Bài giảng Tương tác người máy (Human Computer Interaction) TS. Bùi Thế Duy

4/11/2005 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 3z Xây d ựng khả năng thiết kế tốt cho những hệ th ống tương tác ở các mức kỹ thuật, tính năng và nh ận thức cognitive thông qua sự hiểu biết

4/11/2005 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 1

pdf-office.com This will be removed in registered Program pdf-office.com

4/11/2005 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 3

z Xây d ựng khả năng thiết kế tốt cho những hệ

th ống tương tác ở các mức kỹ thuật, tính năng và

nh ận thức (cognitive) thông qua sự hiểu biết về các thách th ức đang đối mặt với những người dùng c ủa một hệ thống;

z Thu được một quy trình làm việc hợp lý để thiết

Gi ớ i thi ệ u chung

z “Tương tác người – máy” (HCI) là gì?

z Những chuyên ngành liên quan đến HCI

z Tại sao một học sinh CNTT phải quan tâm

đến HCI

z Tầm quan trọng của một việc thiết kế tốt

một giao diện người dùng

4/11/2005 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 5

“T T ương ương tác ng ng ư ư ờ i – máy” (HCI) là gì?

z HCI là s ự nghiên cứu và phát triển các giao diện

máy tính v ới mục đích làm cho người dùng dễ sử

d ụng chúng hơn.

z HCI: t ương tác người máy, giao tiếp người máy

KHÔNG CH Ỉ LÀ: thiết kế giao diện !!!!!

z HCI liên quan đến

– Nghiên c ứu việc con người sử dụng các giao diện – Phát tri ển các ứng dụng mới cho người dùng

– Phát tri ển các thiết bị và công cụ mới cho người dùng

pdf-office.com This will be removed in registered Program pdf-office.com

Nh ữ ng chuyên ngành liên quan

z HCI liên quan đến nhiều ngành

z HCI nghiên cứu 3 phần:

– Hình th ức: các hình thức giao tiếp giữa người

và máy – Ch ức năng: các chức năng mới trong giao tiếp

ng ười máy.

– Cài đặt: Cài đặt các giao diện

4/11/2005 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 7

Nh ữ ng chuyên ngành liên quan

z Thiết kế đồ họa và công nghiệp, thiết kế

âm thanh, điện ảnh: hình thức, chức năng

và cài đặt

z Kỹ nghệ phần mềm: chức năng và cài đặt

z Kỹ thuật điện, điện tử: cài đặt

z và có thể các ngành khác

4/11/2005 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 9

T ạ i sao m ộ t h ọ c sinh CNTT ph ả i

z Học sinh CNTT học để:

– Phát tri ển các ứng dụng phần mềm mới – Phát tri ển các công cụ để dùng trong các ứng

d ụng: đồ họa 3 chiều, ngôn ngữ lập trình

– Phát tri ển các hệ điều hành –

Con người là một trong những thành phầnthiết yếu của các hệ thống này !!!!!

pdf-office.com This will be removed in registered Program pdf-office.com

z Tăng khả năng bán được của sản phẩm

z Tăng năng suất

z Giảm những bệnh nghề nghiệp do dùng

máy tính

z Giảm những lỗi nguy hiểm đến tính mạng

4/11/2005 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 11

d ụng giao diện không tốt

Thiết kế giao diện tốt => giảm thời gian lập

trình

pdf-office.com This will be removed in registered Program pdf-office.com

– T ạo ra những sản phẩm có chất lượng cao hơn

4/11/2005 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 13

4/11/2005 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 15

4/11/2005 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 17

– Ví d ụ: tìm kiếm dữ liệu, định dạng văn bản

pdf-office.com This will be removed in registered Program pdf-office.com

T ầ m quan tr ọ ng c ủ a m ộ t vi ệ c thi ế t

k ế t ố t m ộ t giao di ệ n ng ng ư ư ờ i dùng

– M ột chiếc máy bay đâm vào vách núi ở Colombia

n ăm 1996 giết chết tất cả mọi người trên máy bay.

– Lý do: ng ười lái gõ phím “R” thay vì tên đầy đủ của sân bay H ệ thống dẫn đường lấy ra trong hệ thống sân bay đầu tiên bắt đầu bằng chữ “R” – sai sân bay.

– K ết quả: máy bay đâm vào núi – HCI có th ể cứu sống tính mạng con người !!!

4/11/2005 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 19

T ầ m quan tr ọ ng c ủ a m ộ t vi ệ c thi ế t

k ế t ố t m ộ t giao di ệ n ng ng ư ư ờ i dùng

z T ăng khả năng bán được của sản phẩm

– DOS không th ể so sánh được với các hệ điều hành khác cùng

th ời – Windows và Explorer đem lại cho Microsoft lợi nhuận cực lớn – Windows được sao chép lại từ giao diện của Macintosh !!!

