GRIP 2000 Föreläsning 8

nextprevious

GRIP 2000Föreläsning 8

Innehåll• MDI• Informationsergonomi• Användargränssnitt

•Vad, varför, hur?• Verktyg för att bygga interaktiva, grafiska applikationer

previous next 2

Användarergonomi och användargränssnitt

MDI• Människa Dator Interaktion

– Dvs interaktionen mellan dator och människa

• Användargränsnittet– Där mötet mellan människa och dator sker

– Egentligen lite konstig term• Vi hade aldrig kommit på att använda den för tex hålslagare

eller kopiatorer

– Termen användarvänlig gör kanske “mötet” onödigt dramatiskt

• lätt att använda eller affektiv vore kanske bättre

• Mycket handlar om utforminingen och att överbrygga klyftan mellan utvecklare och användare

previous next 3


Utveckling av bra användbart datorstöd med bra gränssnitt

• Utveckling av bra gränssnitt en interdisciplinär verksamhet

– Datalogi, human-, beteende- och designvetenskap

– Medverkan av• användare

• dataloger

• mediadesignfolk

• experter på mänsklig kommunikation

• beteendevetare

• psykologer

previous next 4


Modeller och metaforer• Konstruktören skapar, medvetet eller omedvetet, en konceptuell modell

(begreppsmodell)– Denna modell har många namn i litteraturen

• designmodell

• bruksmodellen

• Den mentala modell användaren skapar över vad man kan göra– användarmodellen

• En explicit bra designmodell– underlättar användarens förståelse

– stödjer inlärning

– ger uppfattning om möjligheter och begränsningar

– ger förutsättningar för skickligare användning om användaren formar en användarmodell som nära överensstämmer

• Designmodellen innehåller ofta också en metafor– dvs en liknelse med något som har liknande egenskaper som tillämpningen

• tex målarlåda, telefon, skrivmaskin, skrivbord, cirkus,….

previous next 5


Informationsergonomi• När avancerade system fallerar beror det ofta på

handhavandefel– den mänskliga faktorn

• Skall man söka felet hos användaren eller den som byggde systemet?

• Från andra världskriget började amerikanska försvaret intressera sig för vad “den mänskliga faktorn” var eller berodde på

• Den nya form av ergonomi som också tar hänsyn till psykologiska faktorer, med inslag av mäsnklig perception och kognition, kallas (synonymt) för:– Informationsergonomi– Kognitiv ergonomi– och på engelska “Human Factors”

previous next 6


Användargränssnitt• Är den del av applikationen som låter användaren interagera och

kontrollera tillämpningen med (vanligen) mus och tangentbord.

• Ett användargränssnitt består av grafiska komponenter (eng widgets eller gadgets) som knappar, inmatningsfält och listor.

• En komponent (widget) beskriver både utseende, delar av beteendet och koppling till applikationsmodellen.

• Bra användargränsnitt är– självförklarande

– ger bra återkoppling

– ”kraschar mjukt” med bra förklarande felmeddelanden

– stödjer både nybörjare och experter

previous next 7


Som utvecklare: varför och hur?

• Varför är gränssnittet viktigt?

• Är interaktiva gränssnitt bra?

• Är en viss typ av gränssnitt bra i alla situationer?

previous next 8


Design och konstruktion av gränssnitt• Vad är design?

(Efter Carroll och Rosson 1985)

– En process som svårligen beskrivs i statiska termer

– Icke hierarkisk, dvs varken strikt botten-upp (bottom-up) eller uppifrån-och-ner (top-down)

– Processen är radikalt förändrande, dvs den innehåller del- eller detaljlösningar som kan påverka den slutliga designen

– Designen innehåller i sig själv upptäckande av nya mål

previous next 9


...• Traditionell kodbaserad beskrivning

– OpenGL

– Smalltalk

– Java

– X

• Generatorer– Som från textuella beskrivningar genererar gränssnitt

• Grafiska verktyg– Vanligen av typ målarlåda där gränssnitten konstrueras

på ett direktmanipulativt sätt

previous next 10


Vad bör man tänka på vid konstruktion?• Vad är uppgiften?

– Vilken information behövs?

