Περιεχόµενα Κεφ. 1 Bασικές έννοιες και ιστορική αναδροµή... 29 Περίληψη... 29 Βασικές έννοιες... 29 Εισαγωγή... 30 Ο άνθρωπος, ο υπολογιστής, και η διεπαφή χρήστη... 31 Ιστορική αναδροµή... 35 Τα πρώτα συστήµατα αλληλεπίδρασης χρήστη-υπολογιστή... 35 Εξέλιξη των διεπαφών ως συνάρτηση της χρήσης των Η/Υ... 38 Ο H/Y ως εργαλείο συνεργασίας... 41 Σχόλιο... 43 Θέµατα συζήτησης... 44 Κεφ. 2 Aλληλεπίδραση... 45 Περίληψη... 45 Βασικές έννοιες... 45 Εισαγωγικά... 46 Μέσα και κανάλια αλληλεπίδρασης... 46 Η έννοια της αλληλεπίδρασης... 47 Στυλ αλληλεπίδρασης... 49 ιαδραστικά συστήµατα... 54
4 ιεπαφή Χρήστη Υπολογιστή Λεκτικό επίπεδο ανάλυσης διεπαφής... 54 Περιφερειακές συσκευές εισόδου-εξόδου... 55 Αντικείµενα αλληλεπίδρασης... 69 Συντακτικό επίπεδο... 72 Γραµµατικοί κανόνες... 73 ικτυωτά διαγράµµατα καταστάσεων... 80 Ιεραρχικά δικτυωτά διαγράµµατα καταστάσεων... 83 ιαγράµµατα κατάστασης (State charts)... 83 ιαγράµµατα ροής (Flow charts)... 84 Μοντέλο συµβάντων... 86 Σηµασιολογικό επίπεδο... 88 Μεταφορές αλληλεπίδρασης... 88 Χαρακτηρισµός διεπαφής µε τη χρήση µεταφοράς... 90 Ενσωµάτωση µεταφοράς σε διεπαφή... 99 Σύνοψη...101 Ερωτήσεις Ασκήσεις Θέµατα προς µελέτη...101 Κεφ. 3 Θεωρητικά µοντέλα και προσεγγίσεις... 103 Περίληψη...103 Βασικές έννοιες...103 Εισαγωγή...104 Περί επιστηµολογίας...104 Οι θεωρητικές «ρίζες» του γνωστικού αντικειµένου...106 Γραφικά και επιστήµη των υπολογιστών... 108 Εργονοµία ανθρώπινοι παράγοντες και βιοµηχανική µηχανική... 110 Γνωστική ψυχολογία... 111
Περιεχόµενα 5 Αναπτυξιακές επιστήµες... 112 Η διαµόρφωση της ερευνητικής ατζέντας...113 Η θεωρητική σκέψη στην ΕΑΥ σήµερα...114 Σύνοψη...116 Κεφ. 4 Η εργονοµική προσέγγιση στην ΕΑΥ... 119 Περίληψη...119 Βασικές έννοιες...119 Εισαγωγή...120 Η εργονοµική προσέγγιση...120 Υπόθεση εργασίας... 120 Ο στόχος... 122 Η έννοια του εργασιακού καθήκοντος... 123 Μεθοδολογία εργονοµικής σχεδίασης...124 Προσδιορισµός του προβλήµατος... 125 Ανάλυση απαιτήσεων... 126 Προδιαγραφή προϊόντος... 127 Αξιολόγηση του προϊόντος... 128 Η εργονοµική προσέγγιση στην ΕΑΥ...129 Η µέθοδος της ανάλυσης καθηκόντων... 130 Τεχνικές ανάλυσης καθηκόντων... 133 Ο νόµος του Fitts... 139 Σχολιασµός...141 Σύνοψη...143 Ερωτήσεις Ασκήσεις Θέµατα προς µελέτη...144
6 ιεπαφή Χρήστη Υπολογιστή Κεφ. 5 Γνωστική ψυχολογία και γνωσιακή επιστήµη... 145 Περίληψη...145 Βασικές έννοιες...145 Εισαγωγή...147 Γνωστική ψυχολογία και γνωσιακή επιστήµη...147 Το πεδίο µελέτης της γνωστικής ψυχολογίας... 148 Το πεδίο µελέτης της γνωσιακής επιστήµης... 148 Η επικοινωνία ανθρώπου-υπολογιστή για τη γνωσιακή προσέγγιση... 150 Θεωρίες και µοντέλα...152 Ανθρώπινη επεξεργασία της πληροφορίας... 153 Το µοντέλο του Norman... 157 Κατασκευαστικά µοντέλα της γνωσιακής επιστήµης... 160 Σχολιασµός...172 Κριτική των υποθέσεων εργασίας... 172 Κριτική γνωσιακών µοντέλων... 173 Σύνοψη...175 Ερωτήσεις Ασκήσεις Θέµατα προς µελέτη...177 Κεφ. 6 Σύγχρονες θεωρητικές προσεγγίσεις στην ΕΑΥ... 179 Περίληψη...179 Βασικές έννοιες...179 Σύγχρονες γνωστικές προσεγγίσεις...180 Κριτική της κλασικής θεώρησης...180 Εναλλακτικά µοντέλα και θεωρήσεις...182 Επεκτάσεις της γνωσιακής επιστήµης και σκέψης... 183
