ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΝΘΡΩΠΟΥ -ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ. Διδάσκων: Κωνσταντίνος Στεφανίδης

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΗΥ-464 ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΝΘΡΩΠΟΥ -ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Διδάσκων: Κωνσταντίνος Στεφανίδης HY-464: Επικοινωνία Ανθρώπου - Μηχανής Slide 1

2 Η τεχνολογία αναπτύσσεται ραγδαία Όλο και περισσότερο στην καθημερινότητα μας χρησιμοποιούμε προγραμματιζόμενες συσκευές, που δεν βρίσκονται στο γραφείο μας, και οι οποίες συχνά είναι δύσχρηστες (π.χ., VCR/DVD, ηχοσυστήματα αυτοκινήτων, κλπ.) Ένα καθημερινό αντιπαράδειγμα: φανταστείτε να οδηγείτε ένα αυτοκίνητο που σβήνει στην εθνική χωρίς λόγο και εσείς θα το δεχόσασταν, θα ανάβατε ξανά τη μηχανή και θα συνεχίζατε το δρόμο σας Θα είχε μία μόνο προειδοποιητική λυχνία «Αυτό το αυτοκίνητο έχει παρουσιάσει σφάλμα στη λειτουργία του» Θα σας ρωτούσε «είστε σίγουρος;» πριν ανοίξει τον αερόσακο Κάθε φορά που έβγαινε ένα καινούργιο μοντέλο αυτοκινήτου στην αγορά, οι αγοραστές του θα έπρεπε να ξαναμάθουν να το οδηγούν εξ αρχής επειδή ο τρόπος χειρισμού του θα ήταν τελείως διαφορετικός σε σχέση με το παλιό αυτοκίνητο Διαφάνεια 2

3 Δύο όψεις για το HCI: Ακαδημαϊκός / Ερευνητικός κλάδος Μελετά τους ανθρώπους ενώ αλληλεπιδρούν με την τεχνολογία (υπολογιστών) Υπολογιστής (όπως στην Αλληλεπίδραση Ανθρώπου - Υπολογιστή) σημαίνει όχι μόνο υπολογιστές αλλά και κάθε τι που χρησιμοποιεί έναν υπολογιστή (από το ipod σας μέχρι την TV, μέχρι το GPS στο αυτοκίνητό σας, μέχρι τα κλειδιά του αυτοκινήτου σας) Σχεδιαστικός κλάδος Σχεδιασμός Αλληλεπίδρασης «Σχεδιάζοντας αλληλεπιδραστικά συστήματα για να υποστηριχθεί ο τρόπος με τον οποίο οι άνθρωποι επικοινωνούν και αλληλεπιδρούν στις καθημερινότητα και τις εργασίες τους» ( designing interactive products to support the way people communicate and interact in their everyday and working lives ) (Preece et al, 2011) Διαφάνεια 3

4 Academic disciplines Design Practices Ergonomics Graphic Design Psychology / Cognitive Science Design Informatics Engineering HCI & Interaction Design Product Design Artist-Design Industrial Design Film Industry Computer Science / Software Engineering Social Sciences (e.g. Sociology, Anthropology) Ubiquitous Computing Human Factors (HF) Cognitive Engineering Cognitive Ergonomics Information Systems Computer-Supported Cooperative Work (CSCW) Interdisciplinary Overlapping Fields CS-464: Human Computer Interaction Slide 4

5 Ο ιδανικός σχεδιαστής ενός αλληλεπιδραστικού συστήματος πρέπει να έχει εμπειρία σε ένα εύρος θεμάτων: Ψυχολογία και γνωστικές επιστήμες για να γνωρίζει τις αντιληπτικές, γνωστικές και ικανότητες επίλυσης προβλημάτων του χρήστη Εργονομία για τις σωματικές (physical) δυνατότητες του χρήστη Κοινωνιολογία για την κατανόηση του ευρύτερου πλαισίου της αλληλεπίδρασης Επιστήμη υπολογιστών και μηχανική (engineering) για να μπορεί να κατασκευάσει την απαραίτητη τεχνολογία Εμπόριο και marketing για να μπορεί να προωθήσει το σύστημα Σχεδίαση γραφικών για να δημιουργήσει μια αποτελεσματική παρουσίαση της διεπαφής Τεχνική συγγραφή για να δημιουργήσει τα εγχειρίδια χρήσης κλπ. Διαφάνεια 5

