Tervetuloa kurssille:

Transkriptio

1 Tervetuloa kurssille: Johdatus vuorovaikutteiseen teknologiaan! Saila Ovaska Tietojenkäsittelytieteiden laitos, Tampereen yliopisto *) Osan luentokalvoista on laatinut Jenni Anttonen syksyllä Kurssin tavoitteet Opintojakson suoritettuaan opiskelija ymmärtää käyttäjän huomioon ottamisen tärkeyden suunnittelussa. Opiskelija tietää alkeita ihmisen kognitiosta ja tuntee eri modaliteetit. Opiskelija ymmärtää vuorovaikutuksen yleisiä perusteita erilaisissa käyttökonteksteissa, mm. graafisissa käyttöliittymissä, pienissä laitteissa ja jokapaikan tietotekniikassa. Opiskelija osaa alkeita käyttäjäkeskeisestä suunnittelusta ja ymmärtää iteratiivisen suunnittelun tärkeyden järjestelmien kehityksessä. 1

2 Aiheina tänään Kurssin käytännön järjestelyt Ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutus osana tietojenkäsittelytieteitä Mitä vuorovaikutteinen teknologia on? Kurkistus käyttöliittymien historiaan, nykypäivään ja vähän tulevaisuuteenkin Keskeisiä käsitteitä Käyttäjä, ohjelma, tietojärjestelmä ja käyttöliittymä Keskustelutavat ihmisen ja tietokoneen välillä KURSSIN KÄYTÄNNÖN JÄRJESTELYT 2

3 Kurssimateriaali Kurssin vetäjä Saila Ovaska, Pinni B1009 Harjoituksia vetää lisäksi Lauri Immonen Luentokalvot ja harjoitustehtävät sekä muuta materiaalia on saatavilla kurssin verkkosivuilla Luennot ja harkat Luennot Ma klo Pinni B1096 Ke klo Pinni B1100 (paitsi Väinö Linna sali) Harjoitukset, ls B1084 (TKT-laitoksen tiloissa) Ti klo Ti klo Ke klo Ke klo Ke klo To klo Jos et ole vielä ilmoittautunut kurssille, tee se nyt kurssin sivuille linkitetyllä ilmoittautumislomakkeella! 3

4 Kurssisuorituksen osat Kurssiin kuuluu 13 luentoa (viimeinen luento ) 6 viikkoharjoituskertaa Osallistuminen TAUCHI-tutkimukseen Tentti; ensimmäinen tenttimahdollisuus ma klo Läsnäolo luennoilla Luennoilla ei ole läsnäolopakkoa, mutta asiat on hallittava Luennoilla esitetään lisämateriaalia (kuten videoita), joka ei sisälly pdf-tiedostoihin Kurssisuorituksen osat Läsnäolo harjoituksissa Harjoitustehtävien vastaukset valmistellaan etukäteen kotona ja opiskelijoiden ratkaisuja käydään yhdessä läpi harjoitustilaisuudessa Harjoitustilaisuudet ovat keskustelevia! Läsnäolo on edellytyksenä harjoituspisteiden saamiseen Poikkeustilanteessa (esimerkiksi sairaus) harjoitusvastaukset voi lähettää sähköpostilla luennoitsijalle Jos poikkeustilanne estää osallistumisen omaan ryhmääsi, voit vierailla toisessa ryhmässä poikkeusviikolla Harjoitukset alkavat ensi viikolla Harjoituspisteet Jokaisesta tehdystä harjoitustehtävästä saa 1 pisteen Kurssin suorittamiseen vaaditaan vähintään 10 harjoituspistettä (eli puolet tehtävistä) Saila.Ovaska@uta.fi 4

