Användarergonomi och användargränssnitt

GRIP 2000
Föreläsning 8
Innehåll
• MDI
• Informationsergonomi
• Användargränssnitt
•Vad, varför, hur?
• Verktyg för att bygga interaktiva, grafiska
applikationer
previous
next
Användarergonomi och användargränssnitt
MDI
• Människa Dator Interaktion
– Dvs interaktionen mellan dator och människa
• Användargränsnittet
– Där mötet mellan människa och dator sker
– Egentligen lite konstig term
• Vi hade aldrig kommit på att använda den för tex hålslagare eller
kopiatorer
– Termen användarvänlig gör kanske “mötet” onödigt
dramatiskt
• lätt att använda eller affektiv vore kanske bättre
• Mycket handlar om utforminingen och att
överbrygga klyftan mellan utvecklare och
användare
previous
next
2
Användarergonomi och användargränssnitt
Utveckling av bra användbart datorstöd med bra gränssnitt
• Utveckling av bra gränssnitt en interdisciplinär verksamhet
– Datalogi, human-, beteende- och designvetenskap
– Medverkan av
•
•
•
•
•
•
previous
next
användare
dataloger
mediadesignfolk
experter på mänsklig kommunikation
beteendevetare
psykologer
3
Användarergonomi och användargränssnitt
Modeller och metaforer
• Konstruktören skapar, medvetet eller omedvetet, en konceptuell modell
(begreppsmodell)
– Denna modell har många namn i litteraturen
• designmodell
• bruksmodellen
• Den mentala modell användaren skapar över vad man kan göra
– användarmodellen
• En explicit bra designmodell
–
–
–
–
underlättar användarens förståelse
stödjer inlärning
ger uppfattning om möjligheter och begränsningar
ger förutsättningar för skickligare användning om användaren formar en
användarmodell som nära överensstämmer
• Designmodellen innehåller ofta också en metafor
– dvs en liknelse med något som har liknande egenskaper som tillämpningen
• tex målarlåda, telefon, skrivmaskin, skrivbord, cirkus,….
previous
next
4
Användarergonomi och användargränssnitt
Informationsergonomi
• När avancerade system fallerar beror det ofta på
handhavandefel
– den mänskliga faktorn
• Skall man söka felet hos användaren eller den som
byggde systemet?
• Från andra världskriget började amerikanska
försvaret intressera sig för vad “den mänskliga
faktorn” var eller berodde på
• Den nya form av ergonomi som också tar hänsyn
till psykologiska faktorer, med inslag av mäsnklig
perception och kognition, kallas (synonymt) för:
previous
– Informationsergonomi
next – Kognitiv ergonomi
5
Användarergonomi och användargränssnitt
Användargränssnitt
• Är den del av applikationen som låter användaren interagera och
kontrollera tillämpningen med (vanligen) mus och tangentbord.
• Ett användargränssnitt består av grafiska komponenter (eng widgets eller
gadgets) som knappar, inmatningsfält och listor.
• En komponent (widget) beskriver både utseende, delar av beteendet och
koppling till applikationsmodellen.
• Bra användargränsnitt är
–
–
–
–
previous
next
självförklarande
ger bra återkoppling
”kraschar mjukt” med bra förklarande felmeddelanden
stödjer både nybörjare och experter
6
Användarergonomi och användargränssnitt
Som utvecklare: varför och hur?
• Varför är gränssnittet viktigt?
• Är interaktiva gränssnitt bra?
• Är en viss typ av gränssnitt bra i alla situationer?
previous
next
7
Användarergonomi och användargränssnitt
Design och konstruktion av gränssnitt
• Vad är design?
(Efter Carroll och Rosson 1985)
– En process som svårligen beskrivs i statiska termer
– Icke hierarkisk, dvs varken strikt botten-upp (bottom-up)
eller uppifrån-och-ner (top-down)
– Processen är radikalt förändrande, dvs den innehåller
del- eller detaljlösningar som kan påverka den slutliga
designen
– Designen innehåller i sig själv upptäckande av nya mål
previous
next
8
Användarergonomi och användargränssnitt
...
• Traditionell kodbaserad beskrivning
–
–
–
–
OpenGL
Smalltalk
Java
X
• Generatorer
– Som från textuella beskrivningar genererar gränssnitt
• Grafiska verktyg
– Vanligen av typ målarlåda där gränssnitten konstrueras
på ett direktmanipulativt sätt
previous
next
9
Användarergonomi och användargränssnitt
Vad bör man tänka på vid konstruktion?
• Vad är uppgiften?
– Vilken information behövs?
– Hur jobbar man idag?