6 Χρήσιμο Λειτουργικό, να υποστηρίζει τους στόχους των εργασιών των χρηστών Π.χ., ένα τηλέφωνο πρέπει να μπορεί να κάνει τηλεφωνικές κλήσεις, να διαχειρίζεται γραπτά μηνύματα και να τραβάει φωτογραφίες Εύχρηστο (η καρδιά του HCI) Εύκολο στην χρήση, κάνει τα σωστά πράγματα στο σωστό χρόνο, ευχάριστο Τμήμα της εμπειρίας χρήσης Να χρησιμοποιείται Πρέπει να χρησιμοποιείται από ανθρώπους Ελκυστικό, διαθέσιμο, αποδεκτό Αν δεν είναι, όλη η θαυμάσια δουλειά του σχεδιαστή πηγαίνει χαμένη (εκτός από τη γνώση που έμαθε κατά τη διαδικασία) Διαφάνεια 6

7 Οι υπολογιστές και οι υπολογιστικές συσκευές πρέπει να σχεδιάζονται με το σκεπτικό ότι οι άνθρωποι που θα τις χρησιμοποιήσουν, θέλουν να το κάνουν χωρίς να διακόπτουν τη ροή των καθημερινών εργασιών τους Η σχεδίαση δεν είναι κάτι που μπορεί να προστεθεί σε ένα προϊόν την τελευταία στιγμή Πρέπει να αναπτυχθεί παράλληλα με το υπόλοιπο σύστημα Συνεπώς πρέπει να μελετήσουμε πώς εντάσσεται η Αλληλεπίδραση Ανθρώπου Υπολογιστή στη διαδικασία σχεδίασης Διαφάνεια 7

8 Ορισμός: «Η Αλληλεπίδραση Ανθρώπου Υπολογιστή είναι μια επιστήμη που ασχολείται με τη σχεδίαση, αξιολόγηση και υλοποίηση αλληλεπιδραστικών υπολογιστικών συστημάτων καθώς και με τη μελέτη των σημαντικότερων φαινομένων που τα περιβάλλουν» Στόχος: ACM SIGCHI, 1992 Ο στόχος της Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου Υπολογιστή είναι να αναπτύξει ή να βελτιώσει την ασφάλεια, χρησιμότητα, αποτελεσματικότητα, αποδοτικότητα και ευχρηστία των συστημάτων που περιλαμβάνουν υπολογιστές Interacting with Computers, 1989, p.3 Διαφάνεια 8

9 Προς το παρόν δεν υπάρχει μια γενική και ενοποιημένη θεωρία. Ωστόσο υπάρχει μια βασική αρχή: Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν υπολογιστές για την εκτέλεση εργασιών Η αρχή αυτή αναφέρει τα τρία βασικά σημεία ενδιαφέροντος: τους ανθρώπους, τους υπολογιστές και τις εργασίες που πραγματοποιούνται Το σύστημα πρέπει να υποστηρίζει την εργασία του χρήστη, γεγονός που οδηγεί σε ένα τέταρτο σημείο ενδιαφέροντος, την ευχρηστία Διαφάνεια 9

