Interazione Uomo-Macchina
L’interazione
1
Sommario
• Modelli dell’interazione
– modello di Norman
– modello di Abowd e Beale
• Stili di interazione
• Modelli concettuali
• Paradigmi
2
Modelli per l’interazione
Terminologia
Modello di Normal
Modello di Abowd & Beale
3
Interazione
• Ingredienti base:
– L’utente
– La macchina
• Interazione: ogni comunicazione
tra utente e computer, diretta o indiretta.
• La comunicazione avviene attraverso l’interfaccia.
• Poichè la comunicazione possa avere successo,
l’interfaccia deve tradurre i concetti dell’utente in
quelli della sistema (macchina).
4
Terminologia dell’interazione
• L’utente usa il sistema interattivo per raggiungere i
suoi obiettivi, nell’ambito di un certo dominio
applicativo.
• Obiettivo: quello che l’utente vuole raggiungere
• Dominio: area applicativa oggetto dello studio
– descrive concetti, competenze e conoscenze
• Intenzione: sequenza di azioni generiche che portano
al raggiungimento dell’obiettivo
• Compito o azione: traduzione dell’intenzione in azioni
specifiche
5
Modello di Norman
• In questo modello l’attenzione è incentrata
maggiormente sulla visione che l’utente ha
della interazione.
• È basato su di un ciclo di
esecuzione/valutazione
6
Ciclo di valutazione/esecuzione
• Esecuzione: l'utente ha
un obiettivo, formula un
piano d'azione e lo
esegue mediante
l'interfaccia.
• Valutazione: l'utente
osserva l'interfaccia per
valutare, rispetto
alll’obiettivo, il risultato
del’esecuzione e
determina le azioni
successive.
valutazione
obiettivo
sistema
esecuzione
7
Ciclo di valutazione/esecuzione
• L’utente stabilisce l’obiettivo
• Formula l’intenzione
• Specifica la sequenza di
azioni
• Esegue le azioni
• Percepisce lo stato del
sistema
• Interpreta lo stato del
sistema
• Valuta lo stato del sisterma
in relazione all’obiettivo
valutazione
obiettivo
sistema
esecuzione
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Ciclo di valutazione/esecuzione
• L’utente stabilisce l’obiettivo
• Formula l’intenzione
• Specifica la sequenza di
azioni
• Esegue le azioni
• Percepisce lo stato del
sistema
• Interpreta lo stato del
sistema
• Valuta lo stato del sisterma
in relazione all’obiettivo
valutazione
obiettivo
sistema
esecuzione
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Ciclo di valutazione/esecuzione
• L’utente stabilisce l’obiettivo
• Formula l’intenzione
• Specifica la sequenza di
azioni
• Esegue le azioni
• Percepisce lo stato del
sistema
• Interpreta lo stato del
sistema
• Valuta lo stato del sisterma
in relazione all’obiettivo
valutazione
obiettivo
sistema
esecuzione
10
Interfaccia come traduttore
• L’interfaccia esegue
“traduzioni” tra due
linguaggi:
– Linguaggio dei compiti
(task): usato per
descrivere l’utente, i suoi
obiettivi, le sue azioni,
etc…
– Linguaggio di base
(core): usato per
descrivere il sistema, il
suo stato, le sue capacità
etc…
Linguaggio dei compiti
utente
Linguaggio di base
sistema
11
Golfi
Golfo di
valutazione
• Golfo dell'esecuzione:
– differenza tra le azioni
formulate dall' utente per
raggiungere l'obiettivo e
le azioni permesse dal
sistema
• Golfo della valutazione
– differenza tra la
presentazione dello stato
del sistema e le
aspettative dell'utente.
• L’interfaccia è un ponte
gettato sul golfo
Golfo di
esecuzione
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Esempio negativo
DevoHo
spostare
il
Devo
voglio
Eseguo
premere
salvare
raggiunto
Hol’icona
salvato?
puntatore
dellucido
mouse
questo
di
il
mio
???
sopra obiettivo?
l’icona
e poi
salvataggio
premere il tasto
sinistro.