• bra, dåligt. Vilka fel görs?
– Vilka (för-)kunskaper behövs för uppgiften?
– etc.
• Vem skall använda systemet?
–
–
–
–
Nybörjare
Tillfälliga eller sporadiska användare
Personer som använder systemet ofta utan att vara experter
Experter
• I vilken omgivning skall systemet fungera?
previous
next
10
Användarergonomi och användargränssnitt
Shneidermans principer
• Princip 1: Var medveten om olikheter
– Människor är olika
• Människor lär, tänker och löser problem på olika sätt
• En del föredrar tabeller, visa gillar grafiska representationer och andra
vill helst arbeta med text och siffror
– Vem skall använda systemet?
– Vilka uppgifter skall utföras och hur frekvent?
– Interaktionsstil
•
•
•
•
•
previous
next
Direktmanipulation
Menyer
Formulär
Kommandospråk
Naturligt språk
11
Användarergonomi och användargränssnitt
... Shneidermans ...
• Princip 2: Åtta gyllene regler
– Sträva efter enhetlighet
– Erbjud kortkommandon (för den erfarne användaren)
– Ge återkoppling
– Designa dialoger så att dom är ”slutna” med handlingar organiserade med
tydlig början, mitt och slut
– Undvik att låta användaren göra fel (tex genom att menyer används) och
försök göra felhanteringen enkel
– Gör det enkelt att ångra handlingar (”undo”)
– Sträva efter att användarna av systemet känner att dom har kontroll (och inte
systemet som kontrollerar dem)
– Minimera belastning av korttidsminnet
• 7±2
previous
next
12
Användarergonomi och användargränssnitt
... Shneidermans
• Princip 3: Undvik fel
– Användare gör fel hela tiden!
• I ordbehandlare, kalkylark, databaser, trafikledning, osv
• En undersökning visade att erfarna professionella användare av ordbehandlare
och operativsystem gjorde misstag eller valde ineffektiva strategier i 31% av
uppgifterna som tilldelades dem
– Vissa förbättringar genom bättre felmeddelanden
• fast bättre att undvika felen! För varje felmeddelande fundera på om det inte
finns en lösning som undviker felet helt och hållet.
– Meddela vad som är fel (tex matchande parentesfel)
– Se till att kompletta sekvenser genomförs
– Korrigera kommandon
• Genom automatisk ifyllnad
• Eller hellre, undvik felen genom ett direktmanipulativt gränssnitt
previous
next
13
Användarergonomi och användargränssnitt
Det finns även andra "som har principer"
• Tex Nielsens och Molich Heuristiska utvärderingskriterier (lite fritt
översatt och förenklat nedan)
– Tydliggör alltid systemets status för användaren
– Anpassa systemet till verkligheten
– Ge användaren "modet" att experimentera genom att erbjuda sätt att ångra
och göra om (dvs erbjud undo och redo)
– Var konsekvent i språkbruk och följ plattformens standard
– Undvik om möjligt fel redan från början
– Försök få användare att känna igen istället för att behöva minnas
– Gör systemet flexibelt och användbart både för nybörjare och experter
– Undvik onödig information (i tex dialoger)
– Hjälp användare att känna igen, diagnostisera och återskapa efter fel
– Erbjud lättillgänglig, lättsökt och konkret hjälp
previous
next
14
Användarergonomi och användargränssnitt
Hur presentera information?
• Organisera skärmen
– Var konsekvent
• terminologi, förkorningar, användning av stora bokstäver, etc
– Effektiv kunskapsinhämtning för användaren
• familjär och uppgiftsanpassad design
– Minimera belasting av användarens minne
• organisera informationen så att risken för att användaren glömmer
något minimeras (använd ”lablar” mm)
– Gör ut- och inmatning så lika varandra som möjligt
• om möjligt skall data kunna matas in eller editeras där det presenteras
– Gör det möjligt för användaren att kontrollera eller anpassa form och
format att passa sina egna önskemål
previous
next
15
Användarergonomi och användargränssnitt
...
• Påkalla användarens uppmärksamhet
– Intensitet
• använd två nivåer där den högre (påkallande) används sparsamt
– Markering
• omslutande rektangel, pekare, bulle, asterisk, små markörer, etc
–
–
–
–
–
–
–
previous
next
Storlek
Font
Invers video
Blinkande
Färg
”Färgbytesblink”
Ljud
16
Användarergonomi och användargränssnitt
Hur bör inmatning ske?