– Hur jobbar man idag?• bra, dåligt. Vilka fel görs?

– Vilka (för-)kunskaper behövs för uppgiften?

– etc.

• Vem skall använda systemet? – Nybörjare

– Tillfälliga eller sporadiska användare

– Personer som använder systemet ofta utan att vara experter

– Experter

• I vilken omgivning skall systemet fungera?

previous next 11


Shneidermans principer• Princip 1: Var medveten om olikheter

– Människor är olika• Människor lär, tänker och löser problem på olika sätt

• En del föredrar tabeller, visa gillar grafiska representationer och andra vill helst arbeta med text och siffror

– Vem skall använda systemet?

– Vilka uppgifter skall utföras och hur frekvent?

– Interaktionsstil• Direktmanipulation

• Menyer

• Formulär

• Kommandospråk

• Naturligt språk

previous next 12


... Shneidermans ...• Princip 2: Åtta gyllene regler

– Sträva efter enhetlighet

– Erbjud kortkommandon (för den erfarne användaren)

– Ge återkoppling

– Designa dialoger så att dom är ”slutna” med handlingar organiserade med tydlig början, mitt och slut

– Undvik att låta användaren göra fel (tex genom att menyer används) och försök göra felhanteringen enkel

– Gör det enkelt att ångra handlingar (”undo”)

– Sträva efter att användarna av systemet känner att dom har kontroll (och inte systemet som kontrollerar dem)

– Minimera belastning av korttidsminnet• 7 ± 2

previous next 13


... Shneidermans• Princip 3: Undvik fel

– Användare gör fel hela tiden!• I ordbehandlare, kalkylark, databaser, trafikledning, osv

• En undersökning visade att erfarna professionella användare av ordbehandlare och operativsystem gjorde misstag eller valde ineffektiva strategier i 31% av uppgifterna som tilldelades dem

– Vissa förbättringar genom bättre felmeddelanden• fast bättre att undvika felen! För varje felmeddelande fundera på om det inte

finns en lösning som undviker felet helt och hållet.

– Meddela vad som är fel (tex matchande parentesfel)

– Se till att kompletta sekvenser genomförs

– Korrigera kommandon• Genom automatisk ifyllnad

• Eller hellre, undvik felen genom ett direktmanipulativt gränssnitt

previous next 14


Det finns även andra "som har principer"• Tex Nielsens och Molich Heuristiska utvärderingskriterier (lite fritt

översatt och förenklat nedan)

– Tydliggör alltid systemets status för användaren

– Anpassa systemet till verkligheten

– Ge användaren "modet" att experimentera genom att erbjuda sätt att ångra och göra om (dvs erbjud undo och redo)

– Var konsekvent i språkbruk och följ plattformens standard

– Undvik om möjligt fel redan från början

– Försök få användare att känna igen istället för att behöva minnas

– Gör systemet flexibelt och användbart både för nybörjare och experter

– Undvik onödig information (i tex dialoger)

– Hjälp användare att känna igen, diagnostisera och återskapa efter fel

– Erbjud lättillgänglig, lättsökt och konkret hjälp

previous next 15


Hur presentera information?• Organisera skärmen

– Var konsekvent• terminologi, förkorningar, användning av stora bokstäver, etc

– Effektiv kunskapsinhämtning för användaren• familjär och uppgiftsanpassad design

– Minimera belasting av användarens minne• organisera informationen så att risken för att användaren glömmer

något minimeras (använd ”lablar” mm)

– Gör ut- och inmatning så lika varandra som möjligt• om möjligt skall data kunna matas in eller editeras där det presenteras

– Gör det möjligt för användaren att kontrollera eller anpassa form

och format att passa sina egna önskemål

previous next 16


...• Påkalla användarens uppmärksamhet

– Intensitet• använd två nivåer där den högre (påkallande) används sparsamt

– Markering• omslutande rektangel, pekare, bulle, asterisk, små markörer, etc

– Storlek

– Font

– Invers video

– Blinkande

– Färg

– ”Färgbytesblink”

– Ljud

previous next 17


Hur bör inmatning ske?• Var konsekvent

– liknande sekvenser av operationer skall leda till liknande resultat

• Minimera antalet användaroperationer– tänk bla på experter och kopiera in tidigare inmatade data som

defaultvärden

• Minimera belasting av användarens minne– undvik att användaren skall behöva komma ihåg långa listor eller koder

