77299

К поиску психологических оснований изучения человеко-компьютерного взаимодействия

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

Рассмотрим в качестве примера проблемы возникающие в связи с использованием средств виртуальной реальности для создания специализированных систем научной визуализации. Зачастую понятие виртуальной реальности в СМИ и даже частично в научной литературе используется в смысле любого порождения современных компьютерных программ – игр интернета и пр. Наиболее изученным является применение виртуальной реальности в обучающих целях когда среда виртуальной реальности используется в качестве тренажера на котором отрабатываются необходимые в...

Русский

2015-02-02

25 KB

0 чел.

К поиску психологических оснований изучения человеко-компьютерного взаимодействия

В.Л. Авербух, Н.В. Авербух

 Методы психологии применяются при создании средств человеко-компьютерного взаимодействия уже в течение нескольких десятилетий. Среди проблем, которые первоначально рассматривались психологами при проектировании интерактивных программных сред, можно, прежде всего, указать на поиск методик представления данных для операторов систем управления. Позднее заимствованные в психологии методики стали применяться в такой дисциплине, как оценка и анализ полезности и используемости программных систем (usability). К методикам “usability” близки методы анализа качества интернет-сайтов, проводимого с целью увеличить их посещаемость и/или отдачу от размещения рекламы. Можно отметить также психологические методики анализа восприятия различных элементов, используемых при формировании графических отображений (цвета, текстуры, формы и т.п.). Такой анализ необходим при проектировании сред компьютерной визуализации различного назначения. В литературе отмечается плодотворность использования теории деятельности в качестве основы для изучения человеко-компьютерного взаимодействия. Очевидно, что полезными для исследований и разработки интерактивных сред, предназначенных для систем управления, медицины, САПР и пр., являются такие направления, как психология труда и инженерная психология.

Текущий этап компьютеризации характеризуется резким увеличением числа пользователей (миллиарды человек). Чем больше компьютеров, тем важнее становится обеспечение узкой специализации и персонализации систем. Компьютеры проникли во все области и используются не столько специалистами по вычислительной технике и не только в целях развлечения и получения элементарной информации. Компьютеры внедряются в самую обыденную работу продавцов, бухгалтеров и т.д., а также врачей и специалистов, от качественной работы которых зависят судьбы других людей. В этой связи резко возрастает роль психологии. Необходима «тонкая настройка» к личности  пользователя, что должно увеличить качество создаваемых систем. Важно использование методов психологии и при освоении принципиально новых устройств ввода и вывода информации.  Рассмотрим в качестве примера проблемы, возникающие в связи с использованием средств виртуальной реальности для создания  специализированных систем научной визуализации. (Под научной визуализацией понимается использование средств машинной графики и человеко-машинного взаимодействия для представления данных об объектах, процессах и явлениях, моделируемых при научных вычислениях.) Зачастую понятие виртуальной реальности в СМИ и даже частично в научной литературе используется в смысле любого порождения современных компьютерных программ – игр, интернета, и пр. Действительно, можно понимать виртуальную реальность, как генерируемую компьютером среду, создающую иллюзию нахождения пользователя в предлагаемом программной системой мире. Сначала термин «виртуальная реальность» использовался исключительно для описания соответствующей аппаратуры (шлемов со встроенными экранами, перчаток, манипуляторов и пр.) но вскоре он перешел и на программное обеспечение. «Виртуальную реальность» можно описать как ментальный опыт, который заставляет пользователя поверить, что «он там», что он находится в виртуальном мире.