– Giao di ện của Macintosh được sao chép lại từ Bravo – phát triển

t ại Xerox PARC !!!

T ầ m quan tr ọ ng c ủ a m ộ t vi ệ c thi ế t

k ế t ố t m ộ t giao di ệ n ng ng ư ư ờ i dùng

z Máy tính đã xuất hiện khắp mọi nơi: điều

khiển máy bay, ô tô, dàn nghe nhạc

z Giao diện người – máy tính tốt => giao

diện người – các thiết bị tốt

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 1

Tính ti ệ n l ợ i c ủ a m ộ t h ệ th ố ng

z Những yếu tố nào quyết định tính tiện lợi

của một hệ thống ?

Ai có thể giúp tôi ????????????

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 3

z Phân tích ví dụ: Chiếc đàn violin

– Cái gì làm cho nó ti ện lợi ?

–

– hay không ti ện lợi ?

Chi ế c đ àn violin có ti ệ n l ợ i không?

z Người ta phải học 10 năm để có thể chơi

đàn violin tốt

– Khi b ạn bắt đầu học – không thể tạo nổi một

ti ếng kêu

– Ho ặc có thể sau một hồi tập luyện

– Nh ưng chắc chắn là tiếng kêu sẽ cực kỳ kinh

kh ủng !!!

z Vậy chiếc đàn violin có tiện lợi hay

không?

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 5

Chi ế c đ àn violin có ti ệ n l ợ i không?

z T ại sao chiếc đàn violin lại được tạo ra như vậy?

– Vì nó được thiết kế cho các siêu nhân

– Khi b ạn làm chủ được nó, nó sẽ trở nên tiện lợi !!!

z V ậy một hệ thống có nên thiết kế như chiếc đàn

B Shackel Human Factors and Usability In: Preece, J

and L Keller (Ed.), Human-Computer Interaction:

Selected Readings Prentice Hall, 1990

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 7

– các h ệ thống tương tác phải làm cho người dùng cảm

th ấy thoải mái

Các nguyên t ắ c c ủ a tính ti ệ n l ợ i

z Tại sao phải theo các nguyên tắc này?

z Những nguyên tắc này giúp cho bạn tập

trung vào mục tiêu đặt ra

z Chúng giúp cho bạn có thể đo được mức

độ mục tiêu đặt ra được hoàn thành được

đến đâu

z Đây là một phương pháp đã được dùng để

đánh giá một thiết kế !!!!!

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 9

– H ệ thống cho phép người dùng tổng hợp các kiến thức mà họ thu

được thông qua việc sử dụng hệ thống từ đó có thể xây dựng một

h ệ thống các nguyên tắc về các kiến thức này.

s ẽ xảy ra!

– Ng ười dùng thường dự đoán kết quả của một sự tương tác dựa

vào h ệ thống kiến thức mà họ thu được từ các lần tương tác

tr ước Hệ thống nên hỗ trợ các suy luận hay dự đoán này bằng

cách luôn luôn đưa ra các thông tin phản hồi nhất quán.

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 11

Tính có th ể h ọ c đượ c

Tính có th ể t ổ ng h ợ p đượ c

Tính có th ể h ọ c đượ c

Tính có th ể t ổ ng h ợ p đượ c

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 13

Tính có th ể h ọ c đượ c

Tính có th ể đo án đượ c

Mở tệp: cửa sổ hội thoại xuất hiện để chọn

tên tệp

=> Ghi tệp: chắc là một cửa sổ hội thoại

cũng sẽ xuất hiện để chọn tên tệp

Tính có th ể h ọ c đượ c

z Tính quen thu ộc

– Ng ười dùng sử dụng các kiến thức có từ trước để

quy ết định xem sẽ phải làm gì trong các tình huống

m ới.

– V ận dụng các kiến thức theo quy luật, để người dùng

đỡ phải suy nghĩ quá nhiều trước một tình huống mới.

z Tính khái quát và tính kiên định

– Ng ười sử dụng khái quát những quy luật và kỹ năng

để áp dụng vào những tình huống tương tự.

– H ệ thống nên hỗ trợ việc tạo nên các kỹ năng bằng

cách ho ạt động tương tự trong những tình huống

t ương tự.

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 15

Tính có th ể h ọ c đượ c

z Làm thế nào để có thể đánh giá “tính có

thể học được?”

– Thông qua th ời gian sử dụng để học được

cách hoàn thành m ột công việc nhất định ở

m ột trình độ nhất định

Tính có th ể h ọ c đượ c

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 17

Tính d ễ s ử d ụ ng

z Tính d ễ sử dụng được thể hiện qua mức độ dễ mà

m ột nhiệm vụ có thể được hoàn thành mọt cách

hi ệu quả mà không có lỗi.

z Tính quan sát được: Tôi biết tôi đang làm gì!