Περιεχόµενα 7 Κοινωνικές και πολιτισµικές θεωρήσεις... 187 Θεωρίες επικοινωνίας... 190 Κοινωνιολογικές θεωρήσεις... 193 Σχολιασµός και σύγκριση...199 Ερωτήσεις Ασκήσεις Θέµατα προς µελέτη...200 Κεφ. 7 Ανθρωποκεντρικός σχεδιασµός... 203 Περίληψη...203 Βασικές έννοιες...203 Εισαγωγή...204 Ανθρωποκεντρικός σχεδιασµός...205 Η ανθρωποκεντρική σχεδίαση... 205 Λόγοι για υιοθέτηση της ανθρωποκεντρικής σχεδίασης... 205 Η έννοια της ευχρηστίας... 206 Στάδια ανθρωποκεντρικής σχεδίασης...207 Μέθοδοι και τεχνικές ανθρωποκεντρικού σχεδιασµού...212 Ανάλυση εφικτότητας... 214 Ανάλυση απαιτήσεων... 215 Παραγωγή σχεδιαστικών λύσεων... 219 Αξιολόγηση... 226 Ποιοτικά χαρακτηριστικά ανθρωποκεντρικού σχεδιασµού...227 Πλεονεκτήµατα της ανθρωποκεντρικής σχεδίασης...229 Παραλλαγές του ανθρωποκεντρικού σχεδιασµού...229 Συµµετοχικός σχεδιασµός (Participatory design)... 230 Εθνογραφία... 231 Θεµατικός σχεδιασµός (Contextual design)... 233 Σύνοψη...234
8 ιεπαφή Χρήστη Υπολογιστή Κεφ. 8 Σχεδιασµός βάσει σεναρίων... 237 Περίληψη...237 Βασικές έννοιες...237 Εισαγωγή...238 Τα σενάρια στη σχεδίαση διεπαφών χρήστη...238 Τι είναι το σενάριο και ποιος ο ρόλος του στη σχεδιαστική διεπαφών... 240 Κατηγορίες σεναρίων... 242 Παραγωγή σεναρίων...245 Μέθοδοι παραγωγής σεναρίων... 245 Παράδειγµα παραγωγής σεναρίων από σκαρίφηµα (σκίτσο)... 248 Καταγραφή και αναπαράσταση σεναρίων...252 Αφήγηση... 253 Αριθµηµένη ακολουθία... 254 ιαχωρισµένη αφήγηση... 255 Ψευδοκώδικας... 256 Ιεραρχία σεναρίων... 256 ιάγραµµα περιπτώσεων χρήσης... 258 ιαγράµµατα δραστηριότητας (της UML)... 262 ιαγράµµατα ακολουθίας (της UML)... 263 ιαδικασία και στάδια σχεδιασµού...264 Φάση ανάλυσης... 264 Φάση σχεδίασης... 266 Ανάπτυξη πρωτοτύπων και αξιολόγηση... 268 Σχολιασµός...269 Τα σενάρια ως καταλύτης αλλαγών... 269 Η µέθοδος SeFRA... 272
Περιεχόµενα 9 Σύνοψη...276 Ερωτήσεις Ασκήσεις Θέµατα προς µελέτη...277 Κεφ. 9 Ανάλυση σχεδιαστικού χώρου βάσει σεναρίων... 281 Περίληψη...281 Βασικές έννοιες...281 Εισαγωγή...282 Σχεδιαστικοί χώροι: ορισµός και συστατικά τους...283 ιαχείριση σχεδιαστικών χώρων...284 Αξίωση ή σχεδιαστικό ζήτηµα... 285 οµή σχεδιαστικού χώρου... 286 Παράδειγµα αναγνώρισης αξιώσεων... 287 Συστήµατα διαχείρισης σχεδιαστικών χώρων...290 Η διαβούλευση στο IBIS... 290 Η µέθοδος QOC... 292 Μνήµη σχεδιαστικού χώρου... 294 Παράδειγµα σχεδιαστικού χώρου...301 Εµπλουτισµός αξιώσεων... 302 Παραγωγή εναλλακτικών λύσεων... 303 Αναπαράσταση σχεδιαστικών χώρων...305 Σχολιασµός και συµπέρασµα...309 Ερωτήσεις Ασκήσεις Θέµατα προς µελέτη...311 Κεφ. 10 Ανάπτυξη πρωτοτύπων διεπαφής... 313 Περίληψη...313 Βασικές έννοιες...313 Εισαγωγή...314
10 ιεπαφή Χρήστη Υπολογιστή Τα πρωτότυπα στη ανάπτυξη λογισµικού...314 Χρήσεις πρωτοτύπων... 315 Στάδια ανάπτυξης πρωτοτύπων... 316 Κατηγορίες πρωτοτύπων... 317 Εύρος πρωτοτύπου και λειτουργικότητα... 320 Πρωτότυπα διεπαφής...321 Μέθοδοι ανάπτυξης των πρωτοτύπων διεπαφής...326 Οπτική αναπαράσταση στο χαρτί (σκαριφήµατα)... 326 Οπτική αναπαράσταση σε υπολογιστή... 327 Εξιστόρηση γεγονότων... 328 Η τεχνική PICTIVE... 329 Εργαλεία ανάπτυξης πρωτοτύπων γραφικών διεπαφών...330 Τεχνικές βασισµένες στο σκιτσάρισµα αντικειµένων αλληλεπίδρασης... 331 Τεχνικές που αξιοποιούν απτικές διεπαφές... 333 Εργαλεία γρήγορης επιθεώρησης πρωτοτύπων διεπαφής... 334 Γλώσσες υψηλού επιπέδου... 338 Εργαλεία ανάπτυξης πρωτοτύπων διεπαφών διαδικτύου...343 Γλώσσες σήµανσης εξαρτώµενες από τη συσκευή... 344 Γλώσσες σήµανσης διεπαφών ανεξάρτητες από τη συσκευή... 350 Σχολιασµός και κριτική της ανάπτυξης πρωτοτύπων...355 Σύνοψη...358 Ερωτήσεις Ασκήσεις Θέµατα προς µελέτη...359 Κεφ. 11 Συστατικά διεπαφών και αρχιτεκτονικές... 363 Περίληψη...363 Βασικές έννοιες...363