• Gör ut- och inmatning så lika varandra som möjligt

• Gör det möjligt för användaren att kontrollera eller anpassa form och format

previous next 18


GUI:s, IDE:er mm• För att utveckla grafiska interaktiva gränssnitt används idag ofta så

kallade gränssnittsbyggare, Graphical User Interface (GUI) builders– Dessa är idag vanligen av typ målarlåda där man istället för att rita linjer,

cirklar, polygoner, mm bygger man knappar, listvyer, tabeller, mm• Man använder komponenter med både grafik och beteende (s.k. widgets)

– Tidiga (mitten av 80-talet) är HyperCard, ExperInterface Builder, NeXTs

– Ger snabbare utveckling av applikationer än med "traditionell" metodik

• En annan trend är Integrated Development Environment (IDE)– Dessa ger stöd för hela utvecklingsprocessen med vanligen med speciella

verktyg för att skriva, avlusa och versionshantera kod

– Innehåller idag ofta också GUI-byggare

– Bland dom tidigaste och mest tongivande var Smalltalk (mitten av 70-talet)

– Några vanliga VisualAge, Borland JBuilder, Visual Basic, VisualWorks

– Snabbar upp processen att utveckla, underhålla, förändra och samarbeta vid programutveckling ytterligare.

previous next 19


Gränssnittsbyggare, vad?• Verktyg för att konstruera grafiska gränssnitt

– både presentation och interaktion

• Synonymer– UIMS (User Interface Management Systems)

– IB (Interface Builder)

• Tidigare användes ofta textbaserade tekniker– kod

– formella språk

• Idag oftast grafiska av typ målarlåda

previous next 20


Att använda gränssnittsbyggaren för konstruera fönster med egen vy

• Definiera gränssnittInställningarInställningar

”Rityta””Rityta”

PalettPalett

previous next 21


Typisk struktur vid konstruktion mha gränssnittsbyggare

Användargränssnitt

Domänmodell

Tillämpningsmodell

Beskrivning av gränssnittoch interaktion

Beskrivning av gränssnittoch interaktion

”Brygga” som tillämpningsanpassardomänmodellen

”Brygga” som tillämpningsanpassardomänmodellen

Logisk applikationsmodell(business model)

Logisk applikationsmodell(business model)

previous next 22


Typiskt gränssnitt

VerktygVerktyg

KnapparKnappar

TextytaTextyta

previous next 23


Typisk gränssnittsbyggare

• Består av– Canvas, en yta där komponenter placeras

– Palett, en uppsättning av olika komponenter

– Canvas tool, för hantering av komponenterna och öppnande av specialverktyg

– specialverktyg, för att konstruera menyer, ikoner mm

• Tillvägagångsätt– "rita" gränssnitt (mha widgets i paletten)

– konstruera kodstubbar (ofta halvautomatiskt)

– definiera relationer och beteende

– beskriv vad som skall hända vid förändringar(ungefär som att definera tillståndsövergångar)

Upprepas oftaom och omigen!

Upprepas oftaom och omigen!

previous next 24


Vi kodar ofta delar av ett gränssnitt på vanligt sätt och använder gränssnittbyggaren för att definiera vanliga widgets, layout osv

Med gränssnittsbyggaren ”skapar” vi enkelt ”snyggare gränssnitt”för inbäddade (MVC-) komponenter

previous next 25


Avsikt• Anledningar till att använda gränssnittsbyggare

– Konstruera goda interaktiva tillämpningar på så kort tid som möjligt.

– Låta programmerare (och andra) fokusera på designen istället för på detaljer i miljö och implementationsredskap.

– WYSIWYG (What You See Is What You Get)

• med IBs baserade på målarlåda

– Enklare att "portera" och återanvända kod

previous next 26


Motivation• Varför IBs?

