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

31188. Морские и сейсмические косы и набортные сейсморазведочные станции 31.5 KB
  Морские сейсмические косы предназначены для приема сейсмических колебаний регистрирующей аппаратурой расположенной на геофизическом судне. По существу цифровые сейсмические косы это морской аналог совокупности полевых сейсморегистрирующих моделей телеметрической системы сбора информации. В настоящее время на большинстве геофизических судов используются цифровые сейсмические косы.
31189. Обобщенная структура телеметрических станций 54.5 KB
  Вспомогательное оборудование станции служит для установки параметров ПО технического обслуживания и текущего ремонта всей системы и состоит из тестирующего устройства полевых модулей и модуля контроля линейной расстановки а также диагностического и ремонтного комплексов осциллографа и зарядного устройства. К блоку управления станцией всегда подключается ограниченное число линейных интерфейсных модулей.Этот модуль всегда выполняет следующие функции: осуществляет самотестирование и диагностику; присваивает адреса полевым коммутационным и...
31190. Общая характеристика современных систем наблюдений 32.5 KB
  Поэтому на начальном этапе применения трехмерных систем наблюдений широкое распространение получили такие упрощенные системы наблюдения которые позволяли в реальных условиях того времени выполнять Сейсморазведочные работы по технологии 30. По мере накопления опыта работ с такими системами и получения признания их высокой результативности были предложены и приняты к опробованию достаточно сложные регулярные системы наблюдений. В настоящее время регулярные площадные системы наблюдений достаточно высокой сложности являются приоритетными в...
31191. Общая характеристика систем наблюдений 36 KB
  Взаимное расположение пунктов возбуждения ПВ и пунктов приема ПП сейсмических волн в изучаемой среде принято называть системой наблюдений. Последовательность взаимного перемещения ПВ и ПП на поверхности наблюдений называют технологией наблюдений. В зависимости от структуры формы и взаимного расположения линий пунктов возбуждения ЛПВ и линий пунктов приема ЛПП сейсмических волн различают точечные профильные и пространственные системы наблюдений.
31192. Основные понятия теории проектрования систем наблюдений 3D 48 KB
  Поэтому такие системы наблюдений следует проектировать таким образом чтобы они по возможности обеспечивали достаточно равномерное покрытие всей площади работ регулярной сетью общих средних глубинных точек. В основе построения всех площадных систем наблюдений используются в качестве базовых элементов два понятия понятия о непродольном сейсмическом профиле и площадном распределении приемников и или источников Мешбей 1985; Потапов 1987. При работах на суше наиболее часто употребляются системы наблюдений использующие крестовые...
31193. Основы методики и технологии работ методом общей глубинной точки 35.5 KB
  Метод общей глубинной точки как уже говорилось был предложен в 1950 г. С каждой трассой связаны три координаты профиля: пункта возбуждения s пункта приема r и средней точки m. Кроме того для ряда задач удобно и полезно рассматривать расстояния h от средней точки до источника или приемника.
31194. Принцип цифровой магнитной записи 30 KB
  При таком виде представления для записи конкретного числа необходимо фиксировать в строго конкретном месте только числа а.нуль или единица и одно число нуль или единица для характеристики знака числа. EXP0NENT 0FRCTION где SIGN численное значение двоичного разряда определяющее знак числа для положительного числа SIGN=0 для отрицательного числа SIGN=1; FRCTION мантисса двоичного числа представляющая собой последовательность нулей и единиц чисел а начиная с первого слева ненулевого значения; EXPONENT показатель степени 2...
31195. Принципы квантования сигналов по времени амплитуде 36 KB
  Точность представления аналоговых сигналов в дискретной форме тем выше чем меньше интервал квантования. В теории передачи информации для обоснования выбора шага квантования аналоговых сигналов обычно используют теорему В.5 fmx где fmx максимальная частота спектра сигналов.
31196. Цифровые сейсморазведочные станции типа „Прогресс” 43 KB
  В станциях Прогресс123 форматор кодов вырабатывает специальный формат С1 записи на магнитную ленту который немного отличается от упоминавшегося ранее формата SEGB. ЦСС Прогресс 3 могла работать во всех режимах станций Прогресс 1 Прогресс 2 и дополнительно работать с источниками вибрационного действия. Для этого в ЦСС Прогресс 3 предусмотрена возможность осуществления операции свертки вычисление функции взаимной корреляции ФВК сейсмических сигналов по каждому каналу с опорным сигналом свипом вибратора в месте излучения.