• Var konsekvent
– liknande sekvenser av operationer skall leda till liknande resultat
• Minimera antalet användaroperationer
– tänk bla på experter och kopiera in tidigare inmatade data som
defaultvärden
• Minimera belasting av användarens minne
– undvik att användaren skall behöva komma ihåg långa listor eller koder
• Gör ut- och inmatning så lika varandra som möjligt
• Gör det möjligt för användaren att kontrollera eller anpassa form och
format
previous
next
17
Användarergonomi och användargränssnitt
GUI:s, IDE:er mm
• För att utveckla grafiska interaktiva gränssnitt används idag ofta så
kallade gränssnittsbyggare, Graphical User Interface (GUI) builders
– Dessa är idag vanligen av typ målarlåda där man istället för att rita linjer,
cirklar, polygoner, mm bygger man knappar, listvyer, tabeller, mm
• Man använder komponenter med både grafik och beteende (s.k. widgets)
– Tidiga (mitten av 80-talet) är HyperCard, ExperInterface Builder, NeXTs
– Ger snabbare utveckling av applikationer än med "traditionell" metodik
• En annan trend är Integrated Development Environment (IDE)
– Dessa ger stöd för hela utvecklingsprocessen med vanligen med speciella
verktyg för att skriva, avlusa och versionshantera kod
– Innehåller idag ofta också GUI-byggare
– Bland dom tidigaste och mest tongivande var Smalltalk (mitten av 70-talet)
– Några vanliga VisualAge, Borland JBuilder, Visual Basic, VisualWorks
– Snabbar upp processen att utveckla, underhålla, förändra och samarbeta vid
programutveckling ytterligare.
previous
next
18
Användarergonomi och användargränssnitt
Gränssnittsbyggare, vad?
• Verktyg för att konstruera grafiska gränssnitt
– både presentation och interaktion
• Synonymer
– UIMS (User Interface Management Systems)
– IB (Interface Builder)
• Tidigare användes ofta textbaserade tekniker
– kod
– formella språk
• Idag oftast grafiska av typ målarlåda
previous
next
19
Användarergonomi och användargränssnitt
Att använda gränssnittsbyggaren för konstruera fönster med
egen vy
• Definiera gränssnitt
Inställningar
Palett
”Rityta”
previous
next
20
Användarergonomi och användargränssnitt
Typisk struktur vid konstruktion mha gränssnittsbyggare
Användargränssnitt
Tillämpningsmodell
Domänmodell
previous
next
Beskrivning av gränssnitt
och interaktion
”Brygga” som tillämpningsanpassar
domänmodellen
Logisk applikationsmodell
(business model)
21
Användarergonomi och användargränssnitt
Typiskt gränssnitt
Verktyg
Knappar
Textyta
previous
next
22
Användarergonomi och användargränssnitt
Typisk gränssnittsbyggare
• Består av
– Canvas, en yta där komponenter placeras
– Palett, en uppsättning av olika komponenter
– Canvas tool, för hantering av komponenterna och öppnande av
specialverktyg
– specialverktyg, för att konstruera menyer, ikoner mm
• Tillvägagångsätt
–
–
–
–
previous
next
"rita" gränssnitt (mha widgets i paletten)
konstruera kodstubbar (ofta halvautomatiskt)
definiera relationer och beteende
beskriv vad som skall hända vid förändringar
(ungefär som att definera tillståndsövergångar)
Upprepas ofta
om och om
igen!
23
Användarergonomi och användargränssnitt
Vi kodar ofta delar av ett gränssnitt på vanligt sätt och använder
gränssnittbyggaren för att definiera vanliga widgets, layout osv
Med gränssnittsbyggaren ”skapar” vi enkelt ”snyggare gränssnitt”
för inbäddade (MVC-) komponenter
previous
next
24
Användarergonomi och användargränssnitt
Avsikt
• Anledningar till att använda gränssnittsbyggare
– Konstruera goda interaktiva tillämpningar på så kort tid som möjligt.
– Låta programmerare (och andra) fokusera på designen istället för på
detaljer i miljö och implementationsredskap.
– WYSIWYG (What You See Is What You Get)
• med IBs baserade på målarlåda
– Enklare att "portera" och återanvända kod
previous
next
25
Användarergonomi och användargränssnitt
Motivation
• Varför IBs?
– Stor del av koden har med UI att göra
• Undersökningar har visat att så mycket som 80% av koden kan
hänföras till gränssnittet (Myers, Blair och andra)
– Bråttom att få ut produkter
• Kraven på att tiden från idé till produkt skall vara kort har ökat
– Mindre kod att skriva för hand
• Grafiska utvecklingsverktyg reducerar ofta den del av koden som
måste skrivas på konventionellt sätt med 80%
previous
next
26
Användarergonomi och användargränssnitt
... forts ...