Наиболее изученным является применение виртуальной реальности в обучающих целях, когда среда виртуальной реальности используется в качестве тренажера, на котором отрабатываются необходимые в реальной деятельности навыки. При этом наиболее эффективными системами являются те, у которых способ взаимодействия с предъявляемыми объектами копирует взаимодействие с ними в настоящих машинах и устройствах (управление автомобилем, самолетом, тренировка космонавтов и т.п.). В таком случае задача заключается в приближение проектируемой среды и всех ее вариантов и способов управления к реальной среде и реальным способом взаимодействия с ней. В тех же случаях, когда виртуальная реальность используется для трехмерной визуализации абстрактной модели, перед разработчиком встает задача заново придумать и подобрать образность и способы взаимодействия, причем никакой опыт деятельности в реальном мире не может служить основой деятельности в абстрактных пространствах и манипуляции с объектами этих абстрактных моделей. Различие между виртуальной реальностью-тренажером и виртуальной реальностью-моделью состоит в том, что при работе с визуализированной абстрактной моделью пользователю необходимо решить некоторую стоящую перед ним проблему. Таким образом, речь идет об интеллектуальной работе с абстрактными образами в средах виртуальной реальности. Остаются открытыми вопросы – надо ли использовать новые столь сложные средства, при проектировании конкретных задач, которые будут решать конкретные пользователи;  есть ли какие-либо преимущества у сред виртуальной реальности перед «традиционной» графикой в этих случаях; сможет ли пользователь, находясь в состоянии «погружения» решать свои задачи;

Первоначально для исследования проблемы влияния человеческого фактора в виртуальной реальности были предложены реальные задачи научной визуализации. Однако от этой идеи пришлось отказаться, так как вскоре оказалось, что интерпретировать изображения могут весьма ограниченное число людей – заказчиков системы, ясно и четко понимающих как ее характеристики, так и суть моделируемых явлений. Круг таких специалистов оказался слишком узок для подбора экспериментальной группы: фактически, в нашем распоряжении было бы два-три эксперта. Вторая сделанная нами попытка предполагала сравнение способности к ориентировке по двумерной карте местности, ее трехмерному (а также двух половиной мерному) аналогу и отображению местности, выводимому при посредстве среды виртуальной реальности. Однако и в этом случае возникли  принципиальные возражения – подобный эксперимент оказывается узконаправленным на исследование способности человека ориентироваться в  двумерном пространстве по карте и трехмерном пространстве, тогда как другие сферы интеллектуальной деятельности остаются вне сферы исследования. После попыток исследовать работу пользователей с уже существующими системами визуализации, мы приняли решение искать задачу среди интеллектуальных тестов и остановились на тесте «Кубики Коса». Тест «Кубики Коса» позволяет тестировать восприятие, моторику, зрительно-моторную координацию, пространственные представления и эвристические способности, оценивает способность к выполнению основных мыслительных операций: сравнение, анализ и синтез. Это делает его подходящим в качестве экспериментальной задачи, в которой моделируется умственная деятельность человека в виртуальной реальности. Задачей было не создание теста «кубики Коса» при помощи компьютера, а изучение работы человека с разными средствами визуализации. В эксперименте не планируется исследование пространственного мышления и других подобных качеств с помощью компьютерного варианта кубиков Коса. Наша цель – выяснить, есть ли различия в способностях к сложной деятельности у пользователя, использующего реальные кубики, программу на базе трехмерной графики и среду виртуальной реальности. Необходимо выявить, каким образом меняется скорость выполнения теста и поведение испытуемого при работе с привычной компьютерной средой и при работе с помощью средств виртуальной реальности. Первые полученные в ходе пилотажных исследований результаты указывают на многообразие возможных реакций пользователя на работу с виртуальной средой.

Вместе с тем, следует отметить, что в данном случае удается исследовать только лишь отдельные интеллектуальные операции, тогда как проектировщикам необходимо изучить не элементы интеллектуальной работы, а интеллектуальную работу в своей целостности. Целью современного проектирования является проектирование систем, адекватных для решения конкретным пользователем конкретных задач. Поэтому необходимо продолжить поиски необходимых методик и новых подходов к проектированию экспериментов.