5 Kurssisuorituksen osat Osallistuminen TAUCHI-tutkimukseen Ilmoittautumiset koottu kurssi-ilmoittautumisen yhteydessä mutta ei vielä jaettu tutkijoille Tutkija ottaa yhteyttä ja sopii tutkimuksen ajankohdasta Luennoijalla ei ole tietoa aikatauluista Osallistuminen kestää noin 1h Kokemuksesta palautetaan lyhyt oppimiskokemusraportti Raportointiohjeita verkkosivulla Jokaisen tulee osallistua ja raportoida yksi osallistumiskokemus kurssin osana Joillakin luennoilla voi lisäksi kiertää nimilistoja, joilla haetaan osallistujia työn alla oleviin tutkimuksiin Raportoidaan normaaliin tapaan Ylimääräinen tutkimusosallistuminen vastaa yhtä ekstraviikkoharjoitustehtävää, kun raportoitu Kurssisuorituksen osat Tentti Tentti maanantaina klo , ls. Pinni B1100 Tentti kattaa luennoilla ja harjoituksissa käsitellyt asiat Kurssikirjat ovat suositeltavaa lisämateriaalia, etenkin jos et pääse luennoille 5

6 Kurssikirjallisuus Oheismateriaalina kurssilla Donald A. Norman, Miten avata mahdottomia ovia: tuotesuunnittelun salakarit. Weilin+Göös, 1991 Englanniksi julkaistu paperikantisena nimellä Design of Everyday Things. Basic Books, Alan Dix, Janet Finlay, Gregory Abowd & Russell Beale, Human-Computer Interaction. Third edition. Pearson Education Ltd., Tällä kurssilla kirjasta katetaan vain osia, sopii muillekin vuorovaikutteisen teknologian kursseille lukemistoksi Lämpimästi suositeltu, mukava lukukokemus! Alustava suunnitelma kurssiarvosteluksi Min n. 15 pist. 10 teht. max 30 n. 20 Aktiivisuuspisteitä yhteensä pakolliset 17 tentti Viikkoharjoitukset Tenttipisteisiin lisää 0 1 Osallistuminen harjoituksiin Ylimääräisiä aktiivisuuspisteitä 3 kertaa 0 6 n Esim. hyvästä testiraportista tai yli tunnin kestävästä testistä tai hyvästä protosta tai ylimääräisestä testistä Hyvään arvosanaan vaaditaan menestymistä tentissä ja aktiivista osallistumista opetukseen! Saila.Ovaska@uta.fi 6

7 JOHDANTO JA PERUSKÄSITTEET Vuorovaikutteinen teknologia Mitä se on? Ihmisiä Teknologiaa Erilaisia käyttötavoitteita Erilaisia tehtäviä Sovellusalueita ei voi luetella niitä on niin paljon Teknologian käyttötilanteet Missä? Milloin? Mikä tarkoitus? Mikä tavoite? Miksi? Miten? Keiden kanssa? Keiden läsnäollessa? 7

8 Käyttöliittymä Mikä on käyttöliittymä? User interface (UI) Käyttöliittymä (user interface) = välineet ja toiminnot, joilla käyttäjä on yhteydessä ohjelman tai laitteen kanssa. ATK sanakirja Vuorovaikutus: Syötteet ja tulosteet Syötemodaliteetit (input) Tyypillisesti: näppäimistökomennot, hiiri Tyypillisesti: visuaaliset tulosteet näytöllä, äänet, puhe Tulostemodaliteetit (output) vuorovaikutus = input + output Saila.Ovaska@uta.fi 8

9 Mitä on HCI? Ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutus Human-computer interaction (HCI) Computer-human interaction (CHI) Tieteenala, joka tutkii ihmisten ja tietokoneiden välistä vuorovaikutusta. Ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutus tapahtuu käyttöliittymän välityksellä, joka sisältää sekä laitteiston (hardware) että ohjelmiston (software). Wikipedia Human computer interaction is a discipline concerned with the design, evaluation and implementation of interactive computing systems for human use and with the study of major phenomena surrounding them. Association for Computing Machinery (ACM) HCI tutkimusalueena kattaa muutakin kuin vain käyttöliittymän Sosiaalinen ympäristö ja työ Käyttöympäristö Mukautuvuus käyttäjiin Ihminen Kieli, viestintä ja vuorovaikutus Sovellusalueet Tietokone Suunnittelumenetelmät Keskustelutekniikat Arviointimenetelmät Ihmisen tietojenkäsittely Keskustelutavat Syöttö/ Ergonomiatulostuslaitteet Tietokonegrafiikka Keskusteluarkkitehtuuri Esimerkkijärjestelmät Toteutusprosessi Toteutustekniikat ja -välineet Lähde: ACM, Saila.Ovaska@uta.fi 9