– Enklare för domänexperter och användare att delta i
utvecklingen
• Man önskar att kravställare, slutanvändare och människor med
olika expertkunskap skall kunna bidra och deltaga under alla
steg av utvecklingen
– Prototyper
• För att minimera missförstånd (i tex krav) eller få bättre
utgångspunkter vid designdiskussioner vill man ofta så fort som
möjligt konstruera prototyper
previous
next
27
Användarergonomi och användargränssnitt
... forts
– Anpassning till olika underliggande mjuk- och hårdvara
• Separation av applikation och grafiska paket på lägre nivå gör
det enklare att implementera olika interaktionstekniker eller
unyttja olika hårdvaror
– Minimera risken för fel
• Med en gränssnittsbyggare ökar trovärdigheten och risken för fel
i dessa delar minimeras genom att (väl-) designade och uttestade
komponenter används.
previous
next
28
Användarergonomi och användargränssnitt
Tillämpbarhet
• Grafiska interaktiva tillämpningar (dvs idag dom
flesta)
• Grafiska tekniker har också använts för att beskriva
mer funktionella aspekter av en applikation (Chang,
Myers)
• temporala aspekter
• constraints
previous
next
29
Användarergonomi och användargränssnitt
Variationer
• Olika metaforer
– Det finns till och med verktyg där man har gått så långt
att man betraktar komponenterna som skådespelare på en
scen (Director)
– som kanske också lärs upp att bete sig på önskat sätt
(Programming by Rehearsal, Gold & Finzer)
previous
next
30
Användarergonomi och användargränssnitt
Struktur
• Struktur (typisk)
Pre-processor
Lim
Bibliotek med
Interaktionstekniker
“run-time”
stöd under
körning
Gränssn.def
Efter-processing
Analyspaket
Loggning o.dyl.
Interaktionsteknikbyggare
previous
next
31
Användarergonomi och användargränssnitt
Delar
• "Deltagande" delar i gränssnittet
– Rita
• Målarlåda med duk
• Palett med objekt (widgets)
• Verktyg för att konstruera speciella komponenter i gränssnittet,
såsom meny-verktyg, ikonverktyg, positioneringsverktyg
– Konstruera
• Generator som genererar kod från beskrivningar
previous
next
32
Användarergonomi och användargränssnitt
Testa
• Kör
– Applikationskod
– Presentationsdel (presentera, ändra, göm mm)
– Interaktionsdel (agera)
– Stöd vid körning (tex med namn och bindningar och
liknande)
previous
next
33
Användarergonomi och användargränssnitt
Relationer mellan delar
• Samarbete
– Basbyggstenar
• toolkit med widgets eller gadgets
• klassbibliotek
• framework
– gräsnittsdefintionsbyggaren hjälper till att avbilda
interaktionshändelser på metoder i applikationen (ger
ofta call-backs eller händelser)
previous
next
34
Användarergonomi och användargränssnitt
Möjliga problem
• Fallgropar
– Design utan eftertanke
– Lappverk baserad på en tidig ostrukturerad prototyp
• Olika ”standards” kan ge framförallt layoutproblem
– MAC
– Motif
– Windows95
previous
next
35
Användarergonomi och användargränssnitt
... fler problem
• Andra problem
– Fordrar ofta lång träning (kanske speciellt nytt språk)
– Svårt att beskriva alla delar med IB-teknik (man behöver
kanske hoppa fram och tillbaks mellan olika
beskrivningssätt)
– Ofta svårt att göra systemoberoende “utseende och
känsla” (eng. look and feel) (jmf standards ovan)
previous
next
36
Användarergonomi och användargränssnitt
Byggare i historien
• Några kända gränssnittsverktyg
Utvecklingen av grafiska gränssnittsbyggare
tog fart främst under 80-talet i och med att
grafiska (direktmanipulativa) tekniker spreds
– ExperInterface builder (Hullot)
• en tidig fransk (kanske den allra första utanför
laboratorieväggarna) IB baserad på Lisp
– NeXT IB (i NeXTStep)
• Elegant. Använder Objetive-C
previous
next
37
Användarergonomi och användargränssnitt
... fler gränssnittsbyggare ...
– HyperCard (Apple)
• ett verktyg för Macintosh byggt kring en kort-och-bunt-metafor.
• använder ett händelsebaserat språk HyperCard
• gjorde tekniken känd och populär
– Guide
• För X genererar C-kodstubbar
• stubbarna behöver editeras manuellt - som det är gjort är det
svårt att efter editering åter använda de grafiska verktygen
– Peridot
• interaktionstekniker kan beskrivas genom att utvecklaren
“demonstrerar” hur de skall gå till (Programming by Example)
previous
next
38
Användarergonomi och användargränssnitt
... ännu fler ...