– Stor del av koden har med UI att göra• Undersökningar har visat att så mycket som 80% av koden kan

hänföras till gränssnittet (Myers, Blair och andra)

– Bråttom att få ut produkter• Kraven på att tiden från idé till produkt skall vara kort har ökat

– Mindre kod att skriva för hand• Grafiska utvecklingsverktyg reducerar ofta den del av koden

som måste skrivas på konventionellt sätt med 80%

previous next 27


... forts ...– Enklare för domänexperter och användare att delta i

utvecklingen• Man önskar att kravställare, slutanvändare och människor med

olika expertkunskap skall kunna bidra och deltaga under alla steg av utvecklingen

– Prototyper• För att minimera missförstånd (i tex krav) eller få bättre

utgångspunkter vid designdiskussioner vill man ofta så fort som möjligt konstruera prototyper

previous next 28


... forts– Anpassning till olika underliggande mjuk- och hårdvara

• Separation av applikation och grafiska paket på lägre nivå gör det enklare att implementera olika interaktionstekniker eller unyttja olika hårdvaror

– Minimera risken för fel• Med en gränssnittsbyggare ökar trovärdigheten och risken för

fel i dessa delar minimeras genom att (väl-) designade och uttestade komponenter används.

previous next 29


Tillämpbarhet• Grafiska interaktiva tillämpningar (dvs idag dom

flesta)

• Grafiska tekniker har också använts för att beskriva mer funktionella aspekter av en applikation (Chang, Myers)

• temporala aspekter

• constraints

previous next 30


Variationer• Olika metaforer

– Det finns till och med verktyg där man har gått så långt att man betraktar komponenterna som skådespelare på en scen (Director)

– som kanske också lärs upp att bete sig på önskat sätt (Programming by Rehearsal, Gold & Finzer)

previous next 31


Struktur• Struktur (typisk)

Pre-processor “run-time” Efter-processing

Bibliotek medInteraktionstekniker Gränssn.def Loggning o.dyl.

Interaktionsteknik-byggare

Lim stöd underkörning Analyspaket

previous next 32


Delar• "Deltagande" delar i gränssnittet

– Rita• Målarlåda med duk

• Palett med objekt (widgets)

• Verktyg för att konstruera speciella komponenter i gränssnittet, såsom meny-verktyg, ikonverktyg, positioneringsverktyg

– Konstruera• Generator som genererar kod från beskrivningar

previous next 33


Testa• Kör

– Applikationskod

– Presentationsdel (presentera, ändra, göm mm)

– Interaktionsdel (agera)

– Stöd vid körning (tex med namn och bindningar och liknande)

previous next 34


Relationer mellan delar• Samarbete

– Basbyggstenar• toolkit med widgets eller gadgets

• klassbibliotek

• framework

– gräsnittsdefintionsbyggaren hjälper till att avbilda interaktionshändelser på metoder i applikationen (ger ofta call-backs eller händelser)

previous next 35


Möjliga problem• Fallgropar

– Design utan eftertanke

– Lappverk baserad på en tidig ostrukturerad prototyp

• Olika ”standards” kan ge framförallt layoutproblem– MAC

– Motif

– Windows95

previous next 36


... fler problem• Andra problem

– Fordrar ofta lång träning (kanske speciellt nytt språk)

– Svårt att beskriva alla delar med IB-teknik (man behöver kanske hoppa fram och tillbaks mellan olika beskrivningssätt)

– Ofta svårt att göra systemoberoende “utseende och känsla” (eng. look and feel) (jmf standards ovan)

previous next 37


Byggare i historien

• Några kända gränssnittsverktygUtvecklingen av grafiska gränssnittsbyggare tog fart främst under 80-talet i och med att grafiska (direktmanipulativa) tekniker spreds

– ExperInterface builder (Hullot)• en tidig fransk (kanske den allra första utanför

laboratorieväggarna) IB baserad på Lisp

– NeXT IB (i NeXTStep)• Elegant. Använder Objetive-C

previous next 38


... fler gränssnittsbyggare ...– HyperCard (Apple)

• ett verktyg för Macintosh byggt kring en kort-och-bunt-metafor.