10 HCI on monitieteinen ala Tietojenkäsittely tiede Ergonomia & Human Factors Psykologia Insinööritiede HCI Sosiologia Lingvistiikka Design Antropologia Filosofia Ergonomia Ergonomia & Human Factors HCI Ergonomia (ergonomics) = työmenetelmien, -välineiden ja työympäristön kehittäminen ihmisen ominaisuuksien, kykyjen ja tarpeiden mukaisiksi Jaotellaan Fyysinen ergonomia Kognitiivinen ergonomia Organisatorinen ergonomia Englanniksi myös Human Factors (HF) Saila.Ovaska@uta.fi 10

11 Tavoitteita hyville käyttöliittymille Teknologiaa käytetään muun muassa laajentamassa ihmisen kykyjä Esim. näkövammaisen apuna toimiva ruudunlukija, elintoimintojen tarkkailu sairaalassa, numeronmurskaus työvälineenä Esim. kaavion piirtämisessä, raportin kirjoittamisessa, tiedonhaussa sosiaalisessa vuorovaikutuksessa välittäjänä ihmisten välillä Esim. reaaliaikainen jutustelu (esim. chat, mese, irc), ei-reaaliaikainen viestintä (esim. Facebook) ajanvietteenä Pelit ja viihdeohjelmat osana ihmisen elinympäristöä Esim. lämpötilatermostaatti, älykäs auto Tavoitteita hyville käyttöliittymille Jokaisessa kontekstissa ja jokaisella käyttäjäryhmällä on erilaisia tavoitteita käyttöliittymälle, esim. työn tuloksellisuus ja tehokkuus virheiden välttäminen hauskuus, viihtyminen ryhmässä toimimisen tuki, sosiaalinen viestintä 11

12 Yksi keskeinen tavoite: Käytettävyys Käytettävyys mittaa sitä, missä määrin tietty käyttäjä voi tuotteen avulla saavuttaa tietyt tavoitteensa tietyissä käyttökonteksteissa tuloksellisesti, tehokkaasti ja miellyttävästi. ISO TIETOJENKÄSITTELYN JA KÄYTTÖLIITTYMIEN KEHITYS 12

13 Tietokoneiden ja tietojenkäsittelyn kehitys Kehityskulku suuresta pienemmäksi kaukaa lähemmäksi yleiskäyttöisestä henkilökohtaiseksi pöydän kulmalta mukana kuljetettavaksi mukana kuljetettavasta langattomasti verkotetuksi verkotetusta kaikkialla läsnäolevaksi Tietojenkäsittelyn historiaa Isot tietokoneet tietokonesaleissa Käyttäjänä operaattori Eräkäyttö (batch processing) Kaikki työvaiheet kerralla työjonoksi Reikäkortit, reikänauha Ei vuorovaikutusta (loppu)käyttäjän ja koneen välillä eräajon suorituksen aikana UNIVAC 1,