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Esempio positivo
Eseguo
Devo
spostare
il
Ho
raggiunto
L’icona
è
Devo
voglio
premere
salvare
puntatore
del mouse
il
mio
cambiata
Ho
questo
l’icona
di
sopraobiettivo!
l’iconasalvato!
elucido
poi
salvataggio
premere
il tasto
sinistro.
14
Errori: sviste e sbagli
• Svista (slip)
– Corretta formulazione dell’obiettivo
– Corretta forulazione dell’intenzione
– Azione sbagliata
• Sbaglio (mistake)
– Obiettivo o intenzione sbagliato
• Come rimediare?
– Svista: migliorare interfaccia
– Errore: bisogna fornire all’utente una migliore comprensione
del sistema; riprogettazione radicale dell’interfaccia.
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• Il modello di Norman serve a mettere in
evidenza difficoltà di comunicazione tra
utente e sistema+interfaccia.
• Non analizza la comunicazione tra sistema e
interfaccia.
• Estensione di Abowd e Beale.
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Modello di Abowd e Beale
• Interaction Framework
• 4 componenti:
–
–
–
–
Utente (U)
Sistema (S)
Input (I)
Output (O)
O
output
S
U
core
task
I
input
• Ogni componente ha il suo linguaggio
– Interazione: traduzione tra linguaggi
– Problemi di interazione = problemi di traduzione
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Interaction framework
O
Output
Compiti
Base
I
Input
• Ogni componente ha il suo linguaggio:
–
–
–
–
Utente: linguaggio del compito (task)
Sistema: linguaggio di base (core)
Input: linguaggio di input
Output: linguaggio di output
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Interaction framework
Osservazione
O
Presentazione
Output
Compiti
Base
I
Articolazione
Input
Prestazione
• L’utente ha un obiettivo
– tradotto in azioni attraverso l’input dell’interfaccia
(articolazione)
– tradotto in operazioni sul sistema, che cambia stato
(prestazione)
– tradotto nell’output dell’interfaccia (presentazione)
– interpretato dall’utente (osservazione)
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Esempio
Maps of Los Angeles
Flybird.com ….
Osservazione
Voglio cercare mappe
di Los Angeles
Articolazione
O
I
Presentazion
e
Prestazione
http://www.google.com/search?client=safari&rls=itit&q=mappe+di+Los+Angeles&ie=UTF-8&oe=UTF-8
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• Il modello di Abowd & Beal fornisce una cornice
generale per per la comprensione dell’interazione
–
–
–
–
non è ristretto ai sistemi computerizzati
identifica i maggiori componenti coinvolti nell’interazione
permette valutazioni comparative dei sistemi
È un’astrazione
• Pregi:
– considera il punto di vista del progettista
• Difetti:
– la divisione tra input ed output risulta artificiosa
21
Interazione
• Paradigmi
Astrazione
– Particolare filosofia o modo di pensare
l’interazione
• Modelli concettuali
– Descrizione del sistema in termini di idee e
concetti integrati sul suo funzionamento,
comportamento e modo di presentarsi (es.
metafora)
• Stili
– Modalità concreta attraverso la quali l'utente
può comunicare o interagire con il sistema
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Modelli concettuali di interazione
Basati sull’attività
Basati sull’oggetto
Metafore
23
• Modello concettuale
– Descrizione del sistema in termini di idee e
concetti integrati sul suo funzionamento,
comportamento e modo di presentarsi
– L’elenco dei modelli non è esaustivo, nè i modelli
sono tra loro mutuamente esclusivi
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• Tre modelli concettuali:
– quello del progettista
– quello implementato dal
sistema
– quello che si forma
l’utente
Modello
dell’utente
Modello
del progettista
• … devono coincidere!
• Altrimenti vi sono
problemi nell’interazione.
Modello
di operazione
del sistema
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Modelli basati sull’attività
• Fornire istruzioni (comandi)
– Utente fornisce istruzioni al sistema su cosa fare
– Es. Videoregistratore, HiFi, computer Unix o DOS
• Conversare
– Il sistema si comporta come un interlocutore di una
conversazione
– Es. Sistemi di prenotazione telefonica.