Περιεχόµενα 11 Εισαγωγή...364 Συστατικά σύγχρονων διεπαφών...364 Παραθυρικά περιβάλλοντα... 364 Αρχιτεκτονική παραθυρικού συστήµατος... 366 Ειδοποίηση συµβάντων (event notification)... 367 Πηγές συµβάντων και βιβλιοθήκες διαδραστικών αντικειµένων... 371 Μέθοδοι διαχείρισης συµβάντων... 372 Αρχιτεκτονική λογισµικού διεπαφής...374 Ιστορική αναδροµή στις αρχιτεκτονικές διεπαφής... 375 Μοντέλο Seeheim... 376 Μοντέλο Arch (Αψίδας)... 378 Μοντέλο MVC... 379 Μοντέλο PAC... 382 Κριτική, σχολιασµός, και συµπεράσµατα...384 Σύνοψη...385 Ερωτήσεις Ασκήσεις Θέµατα προς µελέτη...386 Κεφ. 12 Τεχνικές ανάπτυξης διεπαφών... 387 Περίληψη...387 Βασικές έννοιες...387 Εισαγωγή...388 Χαµηλού επιπέδου προγραµµατισµός διεπαφών...389 Υψηλού επιπέδου προγραµµατισµός διεπαφών...389 Προγραµµατισµός βιβλιοθήκης διαδραστικών αντικειµένων...390 Οπτικός προγραµµατισµός απευθείας χειρισµού αντικειµένων...391 Εξειδικευµένες γλώσσες προδιαγραφής διαλόγων διεπαφών και συστήµατα διαχείρισης λογισµικού διεπαφής...392
12 ιεπαφή Χρήστη Υπολογιστή ιαγράµµατα µετάβασης καταστάσεων... 392 Γραµµατικές ανεξάρτητες από περιβάλλον... 395 Τεχνικές βασισµένες σε συµβάντα... 396 Αντικειµενοστρεφείς τεχνικές... 398 Γλώσσες σήµανσης και σεναρίων...401 Γλώσσες σήµανσης διεπαφών ανεξάρτητες πλατφόρµας...403 Τεχνικές ανάπτυξης διεπαφών µε τη χρήση µοντέλων...407 Σύγκριση τεχνικών και σχολιασµός...432 Σύνοψη...435 Κεφ. 13 Αξιολόγηση διεπαφών και τεχνολογία ευχρηστίας... 437 Περίληψη...437 Βασικές έννοιες...437 Εισαγωγή...438 Αξιολόγηση ευχρηστίας...439 είκτες (συνιστώσες) ευχρηστίας... 439 Γιατί πρέπει να αξιολογείται η ευχρηστία... 440 Τύποι και κατηγορίες αξιολόγησης...440 ιαµορφωτική και συµπερασµατική αξιολόγηση... 441 Εµπειρική και µη εµπειρική αξιολόγηση... 441 Η πειραµατική προσέγγιση... 443 Μέθοδοι και τεχνικές αξιολόγησης...446 Πειραµατικές τεχνικές αξιολόγησης οκιµές... 448 Τεχνικές επιθεώρησης... 448 Μέθοδοι διερεύνησης και συλλογής δεδοµένων... 449 Τεχνικές αξιολόγησης και κύκλος ζωής συστήµατος...449
Περιεχόµενα 13 Προκαταρκτική επιτόπια ανάλυση (Proactive Field Study)... 450 Πλουραλιστική περιήγηση (Pluralistic Walkthrough)... 452 Πρωτόκολλο ερωταπόκρισης (Question-asking Protocol)... 454 Γνωσιακή περιήγηση (Cognitive Walkthrough)... 455 Κατάλογοι ελέγχου βάσει σεναρίου (Scenario-based Checklists)... 456 Ευρετική αξιολόγηση (Heuristic Evaluation)... 457 Μέτρηση απόδοσης (Performance Measurement)... 462 Συνέντευξη (Interview)... 464 Επιθεώρηση χαρακτηριστικών (Feature Inspection)... 467 Οµάδες επικέντρωσης (Focus groups)... 468 Επιτόπια παρατήρηση... 470 Ερωτηµατολόγια (Questionnaires)... 472 Έλεγχος ευχρηστίας στο εργαστήριο...475 Το εργαστήριο ευχρηστίας... 476 Πρωτόκολλο οµιλούντων υποκειµένων (Think Aloud Protocol)... 479 Έλεγχος προσβασιµότητας...480 Οδηγίες επιλογής και κόστος χρήσης µεθόδων...487 Σύνοψη...488 Ερωτήσεις Ασκήσεις Θέµατα προς µελέτη...490d Παράρτηµα 1... 493 Παράρτηµα 2... 511 Παράρτηµα 3... 525 Παράρτηµα 4... 537 Παράρτηµα 5... 539
Κεφάλαιο Αλληλεπίδραση Η έννοια και η ερµηνεία της στην επικοινωνία ανθρώπου-υπολογιστή Περίληψη Στο κεφάλαιο αυτό θα εξετάσουµε τις έννοιες της διεπαφής και της αλληλεπίδρασης εστιάζοντας στα επίπεδα µελέτης της αλληλεπίδρασης και τη θεµατολογία κάθε επιπέδου. Συγκεκριµένα, θα προσδιοριστούν οι όροι φυσικό, συντακτικό και σηµασιολογικό επίπεδο αλληλεπίδρασης, και θα αναλυθούν τα κύρια θέµατα µελέτης καθενός. Βασικές έννοιες ιαδραστικό σύστηµα Συσκευές εισόδου-εξόδου Αντικείµενο αλληλεπίδρασης Παρουσίαση αντικειµένου αλληλεπίδρασης Συµπεριφορά αντικειµένου αλληλεπίδρασης Λειτουργικό τµήµα συστήµατος ιάλογος Γραµµατικοί κανόνες ικτυωτά διαγράµµατα καταστάσεων Μοντέλο συµβάντων Μεταφορά αλληλεπίδρασης
