1.1 人机交互的概念

1.1.1 为什么要研究人机交互

自从20世纪40年代计算机诞生以来，计算机和围绕计算机的信息产业蓬勃发展。当前，制造业、IT业、汽车行业等许多产业都有计算机的身影。人们不但要跟个人计算机、手机等看得见摸得着的计算机进行交互，而且要和嵌入到汽车、电视、微波炉等机器内部的计算机进行交互。优秀的人机交互设计可以提高人们的工作效率，使人们的工作和生活更加简捷，更加方便。

人机交互也是最接近大众的信息技术。普通大众真正认识计算机就是从人机交互开始的。例如，在互联网广泛普及以前，与之相关的电子邮件、即时通信、超链接技术其实都已经存在，但需要使用者具备一定的计算机相关知识，这对于普通大众来说快速高效的交互比较难，故使用的人很少，直到浏览器的出现，人机交互界面出现在浏览器上，上述技术以很简易的方式呈现给用户，这些技术才得以真正广泛使用。同样，多点触控技术早在20世80年代就已经被发明，但是直到2007年苹果公司推出iPhone（iPhone基于多点触控技术设计了人性化的用户接口）后，多点触控技术才得以真正意义上的广泛流行。可以说，人机交互设计是各种创新和技术进步中非常重要的一环，人机交互界面的进步给人类带来了类似工业革命的巨大变革。

同时，就系统开发的代码量来说，交互计算系统40%～60%的工作集中在人机交互的管理。1992年，迈尔斯等人在美国计算机协会（Association for Computing Machinery，ACM）举办的“关于计算系统中人的因素”大会上发表的“用户界面编程调查”一文中指出：根据他们收到的70多份调查问卷中，平均有48%的代码出自用户界面部分。从时间分布上说，在设计阶段，用户界面占了45%；在实现阶段，用户界面占了50%；在维护阶段，用户界面占37%。图1-1分别展示了用户界面代码量占比和时间占比。可以看出，人机交互开发在系统生命周期的每一个阶段都占有重要比重。

图1-1 用户界面代码量与时间的占比

a）用户界面的代码量占比 b）用户界面的时间占比

另一方面，人机交互是所有学科里最需要跨学科参与的研究之一。优秀的人机交互设计需要融合计算技术、心理学、工业设计、软硬件设计，甚至美术设计等方面的知识和经验。做人机交互具有一定难度，需要掌握相关的核心技术，例如计算机语音学、机器视觉及多点触控技术等，但虚拟现实、增强现实和混合现实技术却为人们带来与计算机沟通的全新体验。

总之，人机交互与当代人们的生活息息相关，人机交互研究和设计机遇巨大，但是也存在不少挑战。更自然、更实用、更贴近人们生活的人机交互设计具有难以估量的价值，并将深刻地改变人们的日常生活。