• Manipolare e navigare
– Manipolazione di oggetti virtuali e navigazione in spazi
virtuali --> manipolazione diretta
• Esplorare e sfogliare
– L’utente può esplorare e sfogliare l’informazione come una
rivista o un libro (--> ipertesto)
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Manipolazione diretta
• Gli oggetti di interesse sono rappresentati nella UI
(es. i file) e l’utente li manipola (compie azioni su di
essi) in modo diretto (trascino con il mouse)
• Principi (Schneiderman 1982)
– Visibilità dell’oggetto di interesse
– Azioni incremental, reversibili, con feedback immediato
– Sostituzione di comandi dalla sintassi complicata con azioni
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Manipolazione diretta
• Vantaggi:
–
–
–
–
Facile da apprendere
Evita errori
Incoraggia esplorazione
Punta sul riconoscimento
(invece che ricordo)
• Svantaggi
– Gli utenti esperti possono
preferire metodi più snelli
– Non tutte le operazione si
possono rendere in
termini di manipolaione
di oggetti
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• Ufficio – manipolazione diretta
– L’utente interagisce con un mondo
artificiale
system
• Industria – manipolazione indiretta
– L’Utente interagisce con il mondo reale
attraverso l’interfaccia
– Problemi:
• Feedback, ritardi
interface
plant
immediate
feedback
instruments
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Ipertesto
• A metà degli anni ‘60 Ted Nelson
conia il termine ipertesto
• Lettura lineare vs lettura
non lineare (collegamenti associativi)
• L'ipertesto è un insieme di testi o pagine leggibili con
l'ausilio di un'interfaccia elettronica, in maniera non
sequenziale, per tramite di particolari parole chiamate
collegamenti ipertestuali (hyperlink o rimandi), che
costituiscono un rete raggiata o variamente incrociata
di informazioni, organizzate secondo diversi criteri, ad
esempio paritetici o gerarchici, in modo da costituire
vari percorsi di lettura alternativi. [Wikipedia]
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Modelli basati su oggetti
• Modulo da riempire:
– L’interfaccia è un modulo che l’utente deve compilare
• Agente:
– L’interfaccia è un agente che esegue compiti stabiliti
dall’utente
– Esempi:
•
•
•
•
Filtro anti-spam
Assistente di Office
Wizards
….
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Interfaccie basate su agenti
• Caratteristiche dei compiti adatti per agenti:
– Adattamento: il compito richiede adattabilità, come
apprendere ad evitare errori ed adattarsi alle preferenze
dell’utente.
– Ricerca: il compito non è ben definito e dunque il software
deve tentare varie opzioni
– Dimostrazione: il compito comporta l’insegnamento su come
fare qualcosa
– Guida: il compito richiede co-operazione tra umano e agente.
– Autonomia: il task richiede di essere seguito, ma non
richiede input dall’utente, per cui ha senso delegare.
– Asincronia: il compito presenta un ritardo significativo tra il
suo inizio e la fine.
Beale & Wood 1994
32
Metafore
• L’essenza della metafora è comprendere ed avere
esperienza di una cosa in termini di un’altra.
• Le metafore producono modelli concettuali (basati
sull’attività o sull’oggetto o altro)
• Alcuni dei precedenti derivano da metafore (p. es.
scrivania, modulo cartaceo)
• Le metafore forniscono all’utente analogie (aiutano il
problem solving)
• Le metafore rendono l’interfaccia familiare e facilitano
l’apprendimento
• La metafora può essere fuorviante: gli utenti
potrebbero prendere la metafora alla lettera e farsi
un modello concettuale sbagliato del sistema
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La metafora della scrivania
• il video “è” la scrivania dell’utente
• documenti, cartelle
• disordine
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Critiche all’uso di metafore
• Comporta sempre delle forzature (il cestino non è
sopra la scrivania)
• Limitano le funzioni che potrebbero, in principio,
essere utili nell’interfaccia
• La metafore può entrare in conflitto con principi di
progetto (v. più avanti)
• Incapcità di comprendere il funzionamento del
sistema oltre alla metafora
• Rischio di ispirarsi ad oggetti fisici progettati male,
ovvero poco usabili (es. calcolatrice)
• Limita l’immaginazione del progettista nell’escogitare
nuovi modelli concettuali
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Interazione
• Paradigmi
Astrazione
– Particolare filosofia o modo di pensare
l’interazione
• Modelli concettuali
– Descrizione del sistema in termini di idee e
concetti integrati sul suo funzionamento,
comportamento e modo di presentarsi (es.