– Cho phép ng ười dùng trực tiếp nhận biết được trạng

thái c ủa hệ thống.

– Thi ết kế hệ thống của bạn sao cho không chỉ hành

động mà các trạng thái cũng nhìn thấy được

z Tính ph ản ứng nhanh:

– Cho phép ng ười dùng nhận biết được phản ứng cho

hành động của họ ngay lập tức

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 19

z Tính có th ể khôi phục được: Oops! Tôi vừa xóa

m ất toàn bộ ổ cứng !!!

– Ng ười dùng có thể gây ra lỗi

– Các h ệ thống nên được thiết kế sao cho các lỗi có thể

được ngăn chặn và khôi phục được.

z Tính thích nghi v ới nhiệm vụ: Các tính năng

c ủa hệ thống có thích nghi với nhiệm vụ của

ng ười dùng không?

– Các h ệ thống phải được thiết kế sao cho tính năng của

chúng đáp ứng được nhiệm vụ của người dùng Hay

nói cách khác, các tính n ăng của hệ thống phải dựa

trên nhi ệm vụ của người dùng

Tính d ễ s ử d ụ ng

z Làm thế nào để đánh giá được tính dễ sử

dụng?

– M ức hiệu suất công việc đạt được

– Th ời gian hoàn thành công việc ở mức cao

nh ất

– T ần suất lỗi

– Công s ức đầu óc bỏ ra: thông qua câu hỏi điều

tra ho ặc các chỉ số sinh lý (v.d nhịp tim)

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 21

Tính linh độ ng

z Tính linh động được thể hiện qua khả năng đáp ứng của

m ột hệ thống đối với những người dùng khác nhau trong

nh ững trường hợp khác nhau.

– Ng ười sử dụng thích khởi tạo V.d : Windows Wizard.

– Ng ười dùng thường làm nhiều việc một lúc Hệ thống nên được

thi ết kế để cho phép điều này.

– Có kh ả năng phân biệt được người dùng nào đang làm gì V.d.:

T ự động sửa chính tả.

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 23

z Tính thay th ế được: Cho phép những giá

trị vào ra tương đương có thể được thay

thế thoải mái V.d: kéo thả

z Tính tùy bi ến (Customizability): Cho

phép một hệ thống có thể thích nghi được

với nhu cầu của người dùng

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 25

Tính c ả m xúc

z Tính c ảm xúc thể hiện qua mức độ ưa thích và

tho ải mái người sử dụng cảm thấy khi sử dụng

m ột hệ thống.

z Giá tr ị cảm xúc: !!!!

z Tính th ẩm mỹ

z Các y ếu tố môi trường: Các hệ thống nên được

thi ết kế để phù hợp với các môi trường vật lý:

RSI (Repetitive Strain Injury)!

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 27

T ương

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 2

Con ng ng ư ư ờ i

z Nhân vật trung tâm trong mọi hệ thống

tương tác

z Máy tính được thiết kế để phục vụ con

người => Yêu cầu của người là ưu tiên số

một

z Trong phần này chúng ta quan tâm đến các

yếu tố về con người – một vấn đề tưởng

chừng như chẳng liên quan gì đến HCI

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 4

z Để có thể phục vụ con người được tốt:

– chúng ta c ần phải biết một người nào đó có

kh ả năng làm gì và không làm được gì V.d :

ng ười khiếm thị: dùng âm thanh, phím nổi,

ch ữ nổi

– chúng ta c ần biết con người nhận biết thế giới

ntn, l ưu trữ, xử lý thông tin và giải quyết vấn

đề ntn, và thao tác với các đồ vật ntn

Con ng ng ư ư ờ i

z Chúng ta sẽ chỉ quan tâm đến những đặc

điểm của con người liên quan đến HCI !

z Để làm được điều đó, chúng ta sẽ nghiên

cứu con người ở một mô hình đơn giản

hơn – như một hệ thống xử lý thông tin

z Mô hình đó có 3 thành phần chính:

– Thành ph ần vào/ra

– B ộ nhớ

– B ộ xử lý

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 6

Thành ph ầ n vào ra c ủ a con ng ng ư ư ờ i

z Con người giao tiếp với thế giới thông qua

nhận và gửi thông tin bằng các thành phần

vào ra

Ra Vào

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 8

z Thông qua năm giác quan: thị giác, thính

giác, khứu giác, vị giác, xúc giác

z Hiện nay, ba giác quan là quan trọng cho

HCI, hai giác quan vị giác và khứu giác

vẫn chưa được quan tâm đến

Thành ph ầ n vào

z Th ị giác

z Thính giác

z Xúc giác

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 10

Lông mi Đồng tử Màng c ứng

Tròng đen

Thành ph ầ n vào – th ị giác

Điểm mù buổi tối

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 12

Back ground foreground black blue brown cyan green magenta red white

Vách ả o

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 14

ảnh được xuất hiện đồng thời, tổ chức hình

ảnh nào đơn giản nhất, ổn định nhất sẽ được

c ảm nhận.

