极向上的思想理念潜移默化的传递出来，陪伴每一位小朋友更健康快乐的成长。

离线智能语音技术强大又有趣。作为主打“智能语音”的灯，虫虫派系列智能语音灯的语音操控功能是核心亮点。依托轻生活科技对于智能语音交互、物联网技术和云服务软件技术的超强整合能力，推出了处于行业前沿的离线智能语音技术，即无需联网和下载手机App，只需对着智能语音灯喊话就能与《虫虫派》中的动漫角色交谈，并按你的语音指令进行开/关灯、亮度调节、延迟关灯、歌曲播放等的操作。

另外，经过超1W条录音样本的检测调教，虫虫派系列智能语音灯的语音识别正确率高达到95%，真正做到了让小朋友与智能语音灯沟通无阻碍、玩得更尽兴。

设计细节有更多人性化考量。虫虫派系列智能语音灯造型婀娜，通体曲线优雅柔和，触感温润不硌手，该设计还斩获了红帆工业设计大奖，小朋友可以放心使用。

此外，智能语音灯采用了寿命超过5W小时的LED灯，光线柔和，不伤眼睛，可调节光线强弱来适应不同生活氛围对光线的要求，还可通过喊话自动设置5～20分钟的熄灯时间，为了不惊醒浅睡眠的小朋友，智能语音灯采用了渐进熄灯方式自然过渡到睡眠环境。

当小朋友困了或者睡眼惺忪，不想说话的时候，可以用手掌轻压宽檐帽来调节开关和亮度，也可以通过关闭智能语音灯底部语音交互按键，进入到手摸触控模式。

背景 人工智能迎来第三次浪潮

人工智能（AI）是2016年除了共享自行车（摩拜、OFO等）外最火的投资主题了，特别是自去年3月份阿尔法狗（AIphago）战胜韩国围棋高手李世石的世纪之战开始，很多投资者及创业者的目光都聚焦于人工智能，资本跑马圈地，创业BP（商业计划书）言必称AI+，不时冒出机器学习、深度学习等炫酷概念，就像几年前的团购、O2O、P2P、共享经济的创投浪潮一样。

实际上，人工智能不是新鲜事物，这已经是人工智能的第三次高潮，第一波高潮是源于1956年的达特茅斯会议，人工智能概念初出茅庐就得到各界的吹捧，然而，人工智能并不如人们所想象的那样乐观，1970年左右，研究几乎停滞，热情消退。

上世纪80年代，日本提出雄心勃勃的“人工智能电脑”计划，该计划随着1987年Lisp机器商业化的失败，AI再次进入低迷期，人们意识到人工智能的问题不仅仅是硬件，更多的是软件及算法层面得不到突破。

第三次浪潮源于上世纪90年代，由于摩尔定律所到来的产业变革，人工智能得到长足发展，代表性事件如1997年IBM的深蓝在国际象棋比赛中战胜世界冠军卡斯帕罗夫，Geoff Hinton在2006年发现了训练高层神经网络的有效算法，并且在2012年的ImageNet评测领域大大突破了以前的算法。深度学习算法的应用使得语音识别、图像识别取得长足进步，围绕语音、图像、机器人、自动驾驶等人工智能技术的创新企业大量涌现。

长石资本LongCapital合伙人袁皓认为，这次人工智能浪潮兴起的原因取决于几个关键变量：

1、云计算。云计算技术这些年已经发展成为大众化的服务平台，这为人工智能技术的实现和应用落地提供了强大的后台保障。云计算技术降低了IT资源使用门槛，为数据集中化创造了基础，极大地促进了大数据产业的发展。

2、大数据。大数据是智能的基础和土壤，没有数据就没有智能，所有的智能都是建立在数据的基础上。近几年，移动互联网及物联网的普及使得大数据技术迅猛发展，从而也助推了人工智能的长足进步，这是因为人工智能技术使用统计模型来进行数据的概率推算，只有把这些模型经过大数据海洋中的不断优化或者“训练”，深度学习算法输出的结果才更加准确。

从市场规模来看，全球大数据总量仍不断扩大，2015年数据总量达到8ZB（1ZB=1万亿GB），2020年将达到44ZB，今后五年预计仍将维持141%的年复合增长率。

3、GPU及计算能力。近几年计算能力的指数级增长、成本急剧下滑是人工智能得以迅速发展的前提，而GPU的崛起则是重要突破点。GPU图像核心处理器是吴恩达团队于2009年发现的，GPU芯片相比于CPU拥有更多的计算单元，GPU实现了并行计算架构，可一次执行多个指令，从而可以迅速解决计算问题。

同时微软及Intel也在力推FPGA（现场可编程逻辑门阵列），相对于GPU来说，FPGA在峰值处理上较弱，但架构灵活性方面更为突出，尤其在处理小计算量大批次的运算时也更有效率，FPGA主要来自一家名为Altera的公司，由于错过GPU，Intel不惜以167亿美金的代价豪赌将Alter收入囊中。

4、深度学习算法。2006年Hinton提出“深度学习”神经网络是人工智能的重大突破，学术上对神经网络区分为DNN（深度神经网络），CNN（卷积神经网络）、RNN（递归神经网络），CNN最初用来处理图像，RNN最早用来处理语音。在实际应用中，CNN、RNN等并不是独立使用，需要与不同算法及策略相结合，AIphago即是结合了增强深度学习和相关搜索的综合。深度学习的发展大大加速了人工智能的发展。

5、人才。AI的爆发离不开顶尖的科学家，需要有能力部署人工智能技术并且使之产品化的资深工程师，让我们先看看深度学习的四剑客；Geoff Hinton，多伦多大学的特聘教授，Google AI团队领军人，Hinton是将BP算法应用到神经网络与深度学习的主导者。Yann LeCun，纽约大学终身教授，Facebook AI实验室负责人，LeCun最负盛名的是在CNN（卷积神经网络）领域的杰出贡献。YoushuaBenqio，蒙特利尔大学终身教授，CIFAR项目负责人，Bengio的主要贡獻在于他对RNN领域研究的推动，现任ElonMusk主导的Open AI首席顾问。Andrew Ng（吴恩达），斯坦福大学教授，曾就职于谷歌，现任百度首席科学家。在线教育平台Coursera的联合创始人，是人工智能和机器学习领域国际上最权威的学者之一。

人工智能的产业链一般分为“基础层-技术层-应用层”，基础层多为数据源、计算平台、芯片及传感器等人工智能运营的基础设施；数据工厂提供海量信息并通过数据挖掘及搜索算法进行分类与关联，提供给机器学习，GPU并行计算及高性能计算机芯片构成超级运算平台。目前基础层多为IBM、Intel、Google等巨头公司的主战场。

技术层依托基础层的运算平台及数据源进行机器学习建模，开发面向不同领域的应用技术，包含感知智能和认知智能两个阶段。感知智能包括语音识别、图形识别、生物识别及自然语言处理等；认知智能主要是利用深度学习等类人脑进行预测、判定等，技术层有大量创业公司，像视觉识别领域的Megvii、Sensetime、格灵深瞳、依图科技等，自然语言处理领域有云知声、思必驰等，其中语音识别是目前最为成熟的人工智能技术，目前全球排名靠前的有Nuance、Google、苹果，以及来自国内的科大讯飞和百度。

应用层主要基于基础层及技术层实现人工智能的各行业的场景化应用，诸如智能硬件、工业及服务机器人、智能驾驶、智能医疗、智能客服、智能投顾、BI、个人助理等。应用层因为技术门槛较低，吸引到众多创业公司的涌入。

焦点 人工智能在语音领域商业化应用提速

人工智能发展条件的成熟催生了大量人工智能创业企业。据长石资本统计，截至2016年11月，Venture Scanner 将1485 家人工智能公司划分为13 个细分行业，包括深度学习/ 机器学习（通用）、深度学习/ 机器学习（应用）、自然语言处理、计算机视觉/ 图像识别（通用）、计算机视觉/ 图像识别（应用）、手势控制、虚拟私人助手、智能机器人、视频内容识别、内容感知计算、语音识别、推荐引擎、语音到语音翻译13个细分行业。其中深度/机器学习（应用）分类以约436家企业的数量遥遥领先，自然语言处理公司数量232家位列第二。

AI商业化前景看好。据美国银行报告，到2020年，人工智能可能形成700亿美元规模的市场。元大证券研报认为，2015年至2020年，中国AI行业预期年复合增长率达50%。从融资情况来看，人工智能的资本投入仍保持每年42%的增长，2016年VC投资也达到了创纪录的25亿美元。

随着人工智能技术的迅猛发展，智能语音、智能图像、自然语言处理等技术的成熟应用，以及VC资本助推的水涨船高，这或许预示着，一个人工智能投资及创业的黄金时代的到来。

目前，以科大讯飞、百度、阿里、腾讯、搜狗、网易为代表的中国企业正以语音为入口，实现人工智能商业化应用。科大讯飞在语音合成、语音识别、口语评测、自然语言处理等多项技术上拥有国际领先的成果，已经在声音、输入、交流、电视、教育、汽车、机器人等七个领域推进人工智能的实际应用。

2015年，科大讯飞推出的讯飞听见产品，实时将语音转写成文字，速度和准确率远超人工速记，现场识别正确率达到99%以上，标志着科大讯飞在业界率先实现了演讲和会议场景下的语音转写技术突破。

2016年，讯飞听见在实时中文语音转写的基础上，融合全新的多语种翻译技术，可以实时将中文演讲翻译成英语、维吾尔语、日语、韩语，并同步展示在大屏幕上。这也是是全球首次基于人工智能技术的实时机器多语种翻译技术在大型活动上的展示，准确率比肩同传翻译。目前，此项技术已实际应用于上海高院。

而在汽车领域，科大讯飞推出了汽车智能车载系统——飞鱼助理。通过接入多种内容渠道，飞鱼助理可以在复杂的行车环境中轻松进行通讯和导航操作。目前，科大讯飞已与30多个汽车厂商建立了长期合作，并已在100多款量产车型中搭载产品。

教育领域一直是科大讯飞技术的重要应用领域。据新东方董事长俞敏洪在其个人公众号上透露，新东方和科大讯飞共同投资成立了一家名叫“东方讯飞”的公司，科大讯飞的智能语音、 AI 技术，加上新东方的教育资源，两家公司将一起探索“教育+科技”新形式。