46 ιεπαφή Χρήστη Υπολογιστή Εισαγωγικά Στο προηγούµενο κεφάλαιο διαπιστώσαµε ότι, σε όλα τα στάδια της εξέλιξης των ηλεκτρονικών υπολογιστών, η κυρίαρχη αντίληψη για την αλληλεπίδραση ήταν πολύ κοντά στην έννοια και τις αρχές που διέπουν την διαπροσωπική επικοινωνία εταίρων και τους τρόπους που επιτυγχάνεται. Συγκεκριµένα, υποστηρίξαµε την άποψη ότι η αλληλεπίδραση προϋποθέτει αφενός τουλάχιστον δύο εταίρους οι οποίοι συµφωνούν να επικοινωνήσουν για κάποιο λόγο και αφετέρου την από κοινού υιοθέτηση από τους εταίρους µιας µορφής επικοινωνίας βασισµένης στην ανταλλαγή µηνυµάτων που συνήθως είναι κωδικοποιηµένα και τα οποία µεταφέρονται µέσω κάποιου µέσου. Επίσης, εξαιτίας του γεγονότος ότι οι εταίροι µπορεί να διαφέρουν στον τρόπο επεξεργασίας των δεδοµένων, είναι σαφές ότι απαιτείται αποκωδικοποίηση και µετάφραση των µηνυµάτων που ανταλλάσσονται. Σε αυτό το κεφάλαιο θα επιχειρήσουµε να εξειδικεύσουµε τον όρο αλληλεπίδραση παρουσιάζοντας τις διάφορες πτυχές του, τα επίπεδα µελέτης του, καθώς και ορισµένα από τα στοιχεία εκείνα που εξακολουθούν να απασχολούν την ερευνητική κοινότητα. Μέσα και κανάλια αλληλεπίδρασης Έως το σηµείο αυτό σκιαγραφήσαµε την έννοια της διεπαφής ως εργαλείου υποστήριξης της αλληλεπίδρασης µεταξύ ανθρώπων και µηχανών. Ωστόσο, οι άνθρωποι αλληλεπιδρούν µε το περιβάλλον και επικοινωνούν µεταξύ τους χρησιµοποιώντας όλες τους τις αισθήσεις. Κατά συνέπεια, και η αλληλεπίδραση µε υπολογιστικά συστήµατα θα έπρεπε ιδανικά να αξιοποιεί ερεθίσµατα από όλες τις αισθήσεις και να µην περιορίζεται στην οπτική αναπαράσταση της πληροφορίας. Εξάλλου είναι ευρύτατα παραδεκτό ότι η συνδυασµένη χρήση όλων των αισθήσεων συνεπάγεται πιο αποτελεσµατική και ευρύτερης κλίµακας αλληλεπίδραση. Τα πλεονεκτήµατα της συνδυασµένης χρήσης συµπληρωµατικών µέσων επικοινωνίας είναι πολλά. Πρώτα από όλα επεκτείνεται η δυνατότητα αντίληψης του ανθρώπου πέραν της άµεσα ορατής χωρικής περιοχής. Είναι εξάλλου γνωστό ότι το οπτικό πεδίο περιορίζεται σε ένα περιορισµένο παράθυρο ή εύρος. Εποµένως, η συνδυασµένη χρήση καναλιών επικοινωνίας επιτρέπει µεγαλύτερο εύρος αλληλεπίδρασης µε τον περιβάλλοντα χώρο. Κλασικό παράδειγµα είναι η συνδυασµένη χρήση ακοής και όρασης, όπου συχνά η ακοή καθοδηγεί την ό- ραση, µε τα αυτιά να «λένε» στα µάτια που πρέπει να κοιτάξουν. εύτερον, αλληλεπίδραση µέσω µιας εναλλακτικής αίσθησης όπως η ακοή επιτρέπει καλύτερη χρονική ανάλυση αφού είναι γνωστό ότι οι αντιδράσεις σε α- κουστικά ερεθίσµατα είναι ταχύτερες από ό,τι σε οπτικά ερεθίσµατα. Επίσης,
Κεφάλαιο 2 Αλληλεπίδραση: Η έννοια και η ερµηνεία της 47 µη οπτική αλληλεπίδραση µπορεί να αξιοποιηθεί είτε για λόγους υποστήριξης του οπτικού καναλιού, είτε για τη µείωση του φόρτου οπτικών ερεθισµάτων, όταν κάτι τέτοιο κρίνεται σκόπιµο. Για παράδειγµα, η µείωση της πληροφορίας στην οθόνη είναι απαραίτητη στις περιπτώσεις συσκευών µε µικρή οθόνη όπως φορητές, κινητές, και φορετές συσκευές. Τέλος δεν θα πρέπει να λησµονούµε ότι υπάρχουν χρήστες των οποίων η ικανότητα διαχείρισης του οπτικού καναλιού είναι εξαρχής (π.