本书共分8章,详细介绍了人机交互数字界面的设计原则、流程、方法和要点,涵盖界面设计中的关键概念,并结合大量图例和案例,深入浅出地解释了复杂的设计理论。书中不仅探讨了界面设计的基本要素,还重点解析了人机交互界面设计的设计要点及应用实例，为读者提供了全面的设计指导

本书适合复杂人机交互数字界面设计的从业者、研究人员以及大中专院校相关专业的师生使用。于从业者而言,本书提供了实用的设计指南和丰富的案例,能够帮助他们在实际工作中提升设计水平;对于研究人员和学生,本书则提供了系统的理论知识和实践方法,有助于他们深入理解人机交互数字界面设计的核心概念和应用技巧。

目录

第 1 章 绪论

1.1 背景

1.2 复杂设备数字人机交互界面

1.3 数字人机交互界面的发展

1.4 本书适用范围

参考文献

第 2 章 人机界面相关术语和概念

2.1 人机交互数字界面

2.2 认知负荷

2.3 人因失误

2.4 注意捕获

2.5 螺旋模型

2.6 概念模型

2.7 认知摩擦

2.8 信息编码

2.9 组件化设计

2.10 选择性注意

2.11 信息密度

2.12 信息可视化

2.13 模态窗口

2.14 非模态窗口

参考文献

第 3 章 设计原则

3.1 概述

3.2 总则

3.2.1 一致性原则

3.2.2 包容性原则

3.2.3 负荷轻量化原则

3.2.4 过程可控原则

3.3 交互设计准则

3.3.1 可撤销性

3.3.2 容错防误

3.3.3 及时反馈

3.3.4 提供帮助

3.3.5 操作等效

3.3.6 安全保护

3.4 信息编码准则

3.4.1 色彩编码

3.4.2 形状编码

3.4.3 闪烁编码

3.4.4 尺寸编码

3.4.5 字符编码

3.4.6 听觉编码

3.4.7 触觉编码

3.5 界面要素设计准则

3.5.1 信息架构设计

3.5.2 布局设计

3.5.3 导航设计

3.5.4 色彩设计

3.5.5 文本设计

3.5.6 图标设计

3.5.7 动效设计

3.6 设计原则综合应用案例

参考文献

第 4 章 设计流程

4.1 概述

4.2 需求分析阶段

4.2.1 阶段目标

4.2.2 实施路径

4.2.3 输出文档

4.3 框架定义阶段

4.3.1 阶段功能

4.3.2 实施路径

4.3.3 输出文档

4.4 详细设计阶段

4.4.1 阶段功能

4.4.2 实施路径

4.4.3 输出文档

4.5 规范制定阶段

4.5.1 阶段功能

4.5.2 实施路径

4.5.3 输出文档

4.6 设计验证阶段

4.6.1 阶段目标

4.6.2 实施路径

4.6.3 输出文档

参考文献

第 5 章 设计方法

5.1 概述

5.2 观察法

5.2.1 方法描述

5.2.2 实施步骤

5.3 访谈法

5.3.1 方法描述

5.3.2 实施步骤

5.4 问卷法

5.4.1 方法描述

5.4.2 实施步骤

5.5 需求评审法

5.5.1 方法描述

5.5.2 实施步骤

5.6 任务分析法

5.6.1 方法描述

5.6.2 实施步骤

5.7 流程图法

5.7.1 方法描述

5.7.2 实施步骤

5.8 原型法

5.8.1 方法描述

5.8.2 实施步骤

5.9 信息编码方法

5.9.1 方法描述

5.9.2 实施步骤

5.10 注意捕获方法

5.10.1 方法描述

5.10.2 实施步骤

5.10.3 应用示例

5.11 组件化设计方法

5.11.1 方法描述

5.11.2 实施步骤

5.11.3 应用示例

参考文献

第 6 章 显控设计要点

6.1 概述

6.2 数字显示设计要点

6.2.1 屏幕显示信息呈现通用要求

6.2.2 会商式显示屏

6.2.3 个人终端显示屏

6.2.4 嵌入式显示屏

6.2.5 手持式显示屏

6.2.6 平视显示屏

6.2.7 三维显示屏

6.3 交互方式设计要点

6.3.1 触摸交互

6.3.2 键鼠类交互

6.3.3 语音交互

6.3.4 眼动交互

6.3.5 手势 / 体感交互

参考文献

第 7 章 界面设计要点

