Graphics

Graphics Lab @ Korea University

Lecture3. Human-Computer Interface

CSE 425 Spring 2002

김 창 헌 Department of Computer Science

Korea University http://cgvr.korea.ac.kr/courses/2002/cse425/

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Contents

HMI / HCI

인간공학 (Human Engineering)

인지공학 (Cognitive Engineering)

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인간과 컴퓨터의 HMI

HI 인간에 관련된 모든 인터페이스

HMI 그 중 기계와의 인터페이스

HCI 디스플레이의 색이나 크기 , 키보드나 마우스의 키 배열과 같은 인간과 컴퓨터 사이의 물리적인 인터페이스에 한정시켜서 인간이 컴퓨터로부터 정보를 받아 이해 , 판단하는 인지과정과 사고과정을 기계 내부에 있어서의 정보처리과정에 기초하여 인터페이스를 생각하는 입장

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HCI 의 중요성 사용편이성 (Usability), 사용자의 수용도 (User Acceptability) 의 중요성 대두 컴퓨터 사용 계층의 일반화

얼마나 쉽게 배울 수 있는가 ? 얼마나 신속하게 작업을 할 수 있는가 ?

조작오류를 줄일 수 있는가 ? 사용자가 주관적으로 만족할 수 있는가 ? 조작법을 오래 잊지 않고 기억 할 수 있는가 ? 인간 특성에 적합 / 안전한가 ?

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HCI 의 중요성 (con’t)

컴퓨터 사용환경의 다양화 실생활의 모든 분야에서 컴퓨터 이용 사용자 중심의 설계 (User-Centered Design) 예 ) 비디오의 리모콘 신형의 리모콘 일수록 한번의 조작으로 복잡한 기능이 바로 실행되도록 디자인

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HCI 의 중요성 (con’t)

매체의 다양화 정보의 표현이 Text 위주에서 SILK (Sound, Image, Language,

Knowledge) 등의 다양한 매체로 전이 예 ) VR (Virtual Reality)인간의 시각능력을 비롯한 후각 , 촉각 등의 인간의 감각인지 과정에 대한 연구가 매체의 효율적인 응용에 있어서 중요함

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HCI 의 중요성 (con’t)

기술 및 경제적 중요성 H/W 는 매년 2 배 이상으로 발전 HCI 가 새로운 병목 (Bottleneck) 로 등장 HCI 의 정보 입출력 속도가 전체 시스템 속도의 중요한 부분을 차지 사용편이성 , 사용자의 수용도가 제품의 경쟁력에 매우 중요한 영향력을 미치게 됨

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HCI 의 발전

• Ivan Sutherland 의 Sketchpad(1963)• "man-machine symbiosis“ (Licklider, 1960)• "augmentation of human intellect“ (Engelbart, 1963)• "Dynabook“ (Kay and Goldberg, 1977)

Computer Science • mouse• bitmap display• personal computer• window• desktop metaphor

• 멀티 프로세싱을 위해• 윈도우 환경과 애니메이션 지원을 위해• 상호작용을 할 수 있는 입 / 출력 장치들을 개발

Operating System • UIMS• UI Toolkit•UIDE•UI Agent

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HCI 의 발전 (con’t)

• 제품 , 시스템에 대한 문제 해결• 컴퓨터 시스템에 대한 접근은 자연스러운 확장

인간공학 측면 • User Interface• Multi-modal• Intelligent

• 시스템 생산성 및 성능 향상을 위한 • 컴퓨터 H/W, S/W 기술 발전 시도S/W 공학적 측면

• Task Analysis• Usability • Engineering• Prototyping• Evaluation • Techniques

• 인간 성능과 효율성의 문제• 컴퓨터의 발달로 자연스러운 접근 시도인지심리학 측면

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HCI 의 범위 컴퓨터와 그에 관련된 기계의 물리적인 인터페이스 인간의 인지과정에 기초한 상호작용

보기 쉽다입력하기 쉽다물리적 인터페이스

알기 쉽다학습하기 쉽다인지적 인터페이스

표시

조작음성

음성

이루고자 하는 목적 , 일 , 업무

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사용의 편이성 (Usability)

특정한 사용자가 어떤 환경에서 특정한 목표를 달성할 때의 효과 , 효율 , 만족 정도 효과

목표를 달성했을 때의 정확함이나 완성도 효율

목표를 달성하기 위해 소비한 자원의 양 만족

사용자가 시스템을 이용함으로써 영향 받는 인간의 수용성

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인간의 일반적인 특징 어떤 일을 금방 잊어먹는다 . 착각을 한다 . 한번에 여러 가지 일에 주의를 기울이지 못한다 . 하나의 일에 집중하면 다른 일이 눈에 들어오지 않는다 . 이론적으로 생각하는 것보다는 구체적인 예나 전형적인 예를 더 좋아한다 . 같은 것을 반복하면 금방 질린다 . 귀찮은 것을 싫어한다 . 지속적인 노력을 기울이지 못한다 .