χ. τυφλοί) ή περιστασιακά (π.χ. οδηγοί) περιορισµένη. Σε ορισµένες από τις περιπτώσεις αυτές η µη οπτική αλληλεπίδραση αποτελεί τη µόνη λύση επικοινωνίας είτε µε τον υπολογιστή είτε µε το ευρύτερο περιβάλλον (π.χ. ηχητικό µήνυµα ένδειξης κατάστασης φωτεινού σηµατοδότη). Εποµένως, είναι σηµαντικό να τονίσουµε εξαρχής, και πριν ακόµη αρχίσουµε να εξειδικεύουµε το γνωστικό αντικείµενο, ότι η διεπαφή χρήστη-υπολογιστή δεν αφορά αποκλειστικά και µόνο γραφικές παραστάσεις σε µια οθόνη, έστω και αν αποτελούν την επικρατούσα εκδοχή τους. Αντίθετα, σε ορισµένες περιπτώσεις είναι ο συνδυασµός καναλιών και µέσων επικοινωνίας που συνιστά αποτελεσµατική και αποδοτική χρήση ενός συστήµατος. Η έννοια της αλληλεπίδρασης Η επικοινωνία µεταξύ των ανθρώπων πραγµατοποιείται µε διάφορους τρόπους και µέσω διαφόρων διόδων. Το κυρίαρχο όµως χαρακτηριστικό της ανθρώπινης επικοινωνίας είναι ο λόγος, προφορικός ή γραπτός, που αποτελεί και το πρωτεύον κανάλι επικοινωνίας. Σηµειώνεται µάλιστα µια διαφορά µεταξύ των µηνυµάτων που αποστέλλονται από τον προφορικό ή το γραπτό λόγο, µια και θεωρείται ότι ο προφορικός λόγος στέλνει περισσότερα µηνύµατα από το γραπτό. Σε σχέση µε τη χρήση ή µη της γλώσσας ως επικοινωνιακού εργαλείου η ανθρώπινη επικοινωνία διακρίνεται κυρίως σε λεκτική και µη λεκτική. Η λεκτική επικοινωνία περιλαµβάνει το λόγο, αλλά και όλα τα φαινόµενα που είναι σε άµεση συνάρτηση µε τον προφορικό λόγο, π.χ. τον τόνο της φωνής, τη συναισθηµατική ένταση, τους µορφασµούς του προσώπου κ.τ.λ. Στη µη λεκτική επικοινωνία, ή σωµατική επικοινωνία, περιλαµβάνονται όλα τα φαινόµενα της ε- πικοινωνίας που δεν είναι γλωσσικά όπως παραδείγµατος χάριν το βλέµµα, οι κινήσεις των χεριών, η στάση του σώµατος, εκφράσεις, κ.τ.λ. Η αλληλεπίδραση µε τη χρήση Η/Υ εµπεριέχει πολλά στοιχεία της διαπροσωπικής (ανθρώπινης) επικοινωνίας, αλλά δεν διεξάγεται κάτω από τους ίδιους όρους ή µε τις ίδιες µεθόδους, κυρίως λόγω της διαφορετικότητας στην επεξεργασία των δεδοµένων που χαρακτηρίζει τους ανθρώπους και τις υπολογιστικές µηχανές. Συγκεκριµένα, οι άνθρωποι εκτελούν καθήκοντα όπως ανάγνωση κει- µένου, συγγραφή άρθρου κ.τ.λ. και αντιλαµβάνονται τα αποτελέσµατα των
48 ιεπαφή Χρήστη Υπολογιστή πράξεων τους µέσω της ερµηνείας των εικόνων ή των συµβόλων που παράγονται (βλέπε Σχήµα 2-1). Οι εικόνες ή τα σύµβολα αυτά γίνονται αντιληπτά από το χρήστη µέσω των αισθητηρίων οργάνων και στη συνέχεια ερµηνεύονται για να συντελέσουν στην αξιολόγηση της κατάστασης και στην εκτέλεση άλλων (νέων) καθηκόντων. Το πεδίο στόχου (Target domain) Καθήκοντα Άνθρωπος εκτελεί παρουσιάζονται αντιλαµβάνεται Εικόνες Το πεδίο αναφοράς (Source domain) Σχήµα 2-1: Εκτέλεση καθηκόντων µε τη χρήση υπολογιστικών εργαλείων Μια υπολογιστική συσκευή όπως ο Η/Υ λειτουργεί εντελώς διαφορετικά από τον άνθρωπο. Καταρχήν, τα ερεθίσµατα τα οποία δέχεται µια µηχανή προέρχονται κυρίως από τις συνδεδεµένες συσκευές εισόδου. Μέσω τέτοιων συσκευών ο χρήστης χειρίζεται αντικείµενα και µεταφέρει εντολές προς την εφαρµογή. Επίσης, µια υπολογιστική µηχανή επεξεργάζεται επί το πλείστον αριθµητικά δεδοµένα σε αντίθεση µε το µοντέλο επεξεργασίας δεδοµένων του ανθρώπου που είναι συµβολικό. Τέλος, σε αντίθεση µε τον άνθρωπο, µια υπολογιστική µηχανή προσφέρεται και πραγµατοποιεί σύνθετες πράξεις αριθµητικών δεδοµένων, τα αποτελέσµατα των οποίων παρουσιάζει στη συνέχεια στο χρήστη µέσω των συσκευών εξόδου.
