Käyttöliittymien ja käytettävyyden Historiaa ja tulevaisuutta Marko Nieminen Käyttöliittymät ja käytettävyys Marko.Nieminen@hut.fi http://www.hut.fi/~mhtn
Käyttöliittymätutkimuksen historia näkyy nykyajan välineissä Brad A. Myers. "A Brief History of Human Computer Interaction Technology." ACM interactions. Vol. 5, no. 2, March, 1998. pp. 44-54. http://www.cs.cmu.edu/~amulet/papers/uihistory.tr.html
Historiaa
Jo muinaiset kreikkalaiset...... tunsivat tarpeen helpottaa ihmisen toimintaa kehittämällä tehokkaampia työvälineitä Titaanien jälkeläinen Prometheus valikoi ja kehitteli kivityökaluja ja teki kauhoja antilooppien luista Prometheus myös anasti Zeukselta tulen ja toi sen ihmisten keskuuteen helpottaen näin monia ihmisten askareita Myöhemmin (Roe & Meijer 1990) tätä aihetta on käsitelty esim. toimintojen helpottamisen käsitteen avulla ( action facilitation )
Ergonomia Käytettävyyden ja käyttöliittymäsuunnittelun taustalla on fyysisten työvälineiden ihmis-sopivuuteen liittyvä historia Vuonna 1713 Bernardino Ramazinni (1633-1714) täydensi v. 1700 julkaisemaansa kirjoitusta "De Morbis Artificum (työntekijöiden sairaudet) työperäisistä vaivoista ja ongelmista Ergonomia-käsite määriteltiin 1850-luvulla (Wojciech Jastrzebowski 1857) 1900-luvun alussa oli edelleen tärkeää ihmisvoiman käyttö tieteellinen liikkeenjohto (F. W. Taylor; one best way ) liikkeiden optimointi (Frank and Lillian Gilbreth) http://www.ergoweb.com/resources/faq/history.cfm
Toinen maailmansota Tarve optimoida ihmisen toimintaa kriittisissä olosuhteissa havaittiin, että ihmisen toiminta voi heikentää teknisesti edistyneiden välineiden toimintaa ja hyötyä Aiheita sopiva lihasvoiman käyttö laitteiden käytössä sydämen toiminta rasitustilanteissa ihmisen kokemus maksimitaakasta, jota voidaan nostaa, työntää tai vetää Lähtölaukaus teolliselle ihminen-kone rajapinnan/vuorovaikutuksen tutkimiselle
Spitfire, ohjaamo
Human Factors and Ergonomics Ergonomics Industrial ergonomics Physical aspects of the workplace Force required to lift Vibration Reaches Human Factors / Cognitive Ergonomics human behavior and attributes decision making process organization design human perception relative to design
Käyttöliittymien ideoijia ja tutkijoita
Vannevar Bush - Hyperteksti v 1945 Artikkeli As We May Think (Lehdessä Atlantic Monthly) vuonna 1945 (http://www.theatlantic.com/unbound/flashbks/computer/bushf.htm) MEMEX-järjestelmä, johon käyttäjä voi tallettaa kaiken tietonsa: kirjat, kirjeet jne. dokumenttien välille oli mahdollista muodostaa linkkejä ja niitä oli mahdollisuus kommentoida perustui mikrofilmeihin, ei toteutunut Like Emerson's famous address of 1837 on "The American Scholar," this paper by Dr. Bush calls for a new relationship between thinking man and the sum of our knowledge. --THE EDITOR
MEMEX http://www.kerryr.net/pioneers/memex_pic.htm (Life 1945)
J.C.R. Licklider 1960 Man-computer symbiosis http://www.memex.org/licklider.pdf The hope is that, in not too many years, human brains and computing machines will be coupled together very tightly and that the resulting partnership will think as no human brain has ever thought and process data in a way not approached by the information-handling machines we know today
J.C.R. Licklider (http://www.cs.umd.edu/class/fall1999/cmsc434-0201/d-history/tsld012.htm) Produced goals that are pre-requisite to mancomputer symbiosis Immediate goals: time sharing of computers among many users electronic i/o for the display and communication of symbolic and pictorial information interactive real time system for information processing and programming large scale information storage and retrieval Intermediate goals: facilitation of human cooperation in the design & programming of large systems combined speech recognition, hand-printed character recognition & light-pen editing Long term visions: natural language understanding (syntax, semantics, pragmatics) speech recognition of arbitrary computer users heuristic programming
Ivan Sutherland Väitöskirja MITsta 1963: http://www.sun.com/960710/feature3/sketchpad.html#sketch "Sketchpad: A Manmachine Graphical Communications System. Ensimmäinen graafinen käyttöliittymä
Sketchpad (Ivan Sutherland) Sketchpad was a unique program developed for the TX-2 computer, a unique computer in itself. In early 1960s, computers would run "batches" of jobs and were not interactive. The TX-2 was an "on-line" computer used to investigate the use of Surface Barrier transistors for digital circuits. It included a nine inch CRT and a lightpen which first gave Sutherland his idea. Sutherland imagined that one should be able to draw on the computer. Sketchpad was able to do just this, creating highly precise drawings. It also introduced important innovations such as memory structures to store objects and the ability to zoom in and out. http://www.cc.gatech.edu/classes/cs6751_97_fall/projects/abowd_team/ivan/ivan.html