中国工程院院士、中国人工智能学会理事长李德毅看来，人工智能让我们生活得更加愉快。“在人连网的时代，人工智能应该更多地关注交互认知，研究人与人，人与机器人，机器人与机器人，或者混合的认知主体之间的交互认知。”

赛富投资基金创始合伙人阎焱指出，现在做的车联网、机器人以及智能家居等等，语音交互都成了第一入口。更重要的是，国内研究语音交互的企业比如科大讯飞，不仅在语音语义，甚至是后方大数据方面，某些领域都超过了国际大牌公司，这是非常了不起的。“在语音领域，中国人工智能商业化应用率先提速。”

启示 未来将是人工智能美妙世界

在12月23日举行的“2016中国信息产业经济年会”上，赛迪智库信息化中心的助理研究员刘鹏宇发布了2017年智能技术发展趋势，包括人脑仿生、机器学习、智能语音助手、机器视觉、AR、区块链、数字孪生和人工智能等8个领域，让现场观众“腦洞大开”。人工智能已不是好莱坞大片，正悄然来到我们身边。

AI时代，中国与美国或将并驾齐驱。创新工场创始人李开复在接受《华尔街日报》采访时表示，中国在AI技术人才、工程教育和AI应用市场领域的优势，将使中国成为AI技术领导者。据公开数据，中国在AI的两个核心领域“深度学习”和“深度神经网络”方面发表的论文数量超过美国。中国拥有世界领先的语音和视觉识别技术，正在成为人工智能的主要市场和技术发源地之一。

就如何打造人工智能产业生态、促进人工智能产业有序发展的话题，刘庆峰表示，人工智能的发展不会是一蹴而就的。2016年，科大讯飞牵头发布了中国人工智能《深圳宣言》，倡导人工智能产学研用各界联手共同推进中国人工智能产业发展。刘庆峰指出，未来谁掌握了人工智能产业的主导权，谁就将拥有全球话语权。

据此前发布的《乌镇指数：全球人工智能发展报告2016》显示，2015年全球新增人工智能企业数量806家，平均每10.9个小时就有一家人工智能企业诞生。美国在人工智能行业占据领先地位，但欧洲和中国的人工智能产业发展也在迎头赶上，“我们认为，中国制造2025一定要跟人工智能匹配在一起。”刘庆峰表示，改革开放30年，我们创造了经济上的奇迹，但在全球产业链上，我们仍处于价值链的底端。未来30年，如果我们抓住了人工智能产业机遇，将会在全球的价值链中有拥有更大的话语权和影响力。

中国移动通信集团公司副总裁李正茂则认为，“如果2016作为人工智能的元年，2018将是奇点的开始。”他表示，未来将是一种人工智能美妙世界。目前，中国移动和科大讯飞有着多方合作，比如在客服领域嵌入了科大讯飞的技术，未来希望与科大讯飞在更多领域深入合作。

根据业内预测，未来三年左右时间内，全球移动智能终端90%以上将配备语音功能，可穿戴设备、智能家居、企业级服务、汽车智能化等将成为智能语音的重要应用场景。正是看到这块巨大的“蛋糕”，科大讯飞试图打造基于语音为入口的生态链。

在科大讯飞市场部总经理任萍萍看来，未来语音必将成为人机交互、万物互联的基础，这是科大讯飞现在的机会，也是科大讯飞有望触碰到的未来。“未来我们要成为人工智能领域的产业领导者，我们对未来的期待就是让机器能听会说，能理解会思考，用人工智能建设美好世界。”

作者：牛禄青

第4篇：“人机交互技术”课程教学探索与实践

摘要：“人机交互技术”课程是软件工程专业的必修课，对本课程的教学探索与实践都具有重要的现实意义。本文依据“人机交互技术”课程的特点，阐述和分析了本课程的教学内容、教学方法和教学手段；以面向应用型本科教育和面向工程教育为目标，对该课程的教学进行了初步的探索与实践。

关键词：“人机交互技术”；课程改革；应用型本科教育；工程教育

人机交互技术是信息技术的一个重要组成部分，已经在制造业、教育、娱乐、军事和日常生活等領域得到了广泛的应用，其发展对人类生产和生活都产生了广泛而深刻的影响。在美国信息技术顾问委员会发布的“二十一世纪的信息技术报告”中，将人机交互和信息管理列为新世纪4项重点发展的信息技术之一，其目标是研制“能听、能说、能理解人类语言的计算机”；在我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》中，人机交互被列为了支撑信息技术发展的科学基础之一；在最新的软件知识体系SWEBOK（the Software Engineering Body of Knowledge）中，已将人机交互作为子知识域，列入到了软件设计和软件测试知识域中。

按照Hewett等人给出的定义，所谓人机交互（Human-Computer Interaction，HCI），是指关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，并围绕相关的主要现象进行研究的学科。狭义地讲，人机交互技术主要是研究人与计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。作为21世纪信息领域的重要研究内容之一，国内外众多高校已将人机交互课程设为软件工程专业的必修课，一些知名高校还创建了实验室或研究所，对人机交互技术进行研究。因此，对HCI课程的研究与实践具有非常重要的意义，而如何有效组织和开展课堂教学，更好的适应本科教学和软件工程学科的发展，并对课程教学进行探索和实践就成为当下的首要任务。

一、教学内容、目标与课程特点

人机交互的研究内容十分广泛，涵盖了建模、设计、评估等理论和方法，以及在Web、移动计算、虚拟现实等方面的应用研究，主要内容包括：人机交互界面表示模型与设计方法、可用性分析与评估、多通道交互技术、认识与智能用户界面、群件、Web设计、移动界面设计等。作为软件工程专业的核心课程，“人机交互技术”课程的教学目的是：通过对人机交互技术的相关知识介绍，使学生了解人机交互的基本概念和基本技巧，掌握用户界面设计的基本原则和方法；结合当前主流界面实现技术，使学生熟练掌握软件系统用户界面设计的主要过程和可用性评价方法，对目前本领域的研究现状、主要方法及其相应的评价体系有所了解。对课程的教学要求有：对人机交互技术的相关知识、原理、应用和模型等进行深入浅出的介绍和分析，使学生对人机交互方法有比较深入的理解，能够从系统结构角度分析现有的软件系统，并能利用所学到的有关人机交互技术的知识，设计和实现友好的人机交互系统。

“人机交互技术”是一门实践性和应用性很强的课程，应以实践操作性内容为主，理论概念讲授为辅。在教学过程中除了要培养学生具备扎实的理论知识基础，更要注重培养学生的实践应用能力，即：利用所学到的有关人机交互技术的知识设计和实现友好的人机交互系统。在课堂教学中，应避免孤立、枯燥的纯理论讲解，而是通过讲解常见实例的应用方法给学生引入相关知识、原理和模型，让学生能够快速入门与提高，并将相关理论应用于实际应用。课程采用课堂讲授和实践教学相结合的手段开展教学活动。课堂授课包括理论教学和实验教学，学生课堂学习也包括理论学习和实验练习，学生课后练习包括课后作业，即书面作业以及上机作业。教学时，鼓励学生多进行实验练习，不仅仅局限于课内实验，也可以布置一些随堂思考题让学生课后自行上机练习，激发学生学习的主动性和积极性。同时，安排学生课后自学相关内容，随后在课堂上进行检查，培养学生的自学能力、独立分析问题和解决问题的能力。课程设置了相应课时的实验，其目的是使学生通过实验教学验证课堂教学的理论，理解和掌握人机交互技术中最基本、最广泛应用的概念、原理、理论和算法，更好地掌握课程教学大纲要求的内容。

二、软件工程专业现状与分析

近年来，随着我国软件人才的旺盛需求和软件工程领域的科学技术的进步，软件工程的专业学科建设得到迅猛发展。自1988年起，我国部分高校开始试办软件工程的本科专业。2001年，国家计委、教育部与财政部联合批准试办了35所示范性软件学院。2011年，软件工程学科正式成为独立一级学科。2012年，软件工程专业成为我国普通高等教育的基本专业。目前，我国已有近百所高校成立了独立的软件学院，软件工程本科专业点已达到500多个。为了推动软件工程专业教学改革，2014年12月，教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会和全国高等学校计算机教育研究会联合启动了“本科软件工程专业应用型人才培养研究”项目，由桂林电子科技大学、金陵科技学院、浙江大学城市学院和合肥学院牵头，探讨软件工程专业建设、专业改革和应用型人才培养的途径。

工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度，教育部已将工程教育专业认证列入新一轮本科教学“五位一体”评估范围和“卓越计划”人才培养质量验收条件之一。2015年10月，为了适应国际工程教育认证的发展趋势，由教育部主管、工程教育相关的机构和个人组成的全国性社会团体——中国工程教育专业认证协会（Chinese Engineering Education Accreditation Association，CEEAA）成立，主要负责我国工程教育认证工作的组织实施。2016年6月，我国正式加入国际上最具影响力的工程教育学位互认协议《华盛顿协议》，对于通过认证协会认证的工程专业，其毕业生学位得到《华盛顿协议》其他组织的认可，极大地提高了我国工程教育的国际影响力。

教育部在《高等学校软件工程专业规范》、《中国工程教育认证标准（2015版）》、《计算机类专业教学质量国家标准》和《ITSS-信息技术服务标准》的基础上，形成了《高等学校本科软件工程专业应用型人才培养指导意见（2016版）》（以下简称《指导意见》）。在《指导意见》中，重新审定了包括“人机交互技术”课程在内的专业核心和方向课程的教学实施方案，将软件工程专业的每项毕业要求分解为可考核的指标点，给出了支持毕业要求的细化指标，建立了指标点与教学活动之间的关联关系，建立了应用型软件工程专业人才培养新模式，形成了“本科标准+职业能力”的地方性、应用型大学软件工程专业人才培养新方案。