+ 과거의 경험 , 직업 , 문화적 배경 , 개인적인 취향에 따른 차이도 존재

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인간과 컴퓨터의 정보처리 능력 비교인간 항목 컴퓨터

귀납적 , 발견적 전체적 의미파악 사고의 특징연역적알고리즘 ( 해법절차 ) 에 따라 의미를 이해

저속 , 틀리기 쉬움연속작업에 의한 능률저하 연산능력

고속 , 정확능률은 항상 일정

소용량 , 틀리기 쉬움연상 기억능력

대용량 , 정확위치에 따라 호출

단순한 반복은 잘 못함동기부여에 의해 능력향상 기타

단순한 반복이 특기알고리즘을 개량 함으로서 능률향상

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인간을 이해하기 위한 키워드Cognitive Engineering

인지특성감정특성

Human Engineering

생리적 특성형태적 특성

인지측면

물리측면

-알기 쉬움-학습하기 쉬움-즐거움 , 보람 , 기쁨

-눈의 분해능력-운동능력-판별하기 쉬움-조작하기 쉬움

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HMI / HCI

인간공학 (Human Engineering)

인지공학 (Cognitive Engineering)

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인간공학의 정의 인간에 직접 관계되는 시스템을 인간의 여러 가지 특성에 기초하여 설계 혹은 개선하기 위한 공학 인간 - 기계계 속에 인간의 특성을 집어넣어 인간이 원하는 사용성 , 쾌적성 , 안전성 , 피로의 경감 , 경제성 등의 조건을 만족시키는 학문의 영역으로 의학 , 공학 , 디자인학 ,

operatoin 등의 영역에 걸친 학문

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Human Factor Human Factor Engineering Ergonomics

인간이 작업을 행하기 위한 환경과 , 인간의 물리적 측면을 대상으로 하는 학문분야

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주요 3 요소

시각 HMI

청각 HMI

촉각 HMI

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표시의 인간공학 인간의 시각 특성을 기반으로 표준화 예 )

문자 크기 ( 거리 50cm 의 경우 ) 한자 : 3.6~4.4mm 영문 : 2.6~3.2mm

거리 디스플레이의 해상도에 의존하지 않고 문자 사이즈에만 의존 사이즈가 두 배가 되면 최적 거리 약 1.5 배

미려함 사선부가 많을 수록 평가가 떨어짐

색의 사용

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조작의 인간공학 인간

도형과 같은 전체적인 의미 지각에 매우 강함 컴퓨터

1 차원적인 부호열에 대한 해석에 강함 인간이 컴퓨터에 명령을 전달하기 위한 HMI 가 제한됨 컴퓨터가 사용하기 쉬운 기계가 되는 것을 저해하는 가장 큰 요인

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예 ) 키보드

1 차원적인 문자열 , 기호를 빠르고 정확하게 입력하기 위하여 오랜 시간에 걸쳐 생리적 , 형태적 관점에서의 검토가 실시됨 키 누르는 압력 , 키 탑의 모양 , 키 배열 , 키보드 높이 , 피드백 신호 등

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인간공학 (Human Engineering)

인지공학 (Cognitive Engineering)

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인지실험 1

보상효과

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인지실험 2

맥락효과

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인지실험 3

맥락효과

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인지과학 인지과학 (Cognitive Science)

인간의 인지구조와 그에 따라 인간이 어떻게 목표를 달성해가는가를 해명하고자 하는 학문분야 인간을 하나의 정보처리 시스템으로 파악

인지공학에서는 사용이 쉬운 시스템 설계를 위해 Cognitive Science 지식을 응용

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인간의 정보처리 과정

입력정보 입력정보의지각처리 학습기억

사고

인지처리출력

( 행동 )출력생성처리

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기억 2 중 저장 모델 지각기억 저장고 (sensory memory) 단기 기억 저장고 (short-term memory) 장기 기억 저장고 (long-term memory)

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기억 2 중 저장 모델 (con’t)

감정계

단기기억저장고 장기기억저장고

기억 제어 , 관리 기구

지각기억 저장고

반응 발생계

리허설

지시

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인간 프로세서 모델 인간의 인지 시스템

입력된 이미지를 상징화된 정보로 받아들인 다음 , Long-term Memory 에 저장된 정보를 활용하여 입력된 정보를 어떻게 해석 / 반응 할 것인지를 결정한다 .

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인지계층모델규칙베이스행동기능베이스행동 지식베이스행동

목표

특징추출

자동화된감각조직패턴

상태인식

상태와작업의대응

저장된작업규칙

상태인식

작업의결정

순서계획조작시간 , 공간에 대한 정보

지각정보

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감성공학 (Aesthetic Engineering)

감성 외부의 물리적 자극에 의해 감각 , 지각으로부터 인간의 내부에 야기되는 심리적 체험으로 쾌적함 , 고급감 , 불쾌감 , 불편함 등의 복합적인 감정

감성공학 인간의 감성을 정성 , 정량적으로 측정 평가하고 이를 제품이나 환경 설계에 응용하여 보다 편리하고 안락하며 안전하게 하고 더 나아가 인간의 삶을 쾌적하게 하고자 하는 기술

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감성 요소의 반영 사용자가 느끼는 감성

만족감 (Satisfaction) 쾌적감 (comfortablity) 사용 편의성 (usability) 학습 용이성 (learnability)

사회적 문화적 요소 추출 반영 정신적 심리적 요소 추출 반영 조직적 집단적 요소 추출 반영

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감성공학 요소기술 인간공학 / 인지공학 센서기술 산업디자인 기술 Fuzzy-Neural Network 인공현실감 기술 사용성평가 기술 생체역학 기술

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HCI Special Organizations

The ACM Special Group on Computer Human Interface The British computer Society Specialist Group on HCI The IFIP technical Committee on HCI The Human Factors Society Computer Systems Technic

al Group The European Association for Cognitive Ergnomics

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HCI Special Journals

Human-Computer Interaction International Journal of Man-Machine Studies Behavior and Information Technology International Journal of HCI Interacting with Computers