14 Osituskäyttö (time sharing) Osituskäyttö alkoi Suomen yliopistoissa 1970-luvulla Tampereella vielä 1978 tehtiin ohjelmoinnin harjoitustöitä reikäkorteille Osituskäytössä yksi iso keskuskone, jolla monta samanaikaista käyttäjää (Tyhmä) pääteyhteys keskuskoneeseen Kuinka yksi kone voi palvella useampaa käyttäjää niin, että jokaisesta tuntuu kuin kone palvelisi yksin häntä? VT52 näyttöpääte Henkilökohtaiset tietokoneet The IBM Personal Computer 1981 Merkkiperustainen MS-DOS käyttöjärjestelmä (Microsoft Disk Operating System) (kunnes Windows 3.0 vuonna 1990) v myyty jo PC-konetta Paul Allen & Bill Gates Microsoft 1975 Saila.Ovaska@uta.fi 14

15 Graafinen käyttöliittymä Graafisen käyttöliittymän esiinmarssi Graphical user interface (GUI) Apple Macintosh markkinoille 1984 Kaupallinen menestys Alto Xerox Star Apple Macintosh 1984 Xerox PARC (Palo Alto Research Center) Työpöytä-metafora Tim Mott: Office schematic työpöytähahmotelma Fyysiset metaforat Grab & move Kuvan lähde: Moggridge, Designing interactions 15

16 Xerox Star työpöytä Kuvakkeita, kansioita, ikkunoita, käytössä hiiri computerhistory.org Windows XP työpöytä 16

17 Graafiset käyttöliittymät mahdollistivat suorakäytön Suoravaikutteisessa eli suorakäyttöisessä (direct manipulation) käyttöliittymässä käyttäjä manipuloi toiminnallaan suoraan näkyviä kohteita Käsittelyn kohteet ovat näkyvissä ja osoitettavissa Käsitemalli "näkyy" (ainakin osittain) Välitön palaute käyttäjän toimista Sopii melko hyvin aloittelijallekin Houkuttelee kokeilemaan Helppo oppia ja muistaa Suorakäyttö WIMP-käyttöliittymä Windows, Icons, Menus, Pointing device WYSIWYG What You See Is What You Get Tyypillistä Drag and drop eli raahaa ja pudota hiirellä 17

18 Älykkäitä (?) agentteja Vuorovaikutukseen on myös ehdotettu agentteja Ohjelmanpätkiä, jotka voivat tehdä käyttäjän puolesta jonkin tehtävän Agentilla ei välttämättä ole näkyvää hahmoa, vaan se toimii taustalla Esim. tietynlaista asuntoa etsivälle kiinteistönvälittäjä joka seuraa asuntomarkkinoille tulevia uusia kohteita omaaloitteisesti ja ilmoittaa käyttäjälle kiinnostavat Yleensä rutiininomaisissa tehtävissä OK Jotkut käyttöliittymäagentit saaneet hahmon Keskustelevia, sosiaalisia toimijoita Esimerkiksi Louise Tarvitaan tekoälyä (Artificial intelligence) jotta agentista saadaan autonominen, oppiva ja kommunikoimaan kykenevä Hyperteksti ja www Hypertekstin idea vanha Vannevar Bush: Memex, 1945 Rajaton tietosäiliö, jossa dokumentit linkitettyjä toisiinsa Hypertekstin periaatteet Ei-lineaarinen tekstin esitystapa (vrt. kirja) Solmujen (korttien, ) keskinäinen linkitys Esimerkkinä tänä päivänä hyvin yleisestä hypertekstistä World Wide Web (WWW) Idea esitettiin 1989, ensimmäinen selainohjelma 1990 Sittemmin räjähdysmäinen kasvu Lisätietoa: Saila.Ovaska@uta.fi 18

19 Jokapaikan tietotekniikka Ubiquitous computing (ubi) Huomaamattomasti toimiva ja ympäristöönsä sulautuva tietotekniikka Teknologiaa kaikkialla, näkymättömissä Esimerkiksi Terveyskeskuksen tietojärjestelmä tietää, onko vanhus ottanut lääkkeensä ja tekee hänelle muistutussoiton, jos lääkkeet unohtuvat. Subway Station in Stockholm - piano stairs Esimerkkejä ubiteknologiasta Stocco: Maitre mirror -Kosketusnäyttö - Radio, päivämäärä, kello, ilmapuntari, valaistus ja ipod plug-in Liittymä yliopiston kulunvalvontatietojärjestelmään Saila.Ovaska@uta.fi 19