7.1 概述

7.2 界面模式设计要点

7.2.1 登录 / 退出

7.2.2 编辑 / 输入

7.2.3 帮助 / 等待

7.2.4 查询 / 问答

7.2.5 信息监控

7.2.6 告警提示

7.2.7 出错管理

7.2.8 中断操作

7.3 界面组件设计要点

7.3.1 模态窗口

7.3.2 非模态窗口

7.3.3 菜单

7.3.4 导航

7.3.5 表格

7.3.6 可视化图表

7.3.7 数字地图

7.3.8 标签

7.3.9 按钮

7.3.10 表单

7.3.11 滑块

7.3.12 时间选择器

7.3.13 滚动条

7.3.14 进度条

参考文献

第 8 章 界面应用实施案例

8.1 综合控制界面设计应用实施案例

8.1.1 综合控制界面设计需求分析

8.1.2 综合控制场景界面设计说明

8.2 座舱场景界面设计案例设计应用实施案例

8.2.1 座舱场景界面设计需求分析

8.2.2 嵌入式设备界面设计说明

8.3 态势感知界面设计应用实施案例

8.3.1 态势感知界面设计需求分析

8.3.2 雷达场景界面设计说明

8.4 总结

 

前言

人机交互数字界面是信息与人沟通的媒介。随着技术的革新，人机交互界面从模控走向数字界面，近年来各种模态显示和控制方式也应用到人机交互界面中。而伴随着各类传感技术和大信息、大模型的纳入，现阶段的人机交互数字界面支持用图形化的直观视觉语言将复杂的多源融合信息传达给用户，同时支持用户交互式的信息查询与响应。

在多域协同的背景下，人机交互数字界面是操作者获取信息、定位认知、判断决策和控制执行的重要手段和操作依据。在面向领域的复杂人机系统中，人的知识效率对于发挥复杂设备的效能至关重要，而人机界面是人机协作过程中的重要渠道，决定了系统整体绩效。在人机交互数字界面的设计工作中，元素繁多、流程复杂、方法多样，同时设备类别和应用场景十分丰富，本书从设计原则、设计流程、设计方法和设计要点等方面进行阐述，对于有效提升设备人机交互数字界面的设计水平提供的推动作用。

人机交互数字界面设计是认知心理学、人机工效学、计算机科学、设计美学等多学科知识的综合应用。本书在撰写的过程中遵循理论阐述和实践指导并行的原则，以理解性、指导性、落地性为写作导向，将多学科的知识融入人机交互界面的应用载体中去加以阐述。

人机交互数字界面作为信息感知交互的集中体现，其中的视觉、交互、工效、美学等特征无法单纯依靠文字条款的方式充分表达。因此，本书在对一些设计要求背后的科学逻辑进行了深入浅出的解释的基础上，用大量的图例来展示设计表达的方法。书中凝练了人机交互数字界面设计流程、设计方法、设计原则、设计要点等内容相对应的图例化表达形式。本书包括大量的配图，从概念阐述型和示例表征型两方面探究各部分所需的对应图例化表达形式。其中概念阐述型图例是对抽象概念的解释说明，帮助设计人员将抽象的文字描述与具体的设计实践对应起来；示例表征型图例是呈现具体界面设计案例，帮助设计人员理解如何将设计指南的内容应用于设计实践，提高理论的落地性和应用性。本书中的所有案例，包括第八章的实施案例介绍均不涉及具体的产品，仅表达对人机界面设计技术的解读。

本书是东南大学团队和相关领域人机界面设计工作者近年来的研究成果。东南大学周小丹老师为主要执笔人，参与撰写的研究生包括陆正阳、王逸雪、杜乾瑞、王柏捷、季珈宇、马一松、吴航、陈诚、施旖旎等；航空工业六一五所裴旭益、张响响，中国电科第十四研究所李维、田胜也参与了撰写工作。

本书分为 8 章。其中 “相关术语和概念” 章节详述术语的来源和内涵；“设计原则” 章节描述了设计界面所要遵守的通用要求；“设计流程” 章节从项目实施角度提供全流程的设计过程指导和规范；“设计方法” 章节提供各设计方法的具体实施路线；“显控设计要点” 章节详述了界面所依赖的输入输出环境及对设计的指导；“界面设计要点” 章节重点以图文结合的案例形式进行注解；“界面应用实施案例” 章节提供了多个应用场景下的典型界面。

本书以大量图形化的方法解释相对复杂的概念，方便读者的理解，其中大量的一般性抽象图形案例可以用作设计实践的基础。本书可以作为复杂人机交互数字界面从业者的指导用书，也可以作为大中专院校相关课程的教学参考用书。