10 Ο όρος Αλληλεπίδραση Ανθρώπου Υπολογιστή διαδόθηκε μόλις στην αρχή της δεκαετίας 1980, ωστόσο έχει τις ρίζες του σε ήδη καθιερωμένους κλάδους Η συστηματική μελέτη της ανθρώπινης απόδοσης ξεκίνησε στην αρχή του περασμένου αιώνα στη βιομηχανία, με έμφαση στις χειρωνακτικές εργασίες Ο Β Παγκόσμιος Πόλεμος έδωσε την κινητήρια δύναμη για τη μελέτη της αλληλεπίδρασης μεταξύ των ανθρώπων και των μηχανών, καθώς κάθε αντίπαλη πλευρά αγωνιζόταν για την παραγωγή πιο αποτελεσματικών οπλικών συστημάτων Στην παρούσα διάλεξη παρουσιάζεται η ιστορική αναδρομή της Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου Υπολογιστή (HCI) σε σχέση με την ιστορία των υπολογιστών και του λογισμικού Διαφάνεια 10

11 Τα θέματα ευχρηστίας αφορούσαν τη μορφοποίηση των εκτυπώσεων των προγραμμάτων ώστε να είναι ευανάγνωστα και εύκολα στη διόρθωση, ειδικά λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς των εκτυπωτών γραμμής (line printers) που μπορούσαν να παρουσιάσουν μόνο αλφαριθμητικούς χαρακτήρες με μία μοναδική γραμματοσειρά σε γραμμές των 80 χαρακτήρων, με ελάχιστες δυνατότητες μορφοποίησης Διαφάνεια 11

12 Vannevar Bush As We May Think The Atlantic Monthly 1945 Διαφάνεια 12

13 Sketchpad (1963) Πρώτη γραφική διεπαφή (GUI) Χρησιμοποιούσε το τότε καινούργιο light pen για είσοδο δεδομένων Πρώτο πρόγραμμα γραφικών (πρόγονος των CAD) Βίντεο: Πρώτη χρήση «αντικειμένων» και «στιγμιοτύπων», έννοιες του μοντέρνου αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού Επηρεασμένο από το Memex Διαφάνεια 13

14 Επίδειξη του NLS (on-line System) από τον Douglas Engelbart στο Συνέδριο Υπολογιστών Fall Joint στο Σαν Φρανσίσκο Η επίδειξη περιελάμβανε το πρώτο ποντίκι που είδε ποτέ το κοινό, και επίσης εισήγαγε αλληλεπιδραστικό κείμενο, συνεδρία βίντεο (video conferencing), τηλεσυνεδρίαση (teleconferencing), και υπερκείμενο (hypertext) Διαφάνεια 14

15 Προτείνει μια Μονάδα Ψυχολογικής Έρευνας: ένα εργαστήριο ψυχολογίας μέσα σε ένα ερευνητικό εργαστήριο επιστήμης υπολογιστών [ ] Xerox Research Laboratory. δεν γίνεται σχεδόν καθόλου προσπάθεια για την κατανόηση της φύσης του ανθρώπου - χρήστη Διαφάνεια 15

16 Το τέλος της δεκαετίας 1960 σηματοδότησε το τέλος της εποχής των μικρών ανεξάρτητων μηχανών και εισήγαγε την εποχή του χρονομερισμού των υπολογιστικών πόρων Με μικρά φορτία εργασίας, η υποδομή λογισμικού και υλικού (hardware) δούλευε καλά για τα προγράμματα και τη σχετική διαχείριση μνήμης αρκετών χρηστών Ωστόσο, σε συνθήκες μεγάλου φόρτου, το μηχάνημα ξόδευε περισσότερο χρόνο στην εναλλαγή των εργασιών των χρηστών στη μνήμη παρά στην πραγματική επεξεργασία της εργασίας Αυτό οδήγησε σε μια έντονη HCI δραστηριότητα που χαρακτηριζόταν από την ταξινόμηση των καθυστερήσεων που επέφερε το σύστημα και από την έρευνα του πώς οι χρονικές καθυστερήσεις επηρέαζαν τη συμπεριφορά των χρηστών Διαφάνεια 16