三、课程教学探索与实践

自我校2011年开设软件工程专业以来，“人机交互技术”課程已经成为培养专业实践能力的核心课程之一。本课程在专业培养目标中的定位为：通过深入分析和理解软件系统人机交互的相关知识、原理、应用和模型，使学生对软件人机交互方法有比较深入的理解，能够从系统结构角度分析现有的软件系统，并能利用所学到的有关人机交互技术的知识设计和实现新的人机交互系统。课程支撑的知识和能力要求有：具备运用工程基础知识和本专业基本理论解决实际工程问题的能力，具有系统的工程实践学习经历；了解本专业的发展动态和前沿知识；具备运用系统性的软件工程思维方法实施软件工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析。对应的职业核心能力指标为：通过深入分析和理解软件系统人机交互的相关知识、原理、应用和模型，使学生对软件人机交互方法有比较深入的理解，能够从系统结构角度分析现有的软件系统，并能利用所学到的有关人机交互技术的知识设计和实现新的人机交互系统；至少掌握一种开发语言，并熟悉该语言的开发环境及调试工具；掌握软件开发过程中所使用的工具和方法。在他人指导下，根据软件需求规格，进行过程、组件或模块设计，且有能力对结果进行测试与评估。根据需求文档，编写功能模块的测试设计文档，并执行测试，记录测试结果，提交缺陷报告，编写测试总结报告。

在近年来的课程教学过程中，通过课题组教师的共同探索、讨论与实践，结合应用型本科人才培养和工程教育认证目标，我院初步形成了具备自身特色的教学方法与手段。

1.面向应用型本科教育和工程教育。将工程教育专业认证作为提高应用型人才培养质量的重要手段，系统地开展教学改革，创新教育教学模式，切实完善应用型人才培养质量保障和监控体系，使专业认证成为工程教育和应用型人才培养模式改革的助推器，从而全面提升工程人才培养质量。坚持以学生为本的产出导向策略（Outcomes-based Education，OBE），把教学在学生身上产生的能力（成果）作为课程教学目标达成的度量。在教学实施方案中给出课程支撑的毕业要求和具体指标点，并细化为具体的教学任务。在“人机交互技术”课程中，将毕业要求设定为以下几项：①掌握软件工程的基本理论和方法；②具备应用系统性的软件工程思维方法实施软件工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析；③掌握人机接口开发过程中所使用的工具和方法；④能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。根据上述毕业要求，在日常的教学活动中，对教师的教学内容、学生的作业、自学内容、讨论内容和实验项目、课程的考核与成绩评定方式、课程的评价与改进机制都做了详细的分解，以便更好的助力于学生毕业要求的达成。

2.强调“以用户为中心的设计”，而不是“以产品为中心的设计”。人机交互设计所要解决的问题是如何有效地帮助用户完成他们的任务，并尽量使用户在交互过程中获得愉悦的心情。以用户为中心（User-Centered）的开发是指应以真实用户和用户目标作为产品开发的驱动力，而不仅仅是以技术为驱动力。设计良好的系统应能充分利用人们的技能和判断力，应支持用户，而不是限制用户。以用户为中心的开发需要透彻了解用户及用户的任务，并使用这些信息指导设计。在传统的教学过程中，师生往往注重系统功能的实现，即：注重如何设计和开发能实现相应功能的产品，却并不重视最终用户的工作条件和使用感受等。但是，作为一种“全新的事务”，软件是复杂的，传统的工程类比很容易产生误导，从而导致难以系统化设计和开发实用、可靠的软件产品，最终导致“软件危机”。因此，在具体的教学过程中，可以结合可用性评估等内容，引导学生转变思路，模拟典型用户使用产品的情形，从中找出潜在的问题。这种角色扮演的优势在于：用户通常在看到或尝试某种事物后，才知道自己需要什么或是不需要什么，才能准确反馈系统应该做什么和不应该做什么，不仅有利于检查获取的需要是否存在偏差，同时对设计方案也有很好的验证效果。兼顾开发设计人员和最终用户的双重视角，才能真正做到“以用户为中心”。

3.采用“案例+讨论+实践”的教学新模式。“人机交互技术”是一门工程实践性很强的课程，也涉及大量概念、模型、原则和方法的介绍。如果采用传统的填鸭式教学，让学生死记硬背相关的知识点，这些枯燥的理论知识不仅难以记忆，反而会引起学生的反感，同时造成理论知识与工程实践的相互脱节，显然违背了以产出为导向的培养目标。因此，如何把教学内容转化为学生的能力就成为课程教学目标达成的关键。在实际的教学活动中，我们采用了一种案例+讨论+实践的教学新模式，将理论教学与工程项目/案例有机结合，借鉴企业的实际需求，形成理论实践一体化的教学思路。下面以讲解可用性工程及设计原则为例，介绍这种教学新模式的几个步骤：①首先介绍各项原则的基本内涵和意义（理论教学），让学生对可用性工程及设计原则有一些初步的了解；②结合某种常见的商用软件，围绕各项设计原则，分析和讨论其在产品中的具体体现，以提高学生的学习兴趣和巩固知识（启发式教学）；③引入企业的实际项目/案例，提出目标产品的功能需求，要求学生给出概念性设计或用户界面原型（案例教学）。为了培养学生的探索精神和主动思考能力，可以将学生分为多组，其中一组为设计组，其余几组为用户组，以团队的形式进行头脑风暴。由设计组向用户组了解用户需求，根据用户需求进行迭代设计；由用户组对设计原型做可用性评价，用户组也可以参与设计。各组之间可以相互讨论，教师给予相应的指导和建议。在大量分析和讨论的基础上，由全体同学共同完成概念性设计或用户界面原型，不仅有利于提升学生对产品HCI设计优劣的敏感度和判断能力，也有利于提升学生的创新能力和主动性。

四、结语

随着软件行业的不断发展，软件人才面临的挑战越来越严峻。通过近年来的教学探索与实践表明，只有不断深化教学改革，突出软件工程专业特色，借鉴先进的工程教育理念和行业标准，以培养应用型软件工程人才为目标，才能培养出适合社会发展需要的人才。

参考文献：

[1]Thomas T Hewett，et al.ACM SIGCHI curricula for human-computer interaction[R].New York：ACM，1992.

[2]孟祥旭.人机交互基础教程[M].第3版.北京：清华大学出版社，2016.

[3]骆斌.人机交互——软件工程视角[M].北京：机械工业出版社，2012.

[4]T Winograd.Bring Design to Software[M].Addison-Wesley，1996.

作者：胡勇

第5篇：服务机器人人机交互系统设计

摘 要：本文对公共服务机器人的人机交互功能需求进行了分析，设计了一款基于瑞芯微RK3399芯片为核心的具有语音识别、人脸识别等功能的人机交互系统，并针对人机交互功能需求完成了系统相关硬件电路的设计，所设计的系统可基本满足市面上已量产的所有服务机器人的人机交互功能，实用性较强，具有推广应用的价值。

关键词：服务机器人，人机交互系统，RK3399

0 引言

近些年，随着人工智能技术的飞速发展，做为人工智能技术主要载体的公共服务机器人也开始在酒店物品运送、商场促销导购、政务办理等各个领域得到较大规模的应用。面部识别、语音识别等人机交互功能已成为公共服务机器人的标配功能。这些功能在带来较好的人机交互体验的同时，也提高了控制系统的复杂度，对控制系统的性能、成本也提出了更高要求。

基于此，本文设计了一种面向公共服务机器人的人机交互系统，采用模块化设计思路，降低控制系统复杂度，并充分考虑成本因素，可以基本满足不同应用领域对公共服务机器人人机交互系统的需求，并兼顾成本考虑。

1 人机交互系统总体设计

目前，用于公共服务场景的机器人的人机交互功能主要是机器人通过视觉、语音技术与人进行交互且由于机器人本身计算能力和存储能力有限，为使人机交互有较好的体验，需要机器人连接外网获取部署在云端服务器上的语音、视觉知识库及其它丰富资源。如图1所示，为服务机器人人机交互系统总体设计框图。人机交互功能是机器人对外感知与实现的载体，主要应具有显示屏、摄像头、MIC阵列及扬声器等常用外设，且由于机器人在人机交互时需要连接云端外网及本地局域网，所以还应具有WIFI、蓝牙及LTE功能，另外机器人还需要与自主移动底盘、电池等外设通讯、读写操作优盘等，所以还应具有以太网、RS232及USB等扩展能力接口。所以，考虑到上述功能及接口需求并结合运行语音识别及视觉识别算法对计算能力的需求，本设计采用了瑞芯微的RK3399做为服务机器人人机交互系统的核心。围绕RK3399搭建硬件电路，设计RK3399主板，并扩展摄像头、触摸显示屏、扬声器及MIC阵列等外设。

2 人机交互系统硬件设计

如图2所示，RK3399是基于Big.Little大小核架构的低功耗高性能处理器，它包括双核Cortex-A72、4核Cortex-A53以及獨立的NEON协处理器，可应用于计算机、个人移动互联网及数字多媒体等设备。RK3399内置多种功能强大的嵌入式硬件引擎，支持多格式视频、高品质的JPEG的编解码，以及特殊图像的预处理和后处理。内置特殊的MMU 2D 硬解码器能最大限度地提高显示性能，提供流畅的体验操作。RK3399具有高性能的双通道存储器接口，能够提供高内存带宽，同时为应用提供了一套完整的外设接口。

考虑需要运行语音识别、人脸识别等人工智能算法，对计算能力有较高要求，所以系统存储采用4GB DDR3+32GB EMMC配置。由于是机器人应用，对系统软件的兼容性和稳定性要求较高，所以本设计中采用安卓7.1版本。

2.1 语音相关电路设计

语音识别技术主要分为音频的采集、识别、理解和合成。音频的采集主要通过MIC阵列，目前主流技术有环形6MIC阵列以及线形4MIC阵列，二者区别在于声源定位范围不同，6MIC阵列为360°而4MIC阵列为180°。本文中采用6MIC采集兼容4MIC方式。由于模拟MIC采集的音频信号为小信号，在传输过程中易受干扰，影响语音识别效果，所以阵列MIC选用I2S接口数字硅麦。阵列通过RK3399自带3路I2S接口采集6路MIC音频，每2路MIC共用一路I2S。在机器人播放语音时，为保证仍能进行正常对话，需要设计回声消除电路。如图3所示，由于需回采音频功放输出端模拟信号，需将模拟音频转换为数字音频，所以采用TLV320ADC3101音频ADC芯片，将模拟回采信号转换为I2S音频并输出到RK3399第4路I2S接口。

音频的识别、理解与合成需要连接本地私有云或外网公有云。合成后的语音通过音频输出电路播放。音频输出电路设计如图4、图5所示，采用数字音频输出芯片ES8316，将RK3399输出的I2S数字音频转换为模拟音频，并通过两个音频功放芯片CS8508E进行功率放大输出。单个功放芯片最大输出功率为15W，可满足市面上主流服务机器人应用需求。