– Lu ật kề cận: hướng về nhóm những thành

ph ần ở cạnh nhau

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 16

Hình ả nh ẩ n

Hình tam giác bên trái được

gi ấu ở hình bên

ph ải

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 18

S ố 4 bên trái được giấu ở hình bên ph ải

C ả m nh ậ n hình ả nh

Chúng ta c ảm nhận được rằng có hai hình

ch ữ nhật đè lên nhau

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 20

Chúng ta v ẫn cảm nhận được một hình oval

m ặc dù hình này không được vẽ rõ ràng

Nh ữ ng ả o giác

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 22

Thông qua hai m ắt

C ả m nh ậ n v ề độ sâu

- thông qua chi ti ế t c ủ a hình ả nh

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 24

C ả m nh ậ n v ề độ sâu

V ật ở gần chuyển động nhanh hơn,

v ật ở xa chuyển động chậm hơn

C ả m nh ậ n v ề độ sâu

Theo v ị trí

Theo kích c ỡ

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 26

Thu hai hình ảnh dành cho 2

m ắt (camera có len đôi)

Hai hình ảnh được chiếu đồng

th ời cho 2 mắt Dùng kính để xem 2 hình ảnh

ở hai mắt khác nhau

Thành ph ầ n vào

z Thị giác

z Thính giác

z Xúc giác

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 28

– C ơ bản của hòa âm

– S ự ảnh hưởng của kiến thức tới việc tách các nguồn

âm thanh khác nhau

– Nh ận dạng các giọng nói

B ả n ch ấ t c ủ a âm thanh

z Nguồn âm thanh phát racác sóng tròn

z “Tiếng ồn trắng” (white noise) là sự tổng hợp của

rất nhiều âm thanh với tần

số và cường độ ngẫu nhiên(tiếng gợn sóng trên hồ)

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 30

C ường độ

T ần số (độ cao thấp)

M ột âm thanh trong trẻo được thể hiện bằng dạng

sóng hình sin (không có nhi ễu) với biên độ là cường

độ và tần số là độ cao thấp

C ả m nh ậ n âm thanh

Ng ưỡng nghe được

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 32

z Con ng ười chúng ta có thể cảm nhận được:

– t ần số của âm thanh (độ cao thấp)

nh ững phần khác nhau trong hệ thống xử lý âm

thanh c ủa con người => tạo ra những kích thích

khác nhau đến hệ thống thần kinh

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 34

z Hệ thống xử lý âm thanh thực hiện một số

thao tác lọc âm thanh => cho phép bỏ qua

những tiếng ồn nền => tập trung vào âm

thanh quan trọng

z “Cocktail party efect” – chúng ta vẫn có

thể nghe thấy ai đó gọi chúng ta trong một

căn phòng rất ồn

HCI v ớ i thính giác

z Các âm thanh hi ện vẫn đang được sử dụng chính

vào vi ệc thông báo:

– thông báo khi gõ nh ầm nút

– thông báo khi vào Windows

– thông báo khi máy s ắp hết pin

z Hi ện nay âm thanh đang được nghiên cứu:

– T ổng hợp tiếng nói => nghe đọc tài liệu thay vì nhìn

t ại liệu => phục vụ người khiếm thị

– Dùng âm nh ạc để tạo ra các hiệu ứng trong trình diễn

n ội dung

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 36

z Thị giác

z Thính giác

z Xúc giác

Thành ph ầ n vào – xúc giác

z Xúc giác: khả năng phát hiện và hiểu được

những thông tin cảm nhận được từ da

z Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khả năng

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 38

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 40

z Thông qua một số các cơ quan như tay,

chân, mắt, đầu và hệ thống tiếng nói

z Khi giao tiếp với máy tính, hiện nay tay

vẫn đóng vai trò chính trong việc gõ bàn

phím và điều khiển chuột

z Tiếng nói, ánh mắt và chuyển động của

đầu đang được nghiên cứu để điều khiển

máy tính

T ương

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 2

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 4

B ộ nh ớ giác quan

z Các bộ nhớ này liên tục bị ghi đè bởi

những tín hiệu mới

z V.d.: hiện tượng lưu ảnh

z V.d.: tai lưu thông tin trong một thời gian

ngắn – 2 tai nhận được một âm thanh tại

hai thời điểm khác nhau (rất gần nhau) ->

xác định được âm thanh được phát từ đâu

11/27/2004 Bùi Th ế Duy - Bộ môn Mạng và TTMT 6

B ộ nhớ giác quan Bộ nhớ ngắn hạn Bộ nhớ dài hạn

nh ắc đi nhắc lại

có ch ủ ý