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出版者:北京大学

作者:任金东 编

出品人:

页数:262

译者:

出版时间:2010-8

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787301175620

丛书系列:

图书标签:

• 人机工程
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• 汽车设计
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• 汽车技术

驾驭未来：人机交互与智能系统的设计哲学 一、 导论：从工具到伙伴——人机交互的演进与核心挑战 本书深入探讨了人机交互（Human-Computer Interaction, HCI）领域的前沿理论与实践，旨在为读者构建一个全面、系统的认知框架，以应对日益复杂的智能系统设计挑战。我们不再将人与机器视为简单的操作者与工具的关系，而是探讨如何构建富有洞察力、适应性强、且能促进人类认知与行为优化的“伙伴式”系统。 1.1 交互范式的变迁：从命令行到沉浸式体验 本书首先回顾了人机交互历史上的关键范式转换，从早期的批处理和命令行界面，到图形用户界面（GUI）的普及，再到如今以自然用户界面（NUI）、多模态交互和虚拟/增强现实（VR/AR）为代表的沉浸式体验。重点分析了每一次范式转变背后驱动的技术进步、用户需求的变化以及随之而来的设计哲学重塑。 1.2 交互设计的基本原则与认知负荷管理 核心章节阐述了基于认知心理学的交互设计基础。我们将详细剖析感知、记忆、注意力和问题解决等人类认知过程如何影响用户对系统的理解和操作效率。设计目标被界定为最小化认知负荷（Cognitive Load），最大化信息传达的效率与准确性。我们引入了如希克定律（Hick's Law）、菲茨定律（Fitts's Law）在现代复杂界面设计中的新解释与应用，并讨论了“心智模型”（Mental Models）的构建与维护在确保系统可用性中的关键作用。 二、 智能系统的设计基础：超越传统界面的限制 现代系统已不再是被动的执行者，而是具备一定决策能力的智能实体。本书聚焦于如何为人赋能（Human Augmentation）而非仅仅替代人类。 2.1 多模态交互与情境感知设计 多模态交互不再是简单的语音、触摸、手势的简单叠加，而是要求系统能够无缝整合、区分和响应来自不同感官通道的信息流。我们深入研究了上下文感知计算（Context-Aware Computing）的核心技术，包括环境识别、用户状态推断和意图预测。设计挑战在于如何平衡系统的主动性和用户的控制感，避免“过度适应”带来的干扰或不信任感。 2.2 可解释性人工智能（XAI）与信任的建立 随着机器学习模型日益成为决策核心，理解系统“为何”做出特定决策变得至关重要。本书详细介绍了可解释性AI（XAI）的设计原则，包括局部解释（Local Explanation）和全局解释（Global Explanation）的方法论。重点讨论了在医疗诊断、金融决策等高风险领域，如何通过设计透明的交互界面，使用户能够有效评估、校验甚至挑战AI的建议，从而建立起健康、稳固的人机信任关系。 2.3 情感计算与交互设计 情感（Affect）是驱动人类行为的重要因素。本章探索了情感计算在交互设计中的应用，如何通过面部表情、语音语调或生理信号识别用户的情感状态，并据此调整系统反馈的语气、节奏和内容。核心讨论集中在设计“同理心界面”（Empathetic Interfaces）的伦理边界和实用策略，确保情感反馈的恰当性与非侵入性。 三、 沉浸式环境中的交互革命：VR/AR与空间计算 虚拟现实（VR）和增强现实（AR）代表了人机交互的下一代前沿，它们将计算环境从二维屏幕扩展到了三维物理空间。 3.1 空间计算与自然操作 本书详细剖析了在三维空间中进行交互的设计挑战。这包括手势识别的准确性、空间音频的定位与整合、以及“自然用户界面”（NUI）在三维环境中的重新定义。我们探讨了如何利用物理世界的直觉来设计虚拟操作，例如抓取、导航和对象操纵，并对比了基于控制器的交互与完全自然手势交互的优劣。 3.2 沉浸感、临场感与认知副作用 沉浸式环境对用户的认知和生理影响是设计的关键考量。章节深入分析了“临场感”（Presence）的构成要素，以及如何通过优化视觉、听觉和触觉反馈来增强这一体验。同时，详细讨论了VR/AR使用中常见的副作用，如晕动症（Cybersickness）的生理机制，并提出了基于系统设计层面的缓解策略，例如运动预测算法与视觉稳定技术的应用。 3.3 信息叠加的艺术：增强现实中的信息层级 在AR中，最大的挑战是如何将数字信息以非干扰、高相关性的方式叠加到真实世界上。本书提出了“信息密度管理”模型，探讨了何时应该显示信息、信息显示的透视角度、以及如何利用真实世界的遮挡和参考点来锚定虚拟对象，确保用户在关注现实任务的同时，高效地获取辅助信息。 四、 设计过程与评估方法：面向未来的设计流程 本书强调，优秀的人机交互设计不是事后修补，而是贯穿于整个系统开发周期的系统性工程。 4.1 以人为本的设计（HCD）与迭代开发 我们遵循以人为本的设计（Human-Centered Design, HCD）的哲学，详细介绍了从需求发现（Contextual Inquiry）、原型制作到用户测试的完整流程。重点讲解了“设计思维”（Design Thinking）如何在快速迭代周期中指导解决方案的生成和验证。 4.2 现代可用性评估技术 传统的启发式评估和问卷调查仍是基础，但本书引入了更先进的定量评估方法，包括眼动追踪在界面注视点分析中的应用、生理信号（如皮肤电反应、心率变异性）在评估系统压力与注意分配中的作用，以及A/B测试在优化大规模用户体验中的应用框架。 4.3 伦理、公平性与包容性设计 最后，本书以高度重视的姿态讨论了交互设计中的伦理责任。这包括数据隐私的交互处理、算法偏见对用户体验的负面影响（例如面部识别系统对特定群体的低准确率如何转化为糟糕的交互体验），以及如何推行“通用设计”（Universal Design）原则，确保智能系统对所有用户群体（无论年龄、能力或文化背景）都是可访问和公平的。设计决策必须服务于人类的福祉和社会的公平正义。 总结： 《驾驭未来：人机交互与智能系统的设计哲学》是一本面向系统架构师、交互设计师、产品经理以及计算机科学研究人员的综合性参考书。它超越了单纯的界面美学，深入到认知科学、人工智能、心理学和工程学的交叉领域，为读者提供了构建下一代智能、高效且人性化系统的理论基石和实践工具。