2.2 视觉识别相关电路设计

RK3399支持双ISP，像素处理能力高达13MPix/s，支持双路摄像头数据同时输入。所以本设计中综合了成本以及功能需求选用13Mpixel的MIPI-CSI接口摄像头做为人机交互系统中人脸识别、拍照及视频通话应用的主摄像头。RK3399有两组MIPI-CSI输入，均内置ISP处理器，在双MIPI输入的时候可以同时使用。

2.3 显示相关电路设计

目前市面上主流服务机器人均采用触摸显示屏，屏幕大小从6寸～32寸。且有部分机器人采用双屏设计，一个较小的屏幕放在机器人头部，用来做为机器人表情显示。另一个较大的屏幕放在机器人胸前，用来进行业务办理等操作。目前主流液晶屏多采用EDP接口或MIPI_DSI接口。一般较大的屏幕多采用EDP，较小的屏幕多采用MIPI_DSI接口。本设计采用兼容性设计，利用RK3399自带的EDP接口和MIPI_DSI接口分别各扩展一块显示屏，实现双屏显示。用一块10.1寸液晶屏完成机器人面部表情显示功能，采用MIPI接口，另一块15.6寸液晶屏采用完成业务办理操作功能，采用EDP接口。如图6所示为15.6寸液晶屏EDP显示电路。

触摸屏多采用USB、I2C或UART接口，触摸屏厂家可根据客户要求配不同的触摸芯片，本设计中针对两块屏幕，触摸芯片分别采用USB和I2C接口。

2.4无线功能相关电路设计

服务机器人人机交互系统通过语音识别、人脸识别、声纹识别等人工智能技术与人进行信息交互，而人工智能技术对系统计算力和知识库要求较高。目前公共服务机器人设计普遍的做法是将语音、人脸在本地进行采样，将知识库布置在云端，包括本地局域网私有云及公网公有云，信息采样后机器人通过局域网或外网连接云端知识库进行计算、查询等操作，最后从云端将查询结果返回本地。所以人机交互系统需要具备WIFI、蓝牙、有线以太网及4G_LTE无线功能。如图8所示，为WIFI&BT电路，RK3399通过芯片自带的SDIO接口和UART接口扩展WIFI&BT芯片AP6356S。AP6356S芯片是WIFI、BT功能二合一芯片，符合IEEE 802.11 a/b/g/n/ac 2x2 MIMO标准，可以双通道传输及支持雙频段(2.4GHz&5GHz)，且支持蓝牙4.1。还可根据使用方式不同将AP6356S配置成热点模式或客户端模式。

当公共服务机器人处于某些没有WIFI的环境时，为连接外网云端，需具有4G_LTE功能。如图7所示，为4G模块扩展电路。RK3399通过USB2.0接口及系统自带I2C接口扩展移远通信EC25 Mini PCIe模块。EC25模块是LTE Cat 4无线通信模块，采用PCI Express? Mini Card标准接口。支持最大下行速率150Mbps和最大上行速率50Mbps。模块采用堆叠方式安装在RK3399主板上。

人机交互系统无线功能采用WIFI优先模式，当WIFI和LTE功能均开启时，LTE功能无效。而当WIFI断网时，LTE自动代替WIFI连接外网。

2.5 电源输入及外设接口电路设计

人机交互系统所需电源由RK3399主板进行电源转换产生。考虑系统供电可能为电池或直流稳压电源，且公共服务机器人供电电压普遍为直流9～24V，所以电源部分采用BQ25703充电控制器对输入电源进行转换。BQ25703可实现输入电源的升压与降压转换，且可同步给锂电池充电。本设计中将转换后的电源电压稳压在14.8V，可对4串三元锂电池进行充电。再通过MP8756开关电源芯片将14.8V电压转换为3.3V及5V常规电压给RK3399板卡芯片供电。由于RK3399芯片系统对电源上电时序和电压要求较严格，采用瑞芯微电源管理芯片RK808给RK3399芯片系统供电。

RK3399自带2路USB2.0、2路USB3.0及TYPE C接口，考虑对外连接外设和系统内部自用需求，系统原生的USB接口不够，所以分别用USB2.0 HUB和USB3.0 HUB芯片GL850和GL3523进行扩展。

RK3399内部集成了一个千兆以太网MAC，可以外接不同以太网PHY，实现百兆/千兆网络功能。本设计中采用RTL8211E千兆以太网PHY扩展出以太网接口。

3 结论

本文为公共服务机器人人机交互系统提供了一种设计方案，选用RK3399芯片为控制核心，围绕该芯片实现了人机交互系统硬件电路的设计及外设扩展。可以基本满足不同应用领域对公共服务机器人人机交互系统的需求，且由于集成度较高，使得硬件成本较低，比较有推广价值。

参考文献：

[1]邓卫斌，于国龙.社交机器人发展现状及关键技术研究[J].科学技术与工程，2016，16(12)：163-

170.

作者：范存艳

第6篇：车载导航人机语音交互系统的实现

摘要：支持语音交互是车载导航系统的一个发展趋势。本文讨论了车载导航系统人机语音交互的实现方法，包括对话模式、关键词识别、语音控制命令、名称识别、语音合成。试验结果证明，系统能满足车载导航人机语音交互的要求。

关键词：车载语音导航;人机语音交互;语音识别;语音合成

引言

语音作为自然的人机接口，可以使车载导航系统实现更安全、更人性化的操作。通过国内外车载导航系统的功能对比可知，支持语音交互是车载导航系统的一个发展趋势。另外，市场信息服务公司J.D Power and Associates的调研数据也表明，56%的消费者更倾向于选择声控的导航系统。因此，开发车载语音导航系统是很有意义的。目前，国内已经具备开发车载语音导航系统的技术基础，特别是文语转换ITS技术和基于中小词汇量的语音命令识别技术已经达到比较实用的程度。本文在课题组的车载导航系统和国内两款语音引擎的基础上，开发了一套支持语音交互的车载导航系统。

车载语音导航系统结构

车载语音导航系统从功能上分为车载导航和导航语音交互两方面。其中车载导航功能包括GPS卫星导航定位、电子地图浏览查询、智能的路径规划、车辆地理位置和速度等导航信息的实时显示;导航语音交互功能分为语音操作和语音提示两部分。在系统的设计中，根据人机交互的需求，设计语音导航系统的硬件框架如图1所示。

语音导航系统和用户之间的人机交互接口由触摸屏、按钮、话筒、显示屏和扩音器等五个交互设备组成。该硬件框架可实现常规的手动交互方式，也可以实现语音交互方式。整个系统划分为三个子系统;导航子系统、语音识别子系统和语音合成子系统，各子系统间通过接口进行通信，协调完成语音导航任务。

车载导航人机语音交互系统对话模式设计

导航系统的状态转换网络

整个导航系统是一个复杂的人机交互系统，为便于语音交互对话模式的设计，首先对系统作状态划分，然后从人机交互的角度描述整个系统的状态转换网络。将系统划分为地图浏览、功能选择等六个功能状态和一个退出状态。图2描述了这些状态之间的状态转换网络。

图中的节点代表系统的各个状态，带箭头的连线代表从源状态到目标状态的转换。状态转换网络接收用户的操作作为驱动事件，完成从一个状态到另一状态的转换，网络中的一条路径便代表着特定的交互过程。

导航系统各状态节点对话模式设计

为便于描述各状态节点内部的对话模式，将状态节点按图2所示编号为S1～S7，用TmnL。表示状态节点Sm到状态节点Sn的转换。另外，借鉴状态流stateflow模型的表示方法，提出用于描述车载导航人机语音交互系统中的对话模型。重新定义转换的描述方式，用四个属性来描述状态节点内的一次转换：

T={P1，P2，P3，P4}　(1)

其中，t用于表示一个转换，P1～P4为转换的属性：P1为语音事件;P2为语音输出;P3为附加条件;P4为转换动作。

这样，一个转换t便描述了一次对话中用户的语音输入、系统的语音输出、对话受到的限制条件以及系统执行的动作。

以地图浏览状态为例，说明对话模式设计的过程。地图浏览状态由两个互斥的子状态组成：地图漫游状态和车辆引导状态(参见图2)。这两种子状态的人机交互大部分相同，所以将二者统一划分在地图浏览状态下。对于区分对待这两个子状态的交互过程，可以通过附加条件来判断当前子状态，再作不同的处理。

人机语音交互系统的实现

语音控制命令的实现

语音控制命令的实现方案如图4所示。图中左边方框代表整个语音导航系统对话模式的状态转换网络STN。根据对话模式的设计，将系统分为地图浏览状态、功能选择状态、路径规划状态等7个状态节点，每个状态节点内部均存在各自的语音对话模式，对话模式由若干内部转换组成。因此，整个语音导航系统是一个两层结构的状态转换网络，其内部转换由语音事件驱动。语音事件由导航子系统的接口模块根据语音识别子系统发送的用户意图而产生。

语音控制命令的实现过程分为以下四个步骤：

·语音识别引擎根据当前命令词表识别用户语音，得到识别结果。

·管理窗口获取到识别结果，通过查询“识别词一控制命令”映射，得到识别结果对应的控制命令，并将控制命令作为用户意图发送至导航子系统的接口模块。

·接口模块响应用户意图，通过语音事件改变语音导航系统的状态。

·接口模块根据语音导航系统的状态判断是否需要更改当前命令词表，若需要则通过管理窗口更改当前命令词表。

POI名称的识别方法

识别子系统除了要识别控制命令以外，还需要识别POI(兴趣点、标志点)名称。POI名称识别与控制命令识别最大的区别在于其候选集合在规模上的差异。在本系统中，进行控制命令识别时候选集合的规模最大约为30个，但进行POI名称识别时，以所用的北京电子地图为例，其POI点的个数为20,172个，此时其候选集合的规模比控制命令识别时大几个数量级。

利用命令词识别引擎进行识别时，必须为引擎提供一个当前词表，需要先将候选集合中的词条转化为词表，才能真正地进行识别。同时，基于中小词表的ASR识别引擎不能生成规模达2万多的词表，所以对于POI名称识别，采取了不同于控制命令识别的方案。在对控制命令进行识别时，因为候选集合可以用一个词表来表示，采取了在线识别的方法。而对POI名称进行识别时，单个词表无法容纳所有的POI名称，由此提出了利用识别引擎离线识别功能的离线遍历识别方案。该方案利用多个词表来描述整个候选集合。