Очевидно, что в условиях резкого развития новых средств человеко-компьютерного взаимодействия и визуализации психология становится одним из научных оснований работы проектировщиков, которые ожидают, что психология сможет им подсказать, как сделать «хорошие» системы и оценить насколько данная система подходит для решения данной задач конкретным пользователем.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41178. Технологические процессы обслуживания аэродромов 69.5 KB
  Классификация и общая характеристика аэродромных покрытий. Влияние различных факторов на состояние аеродромных покрытий. Оценка эксплуатационной пригодности аэродромных покрытий. Маркировка аэродромных покрытий.
41179. Гидромеханический расчет теплообменных аппаратов 361 KB
  При течении жидкости через теплообменный аппарат возникает гидравлическое сопротивление и давление на входе в аппарат всегда больше чем давление на выходе. Подбор нагнетателя осуществляется по расходу жидкости и гидравлическому сопротивлению теплообменника . Мощность на валу нагнетателя определяется по формуле 1554 где V объемный расход жидкости [м3 с]; ΔР – гидродинамическое сопротивление; η – к. а Гидравлическое сопротивление трения имеет место только когда реализуется безотрывное течение жидкости в канале.
41180. Маркетинговые решения по коммуникации 3.22 MB
  Оценка экономической эффективности рекламы. Оценка коммуникативной эффективности рекламы. Характерной чертой современной рекламы является приобретение ею новой роли в результате вовлечения в процесс управления производственносбытовой деятельности промышленных и сервисных фирм. Суть новой рекламы в том что она стала неотъемлемой и активной частью комплексной системы маркетинга и эффективность рекламноинформационной деятельности производителя и ее соответствие новым требованиям мирового рынка4.
41181. Электрические цепи периодического синусоидального тока и напряжения 154 KB
  Электрические цепи периодического синусоидального тока и напряжениячасть Как и на индуктивности на емкости активная мощность PС=0 а реактивная QС= UI = I2XС Если токи и напряжения на R L и С изобразить в виде векторов то можно видеть: R = 0 L = 90 С = –90 Наша задача – рассчитать электрическую цепь т. определить токи в ветвях и напряжения между узлами и на элементах при действии периодических синусоидальных токов и напряжений. Используя тригонометрию можно видеть: ; где назвали – полное сопротивление Если изобразить...
41182. Внутренние характеристики процесса пузырькового кипения 718 KB
  Внутренние характеристики процесса пузырькового кипения Возникающие в центрах парообразования зародыши пара могут быть жизнеспособными и нежизнеспособными. Как установлено на основе опытных данных для процессов пузырькового кипения существенной является величина которая имеет размерность скорости м с и представляет собой среднюю скорость роста паровых пузырьков Данная величина остается постоянной в широком диапазоне изменения тепловых нагрузок. Величины являются внутренними характеристиками процесса...
41183. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАССЕЛЕНИЕ СЛАВЯН 59.05 KB
  Происхождение восточных славян составляет сложную научную проблему, изучение которой затруднено из-за отсутствия достоверных и полных письменных свидетельств об ареале их расселения и хозяйственной жизни быте и нравах.
41184. ПОЛУЧЕНИЕ ВЫГОДЫ В СИСТЕМЕ МАРКЕТИНГА 486.5 KB
  Исключение этих расходов из расчета прибыли позволяет получить более полное представление о работе компании в данном году; 2 полная валовая общая балансовая прибыль – это разница между выручкой от продажи и затратами на производство проданных товаров услуг. их права на активы компании4. Это обусловлено тем что обычно основатели создают компании с целью личного обогащения6 которая не всегда особенно – в краткосрочной перспективе совпадает с целью создания потребительской ценности которая лучше чем предложения конкурентов...
41185. Комплексный (символический) метод расчета электрических цепей при периодическом синусоидальном воздействии 267.5 KB
  Из курса Математики известно что комплексное число можно представить в виде вектора на комплексной плоскости а действительная и мнимая части комплексного числа есть проекции вектора на вещественную и мнимую оси. Если допустить что вектор А на комплексной плоскости вращается против часовой стрелки с угловой скоростью  то это комплексное число запишется: Величину назвали – оператор вращения. Комплексное число назвали комплексной амплитудой тока а – комплексном действующего значения тока. Комплексное число назвали комплексной...
41186. Расчет теплообмена при пузырьковом кипении жидкости в большом объеме 514.5 KB
  Это приводит к тому что практические расчеты теплоотдачи при пузырьковом кипении основываются на использовании эмпирических соотношений большинство из которых получено с применением аппарата теории подобия. В подтверждение сказанного рассмотрим ряд уравнений подобия для расчета теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости. В результате такого подхода было получено для средней теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости такое эмпирическое уравнение уравнение В. Результатом такого подхода явилось уравнение подобия для теплоотдачи при...