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从写作风格上来看，这本书非常具有时代感，它没有陷入那种传统教科书特有的古板和滞涩。作者的文风是那种既保持了学术的严谨性，又充满了面向未来的前瞻性。尤其是在探讨新兴技术对传统人机界面的冲击时，比如虚拟现实环境下的操作反馈机制，或者基于生物信号识别的人机协同设计，作者的论述显得非常敏锐和富有洞察力。他没有简单地罗列技术，而是深入分析了这些新技术如何从根本上改变了“人”与“系统”之间的交互范式，以及这些改变对人类认知负荷产生的潜在影响。这种对未来趋势的捕捉能力，让这本书不仅仅是知识的汇集，更像是一份对未来工程实践的深刻预判。读到这些部分，我甚至能感受到作者对该领域的热忱和对技术变革的深刻思考，这使得阅读过程充满了思辨的乐趣。

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初读此书，最让我感到惊喜的是其叙事的逻辑性和对复杂概念的层层剥解能力。作者在引入每一个核心理论时，都不是直接抛出晦涩的公式，而是先从一个我们日常生活中触手可及的场景入手，比如长时间驾驶后身体的疲劳感，或者操作某个设备的困难点，以此为引子，自然而然地将读者的注意力引导到理论的必要性上。这种“问题先行，理论随后”的叙事结构，极大地降低了入门的门槛。我发现即便是涉及到一些高阶的认知负荷模型和人机交互的心理学基础，作者也总能找到恰当的比喻来阐释，比如用一个水流系统的模型来比喻信息处理的速度和瓶颈。读完前几章，我感觉自己对“效率”这个概念的理解不再停留在表面，而是开始深入到人体的生理极限和信息编码的效率层面。这本书的深度和广度兼顾得非常好，既有扎实的理论根基，又不失生动的案例支撑，让人读起来欲罢不能，仿佛在听一位经验极其丰富的导师在娓娓道来。

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这本书的参考文献和注释部分，简直是学者的福音。我平时看书习惯性地会去查阅一些关键术语的原始出处，很多学术著作在这方面做得比较敷衍，要么引用标注不够详细，要么干脆缺失。然而，这本书在这方面做到了令人发指的严谨。几乎每一个关键的观点或实验数据，后面都紧跟着清晰的标注，指明了出处和年份，这使得我们可以在需要的时候进行更深入的溯源研究，极大地增强了内容的可信度和学术价值。我特意去核对了几处引用，发现作者引用的文献都是领域内权威的期刊和会议记录，这表明作者在内容组织过程中，投入了大量的精力去进行跨学科的文献调研和交叉验证。对于任何希望将书中所学知识应用于实际研究或工程设计的人来说，这套详尽的参考体系，无疑是一份极其宝贵的资源，它为我们搭建了一个坚实的知识框架，让我们知道从哪里可以获取更前沿的信息。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种哑光的质感，配上硬挺的函套，一下子就提升了书籍的档次。我拿到手的时候，首先注意到的是它纸张的选择，那种微微泛黄的米白色纸张，不仅护眼，拿在手里也有一种沉甸甸的实在感，显然不是那种廉价的印刷品能比拟的。而且内页的排版也极为考究，字体大小适中，行距和页边距的处理都非常专业，即便是大段的文字阅读起来也不会感到压抑或者吃力。我特别喜欢它在引用图表和公式时的处理方式，那些插图的线条非常清晰锐利，即便是复杂的机械结构图，也能一眼看出关键的受力点和连接方式，这对于理解抽象概念来说，简直是莫大的帮助。整个阅读体验就像是使用一套精心打磨的工具一样顺滑流畅，让人愿意沉浸其中，细细品味每一个章节的精髓。这种对物理细节的重视，足见出版方和设计团队在把控整体品质上的匠心独运，绝对是值得收藏的一本书籍。

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我特别欣赏书中对“失败案例分析”的处理手法。很多同类书籍倾向于只展示成功的工程范例和最佳实践，给人一种“一切皆可完美设计”的错觉。但这本书却花了相当大的篇幅来解剖那些经典的、代价高昂的系统事故或用户体验灾难，深入剖析事故发生时，人、机、环境三者之间的耦合错误是如何一步步累积的。这些分析非常客观且不带感情色彩，但又极其警示人心。它迫使我们思考，为什么看似简单的设计决策，在极端复杂的工作环境下会演变成致命的缺陷。通过对这些“反面教材”的细致解构，书中提炼出了许多宝贵的经验教训，这些教训往往比单纯的成功经验更具指导意义，因为它教会我们如何规避陷阱，而不是仅仅复制成功。这种脚踏实地的批判性分析，无疑提升了这本书的实用价值和警醒作用。

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内容比较少，泛泛而谈，还需要其他知识来支撑实践。

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