该方案将候选POI集合划分为n个子集，并生成各子集的词表，然后以各词表为当前词表进行离线识别，并将这些局部的识别结果汇总形成一个临时词表，最后在这个临时词表中进行识别，得出全局的最优识别结果。该过程遍历了各个子集，相当于在整个候选集合中匹配出最优识别结果，所以识别正确率得到了保证。同时由于识别次数的增加，导致识别时间相应地变长。

导航系统语音提示的实现方案

导航系统的语音提示由专门的语音合成子

系统完成。将语音提示的实现过程分为提出请求和执行请求两步。请求的提出方和执行方构成客户/服务器(C/S)模型，其中，语音合成子系统充当服务器。由于语音合成引擎通常不能同时输出多线合成的语音，所以会遇到请求冲突的情况。发生请求冲突时，最直接的处理策略是：中止正在进行的合成转而进行下一个合成，或者维持正在进行的合成而忽略新的合成请求。为此在语音合成子系统中设计了管理模块用于决定发生合成冲突时的处理方式。

对于语音合成子系统，合成请求的提出是一个随机事件，将这类随机事件记为Q。每个合成请求Qi都具有优先级的属性，其优先级的高低取决于请求的提示信息的重要程度。如果下一请求Qi+1的优先级高于当前请求Q，则优先合成Qi+1。

车载语音导航系统的试验验证

对本系统进行了语音导航的验证试验，通过语音交互完成了表2中所示的车载导航功能。试验表明，系统的状态能够完全正确地按照设计的对话模式进行转换，并能正确完成各种导航功能的人机对话过程;同时，系统的语音提示也能正确工作。

另外测试了系统正确响应语音控制命令的能力。测试中，用清晰平稳的语音，对地图浏览状态所有语音控制命令的49个识别词进行了测试，共测试49×3=147次，成功132次，失败15次，成功率为89.8%。可见，系统语音控制命令的有效性较好。

在海POI名称识别的试验中，对字数为2至10的POI名称进行了测试。对于每一长度的POI名称，分别取10个进行测试。其中每个POI名称最多做两次测试，当且仅当第一次测试失败才继续第二次测试。试验结果如表3所示。

可见，离线遍历识别方案的一次识别正确率为86.7%，二次识别正确率为93.3%。其正确识别的平均耗时为6.1s至10.4s之间，按POI名称的字数统计分布计算加权的平均耗时为8.3s。以上数据说明，该方案能够利用小词汇量的关键词识别引擎实现大词汇量POI名称的识别，并且获得了满意的识别正确率，但是耗时较长。

结语

本文主要完成了车载导航人机语音交互系统的设计和实现，并在实验室环境中对系统进行了实验验证。

证明利用合成的语音，可以实现丰富灵活的话音提示，使用户可以在不分散过多精力的前提下使用导航系统。进一步的工作是提高识别正确率和降低正确识别的平均耗时。

作者：刘　旺　杨殿阁等

第7篇：整理-人机交互

人机交互 第一章

1、√什么是人机交互(Human-Computer Interaction,HCI)以及简称 指关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，且围绕这些方面的主要现象进行研究的学科。简称HCI 第二章

1、√概念模型：一种用户能够理解的系统描述，它使用一组集成的构思和概念，描述系统做什么、如何运作、外观如何等

2、评价概念模型好坏：是否满足用户需要;是否容易被用户理解

3、三个相互联系的概念模型

(1)设计模型 (2)系统映像 (3)用户模型

4、分布式认知

I)√分布式认知的概念：分布式认知(Distributed Cognition)是一个包括认知主体和环境的系统，是一种包括所有参与认知的事物的新的分析单元。分布式认知是一种认知活动，是对内部和外部表征的信息加工过程。分布式认知是指认知分布于个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会和时间等之中。

//分布式认知法描述的是认知系统中发生了什么，它通常描述人员之间的交互，人们使用的物品及工作环境。 I)√表象与人工制品

表象是指信息或知识在心理活动中的表现和记录方式，是外部事物在心理活动中的内部再现，一方面它反映客观事物，代表客观事物，另一方面又是心理活动进一步加工的对象。 人工制品：是指人工制造的仪器、符号、程序、机器、方法、模式、理论、法规以及工作组织的形式等

I)分布式认知理论的特征：(1)强调个体与外部表象的结合，重视人工制品的作用(2)强调认知的分布性(3)强调交互作用和信息共享(4)关注具体情境和情境脉络

I)√分布式认知在人机交互中的应用：分布式认知的思想可用于指导像电子商务等系统的设计。设计合适的、易于记忆的表单、标签等人工制品 第三章

1、√虚拟现实交互设备

I)三维空间定位设备：(1)空间跟踪定位器 (2)数据手套 (3)三维鼠标 (4)触觉和力反馈器 II)三维显示设备:(1)立体视觉 (2)头盔式显示器 (3)CAVE (4)真三维显示

数据手套为人与环境的虚拟结合提供了一种重要的手段。整个系统包括位置、方向传感器和沿每个手指背部安装的一组有保护的套的光纤导线，它们检测手指和手的运动。 CAVE:为洞穴式显示环境，这是一种四面的沉浸式虚拟现实环境。

2、√真三维显示

真三维显示是三维显示的最终目标，是一种能够实现360度视角观察的三维显示技术，是现实景物的最真实的再现。

3、√真三维显示的分类以及每个分类的原理(期中)

扫描体显示(原理):利用人类的视觉滞留原理，将一定时序范围内的基本三维面域，融合成一幅独立的三维影像。目前三维体扫描方法主要包括旋转体扫描技术和平移体扫描技术。 固态体三维显示:是指产生图像时，不需要显示设备进行机械运动 第四章

1、√√人机交互输入模式原理与类型

原理：输入设备输入的信息和应用程序有机结合;输入设备多种多样，一个应用程序可对应多个输入设备，同一个设备又可能为多个任务服务，这就要求对输入过程的处理要有合理的模式。

三种基本模式类型：请求模式;采样模式;事件模式

I)请求模式：在请求模式下，输入设备的启动是在应用程序中设置的。应用程序执行过程中需要输入数据时，暂停程序的执行，直到从输入设备接受到请求的输入数据后，才继续执行程序。

II)采样模式：输入设备和应用程序独立地工作。输入设备连续不断地把信息输入进来，信息的输入和应用程序中的输入命令无关。应用程序在处理其它数据的同时，输入设备也在工作，新的输入数据替换以前的输入数据。当应用程序遇到取样命令时，读取当前保存的输入设备数据。

优点：这种模式对连续的信息流输入比较方便，也可同时处理多个输入设备的输入信息。 缺点：当应用程序的处理时间较长时，可能会失掉某些输入信息。

III)事件模式：输入设备和程序并行工作。输入设备把数据保存到一个输入队列，也称为事件队列，所有的输入数据都保存起来，不会遗失。应用程序随时可以检查这个事件队列，处理队列中的事件，或删除队列中的事件。

2、√语音交互技术

语音识别:是计算机通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本文件或命令的技术，其所涉及的领域包括：信号处理、模式识别、概率论和信息论、发声机理和听觉机理、人工智能等。

【(重点)一个完整的语音识别系统大致可分为：语音特征提取，声学模型与模式匹配语言模型与语义理解三部分。】

3、√√笔交互技术

手写识别技术是笔交互中的一种基本技术，指将在手写设备上书写时产生的有序轨迹信息化转化为汉字内码的过程。

联机手写文字的识别过程通常分为四个阶段：预处理、特征抽取、特征匹配和判别分析 脱机识别是机器对于已经写好或印刷好的静态的语言文本图像的识别。

联机识别是指用笔在输入板上写：用户一边写，机器一边进行识别，可实时人机交互。 P75用WPF实现数字墨水手绘涂鸦后台代码(重点)

public partial class MainWindow : Window {public MainWindow() { InitializeComponent(); } private void Window_Closing(object sender, System.ComponentModel.CancelEventArgs e) {var f = new System.IO.FileStream("pic.ink", System.IO.FileMode.OpenOrCreate); ink.Strokes.Save(f); f.Close(); } 第五章

1、√图形用户界面的主要思想：(1)桌面隐喻，桌面隐喻是指在用户界面中用人们熟悉的桌面上的图例清楚地表示计算机可以处理的能力。(2)所见即所得，在WYSIWYG交互界面中，其所显示的用户交互行为与应用程序最终产生的结果是一致的。(3)直接操纵，直接操纵是指可以把操作的对象、属性、关系显式地表示出来，用光笔、鼠标、触摸屏或数据手套等指点设备直接从屏幕上获取形象化命令与数据的过程。

2、√图形用户界面设计的一般原则(7点)：界面要具有一致性;常用操作要有快捷方式;提供必要的错误处理功能;提供信息反馈;允许操作可逆;设计良好的联机帮助;合理划分并高效地使用显示屏幕

3、√用户体验及包含元素：【用户体验(User Experience，UX)通常是指用户在使用产品或系统时的全面体验和满意度。用户体验主要有下列四个元素组成：品牌(Branding);使用性(Usability);功能性(Functionality);内容(Content)】(重点)

4、√设计流程有哪些方法：情境访谈，走进用户的现实环境，尽量了解你的用户的工作方式、生活环境等情况;焦点小组，组织一组用户进行讨论，让你更了解用户的理解、想法、态度和需求;单独访谈，一对一的用户讨论，让你了解某个用户是如何工作，使你知道用户的感受、想要什么及其经历等。

【这些方法用来观察用户、分析用户】 第六章√主要图

1、人机交互界面表示模型：

I)行为模型：该模型主要从用户和任务的角度考虑如何来描述人机交互界面

II)结构模型：该模型主要从系统的角度来表示人机交互界面。重点介绍产生式规则和状态转换网络 III)模型转换：主要介绍行为模型和结构模型之间的转换 IIII)表现模型：主要介绍人机界面表现的具体描述方法

2、行为模型:分析人员获取用户需求后，结合领域专家的意见和指导，获取系统中需要完成的任务，对任务的主要因素进行详细的分析，如任务的层次、发生条件、完成的方法以及它们之间的关系等等。 (1)GOMS(Goal,Operator,Method,Selection):目标操作方法和选择行为模型是在交互系统中用来分析用户复杂性的建模技术，用于建立用户行为模型。它采用”分而治之“的思想，将一个任务进行多层次的细化，通过目标(Goal)、操作(Operator)、方法(Method)以及选择规则(Selection rule)四个元素来描述用户行为。