metafora)
• Stili
– Modalità concreta attraverso la quali l'utente
può comunicare o interagire con il sistema
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Stili di interazione
Comandi
Selezione menu
Riempimento moduli
WIMP
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Stili di interazione
• Sono le modalità concrete attraverso le quali l'utente
può comunicare o interagire con il sistema:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Interfaccia a linea di comando (fornire istruzioni)
Interrogazione (fornire istruzioni)
Selezione in un menu (fornire istruzioni)
Domanda/risposta (dialogare)
Compilazione di moduli (modulo)
Fogli elettronico (modulo)
Point & click (esplorare e sfogliare)
WIMP (manipolazione diretta)
Tridimensionali (manipolazione diretta)
Multimodale (metafore specifiche)
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• Gli stili di interazione si possono inquadrare in
uno (o più) modelli concettuali visti in
precedenza.
• Tutti questi stili non sono fra loro
mutuamente esclusivi ma possono essere
combinati a seconda delle applicazioni.
• Lo stile più adatto dipende anche dal profilo
dell’utente e del compito
39
Interfaccia a linea di comando
40
Interfaccia a linea di comando
•
•
•
•
•
•
Comunica istruzioni direttamente al computer.
Parole chiave, combinazioni di tasti
Adatto per compiti ripetitivi e utenti esperti
Accesso diretto alle funzionalità del sistema
Si basa sul ricordo
Elevato sforzo cognitivo per l’utente
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Interfaccia a linea di comando
• Vantaggi
– Flessibile
– Iniziativa di dialogo
all’utente
– Piace agli utenti esperti
– Supporta la creazione di
script o macro
– Pemette l’interazione con
computer remoti anche
con rete lenta.
• Svantaggi
–
–
–
–
Difficile da ricordare
Difficile da imparare
Errori di battitura
Cambiamento di stato
non visibile
– Inadatto a non esperti
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Interfacce di interrogazione (query)
• L’utente deve specificare una interrogazione (query)
– Sono usate principalmente nelle basi di dati e nei sistemi di
recupero delle informazioni.
– La query viene espressa in un lingiaggio di interrogazioneI
(e.g. SQL).
– Richiede la conoscenza della struttura del database e della
sintassi del linguaggio di interrogazione
– Sono adatte per utenti esperti
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Menu
• L'interazione avviene mediante selezione, da parte
dell'utente, di una o più opzioni tra l’elenco di quelle
visualizzate.
• Le opzioni sono visibili: si basa più sul riconoscimento
che sul ricordo (minor sforzo cognitivo)
• Può essere di solo testo oppure grafico.
• La scelta può avvenire per mezzo di numeri, lettere,
tasti cursore o del mouse.
• Per risparmiare spazio spesso sono organizzati per
raggruppamenti gerarchici
• Adatto ad utenti con bassa conoscenza del sistema,
ed a compiti strutturati.
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Menu
• Vantaggi
– Ideale per i novizi o
utenti occasionali
– Incoraggia l’esplorazione
– Mostra tutte le
funzionalità
– Non richiede abilità di
battitura
• Svantaggi
– Occupa spazio video
– Troppi menu fanno
confusione, sovraccarico
informativo.
– Non adatto a compiti
ripetitivi
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Domanda/Risposta
• L'interazione avviene attraverso risposte
fornite dall'utente a domande formulate dal
sistema.
• Adatto a sistemi con funzionalità ristrette.
• Adatto ad utenti con poca esperienza del
compito e scarsa del sistema.
