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第1章 概述1

1.1 信息化时代1

1.2 研究背景1

1.3 国内外研究现状3

1.4 复杂信息系统人机交互的研究方向10

1.5 研究意义10

【本章参考文献】11

第2章 复杂信息系统人机交互数字界面定义19

【内容提要】19

2.1 定义19

2.1.1 系统的复杂性19

2.1.2 复杂信息系统的定义20

2.1.3 人机交互数字界面20

2.1.4 复杂信息系统人机交互数字界面22

2.2 特点23

2.3 复杂性分析24

2.4 拟解决关键问题26

2.5 主要研究内容26

【本章参考文献】27

第3章 复杂信息系统人机交互数字界面设计要素29

【内容提要】29

3.1 图标29

3.1.1 图标的概念及分类29

3.1.2 图标的设计难点30

3.2 控件31

3.2.1 控件的概念及分类31

3.2.2 控件的设计难点33

3.3 导航36

3.3.1 导航的概念及分类36

3.3.2 导航的设计难点37

3.4 色彩38

3.4.1 数字界面的色彩构成及功能38

3.4.2 软件界面设计中色彩的功能39

3.4.3 复杂信息系统对色彩设计的要求41

3.5 布局41

3.5.1 布局设计的概念及设计难点41

3.5.2 布局中的视觉感知与视觉规律42

3.5.3 数字界面的功能区块43

3.6 交互44

3.6.1 交互的概念与分类44

3.6.2 交互的设计难点45

3.6.3 数字界面交互设计的影响因素45

【本章参考文献】45

第4章 复杂信息系统人机交互数字界面信息结构47

【内容提要】47

4.1 信息结构概述47

4.1.1 信息结构的定义47

4.1.2 设计信息结构的目的48

4.1.3 信息结构的交付产物48

4.1.4 信息结构与相关领域49

4.1.5 复杂数字界面的信息结构特征49

4.2 信息结构类型50

4.2.1 线性结构50

4.2.2 层级结构和多层级结构51

4.2.3 网状结构52

4.2.4 分面结构52

4.2.5 综合结构53

4.2.6 自组织结构53

4.3 信息分类方法53

4.3.1 自上而下法和自下而上法53

4.3.2 分类法54

4.3.3 精确分类和模糊分类55

4.3.4 展示性信息的结构56

4.4 界面组件57

4.4.1 软件界面组件功能介绍57

4.4.2 不同信息结构对应的功能组件58

4.5 界面信息结构模式59

【本章参考文献】61

第5章 复杂信息系统人机交互数字界面设计理论62

【内容提要】62

5.1 数字界面的视觉感知理论62

5.1.1 视觉感知62

5.1.2 数字界面的视觉感知64

5.1.3 眼动追踪技术在数字界面中的应用——案例分析66

5.2 数字界面的认知摩擦理论76

5.2.1 认知摩擦概述76

5.2.2 认知摩擦研究79

5.2.3 认知摩擦的关联量化指标81

5.2.4 认知摩擦的脑电测量案例82

5.3 数字界面的认知负荷理论86

5.3.1 认知负荷的概念86

5.3.2 认知负荷的结构87

5.3.3 认知负荷的分类88

5.3.4 CL产生过程中的认知资源消耗机制89

5.3.5 认知负荷与工作绩效的关系90

5.3.6 认知负荷的有效控制策略93

5.3.7 基于时间压力的认知负荷研究案例94

5.3.8 基于认知负荷的复杂信息系统数字界面设计案例98

5.4 数字界面的注意捕获理论101

5.4.1 数字界面中的视觉注意101

5.4.2 数字界面中的注意捕获102

5.4.3 设计元素的注意捕获105

5.4.4 基于注意捕获的设计研究106

5.4.5 设计元素的注意捕获应用109

5.5 数字界面的生态融合理论111

5.5.1 生态融合理论概述111

5.5.2 影响生态界面效果的因素研究113

5.5.3 基于生态融合理论的界面设计案例113

5.6 数字界面的情境认知理论116

5.6.1 界面情境认知理论概述116

5.6.2 情境认知特征116

5.6.3 情境认知要素119

5.6.4 情境假设120

5.6.5 基于情境认知的图形符号设计案例121

【本章参考文献】126

第6章 复杂信息系统人机交互数字界面设计方法129

【内容提要】129

6.1 数字界面视觉信息的解码机理129

6.1.1 人机界面视觉信息加工的生理基础130

6.1.2 基于视觉通路理论的界面信息属性130

6.2 数字界面人机交互的任务域模型132

6.2.1 界面抽象层级分析132

6.2.2 任务域模型132

6.2.3 界面视觉信息关联属性分析135

6.3 数字界面视觉信息的具象化设计135

6.3.1 界面视觉信息的组织结构模型136

6.3.2 界面信息集成方法137

6.3.3 界面视觉信息的设计方法139

6.4 数字界面视觉信息的布局规划140

6.4.1 界面最优布局分析140

6.4.2 界面视觉信息的布局规划模型141

6.4.3 界面视觉信息的布局规划算法142

6.5 数字界面视觉信息的布局评价147

6.5.1 界面布局分析147

6.5.2 界面布局的计算指标149

6.5.3 界面布局指标的应用160

6.5.4 界面布局计算原型系统161

【本章参考文献】165

第7章 复杂信息系统人机交互数字界面设计原则167

【内容提要】167

7.1 数字界面一般性设计原则167

7.1.1 基本显示原则168

7.1.2 基本布局原则168

7.1.3 基本交互原则169

7.2 数字界面的优化设计策略169

7.2.1 图标优化设计策略169

7.2.2 文本优化设计策略173

7.2.3 布局优化设计策略174

7.2.4 导航优化设计策略177

7.2.5 色彩优化设计策略179

7.2.6 信息呈现优化设计策略182

7.2.7 信息流优化设计策略187

7.2.8 交互优化设计策略189

【本章参考文献】191

第8章 复杂信息系统人机交互数字界面评价方法193

【内容提要】193

8.1 评价方法综述193

8.2 数字界面可用性的眼动追踪评估方法194

8.2.1 任务信息提取195

8.2.2 眼动信息的信号采集195

8.2.3 检测指标的计算处理196

8.2.4 可用性子特征的质量检测197

8.2.5 可用性质量检测198

8.3 数字界面可用性的脑电评估方法198

8.3.1 数字界面元素可用性的脑电评价指标汇总198

8.3.2 数字界面整体可用性的脑电评估方法199

8.3.3 数字界面局部可用性的脑电评估方法200

8.3.4 脑电评价方法和其他评价方法的结合201

8.4 数字界面可用性的眼动实验评价方法案例206

8.4.1 实验方法208

8.4.2 结果分析210

8.4.3 结果讨论217

8.5 数字界面脑电实验评价方法案例218

8.5.1 实验方法218

8.5.2 行为数据分析219

8.5.3 脑电数据分析220

8.5.4 结果讨论221

【本章参考文献】223

第9章 复杂信息系统人机交互数字界面设计案例226

【内容提要】226

9.1 复杂信息系统人机交互数字界面一般设计流程226

9.1.1 设计流程框架226

9.1.2 各流程阶段任务分解227

9.2 优秀设计案例231

9.2.1 设计案例1——某大型复杂指挥系统信息交互设计231

9.2.2 设计案例2——某新闻信息系统复杂信息交互界面设计239