目标(Goal)：就是用户执行任务最终想要得到的结果

操作(Operator)：是任务分析到最底层时的行为，是用户为了完成任务所必须执行的基本动作 方法(Method)：是描述如何完成目标的过程。一个方法本质上来说是一个内部算法，用来确定子目标序列及完成所需要

选择规则(Selection rule)：是用户要遵守的判定规则，以确定在特地环境下所使用的方法 GOMS方法有一定的局限性：从表示方法来看，一旦一个子目标由于错误而导致目标无法正常实现而异常终止，系统将无法处理，这种错误可能是用户选择错误，也可能是操作的错误，甚至可能是系统的错误等，这些错误在GOMS模型中无法描述;GOMS对于任务之间的关系描述过于简单，只有顺序关系和选择关系，实际上任务之间的关系还有很多种，这也限制了它的表示能力，另外选择关系通过非形式化的附加规则来描述，实现起来也比较困难;由于GOMS把所有的任务都看作是面向目标的，从而忽略了任务所要解决的问题本质以及用户间的个体差异，它的建立不是基于现有的认知心理学，故无法表示真正的认知过程。

(2)LOTOS(Language Of Tenporal Ordering Specification):时序关系说明语言是一种作为国际标准的形式描述语言，它提供了一种通用的形式语义，可保证描述不存在二义性，便于分析和一致性测试理论的研究。其基本思想是用一套形式化和严格的表示法来刻画系统外部可见行为之间的时序关系，系统由一系列进程组成，两个以上的进程执行同一个外部可见的行为时会发生交互，进行数据交换、信息传递、协调同步等操作。 LOTOS模型中定义的基本算符：

T1 ||| T2(交替Interleaving):T1和T2两个任务相互独立执行，可按任意顺序执行，但永远不会同步。

T1 [] T2(选择Choice)：需要在T1，T2中选择一个执行，一旦选择某一个后，必须执行它直到结束，在这中间另一个再无执行机会。任务如何来选择，并没有给出一定的形式化描述。 T1 |[a1,...,an]|T2(同步Synchronization):任务T1，T2必须在动作(a1,...,an)处保持同步。 T1 [>T2(禁止Deactivation)：一旦T2任务被执行，T1便无效(不活动)。 T1 >>T2(允许Enabling)：当T1成功结束后才允许T2执行。

LOTOS模型很好的描述任务之间的时序约束关系，这些时序约束关系能更好的描述GOMS中子目标之间的关系，因此如果能将两个表示模型结合起来，即用GOMS模型描述任务之间的的关系，而用LOTOS给出任务之间的约束关系，就可以增加两种模型的表示能力。

(3)UAN(User Action Notion)：用户行为标注是一种简单的符号语言，着眼于用户和界面两个交互实体的描述，主要描述用户的行为序列以及在执行任务时所用的界面 UAN模型的标识符主要有两种：用户动作标识符和条件选择标识符。

用户动作标识符在UAN的表示模型中有一些常用的已经预定义的符号，用来表示常见的用户界面的交互动作。如：

move_mouse(x,y)移动鼠标至(x,y);

release_button(x,y)在(x,y)位置释放鼠标按钮; highLight(icon)使icon高亮显示;

de_highlight(icon)取消icon的高亮显示 条件选择标识符: While(condition) TASK 当条件condition为真时，循环执行任务TASK; If(condition) then TASK 如果条件condition满足，则执行任务TASK; Iteration A* or A+ 表示迭代操作;

Waiting 表示等待，可以等待一个条件满足，也可以等待任务中的一个操作执行。

(4)CTT任务模型表示法是一种基于图形符号的，采用层次的树状结构来组织并表示任务模型的方法。

详见书本104到109

2、结构模型

形式化语言的描述----产生式规则：一般形式

If condition then action 或condition-->action 或condition：action 产生式规则系统包括：事件引导的系统，状态引导的系统，混合引导系统 事件引导的系统：

事件有以下三种类型：用户事件，内部事件，系统响应事件

状态引导的系统(5个属性)：Mouse; Line-state; Rubber-band; Menu; Draw 混合引导系统(3个属性):Bold; Italic; Underline 【如果有n个转换开关，则会产生2n个规则】详见书本112

3、状态转换网络(STN)的基本思想是定义一个具有一定数量的状态转换机，称之为有限状态机(FSN)，FSN从外部世界中接收到事件，并能使FSN从一个状态换到另一个状态。 两种基本的状态转换网络：传统状态转换网络、扩展状态转换网络

I)传统状态转换网络(有向图)：组成部分(状态、箭头)【假设系统由n个状态组成，状态之间的转换最多可能有n*(n-1)】详见书本114图

扩展状态转换网络局限性：状态爆炸问题(需要定义出系统的所有状态，这对于小型的系统是没有问题的，但是在较大的系统中，系统会很快奔溃，状态的数目是呈指数级增长的同时状态的增长直接导致了状态转换网络过于复杂，无法实际应用);大的状态转换网络的设计与修改依靠手工完成也是不现实;不能直接反映人的总体交互行为 II)扩展状态转换网络：书本115到117图

4、行为模型与结构模型的转换：书本120到122图

5、表现模型：描述了用户界面的表现形式，由层次性的交互对象组成。交互对象一般由抽象交互对象和具体交互对象组成。【123页最下面到124也最上面if语句里面的意思】 面板间的关系：并列，嵌套，依赖

面板界面分为三类：独立显现的自由面板、面板面板、原子面板

第九章

1、√可用性的定义：国际标准化组织(ISO)给出的可用性定义是特定的用户在特定的环境下使用产品并达到特定的目标的效力、效率和满意的程度。

2、5个方面理解可用性(1)有效性(2)效率(3)吸引力(4)容错能力(5)易于学习

3、√可用性工程：就是改善系统的可用性的迭代过程

4、√可用性工程生命周期(6点)：(1)了解用户(2)竞争性分析3)设定可用性目标(4)用户参与的设计(5)迭代设计(6)产品发布后的工作

5、√支持可用性设计原则(填空) I)可学习性：是指交互系统能否让新手学会如何使用系统，以及如何达到最佳交互效能。(支持可学习性的原则包括：可预见性、同步性、熟悉性、通用性、一致性)

II)灵活性：体现了用户与系统交流信息方式的多样性(包括：可定制性、对话主动性、多线程、可交换性、可替换性)

III)鲁棒性：用户使用计算机的目的是达到某种目标。能否成功地达到目标和能否对到达的目标进行评估就体现为交互的鲁棒性。(包括可观察性、可恢复性、响应性、任务规范性)

6、用户模型法：是用数学模型来模拟人机交互的过程。在人机交互领域中最著名的预测模型是GOMS模型。GOMS是描述任务和用户执行该任务所需知识的方法，通过目标(goal)、操作符(operator)、方法(method)以及选择规则(select rule)。

7、√认知性遍历认为用户完成一个任务的过程需要三步骤：(1)用户在交互界面上寻找能帮助完成任务的行动方案;(2)用户选择并采用看起来最能帮助完成任务的行动(3)用户评估系统作出的反馈，判断在任务上的进展情况

8、用户测试就是让用户真正去使用软件系统，由实验人员对实验过程进行观察、记录和测量。一次用户测试包括：前期准备、测试阶段、测试评价三部分

9、放声思考法也被称为边做边说法，是一种非常有价值的可用性工程的方法

第8篇：人机交互期末报告

人机交互基础教程 期末设计报告

( 2015/ 2016 学年 第一学期)

设计题目：以用户为中心的互动网站交互设计研究 专 业: 计算机科学与技术 姓 名： 学 号： 指导教师：

日

期：

以用户为中心的互动网站交互设计研究

摘要

随着当前网络媒体的迅速发展，互动网站的交互设计也越来越需要更充分的体现，用户是网站的使用者，积极的用户体验可以使用户增加亲切感舒适感，也可以使用户在使用的过程中更加轻松自如更高效率的完成任务从用户体验的角度来研究和分析互动展示网站中的交互设计，从而可以让使用者有更轻松更自由的体验。

通过对网站的交互结构、交互流程、交互细节，展示互动交互、动态交互界面等互动展示网站的多维度分析，并结合使用Flash 、Dreamweaver 、Photoshop等相关制作软件，进行具体的网站设计制作，从而更好的促进互动展示网站交互设计的发展，互动展示网站的交互设计更加趋于人性化，引导交互体验设计能够更加注重用户体验。

以用户为中心来进行设计分析，做符合用户使用需求的交互设计，基于用户体验的互动展示网站的交互设计。以具体实例网站的设计为出发点，要求围绕互动展示网站的交互设计方向进行深入的阐述，同时说明如何基于用户体验来完成的交互设计。

关键词：用户体验 交互设计 互动网站

一、 问题定义

1、用户体验简介

用户体验(User Experience，UX)通常是指用户在使用产品或系统时的全面体验和满意度。该术语经常出现在和软件、商业的有关话题中。事实上这些话题中的用户体验，多半与交互设计有关。

用户体验主要有下列元素组成：品牌(Branding)、使用性(Usability)、功能性(Functionality)和内容(Content)。这四个元素单独作用都不会带来好的用户体验。只有把他们综合考虑、一致作用才会带来良好的结果。

用户体验是一个涉及面很宽泛的问题。实际操作中的用户体验建设，更多的是一种“迭代”式的开发过程：按照某种原则体系设计功能、版面、操作流程，在系统完成后，还要通过考虑各种途径的用户反馈，经历一个相对长时间的修改和细化过程。

影响用户体验的因素很多，包括：

①现有技术上的限制，使得设计人员必须优先在相对固定的UI框架内进行设计。 ②设计的创新，在用户的接受程度上也存在一定的风险。 ③开发进度表，也会给这样一种具有艺术性的工作带来压力。

④设计人员很容易认为他们了解用户需要，但实际情况常常不是这样。 要达到良好的用户体验，理解用户是第一步要做的事情，而用户本身的不同以及用户知识的不同是其中重要的两方面，需要在系统设计之初进行充分的了解。

2、用户体验定义

用户体验(User Experience，简称：UE/UX)是一种在用户使用一个产品(服务)的过程中建立起来的纯主观的心理感受。它是一个全方位的概念，在产品不同的阶段，不同的渠道，每一个可能和产品、服务，以及企业本身接触的地方都能产生用户体验。尝试产品(服务)的用户个体差异也决定了每个用户的真实感受、体验是无法通过非常有效途径来完全模拟或再现的。但是对于一个界定明确的用户群体来讲，其用户体验的共性是能够经由良好设计的测试、实验来认识到的。