20 Kontekstitietoista teknologiaa Kalvo: Eija Kaasinen, Yhteenveto käyttöliittymien kehityksestä Vuorovaikutus paradigmoja Osituskäyttö (time sharing) Henkilökohtaiset tietokoneet (personal computing) Ikkunointijärjestelmät ja WIMP-käyttöliittymä Metaforat Suorakäyttö (direct manipulation) Agenttiperustainen vuorovaikutus Hyperteksti ja World Wide Web Jokapaikan tietotekniikka (ubiquitous computing) Sensoripohjainen ja kontekstitietoinen vuorovaikutus 20

21 NYKYISET KESKUSTELUTYYLIT ihmisen ja tietokoneen välillä Ihmisen ja tietokoneen välinen vuorovaikutus Erilaiset keskustelutyylit : Komentokieli Valikot Kysymys-vastaus-dialogit Lomakkeet Luonnollinen kieli WIMP-käyttöliittymä Point and click käyttöliittymät Eleisiin ja kehonliikkeisiin perustuvat käyttöliittymät - Näihin teemoihin palataan Käyttöliittymien perusteet kurssilla! Saila.Ovaska@uta.fi 21

22 Komentokieli Komentokieli Määrämuotoiset komennot, jotka käyttäjän tulee muistaa ja hallita Unix - esimerkki ls lsa texts/*.doc Ei sovi aloittelijalle eikä hyvin myöskään satunnaiskäyttäjälle Antaa aloitteen käyttäjälle Järjestelmän kehote (prompt) esim. yliopistolla kielo> Kysymys-vastaus -dialogit Järjestelmän kehotteessa kysytään jokin tieto Keskustelu on helppoa, jos kerralla välitetään vähän tietoa Sopii kokemattomalle käyttäjälle, kokenut kyllästyy helposti Joskus järjestys (vaihe kerrallaan) kuuluu tehtävän luonteeseen Login> username Password> ****** Saila.Ovaska@uta.fi 22

23 Valikot Valikkokeskustelu Continue? [y n q?] Vaihtoehdot esillä, valitaan (etsitään) haluttu, ilmaistaan valinta, todetaan tulos Helppo oppia, jos vaihtoehdot kuvaavia Voi hidastaa kokeneiden käyttäjien työtä Lomakkeet Lomakkeen täyttö Käyttäjä vastaa tavallaan yhtä aikaa moneen kysymykseen Soveltuu erityisesti tietojen syöttöön tai monen valinnan tekemiseen Saila.Ovaska@uta.fi 23

24 Luonnollinen kieli Kiehtova vapaamuotoisuutensa takia Kieli on ihmiselle luonnollinen tapa kommunikoida Voi vaatia paljon kirjoittamista Tulkinta moniselitteistä He fed her dog biscuits Esimerkiksi chatbotit ( jutturobotti ) verkkosivuilla Kokeile tai Ikean Anna Vaativat koneelta tekoälyä WIMP-käyttöliittymät Ikkunat Ruudulla olevia alueita, jotka sisältävät yleensä tekstiä ja grafiikkaa Yleensä ikkunoita voidaan liikutella ja kokoa muuttaa Samanaikaisesti voi olla auki monta ikkunaa useampi tehtävä voi olla näkyvillä yhtä aikaa Ikkunoilla tiettyjä ominaisuuksia kuten esimerkiksi yläreunan otsikkopalkki, vierityspalkit ja sulkemispainike Kuvakkeet (ikonit) Kuvakkeilla kuvataan käyttöliittymän elementtejä kuten roskakoria, levyasemia, ohjelmia ja toimintoja Jotkut kuvakkeet edustavat suljettuja kohteita Ruudulla voidaan esittää yhtä aikaa useampia suljettuja ikkunoita, jotka voidaan avata täyteen kokoon klikkaamalla Saila.Ovaska@uta.fi 24