– Garnet
• efterföljare till Peridot med många olika verktyg för att bygga
applikationer
– VisualSmalltalk och Parts for Java
• direktmanipulativa, händelsestyrda gränssnittsbyggare
– Delphi
• för (bla) ObjectPascal
– ARK (Alternate Reality Kit, Smith)
• rolig direktmanipulativ IB som bygger på fysikaliska lagar
previous
next
39
Användarergonomi och användargränssnitt
...
– Visual Basic (Microsofts)
– JBuilder
– VisualAge för Smalltalk, C++ och Java
• från IBM
– VisualWorks
• Baserad på Smalltalk-80 och ättling till Xerox Smalltalk i rakt
nedstigande led
– ... och många många fler ...
previous
next
40
Användarergonomi och användargränssnitt
VisualSmalltalk
previous
next
41
Användarergonomi och användargränssnitt
...resultat.
previous
next
42
Användarergonomi och användargränssnitt
Parts for Java
previous
next
43
Användarergonomi och användargränssnitt
Klippa och klistra samt Drag and Drop
• Lyssnare och adaptorer beskriver ett relativt
komplext maskineri för att hantera interaktiva
applikationer
– Ändå har vi inte diskuterat behovet av flera parallella
aktiviteter, exempelvis
• animerade cursors och indikatorer-för att ge återkoppling
• sliders och liknade som visar hur stor del av en ”uppgift” som är
avklarad (tex en kopiering)
– Sådana saker implementeras ofta mha trådar
(/lättviktsprocesser), semaforer, monitorer och liknande
previous
next
44
Användarergonomi och användargränssnitt
...
• I direktmanipulativa gränssnitt har vi också ofta krav på att
kunna klippa ut och klistra in objekt
– både texter och andra objekt som bilder, ljud, filmsekvenser eller
hela dokument
• Inom en applikation kan vi alltid klara av detta genom att
definiera en egen klippbuffert
• Mellan olika applikationer behöver vi (i det generella fallet)
stöd från bakomliggande system
– i UNIX finns stöd för att flytta text
– på MAC och i Windows finns också stöd för bilder och en del andra
typer av objekt
previous
next
45
Användarergonomi och användargränssnitt
...
• Ännu mer komplext är att dra ett objekt från en plats och släppa det på
en annan (Drag and Drop)
• Då krävs att
– vi får återkoppling i själva processen, med mekanismer som indikerar att vi släpar
iväg ett objekt, att möjliga ”destinationer” ger återkoppling på vägen (tex med invers
video för dem som kan hantera objektet)
• ett objekts tillstånd påverkas av både applikationens och andra objekts tillstånd
– dom ingående applikationerna behöver också ett format som gör att dom både kan ta
hand om ”transporterat data” och utbyta information mellan varandra, både under
pågående dNd och vid själva data/objekt-utbytet
• Typiskt kommuniceras
– kontroll: tillåtet att aktivera, ändra, sluta, ta över processen
– förändringar: ge återkoppling, kan vi droppa här, bli inaktiv
previous
next
46
Användarergonomi och användargränssnitt
…
• Idag är klippa och klistra mer eller mindre "en standard" och
programspråk som VisualWorks och Java har högnivåstöd för detta
– I VW hanteras detta via klasserna ParagraphEditor för lokala textklipp och
via Pixmap respektive Screen för att hantera bilder respektive kommunicera
med omgivande system
– I Java hanteras motsvarande i java.awt.datatransfer med klasserna
DataFalavour, Clipboard och gränssnitten Transferable samt
ClipboardOwner i spetsen
• Släpa-och dra
– I VisualWorks är det ett antal olika klasser med DragDropManager som
motor som definierar hur det hela skall gå till
– I Java stödjs drag-and-drop fom JDK1.2
– För att kunna göra detta mellan olika applikationer generellt
behövs stöd från underliggande system (finns tex i COM)
previous
next
47
Användarergonomi och användargränssnitt
Slutsatser
• Kan man ha nytta av GUI:s och IDE:er?
– Snabbar upp konstruktion av speciellt interaktiva,
grafiska applikationer
– Bra vid snabb protyputveckling
– Stödjer (ibland) teamutveckling
– Förenklar inlärning och utnyttjande av speciellt
komplexa omfattande klassbibliotek
– Bra vid "refactoring"
– Förenklar underhåll och andra typer av förändringar
– Minskar risken för fel och snabbar upp processen att
hitta och rätta fel om dom uppkommer
previous
next
48