3、网站用户体验的表现形式

网站当中用户体验的三个基本表现为：①网站设计②品牌展现③客户服务 ①网站设计

独特的网站风格，新颖的展现方式，但是要以品牌的逻辑要求为基础，当然了，前人的路也是要借鉴的，电商平台的页面展现方式，我们就可以借鉴。 ②品牌展现

从多个角度推销自己的产品，比如当当网的书籍，站外的邮件营销跟踪服务、手机短信、竞价投放等，站内专题页面、热度书籍推荐等。都是一个产品的推广展现方法，多个角度，多个方法，一起推广产品让用户存在一种‘脸熟’到认可的程度。 ③客户服务

客户服务其实是和产品推广是并驾齐驱的，要实时跟踪潜在用户，针对产品推敲客户心理来起到推广产品的作用，客户服务最主要的是态度，让用户认可产品首先就要认可这个平台。这样才能起到连锁反应;售后服务基本是所有平台基本都欠缺的一个指标，售后维护客户，也可以进一步“压榨”的，尽量的去提取客户身上的价值，因为一个新的客户的成本往往比较高，而像这种客户就存在一个口碑营销。一般情况下很少平台存在“一次性客户”，所以售后服务值得关注。

4、用户体验的研究

用户体验研究(User Experience Research)的目的是通过对用户行为和企业商业目的的研究，将企业的商业模式、服务方式、策略重点和盈利模式融入良好的用户体验中。用户体验研究是对用户在使用一个产品或系统之前、使用期间和使用之后的全部感受包括情感、信仰、喜好、认知印象、生理和心理反应、行为的研究与分析。良好的用户体验产生持续的用户粘性，并对企业品牌的口碑传播起到不可估量的作用。

用户体验研究的具体方法：【眼动&脑电研究】;【信噪比原则】;【焦点小组】;【卡片分类法】;【情景调查四要素】;【深度访谈】;【组块原则】;【纸面原型】;【问卷法】;【启发式评估】;【隐喻诱引技术】;【参与式设计】。

二、 交互设计现状及表现形式分析

1、当前网站交互分析与研究

随着互联网的快速发展，网站设计和实现的成本不断降低，这使得互联网站遍地开花，市场上出现了各种各样的设计公司、工作室，它们都有着各自的展示平台，这也为交互设计和用户体验提供了良好的发展空间。当今交互设计互动展示类的网站都处于不断探索、不断进步的过程当中，很多的互动展示形式都可以通过一个场景来展示网站内容或者说是传达企业信息。 ① 先以登录界面为例： 126邮箱：

支付宝：

目前主流的登录界面基本都是上下结构，他们的特点就是简洁明了。

② 其次是导航的布局：

美团：

当当：

当前好的网站设计的导航都是在网页的头部，让人一目了然，结构很清晰，方便用户使用。

③ 最后，举例说明如何体现用户登录后的head及如何排版用户中心的位置的方式比较明智。

淘宝：

整个head应该让用户能够迅速找到想要点击的按钮，多数情况下，如果用户找不到想要的指示按钮估计就直接将浏览器关闭了。

2、互动展示网站的主要展示形式

当前交互网站展示形式分为图片类展示、文字类展示以及图文混合展示三种。图片类的展现形式是目前使用最广泛的，原因在于图片具有很大的可控性，包括内容更新、结构变换、多种案例的整合统一，都能够非常方便地通过图片整合在一起。有交互展示需求的网站，一般为具有可视化产品的公司或个人，可视化可以是一张视觉效果图、一张草稿、一个三位虚拟模型、一个真实的产品照片等等，这类展示都是建立在其有可视化的展示需求上的。

① 图片类展示：

在最大化展示某张图片的同时，让用户看到相册中其他内容，更吸引用户进行继续点击浏览下一张图片。

② 文字类展示：

网页文字展示通过字体的大小、颜色来使内容的展现更富有逻辑性，界面更清晰，用户使用起来更易掌握信息。

③ 图文混合展示

现在的某些搜索词的展示已经不再仅限于图片本身，如搜索圣诞节，网页向我们展示文字的会附带很多图片信息，这样的设计将文字图片相结合，让浏览者更有中身临其境的感觉，获得的信息也更多。

3、互动展示网站的其他展示形式

互动展示网站的展示形式一般都是由展示内容决定的，除了以上说的常规的三种外，还有一些其他的展示形式比如三维展示、动画展示、视频展示等。 ①三维展示

三维展示形式分为两种，一种是纯技术手段实现图片、文字等内容在网站内做三维效果的展现，这种展现形式只能做简单模型的内容展示和信息展示，体积较小，适合网络传播;另一种则是通过三维建模软件实现复杂模型，导入互动展示网站制作软件进行交互合成，体积庞大，不适合网络传播。三维建模的展示形式，具有非常好的实物表现力，尤其体现在购物网站中，其强大的产品展示令用户具有直观性的体验，可以观察到每个角度的细节。 ②视频展示

视频展示在互动展示中信息传递效果比较直观，但是只是纯粹的视频播放，没有用户的参与，最终的互动效果一般较差。

三、网站交互设计与用户体验

1、互动展示网站的需求分析

1) 互动展示网站定位

本互动网站的定位为创意工作室，宗旨是将品牌、设计和先进的科技相结合。主要为一些有需要的公司品牌进行互动展示设计。本网站设计的主要目的是进行工作室形象的树立、工作室的介绍以及宣传等等。

2) 互动展示网站内容分析

本网站作为工作室网站，主要为了对工作内容和品牌形象进行宣传，其内容主要以工作室相关内容为主体。

第一，工作室介绍。工作室的性质、理念、品牌、历程等等都需要有所体现，让用户有一个全面直观的印象。

第二，案例的展示。将过去曾经设计过的作品展现在用户面前。因为工作室是为品牌设计，所以图片展示必不可少。

第三，联系我们。树立良好的品牌形象的核心目的是挖掘潜在的客户，让用户能够方便地联系我们也是必不可少的元素。页面展示包括联系电话和地址等等。

第四，招募人才。人才是一个公司最为重要的竞争力，工作室欢迎具有相同工作理念的设计人才的加入。

第五，服务的客户。一个陌生的工作室很难让用户清晰地去判断并作出选择，但是其曾经服务过的客户从某方面而言也可以体现工作室的水平。

3) 展览展示需求

工作室建立网站来展示作品根本目的是为了在用户心中建立良好的品牌形象。作为互动展示设计类网站，其作品展示更加显得重要。首先作为创意工作室，创新的理念要突显出来。所以网站的设计及作品展示必须是最能吸引用户的，让浏览者时时刻刻感受到互动展示设计所带来的魅力。

4) 企业宣传需求

一个工作室有品牌意识、实力，还要有口碑、宣传，营销宣传是为了给工作室提高知名度。要想让工作室被广大用户熟知，企业宣传是必要的，网站宣传是比较有效的方法之一，一个优秀的展示网站，展示给用户不仅仅是工作室，更是一种品牌。 企业的宣传方式有很多种，而网络媒体是成本最低、效果最好的宣传平台。当今社会信息大爆炸，大到企业、小到工作室都在努力地进行着宣传，工作室的知名度决定了工作室的生存和发展，也决定着企业的定位。所以工作室互动网站的设计是基于企业宣传所必须的组成部分，同时企业网站是企业宣传的必要组成部分。

2、互动展示网站的交互结构设计分析

1) 网站的整体架构和布局

首先，直观地展示网站整体结构，即直观的导航设计。导航作为网站结构的核心，始终贯穿整个网站的每一个页面，让用户可以快速地在各网页中进行跳转、切换，以便实现简单快捷的操作。为了使用户简单的记忆和理解网站结构，互动网站在导航上采用单一导航结构，内容即导航，导航即内容，通过舒适柔和的交互设计让用户轻松地进行交互操作。

其次，界面内容布局。要想让用户清晰地理解网站的结构，导航在页面所占的位置就显得尤为重要。导航要醒目，又不能占太大比例，这就要从界面设计的角度去处理导航在视觉上的效果，从而使页面达到良好的平衡。

2) 用户体验与交互结构

一般来说，图形、图像对眼球的吸引力较大，合理地利用信息元素的吸引力，引导用户浏览整个页面，使其了解网站结构，清晰明确地进行网站操作，是用户体验一直以来的主要研究方向。

交互结构主要表现在导航和页面布局。从导航上来说，让用户理解和清晰网站结构是基础。当用户激活导航内容时，导航栏目要求反馈用户，让用户明确地了解到他的行为激活了一个可点击的区域。从表现上来说，鼠标变为手型，触及的栏目导航动态展示相应的鼠标事件。

本站的设计结构以文字图形结合为主。用户点开后即能看见所需内容，这样可以尽可能地降低用户的错误操作，达到良好的用户体验的目的。如图3-1所示。

图3-1 网站主导航 内容结构的展示需要简单明了地阐述网站结构，本站也采用极简的设计，简单、有效，又不乏艺术感。如图3-2所示。

图3-2 创作设备栏目内容

3、互动展示网站的交互流程设计分析

1) 一般交互流程分析

交互设计即为有来有往，用户通过鼠标、键盘进行输入操作，网站对用户操作进行相应的反应。交互流程按照网站交互结构划分，依照结构设计推出交互流程，交互流程相对结构而言更加细致的进行页面交互细分，引导用户完成整个页面的浏览和体验互动与展示。

2) 本站交互流程设计

进入网站首先看到的是首页内容，首页设计中布局了LOGO、导航、工作室的创作宣言等。首页的交互流程具体设计如下：先让用户的视线聚焦于一个被闪烁圆形包围的向下的箭头上，随着用户向下滚动鼠标的滚轮，下面的导航开始向左滑动，上面的导航条开始变长。随后橙黄色的矩形条开始消失，切换到下一个页面：四方块的文字内容逐一出现。或者当用户将鼠标移动到上部导航栏，鼠标的形态会直接变成手势，提示用户可以进行点击，随即进入到新的展开页面。

只要用户滚动鼠标滚轮，就可以一直往下浏览，图片会随着页面自动切换。中间还有工作室的案例展示，工作室的理念展示等等。直到用户滑到页面的最低端，展示就会停止。此刻用户就会看到工作室的联系方式以及分享登录网站的信息。

