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界面技术在工业设计中的应用


□ 易 晓


界面技术在工业设计中的应用图片1
人机界面在工业设计中是一项重要的基础性课题。“人机界面”(Human-Machine Interface)是指人与机器进行交互的操作方式,界面是传递和交换信息的媒介,包括硬件界面和软件界面。其中,硬件界面主要指产品界面,而软件界面则包括信息认知界面及管理培训等。作为一门交叉学科,人机界面的研究涉及了人机工程学、工业设计、计算机科学、认知科学、生理学、心理学、艺术学、社会学等相关领域。
从人机工程学的角度看,界面设计经历了三个发展阶段。传统人机工程学研究的是人机界面技术,进入信息社会后重点转向用户界面技术,而宏观人机工程学(Macro-ergonomics)开始关注组织-机器界面技术。在人机系统中,人与机器之间的信息交流和控制活动都是在在人机界面上进行的 ;人机界面设计的优劣决定着产品设计中人机关系是否能建立在合理的基础之上。下面我们将从几个方面对该论题展开探讨。

一、人机界面与工业设计

人机界面技术首先运用近代科学的手段研究人机工程学,提出机械应适应人(machine to human)的观点,同时也让人与机相互适应; 它主要从机械运动的层面来研究人机协调的问题,分析人和机器在工作性能方面各自的优劣表现,致力于从静态和动态两个方面使人机合理匹配。静态角度主要研究工作面、身体空间及环境空间的布局与设计;动态人机关系的研究着重人与机器的功能比较与功能分配等,在设计中将机器看作“人手的延伸”。因此,显示器与控制器(如仪表、旋钮、开关、踏板等的设计)便成为这一阶段的研究重点。
科学技术的进步、制造精度的加强、生产效率的提高,使得人们更加注重视觉的美观; 因而不断地多方面探索利用新的材料与工艺,最终使工业产品设计逐步脱离从前粗陋的造型。经过西欧国家新艺术运动、工艺美术运动等矫枉过正的手段之后,在一些具有理性认识传统的国度里,设计师们成功地倡导了与大工业生产相适应的造型风格,并逐渐获得了世界范围内的响应。从此,工业设计才具有了现代设计的精神。在这一大背景之下,一些影响着设计的相关科学成果才为人们所发现和理解,并将其应用到具体的设计之中。
在控制器的设计中运用人机界面技术的事例比比皆是。电钻、电锯的手柄设计吸收了人机界面技术的成果,使操纵手柄在工作中能充分考虑人手的解剖学因素,消除或减少不合宜的手柄给肌肉、骨骼带来的不协调感甚至伤害; 另一方面就操作者而言,需要得到规范操作的训练和指导,因为科学的训练能有效地提高操纵者的适应性。各国都很重视手柄操作规范的训练,如在澳大利亚,2000年制定了手柄训练编码,为相关的从业人员提供规范作业的指导。除设计与训练之外,还可以利用其他手段来增强工作中的准确性,如可采取改变工作的系统流程、增加机械辅助设备、改善工作环境等措施来达到这个目的。
在复杂产品的设计中,显示器、控制器应作为一个完整的系统来规划设计。就汽车设计而论,对驾驶员的视觉界面设计应考虑人的视觉习惯、生理结构、心理特征等因素,车内的仪表布局必须符合人的视觉特征,如仪表的位置,排版显示色彩、大小、造型等,依据眼椭圆的统计分布,确定大多数人的视野范围和角度,以提高识别效率。座椅界面设计则应在人体生理结构、选择合理舒适的乘驾姿势、降低静力学负荷及做功等方面进行系统深入的研究考察,反复观察实验,以设计出合适的座椅,消减驾驶疲劳,提高安全系数。
从以上事例中我们可以看到,进行机械类产品的设计时,涉及到的界面设计多为硬件界面设计。但当产品更为智能化时,人机对话就不能仅只停留在物理层面上了,而是需要对大量信息的接收、反应进行再加工,于是界面设计也随之朝着纵深方向发展。

二、用户界面与工业设计

传统人机界面设计重点是人与机器对话的信息输入与输出,通过对人生理特性的研究与分析,改进显示器与控制器的设计。然而,研究者逐步发现,人机交互的过程不仅是生理动作和对刺激信号的感知,同时伴随着的还有更为值得研究的内容,如人是如何对显示出的信息进行处理的,于是人的认知问题得到重视。认知工效学正是针对人的认知特性,运用认知原理指导人机界面设计的理论,旨在改进人机界面的信息交互效率和可用性,防止认知失误,从而提高认知效率,而计算机技术的深入发展,使认知技术更为深刻地影响着人机界面的设计,界面技术的用户界面研究取代了人机界面,界面设计的友好性成为设计成功的一个关键因素。
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摘自:装饰 2004年第05期  
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