Κεφάλαιο 2 Αλληλεπίδραση: Η έννοια και η ερµηνεία της 49 Από τα παραπάνω γίνεται προφανές ότι σε µεγάλο βαθµό η διεπαφή χρήστηυπολογιστή αφορά τη γεφύρωση του χάσµατος που χαρακτηρίζει την επικοινωνία ανθρώπων και υπολογιστικών µηχανών. Υπό αυτή την έννοια µπορεί να νοηθεί είτε ως µια τεχνητή γλώσσα (δηλαδή εργαλείο επικοινωνίας) είτε ως ένας µεταφραστής που αναλαµβάνει να µετατρέπει µηνύµατα από µια γλώσσα αναφοράς (source domain language) σε µια άλλη γλώσσα στόχου (target domain language). Στυλ αλληλεπίδρασης Παραδοσιακά, η αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή θεωρήθηκε και εξετάστηκε ως µια αµιγώς οπτική διαδικασία, χαρακτηρίζοντας µε τον τρόπο αυτό και το κυρίαρχο κανάλι επικοινωνίας αλλά και το εύρος των διαδραστικών φαινοµένων. Ωστόσο, όπως ήδη αναφέραµε, θα ήταν λάθος είτε να περιορίσουµε την έννοια της αλληλεπίδρασης µόνο σε ό,τι αφορά την οπτική ανταλλαγή µηνυµάτων, είτε να θεωρήσουµε ότι η µετατροπή σε µη οπτική αλληλεπίδραση είναι απλώς θέµα «αντιστοίχισης» µιας οπτικής παράστασης µέσω µη οπτικών δοµών. Όπως θα διαπιστώσουµε στη συνέχεια, είναι δυνατόν να σχεδιαστούν άλλες µορφές αλληλεπίδρασης, µη οπτικές, που άλλοτε αντικαθιστούν την ο- πτική αλληλεπίδραση και άλλοτε λειτουργούν συµπληρωµατικά. Για να κατανοήσουµε τις έννοιες και τους όρους θα ήταν καταρχήν χρήσιµο να µελετήσου- µε την έννοια του στυλ αλληλεπίδρασης, που αποτελεί βασικό στοιχείο ερµηνείας πολλών διαδραστικών φαινοµένων σε σύγχρονα συστήµατα. Ένα στυλ αλληλεπίδρασης συντίθεται από δοµικά στοιχεία µιας διεπαφής, όπως παραδείγµατος χάριν διαδραστικά αντικείµενα που συνδυάζονται για να υποστηρίξουν ένα διαδραστικό καθήκον όπως η διαγραφή ενός αρχείου από τον δίσκο. Υπάρχουν πολλά επίπεδα µελέτης των στυλ αλληλεπίδρασης. Ένα από αυτά αφορά το κυρίαρχο κανάλι αναπαράστασης δεδοµένων µέσω του οποίου αντιλαµβάνεται ο χρήστης τις λειτουργίες ενός υπολογιστή. Με βάση αυτό το κριτήριο, τα στυλ αλληλεπίδρασης διαχωρίζονται σε οπτικά και µη οπτικά. Στην κατηγορία των οπτικών στυλ αλληλεπίδρασης, η γραµµή εντολών (command line) υπήρξε από τα πρώτα και πλέον πολυχρησιµοποιηµένα στυλ αλληλεπίδρασης (βλέπε Σχήµα 2-2). Με αυτόν τον τρόπο ο χρήστης δίνει άµεσα εντολές στον υπολογιστή µέσα από συγκεκριµένες λέξεις και λέξεις-κλειδιά. Για να χρησιµοποιήσει κάποιος αυτόν τον τρόπο αλληλεπίδρασης πρέπει να είναι έ- µπειρος και εξειδικευµένος χρήστης, όπως ήταν οι αρχικοί χρήστες των ηλεκτρονικών υπολογιστών αλλά και οι εξειδικευµένοι χρήστες µε ιδιαίτερες απαιτήσεις παραγωγικότητας (π.χ. χρήστες λειτουργικών συστηµάτων Unix).
50 ιεπαφή Χρήστη Υπολογιστή Ένα άλλο στυλ αλληλεπίδρασης, που καθιερώθηκε σε γραφικά περιβάλλοντα χρήσης και στην πορεία γενικεύτηκε και σε µη οπτικές διεπαφές, είναι το στυλ που βασίζεται στο µενού επιλογής. Το στυλ χρησιµοποιείται για την οµαδοποίηση και παρουσίαση επιλογών από τις οποίες ένας χρήστης επιλέγει αυτή που επιθυµεί. Στη γραφική έκδοση του στυλ οι επιλογές είναι ορατές στο χρήστη και η χρήση τους είναι εύκολη γιατί τα ονόµατά τους βασίζονται στις λειτουργίες τους. Πολλές φορές είναι οµαδοποιηµένες ιεραρχικά για µεγαλύτερη ευκολία. εντολές ανάδραση συστήµατος Σχήµα 2-2: Η γραµµή εντολών Σε σύγχρονες γραφικές διεπαφές, κυρίως εφαρµογών γραφείου, τα µενού επιλογής εµφανίζονται σχεδόν παντού και µε διάφορους τρόπους (βλέπε Σχήµα 2-3). Αυτό συµβαίνει διότι ο συγκεκριµένος τύπος διεπαφής είναι ιδιαίτερα χρήσιµος σε νέους και άπειρους χρήστες, µια και δε χρειάζεται να θυµούνται τις εντολές. Ταυτόχρονα, έχει αποδειχθεί να είναι περιοριστικός για έµπειρους χρήστες µια και δεν έχουν τη δυνατότητα να εκτελέσουν ταυτόχρονα πολλές εντολές όπως µπορούσαν στη διεπαφή τύπου εντολών. Ένα άλλο στυλ αλληλεπίδρασης είναι αυτό που βασίζεται στην ερωταπόκριση (ή ερώτηση απάντηση). Το συγκεκριµένο στυλ έχει εφαρµοστεί κυρίως σε διεπαφές εφαρµογών ανάκτησης δεδοµένων είτε από χρήστες (π.