46
Domanda/Risposta
• Vantaggi
– Facile da imparare
– Semplice da usare
• Svantaggi
– Iniziativa di dialogo del
sistema
– Poca flessibilità
– Limitata potenza
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Compilazione di moduli
• L'interazione avviene mediante compilazione,
da parte dell'utente, di moduli simili ai
documenti cartacei.
• Adatte per compiti d’ufficio
– inseririmento dati
– per recupero dell’informazione (es. Biblioteca)
• Stile familiare anche ad utenti inesperti grazie
alla metafora del modulo cartaceo.
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Compilazione di moduli
• Vantaggi
–
–
–
–
Facile da apprendere
Poco carico cognitivo
Facilita l’inserimento dati
Aggiornamento visibile
• Svantaggi
– Richiede abilità di
battitura
– Poco flessibile
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Foglio elettronico (spreadsheet)
• L'interazione avviene tramite inserimento dati, da
parte dell'utente, in una griglia di celle predefinita.
• Variante sofisticata della compilazione di moduli
• È programmabile
• Le celle possono contenere valori o formule
• Le formule fanno riferimento a valori contenuti in
altre celle
• Quando un dato viene modificato dall’utente,
automaticamente si modificano tutti quelli che
dipendono da questo
• Ogni cella può essere un input o un output
• Adatto ad utenti con sufficiente conoscenza sia del
compito che del sistema.
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Point & click
• L’utente deve semplicemente “cliccare” su
l’elemento di interesse:
– Icona
– Hyperlink
– Locazione su una mappa
• Si usa in
– Applicazioni multimediali e/o ipertestuali (eg. web
browser)
– Biglietterie automatiche o punti di informazione
• La digitazione è ridotta al minimo
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Interfaccia WIMP
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Interfacce WIMP
• WIMP = Windows, Icons, Menus, Pointers
• È lo stile della maggioranza degli attuali PC
(MS Windows, Apple Mac OS).
• L' interazione avviene mediante operazioni
(puntamenti, trascinamenti, etc...) effettuate
dall'utente su oggetti virtuali (bottoni,
icone,etc.).
• Adatto ad utenti con scarse conoscenze del
sistema e una discreta conoscenza del
compito.
• Incarna il modello della manipolazione
diretta.
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• Vantaggi
– Facile da imparare
– Le operazioni sono
spesso reversibli
– Flessibile
– Feedback istantaneo
– Intuitivo
• Svantaggi
– Può essere inefficiente
– Occupazione di spazio
video
– Più costoso da
programmmarte
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Elementi della WIMP
• Gli elementi di una GUI si chiamamo widget
(window gadget)
sdQ
oe
u
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g
i
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55
Elementi della WIMP
• Finestre (Windows)
• Aree dello schermo che si comportano come
se fossero indipendenti
– può contenere testo o oggetti grafici
– può essere spostata o ridimensionata
– possono affiancarsi o sovrapporsi ed oscurarsi a
vicenda.
– Barra di scorrimento (scrollbar)
• permette di muovere il contenuto della finestra sopra e
sotto o da un lato all’altro
– barra del titolo (title bar)
• descrive il nome della finestra
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• Icone (Icons)
– Sono piccole immagini o figure usate per rappresentare
alcuni oggetti dell’interfaccia o un’azione.
– Le finestre possono essere chiuse (iconificate), ovvero
rappresentate da una icona
• Puntatori (Pointers)
– Componente fondamentale
– Identifica una corrispondenza spaziale fra lo schermo e la
posizione fisica del mouse
– Tipicamente una piccola freccia, ma può cambiare (es. mano
o clessidra)
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• Menu
– Scelta (tramite il puntatore) di operazioni elencate
sul display
– Alleggeriscono il compito della memoria a breve
termine
– Non bisogna mettere troppe voci, meglio usare
menu a cascata (cascading menu)
• la selezione di un menu apre un altro menu adiacente.
– Menu principale visibile sempre come barra dei
menu
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– menu a tendina (pull-down)
– fall-down
• simili ai menu a tendina ma non serve fare click
– menu a comparsa (pop-up)
• di solito per opzioni contestuali
• Appaiono dove si clicca
59
FINE!
60