• använder ett händelsebaserat språk HyperCard

• gjorde tekniken känd och populär

– Guide• För X genererar C-kodstubbar

• stubbarna behöver editeras manuellt - som det är gjort är det svårt att efter editering åter använda de grafiska verktygen

– Peridot• interaktionstekniker kan beskrivas genom att utvecklaren

“demonstrerar” hur de skall gå till (Programming by Example)

previous next 39


... ännu fler ...– Garnet

• efterföljare till Peridot med många olika verktyg för att bygga applikationer

– VisualSmalltalk och Parts for Java• direktmanipulativa, händelsestyrda gränssnittsbyggare

– Delphi• för (bla) ObjectPascal

– ARK (Alternate Reality Kit, Smith)• rolig direktmanipulativ IB som bygger på fysikaliska lagar

previous next 40


...– Visual Basic (Microsofts)

– JBuilder

– VisualAge för Smalltalk, C++ och Java• från IBM

– VisualWorks• Baserad på Smalltalk-80 och ättling till Xerox Smalltalk i rakt

nedstigande led

– ... och många många fler ...

previous next 41


VisualSmalltalk

previous next 42


...resultat.

previous next 43


Parts for Java

previous next 44


Klippa och klistra samt Drag and Drop• Lyssnare och adaptorer beskriver ett relativt

komplext maskineri för att hantera interaktiva applikationer– Ändå har vi inte diskuterat behovet av flera parallella

aktiviteter, exempelvis• animerade cursors och indikatorer-för att ge återkoppling

• sliders och liknade som visar hur stor del av en ”uppgift” som är avklarad (tex en kopiering)

– Sådana saker implementeras ofta mha trådar (/lättviktsprocesser), semaforer, monitorer och liknande

previous next 45


...• I direktmanipulativa gränssnitt har vi också ofta krav på att

kunna klippa ut och klistra in objekt– både texter och andra objekt som bilder, ljud, filmsekvenser eller

hela dokument

• Inom en applikation kan vi alltid klara av detta genom att definiera en egen klippbuffert

• Mellan olika applikationer behöver vi (i det generella fallet) stöd från bakomliggande system– i UNIX finns stöd för att flytta text

– på MAC och i Windows finns också stöd för bilder och en del andra typer av objekt

previous next 46


...• Ännu mer komplext är att dra ett objekt från en plats och släppa det på

en annan (Drag and Drop)

• Då krävs att– vi får återkoppling i själva processen, med mekanismer som indikerar att vi släpar

iväg ett objekt, att möjliga ”destinationer” ger återkoppling på vägen (tex med invers video för dem som kan hantera objektet)

• ett objekts tillstånd påverkas av både applikationens och andra objekts tillstånd

– dom ingående applikationerna behöver också ett format som gör att dom både kan ta hand om ”transporterat data” och utbyta information mellan varandra, både under pågående dNd och vid själva data/objekt-utbytet

• Typiskt kommuniceras– kontroll: tillåtet att aktivera, ändra, sluta, ta över processen

– förändringar: ge återkoppling, kan vi droppa här, bli inaktiv

previous next 47


…• Idag är klippa och klistra mer eller mindre "en standard" och

programspråk som VisualWorks och Java har högnivåstöd för detta– I VW hanteras detta via klasserna ParagraphEditor för lokala textklipp och

via Pixmap respektive Screen för att hantera bilder respektive kommunicera med omgivande system

– I Java hanteras motsvarande i java.awt.datatransfer med klasserna DataFalavour, Clipboard och gränssnitten Transferable samt ClipboardOwner i spetsen

• Släpa-och dra– I VisualWorks är det ett antal olika klasser med DragDropManager som

motor som definierar hur det hela skall gå till

– I Java stödjs drag-and-drop fom JDK1.2

– För att kunna göra detta mellan olika applikationer generelltbehövs stöd från underliggande system (finns tex i COM)

previous next 48


Slutsatser

• Kan man ha nytta av GUI:s och IDE:er?– Snabbar upp konstruktion av speciellt interaktiva,

grafiska applikationer

– Bra vid snabb protyputveckling

– Stödjer (ibland) teamutveckling

– Förenklar inlärning och utnyttjande av speciellt komplexa omfattande klassbibliotek

– Bra vid "refactoring"

– Förenklar underhåll och andra typer av förändringar

– Minskar risken för fel och snabbar upp processen att hitta och rätta fel om dom uppkommer

Documents

GRIP 2000 Föreläsning 8