4、互动展示网站的交互细节设计分析 1) 页面尺寸控制交互设计

良好的用户体验设计要求任何状态、任何情况下浏览器本站都能够获得最佳的用户体验，享受最佳的网站服务。通过程序判断浏览器大小，自动适应浏览器尺寸，是目前较好的解决方案之一。现行浏览器窗口最小为1024*768px，该尺寸为现行主流电脑的最低显示标准，本站设计将宽度固定在1000px，去除滚动栏及浏览器所占据的20px左右的宽度，避免产生横向滚动条，影响网站整体效果。屏幕分辨率在网站打开的瞬间进行程序判断，获取当前页面所在窗口的宽高尺寸，将数据传递到flash接口内，网站内容在获得的尺寸下自动适应调整。

2) 网站的加载与调取研究

在网站制作的过程中，把大文件包拆分成若干文件，要尽可能的降低每个文件或模块的加载时间，提高网站的加载速度和减少用户等待的时间，为用户提供良好的用户体验。文件虽然被拆分了，但依然存在加载的过程，所以在每个元素和外调文件被调区和加载的过程中都需要一个提示，提醒用户网站当前的操作，让用户耐心地等待，该提示统称为Loading。Loading的设计使得互动展示有了一个承上启下的链接，使加载和互动有了一个动态的过程。Loading在动态提醒的基础上还有加载进度条，加载进度一般通过百分比来显示提醒用户当前进度，暗示用户耐心等待以及大致需要等待的时间。

3) 互动鼠标动态设计

互动动态有多种表现形式，通过用户的不同操作展示不同的动态效果，鼠标事件分为：鼠标移动、鼠标经过、鼠标按下、鼠标抬起、鼠标离开、鼠标拖曳等等。鼠标点击、移动、经过等事件是最常用的用户操作，这些操作的精心设计能够给用户带来细腻的用户体验，让用户方便快捷的进行浏览和操作。本站的鼠标事件以鼠标滚轮滚动为主导，当用户滚动鼠标滚轮时，页面开始向下滑动，图片不断地动态更新切换，展现出新的页面内容，达到了良好的用户体验的目的。本站没有其他华丽的鼠标事件，简单的鼠标原则也在动态的图片展现中显现的淋漓尽致，可以增强用户浏览的趣味性。

5、互动展示网站的展示交互设计分析

1) 展示交互的用户操作分析

用户浏览网站的操作以鼠标操作为核心，键盘操作为辅助。对于展示浏览，最有效和直接的鼠标事件是点击，点击意味着激活了一项新的内容。用户对浏览内容的每一次操作，都希望得到反馈，所以每一个互动动态要对应一个用户操作结果，这样的交互流程才是完整的。所以用户点击事件在展示交互设计中意味着内容的展开与跳转。用户浏览网站时，对超出屏幕的内容会有缺失感，这种情况下用户会下意识地进行元素拖拽，希望能够看到全部内容，所以拖拽操作也是极易产生的操作行为。

2) 展示交互的发展与变化

展示设计的体验真实化，一直是互动展示设计所追求的发展方向，立体的、三维的、仿真的设计风格能够让用户更加快速的适应和接受。随着互联网使用人群进一步深入接触互联网，进一步加强对互联网产品的操作认知，用户操作变得丰富起来，所以简洁、平面化的设计风格及交互设计体验将会取代空间感、拟真化的设计风格，用户习惯了现实中的真切体验，就会寻找科技化、现代化的体验，所以展示交互设计的未来是以展示内容为核心进行设计的。

3) 展示交互在本站的体现

本站通过简洁的设计方式，让展示交互设计摒弃繁杂无用的元素，让用户通过最简单、原始的互动方式来浏览页面的交互内容，以实现展示内容的核心最大化，如图3-3所示。

图3-3 首页导航栏的展示设计

首页的展示交互设计主要注重的是工作室名称还有导航栏的设计。良好的多内容切换及内容展示交互设计能够让用户进行更好地浏览，如图3-4所示，展示内容的切换：

图3-4 内容的切换

其他内容通过滚动鼠标滚轮，或者通过鼠标点击事件来实现，内容动态通过网页下面的图片切换来展现，如图3-5,3-6,3-7,3-8所示：

图3-5 图片切换

图3-6 图片切换

图3-7 图片切换

图3-8 图片切换

或者通过鼠标点击事件直接展开，点击导航栏的Services，页面跳转到下一展示区，如图3-9所示：

图3-9 通过导航栏进行切换

无论当前处于网页的哪个部位，都可以通过点击右上角的导航栏来进行切换。这样产生的交互结构就是一个闭合的流程，从主页展示切换到工作室设计设备，再到工作内容展示，都可以随时进行任意部位的切换，这样就实现了交互设计的完整和统一。其他方面的展示也一样，这是本站最大的特点，只通过唯一的滚动事件来实现各种内容的展示与切换，如图3-10所示：

图3-10 其他内容切换

6、互动展示网站的交互动态设计分析

1) 交互动态设计的意义

交互动态的设计在互动展示以及交互设计中都占据着重要的地位，交互设计可以进行人机对话、信息交流，而动态设计就是让人机对话、信息交流变得可视化，让用户可以清楚地看到当前操作的界面哪些内容是可以点击的，哪些内容是用来浏览的。交互动态可以指示用户操作方式，弥补了交互设计生硬的不足，增加用户体验的感知度，使用户能够更好地进行浏览和互动。

2) 本站交互动态设计应用

交互动态设计的原则是简单直接的表达出交互形式，区分于静态内容。交互动态设计在一个互动展示网站中应该是无处不在的，每一个交互点都要有一个动态提示，这样才能让用户方便地感知热区所在。从用户体验的角度来说，只有通过充分动态设计的热区才能让用户有点击的欲望，才能引发用户进一步的浏览，本站设计中网络登录部分的交互设计，随着鼠标的移动，图形颜色变深，使得按钮的可点击性一目了然，如图3-11,3-12所示：

图3-11 鼠标动态(1)

图3-12 鼠标动态(2) 当鼠标划过一个可点击区域时，交互动态就应该随之出现，增加视觉动态效果并达到引导用户的目的。工作室展示的区域有个黑色向左方向的箭头，表示关闭左侧导航栏，如图3-13所示：

图3-13 左侧导航关闭箭头 交互的动态设计，通过动态的元素引导着用户的每一个操作，每一次的引导形成了网站的线索，最终组成了整个网站的结构。动态交互是互动网站的视觉基础，所以动态交互的设计是互动展示网站最根本的要素。

7、互动展示网站的交互设计创新

1) 互动拖拽展示

通过拖拽进行内容的展示，让用户能够亲身地体验内容的可扩展性;多内容地共享展示平台，使互动展示交互体验达到新的高度，让基于用户体验的交互设计深入人心，从视觉和听觉上都可以感受到交互设计为用户带来的友好体验，从而使用户能够方便、快速、简单、高效地获取信息。

2) 互动滚轴展示

滚轴的使用需要全面的进行引导，在告知用户的同时保证滚轴的可使用性。滚轴要控制动态展示的内容，每次滚动移动的位置不要超过浏览器大小的六分之一，且移动不要匀速，动态移动要求以先快后慢为行为准则，这样在进行动画时能够最大程度地模拟现实，让用户在现阶段能够更加容易接受交互体验，更好地进行网站内容的浏览。

3) 交互一体化设计

交互设计与视觉设计相通，都需要进行整体化的构建，在主体统一的基础上进行内容的演化。交互设计在展示内容的交互形式上采用统一的展开和拖拽展示样式，让交互设计在最大程度上得到有效的统一。在画面交互元素的视觉设计上，采取统一的视觉风格交互形式，进行对网站的统一整合，使整体的交互设计保持一致性，以提高用户的使用效率。交互设计的一体化设计是用户的体验和使用都得到良好的优化。

四、基于用户体验的交互界面设计

1、交互界面风格设计

1) 本站界面风格设计

本站的设计定位是简约、大方、个性、清新，所以网站在整体设计时采用白、橙色作为主背景，对比度大的黑、灰色进行点缀，突显出主要展示内容，使得网站看起来简洁明了，如图4-1所示：

图4-1 网站首页

2) 本站界面设计演变与突破

本站介绍性的内容页面采用纯色模式，高纯度的色彩使得页面很有个性与时尚感，增强了对比度。如图4-2，4-3所示：

图4-2 创作设备内容

图4-3 工作案例展示

2、交互设计界面元素布局的合理化

1) 标志的布局需求

Logo是工作室的标志，即为网站的标志，是本站设计的重要元素，经研究发现，用户浏览习惯为“F”型，从左上开始，向右上浏览，然后从网站左边向下，随后再向右。Logo要占据重要的位置，要保证每一个用户都可以看到，起到宣传的作用。

2) 导航和版权的布局需求

网站的导航是网站的重要组成部分。导航要求简洁和直接，导航通常位于右上角。网站的主体内容需要预留出来布局网站需要展示的主要内容，所以左下角式布局版权信息的最佳选择。这样布局之后网站在结构上就实现了整体化。如图4-4所示：

图4-4 导航布局在右上角

3、交互设计中界面版式设计

1) 点线面在交互展示中的呈现

点是画面的最基本的组成元素，在本站的设计中没有特别明显的大量点的集合，点大即为面，点有机组合便是线，本网站设计将点线面有机组合在一起。如图4-5所示：

图4-5 网站首页

首页右上角的Logo就是明显的多点组合，Home、Services、Work，多点的有机排列组合形成了导航线，使导航在线的统一下展示其特有的结构关系。

主要展示区通过面来统一，在内容页面上创作设备的展示由线形成了四大面区域，通过鼠标滚轮的滚动，线段不断出现、消失，引导着面的变化，如图4-6,4-7所示：

图4-6 线面的交互转变

图4-7 线面的交互转变 2) 交互设计中版式构成

交互设计的版式构成是常规构成，作品展示中的每一个作品都是在进行结构上的重复，产生了不断强调的效果，最终实现版面构成。如图4-

8、4-9所示：

图4-8 作品展示

图4-9 作品展示

工作室介绍的模块分为两个部分，左侧为导航栏，用户可以进行点击操作，选择查看工作室图片或者位置地图，右侧即为选择以后的展示区。在展示区左边有个小的黑色的返回箭头，可以让用户返回到首页的的主页面。如图4-10所示：

图4-10 工作室介绍版面