χ. απαντήσεις σε ερωτηµατολόγια) είτε από συστήµατα βάσεων δεδοµένων. Το στυλ αλληλεπίδρασης βασίζεται στην ιδέα της ελεγχόµενης και, σε ορισµένες περιπτώσεις καθοδηγούµενης, αλληλεπίδρασης όπου ένας χρήστης οδηγείται µέσα από µία σειρά ερωτήσεων. Λόγω των περιορισµένων λειτουργιών του, το στυλ αυτό
Κεφάλαιο 2 Αλληλεπίδραση: Η έννοια και η ερµηνεία της 51 απευθύνεται κυρίως σε αρχάριους χρήστες. Υπάρχουν όµως και περιπτώσεις όπου στυλ αυτής της µορφής απευθύνονται σε έµπειρους χρήστες. Κλασικό παράδειγµα είναι η γλώσσα ερωτηµάτων SQL που απαιτεί οι χρήστες να έχουν κατανοήσει καλά τη δοµή της βάσεως δεδοµένων πριν µπορέσουν να χειριστούν τα δεδοµένα µε την γλώσσα. Σχήµα 2-3: Παράδειγµα µενού επιλογής
52 ιεπαφή Χρήστη Υπολογιστή Σχήµα 2-4: Συµπλήρωση πεδίων φόρµας Ένα εξίσου δηµοφιλές στυλ είναι αυτό της συµπλήρωσης πεδίων φόρµας (form-filling). Σε αυτή την περίπτωση υποστηρίζεται η εισαγωγή ή η ανάκτηση δεδοµένων µέσα από κάποια φόρµα (βλέπε Σχήµα 2-4). Η φόρµα παρουσιάζεται στην οθόνη του χρήστη υπό µορφή εγγράφου ή διαλόγου όπου ο χρήστης εισάγει δεδοµένα σε συγκεκριµένα σηµεία και θέσεις. Τυπική χρήση αυτού του στυλ είναι σε εφαρµογές όπου ο χρήστης χρειάζεται να εισάγει µεγάλο όγκο δεδοµένων. Επιπλέον των οπτικών στυλ αλληλεπίδρασης υπάρχουν και αρκετά τα οποία αξιοποιούν άλλα κανάλια επικοινωνίας είτε ως αντικαταστάτες του καναλιού της όρασης, είτε συµπληρωµατικά. Τα στυλ αυτά ονοµάζονται µη οπτικά στυλ αλληλεπίδρασης και, ανάλογα µε το κανάλι επικοινωνίας που χρησιµοποιούν, διακρίνονται σε ακουστικά και απτικά στυλ αλληλεπίδρασης. Η ακουστική αλληλεπίδραση µπορεί να γίνει είτε µέσα από διεπαφές φωνής, είτε µέσα από διεπαφές ήχου, όπως συνοψίζεται στο Σχήµα 2-5. Οι διεπαφές φωνής χρησιµοποιούνται κυρίως για κείµενο, για ανάγνωση κειµένου και αντικειµένων της οθόνης, αλλά και για υπαγόρευση κειµένου και εισαγωγή εντολών. Οι τεχνικές αναπαράστασης ηχητικής πληροφορίας διακρίνονται σε «ακουστικά εικονίδια» (auditory icons) και σε «ακοΐδια» (earcons). Η πρώτη πε-
Κεφάλαιο 2 Αλληλεπίδραση: Η έννοια και η ερµηνεία της 53 ρίπτωση βασίζεται στην αξιοποίηση υπάρχουσας ακουστικής γνώσης των χρηστών, Συγκεκριµένα, η αλληλεπίδραση στηρίζεται στην αντιστοίχιση ήχων από το καθηµερινό περιβάλλον µας σε γεγονότα (events) σε ένα υπολογιστή. Προφανώς, στο στυλ αυτό υποστηρίζεται µόνο η έξοδος και παρουσίαση δεδοµένων από τον υπολογιστή και όχι χειρισµοί από το χρήστη. Στην περίπτωση των «ακοϊδίων» (earcons), χρησιµοποιείται στη διεπαφή ένα µη λεκτικό ακουστικό µήνυµα παράλληλα µε ό,τι άλλο συµβαίνει στη διεπαφή για να παρέχει στο χρήστη τις πληροφορίες για κάποιο αντικείµενο: το ακουστικό αντίστοιχο µιας εικόνας. Ακουστική αλληλεπίδραση Μέσω φωνής (για είσοδο & έξοδο) Μέσω ήχων (µόνο δια έξοδο) Σύνθεση φωνής Ακουστικά εικονίδια Αναγνώριση φωνής Ακοΐδια (Earcons) Σχήµα 2-5: Κατηγορίες ακουστικής αλληλεπίδρασης Οι απτικές διεπαφές βασίζονται σε συσκευές ικανές να παράγουν ερεθίσµατα στο δέρµα και τους µύες, συµπεριλαµβανοµένων αισθήσεων όπως του βάρους, και της θερµότητας. Η βασική δυσκολία των απτικών διεπαφών έγκειται στο γεγονός ότι η αίσθηση της αφής γίνεται αντιληπτή σε ολόκληρο το σώµα δεν εντοπίζεται τοπικά όπως η όραση και η ακοή. Οι τεχνολογίες απτικής αλληλεπίδρασης είναι ένα διευρυνόµενο ερευνητικό πεδίο, κυρίως εξαιτίας της εξέλιξης των τεχνολογιών «εικονικής πραγµατικότητας».