25 WIMP-käyttöliittymät Osoitinlaite WIMP edellyttää kohteiden osoittamista ja valitsemista Esimerkiksi kun hiiri syötelaitteena: käyttäjälle esitetään ruudulla näkyvä kursori, jota hän voi kontrolloida kursori voi viestiä käyttäjälle järjestelmän tilasta, esimerkiksi nuoli vs. tiimalasi Valikot Valikko on luettelo mahdollisista toiminnoista tai valinnoista, joita järjestelmässä voi tietyllä hetkellä suorittaa Valikko mahdollistaa valintojen silmäilyn muistamisen sijaan Komentojen nimien on oltava kuvaavia Erityyppisiä valikoita Valikkopalkki (menu bar) aina saatavilla Esiinponnahtavat valikot (pop-up menus) piilotettu näkyvistä Point and click Point and click eli osoita ja napsauta -käyttöliittymä Lähellä WIMP-käyttöliittymien vuorovaikutustyyliä mutta ilman suorakäyttöistä kohteiden manipulointia Tiiviisti yhteydessä hypertekstiin Vuorovaikutus Kohteen klikkaus saa aikaan toiminnon, yleensä siirtymisen Käyttäjä voi liikkua sivulta toiselle seuraten erottuvia linkkejä Ei tarvita (paljoa) kirjoittamista eikä kohteita voi raahata Soveltuu myös esimerkiksi kosketusnäytöille Esimerkiksi Käyttäjä klikkaa tiettyä kohdetta kartalla ja saa esiin kyseisen kaupungin matkailuinformaatiota Osaksi lisätietoa voi näkyä jo hiiren kursorin tullessa linkin päälle, mutta klikkaus tekee valinnan selväksi 25

26 Ajatusleikki Elämä maapallolta katoaa, vain tietokoneet jäävät Aikojen kuluttua ulkoavaruudesta saapuu maapallolle olioita, jotka löytävät pöydän kulmalta näytön, näppäimistön, hiiren ja tietokoneen. Millaisia otuksia he kuvittelevat maapallolla eläneen? Muutakin kuin hiiri ja näppis? Ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutus voi hyödyntää muitakin tiedon- ja komentojensyöttötapoja (syötemodaliteetteja) kuin hiiri ja näppäimistö! Esimerkiksi puhekäyttöliittymät (Speech user interface, SUI) Komentokielisestä vuorovaikutuksesta esimerkki: Aibo-robottikoira Multimodaalisuus eli monen syötetavan käyttö Tällä hetkellä suurin osa vuorovaikutuksesta perustuu vain ihmisen näköaistin ja käsien käyttöön Ihmiselle on luonnollista katsella, kuunnella, puhua, koskettaa Milloin tietokoneelle toteutetaan samanlaiset syötetavat? 26

27 Antropomorfiset käyttöliittymät Antropomorfismi = ihmisen kaltaisuus Esimerkiksi Kismet-robotin sosiaalinen vuorovaikutus Luonnollinen kieli Tunneilmaisuja Tarkkaavaisuuden kohdistaminen Oppiminen ihmisiltä ts/humanoid-roboticsgroup/kismet/ Millaisissa tilanteissa tavoiteltavaa ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutusta? Kismet Repliee Q1expo Yhteenveto Ihminen ja tietokone tai muu vuorovaikutteinen laite ovat vuorovaikutuksessa käyttöliittymän välityksellä Vuorovaikutus koostuu Käsitteellisestä ideasta, kuinka vuorovaikutus tapahtuu (esim. graafinen käyttöliittymä, hyperteksti) Vuorovaikutuksen toteutuksesta (esim. hiiri, näppäimistö ja näyttö) Ihmisen ja tietokoneen väliseen vuorovaikutukseen on kehitetty erilaisia paradigmoja ja keskustelutyylejä Saila.Ovaska@uta.fi 27