17 Οργανισμοί με παραρτήματα γεωγραφικά διασκορπισμένα μίσθωναν τηλεφωνικές γραμμές για να εκτελέσουν επεξεργασία συναλλαγών on-line Υπήρχαν σημαντικές καθυστερήσεις πριν από τη λήψη της απάντησης σε ένα αλληλεπιδραστικό ερώτημα (query) Αυτοί οι περιορισμοί οδήγησαν στην έννοια της παρουσίασης της πληροφορίας σε μια «οθόνη» Κατά την αρχή της δεκαετίας 1970 παρουσιάστηκαν ορισμένες σχεδιαστικές αρχές προσανατολισμένες στον χρήστη (useroriented) που θα μπορούσαν να εφαρμοστούν στη σχεδίαση των «οθονών» Διαφάνεια 17

18 Xerox Alto (1973), πρώτο σύστημα που ένωσε όλα τα στοιχεία της μοντέρνας γραφικής διεπαφής (GUI) Xerox Star (1981), πρώτο σύστημα που χρησιμοποίησε μια πλήρως ενσωματωμένη μεταφορά της επιφάνειας εργασίας και τη σουίτα (συλλογή) εφαρμογών Διαφάνεια 18

19 Apple Lisa (1983), πρώτη μπάρα μενού και χειριστήρια παραθύρων Full video available at: ttp:// Διαφάνεια 19

20 Το ποντίκι, η προτιμώμενη αλληλεπιδραστική συσκευή, λειτουργεί συμπληρωματικά με το πληκτρολόγιο Παράθυρα (επικαλυπτόμενα, με ρυθμιζόμενο μέγεθος) Εικονίδια που μπορούν να επιλεχθούν (clickable) και να συρθούν (drag and drop) Μενού Σαφής διαχωρισμός του κώδικα της διεπαφής από τον κώδικα της εφαρμογής Διαισθητική χρήση. Ο υπολογιστής είναι τώρα προσβάσιμος και σε μη- προγραμματιστές Αυξημένη πολυπλοκότητα πιθανότητα για σύγχυση του χρήστη HY-464: Επικοινωνία Ανθρώπου - Μηχανής Διαφάνεια 20

21 Θα χαρακτηριζόταν ως η εποχή του διαδικτύου Το 1980 ο Tim Berners-Lee, ένας ερευνητής στο CERN, περιέγραψε για πρώτη φορά την ιδέα για ένα σύστημα διαχείρισης πληροφορίας υπερκειμένου/υπερμέσων για τη διευκόλυνση του μερισμού και της ανανέωσης της πληροφορίας μεταξύ ερευνητών. Το 1989 το CERN ήταν ο μεγαλύτερος κόμβος του διαδικτύου στην Ευρώπη Η πραγματικά μεγάλη έκρηξη έγινε το 1993 με την έκδοση του πρώτου γραφικού πλοηγού (browser) για τον παγκόσμιο ιστό: του NCSA Mosaic Το WWW ήταν πια εύχρηστο και συναρπαστικό! Διαφάνεια 21

22 Θα χαρακτηριζόταν ως η εποχή των φορητών συσκευών Κινητά τηλέφωνα έως iphones Laptops Smartphones Tablets Μέσα κοινωνικής δικτύωσης και Apps -10s Διάχυτη Νοημοσύνη (Ambient Intelligence) Επαυξημένη Πραγματικότητα (Augmented Reality) Διαφάνεια 22

23 Διεπαφές Οδηγίες σχεδίασης και πρότυπα Σχεδίαση και ανάπτυξη αλληλεπιδραστικών συστημάτων Τεκμηρίωση, εκπαίδευση χρηστών, υποστήριξη χρηστών Μέτρηση ευχρηστίας και αξιολόγηση Οργάνωση εργασίας και κοινωνικά ζητήματα Απαιτήσεις ειδικών κατηγοριών πληθυσμού (π.χ., χρήστες ΑμεΑ) Πολιτισμικά και διεθνή ζητήματα Ασφάλεια και θέματα υγείας Προγραμματισμός και τεχνολογία λογισμικού Ομαδική εργασία υποβοηθούμενη από υπολογιστή «Αθέατη» πληροφορική (Ubiquitous computing) Διαφάνεια 23

24 Διαφάνεια 24