54 ιεπαφή Χρήστη Υπολογιστή ιαδραστικά συστήµατα Ένα σύγχρονο διαδραστικό σύστηµα στην πλέον αφηρηµένη του µορφή έχει τρία συνιστώντα τµήµατα τα οποία είναι η παρουσίαση, ο ελεγκτήςδιαχειριστής διαλόγου και το λειτουργικό µέρος της εφαρµογής (βλέπε Σχήµα 2-6). Τµήµα παρουσίασης ιαχειριστής διαλόγου Λειτουργικό µέρος Σχήµα 2-6: Λειτουργική δοµή ενός διαδραστικού συστήµατος Τα τµήµατα της παρουσίασης και του διαλόγου είναι αυτά που συνήθως αναφέρονται ως διεπαφή χρήστη-υπολογιστή και αποτελούν το κατεξοχήν αντικεί- µενο µελέτης του παρόντος. Συνοψίζοντας, αναξερτήτως του στυλ µιας διεπαφής, και κατ αντιστοιχία µε το πλέον καθιερωµένο εργαλείο επικοινωνίας που είναι η γλώσσα, η αλληλεπίδραση µπορεί να µελετηθεί σε τρία ξεχωριστά επίπεδα: το λεκτικό, το συντακτικό, και το εννοιολογικό-σηµασιολογικό. Λεκτικό επίπεδο ανάλυσης διεπαφής Το λεκτικό επίπεδο (lexical ή physical level) είναι το χαµηλότερο και πιο τεχνικό επίπεδο ανάλυσης, όπου εξειδικεύονται κυρίως οι συσκευές εισόδου-εξόδου
Κεφάλαιο 2 Αλληλεπίδραση: Η έννοια και η ερµηνεία της 55 και τα στοιχειώδη δοµικά µέρη µιας διεπαφής όπως παραδείγµατος χάριν οι γραµµές, οι κουκκίδες (pixels), το κείµενο, καθώς και ο τρόπος µε τον οποίο συνδυάζονται για να συνθέσουν τα αντικείµενα αλληλεπίδρασης που συναντά- µε στις γραφικές διεπαφές. Πρώτα από όλα όµως, ας εξετάσουµε τις συσκευές εισόδου-εξόδου δεδοµένων που παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον στα πλαίσια της µελέτης της διεπαφής χρήστη-υπολογιστή. Περιφερειακές συσκευές εισόδου-εξόδου Όταν µιλάµε για συσκευές αλληλεπίδρασης αναφερόµαστε κυρίως σε περιφερειακές συσκευές δύο κατηγοριών συσκευές εισόδου και συσκευές εξόδου. Συσκευές εισόδου είναι οι συσκευές που επιτρέπουν το µετασχηµατισµό της πληροφορίας που παρέχει ο χρήστης ή βρίσκεται στον εξωτερικό κόσµο σε µορφή κατάλληλη για επεξεργασία από τον υπολογιστή. Στη σχεδίαση διεπαφών, οι συσκευές που ενδιαφέρουν κατά πρωτεύοντα λόγο είναι αυτές που χειρίζεται ο ίδιος ο χρήστης και που του επιτρέπουν τον έλεγχο διαδραστικών α- ντικειµένων (βλέπε αµέσως επόµενο τµήµα). Ενδεικτικά παραδείγµατα συσκευών εισόδου συνοψίζει ο Πίνακας 2-1. Ωστόσο οι πιο διαδεδοµένες συσκευές εισόδου είναι το πληκτρολόγιο και το ποντίκι. Ένα συνηθισµένο πληκτρολόγιο αποτελείται από πλήκτρα γραµµάτων, αριθµών, συµβόλων, καθώς και πλήκτρα που επιτελούν ειδικές λειτουργίες, όπως είναι τα Alt, Ctrl, Shift, Enter, τα πλήκτρα F κ.ά. Το πάτηµα οποιουδήποτε πλήκτρου µεταφέρει στην κεντρική µονάδα του υπολογιστή ένα συγκεκριµένο µήνυµα, το οποίο αφού αποθηκευθεί στη µνήµη προβάλλεται στην οθόνη. Η διαδικασία αυτή πραγµατοποιείται µέσα σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου, χωρίς να γίνεται αντιληπτή, δηµιουργώντας έτσι την ψευδαίσθηση ότι η πληκτρολόγηση γίνεται απευθείας στην οθόνη. Κατά καιρούς έχουν υπάρξει πολλές απόπειρες για την ανάπτυξη µοντέλων κατανόησης και ταξινόµησης των συσκευών εισόδου δεδοµένων κυρίως από εµπειρογνώµονες ανθρωπίνων παραγόντων. Ο αναγνώστης µπορεί εύκολα να ανατρέξει στη σχετική βιβλιογραφία για µια επισκόπηση των παλαιοτέρων αλλά και πρόσφατων εργασιών στο χώρο. Ωστόσο είναι σηµαντικό να κάνουµε µια επισκόπηση των πλέον διαδεδοµένων µοντέλων ανάλυσης συσκευών εισόδου είτε για να καταγράψουµε κριτήρια βάσει των οποίων µπορούµε να διακρίνουµε την χρήση συσκευών εισόδου, είτε για να κατανοήσουµε το σχεδιαστικό χώρο των συσκευών εισόδου και να µπορέσουµε αφενός να εξηγήσουµε υφιστάµενες τεχνικές αλληλεπίδρασης αλλά και να συνθέσουµε αφετέρου νέες τεχνικές που µπορεί να υλοποιηθούν µε βάση τις διάφορες συσκευές.