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  1. 常见的人机界面和通用的人机界面
  2. 2018年5月29日 来源: 南瑟生香

我们认定手和眼是人类对外信息交流的最通用、最方便、最直接的工具。这也就决定了与我们交流信息的另一方——各种机器和设备,最好能以图像的方式提供信息,并且能以感受人类手的动作的方式接收指令。我们正是以这些要求为目标来设计和制造各种机器、设备和装置。其中,最简单、最原始,也是用得最广泛的人机界面就是指示灯和按钮。人通过手指向机器发出指令信息,机器通过按钮接收到信息之后完成事先预定的工作,并且通过指示灯向人发回它的状态信息。人用自己的眼睛接收到反馈的信息。可见,人机界面并非是新概念和新事物。在此,我们想要强调的是它的专用于信息交流的本质。

我们在强调人机对话主要是用手和眼的同时,并没有排除任何其他的方式。例如各种声控设备的出现,甚至有能理解我们眼球运动的,有能解读我们身上微弱的生物电流的,有能感知我们的脑电波的,等等。但是这些人机对话的方式,只能在特定条件下应用;只能是辅助性的非主流的方式。至少目前如此。

科学技术的发展,使得要求交流的信息内容变得十分复杂,要求交流的速度越来越高,所以人机界面也有了很大的进步和发展。但是人并没有变,仍然主要是用眼睛和手。所以人机界面的进步,只能体现在能使人看到的内容更直观、更丰富、更生动和更准确上。在理解人手的动作方面更准确、更快捷而已。

电子技术在可视技术方面的发展,令人眼花缭乱。它的出现和日新月异的发展,为我们眼睛接收信息能力的扩展提供了几乎无限的可能。因此,它被立即应用到人机界面中,几乎也成了不可或缺的主角。

我们已经对各种仪表、按钮、指示灯、开关、仪表盘、控制箱,甚至遥控器之类十分熟悉了,只是没有把它当成是人机界面而已。但究其功能定位而言,谁又能说不是呢?

不过以上这些都是一些专用的、具体硬件。

(1)个人计算机中的人机界面。个人计算机的出现,给我们展现出一种典型的、通用的、似乎无所不能的,而且越来越聪明的工具。它已经渗透到我们生活的每一个角落,这里暂且不去研究它的核心功能——计算和存储。仅看它所使用的一整套人机界面,也就是我们十分熟悉的“三件套”:显示屏、键盘和鼠标。多年的实践表明,是十分成功的。可以说已经成为了当前人机界面的基本模式。尽管三件套的本身,在技术上不断进步,可谓日新月异。由使用模拟信号到数字信号;由CRT变成了液晶屏;由单色的变成了彩色的;有线连接变成无线连接,红外线,蓝牙技术等都用上了。这些都只是为了提高产品的质量,提高其经济性和实用性方面的进步。但是我们应该注意到,所有这一切并没有对这种人机界面的基本功能发生任何改变。因为它用来直接与人的眼和手交流信息的功能没有变。

众所周知,计算机的操作系统由DOS演变成了Windows(当然还有其他的类似系统)。后来计算机中又增加了所谓多媒体功能,使用一个并非十分贴切的比喻,这就好像我们从阅读剧本变成观看电影,而且可能是具有“互动”功能的电影。从这种人机对话的形式中归纳出至少有以下两个特点:①见到的全部是图像(而且是变化的),就像我们说的“全都是假的”,一件实物都没有;②所传达的任何信息内容,都是以一种统一的载体和规则表达(记录)的。这两种特点给我们带来了无限的发展空间。

当然这并非是一种新的信息交换(对话)形式,将会绝对地取代另一种。就像我们经常看电影,看电视,并非完全不看话剧、京剧和歌舞剧。有时仍然需要某些更加身临其境的“对话”方式,例如各种模拟驾驶、模拟操作、模拟射击等。实在是真假难分,各得其所。

(2)本文中着重介绍的“触摸屏”,不过是为了适应现场的工作环境,对这种三件套稍加改进而已。于是有了更加适应环境和工程需要的触摸屏。

现在回到工程技术领域来讨论人机界面。一般而言,工程技术设备的使用环境,通常和我们日常生活的环境有所不同。相对而言,要残酷很多。因此它对人机界面的要求也有一定的特殊性。例如,在可靠性、节能、耐用度和结构紧凑性方面要求较高,但是对界面质量方面的要求和动态响应的能力则相对低一些。普通的液晶显示屏在提供界面的能力方面,灵巧度及功耗等方面,至少目前是可以接受的。但是作为界面上定位的鼠标,可靠性一般,而且似乎有些累赘。于是我们对能在界面上直接用手指定位的“触摸屏技术”情有独钟。因为它太符合我们人的本能和习惯了。至于如何实现这种定位的功能,使用的是变电阻型还是变电容型,是压敏型还是红外型等,作为这项新功能的用户,可以“漠不关心”,坐享其成便是了。

一种工程技术设备,一般专(业)用性较强,也就是只涉及一定的领域,有限的空间。于是可以通过人机界面,在这一小片天地里,仅用手指“指点江山”了。当我们得意之余,忽然发现如果没有键盘的帮助,便不能“激扬文字”。尽管设备操作中,需要发挥这种灵感的机会不多,但仍然不可缺少。于是聪明而老练的计算机工作者,便举起了以软带硬的“大旗”,在屏幕上立即画出一个我们正好需要的小键盘。如果想要输入数字,屏幕上会弹出一个数字键盘;如果想要输入字符,屏幕上也会弹出一个字符键盘,仍然用手指“故伎重演”就是了。

我们由讨论一般性的人机界面问题,转而讲到人所共知的“三件套”。最后落实到本书要介绍的重点之一——液晶触摸屏,这就是我们简称的GOT。后面将要介绍它在控制系统中的具体应用。

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