Douglas Engelbart: NLS http://www.eecs.mit.edu/ay95-96/events/bush/de.html 1962-1968 pioneered a hypermedia-groupware NLS (online System) 1968 Fall Joint Computer Conference: world debut of the mouse, hypermedia, and on-screen video teleconferencing Augmentation Research Center: augmenting the knowledge worker mouse (patented), document management, CSCW http://sloan.stanford.edu/mousesite/1968demo.html
Alan Kay: Dynabook Dynabook 1969: first graphical object-oriented personal portable computer; cardboard mock-up The idea of personal computing and the intimate laptop computer One of the founders of the Xerox Palo Alto Research Center Invention of the now ubiquitous overlapping-window interface and modern object-oriented programming After Xerox Chief Scientist of Atari From 1984 a Fellow at Apple Computer http://www.eecs.mit.edu/ay95-96/events/bush/ak.html
Käyttöliittymien keskeistä tekniikkaa Työasemat ja henkilökohtaiset tietokoneet 1970-luku: Xerox Alto, Altair, Apple, TV-pelit 1980-luku: Xerox Star, IBM, Macintosh 1990-luku: Windows, tehokkaat pelikonsolit Elektroniikka Nappulat : taskulaskimet ja digitaalikellot (70-luku) Vuorovaikutteiset laitteet: videot, radiot, televisiot Kommunikaatiotekniikka: kännykät, PDA-laitteet Konvergenssi l. tekniikoiden yhdistyminen Missä menee tietokoneen ja kulutuselektroniikan raja enää?
Graafiset käyttöliittymät Ks. http://toastytech.com/guis/indexlinks.html Xerox Alto & Star http://members.fortunecity.com/pcmuseum/alto.html Macintosh VisiOn - 1982 OS/2 http://www.os2voice.org/vnl/past_issues/vnl0901h/vnewsf4.htm MS Windows Unix/Linux X-käyttöliittymäympäristöt
Xerox Star - 1980 http://www.acypher.com/wwid/chapters/05smallstar.html
VisiOn for PC (VisiCalc) - 1982 http://members.fortunecity.com/pcmuseum/vision.htm
Macintosh 512-1984 http://www.mac512.com/mac512.html
Macintosh System 3.2 1986 http://applemuseum.bott.org/sections/images/screenshots/system3/desktop.gif
GEM - 1985 http://www.seasip.demon.co.uk/gem/history/gem1.html
AMIGA Workbench 1.0 1985 http://www.gregdonner.org/workbench/wb_10.html
GEOS 1986 GEOS, the Graphical Environment Operating System, was introduced by GeoWorks (then Berkeley Softworks) back in 1986 as an integrated GUI interface for Commodore 8-bit computers (among others). It features true point and click technology, with drag and drop access to file copying, printing, and deleting. http://www.zimmers.net/geos/index.html
Microsoft Windows 2.1-1988 http://www.os2voice.org/vnl/past_issues/vnl0901h/vnewsf4.htm
IBM OS/2 2.1 1989 http://www.os2voice.org/vnl/past_issues/vnl0901h/vnewsf4.htm
Tandy DeskMate 3.0 1990 http://www.nerddom.8m.com/deskmate.html
Tulevaisuus The bottleneck in improving the usefulness of interactive systems increasingly lies not in performing the processing task itself but in communicating requests and results between the system and its user. Faster, more natural, and more convenient means for users and computers to exchange information are needed. Jacob & al. 1993
The Problem of HCI Two powerful information processors (human and computer) attempt to communicate with each other via a narrow-bandwidth, highly constrained interface (Tufte, 1989) Research in this area attempts to increase the useful bandwidth across that interface Faster, more natural--and particularly less sequential, more parallel--modes of user- computer communication will help remove this bottleneck
Future Trends in UI/HCI (1993/1998) 3D pointing and manipulation and general gesture input Simultaneous two-hand input Stereo display w/3d pointing Virtual input devices Speech Eye input technology Communication and manipulation of multidimensional data Passive monitoring of user attitude Physiological measurements Direct connect! R.J.K. Jacob, J.J. Leggett, B.A. Myers, and R. Pausch, "Interaction Styles and Input/Output Devices," Behaviour and Information Technology, vol. 12, no. 2, pp. 69-79, 1993 Gesture Recognition Multi-Media 3D Virtual Reality and "Augmented Reality Computer Supported Cooperative Work Natural language and speech Brad A. Myers. "A Brief History of Human Computer Interaction Technology." ACM interactions. Vol. 5, no. 2, March, 1998. pp. 44-54
Examples of Future User Interfaces Doom as an Interface for Process Management http://www.cs.unm.edu/~dlchao/flake/doom/chi/chi.html The enormous interest that PSDoom generated naturally raises the question of why people find it so compelling. Perhaps even more interesting than the application itself is the set of issues that it raises. 3D http://www.3dwm.org/ Chalmers Medialab Microsoft Research http://research.microsoft.com/ui/taskgallery/index.htm Haptic User Interfaces Ambient User Interfaces
Eurofighter Direct Voice Input (DVI) Voice Throttle And Stick (VTAS) controls (HOTAS + DVI) Integrated Helmet Mounted Display (HMD) system Wide angle Head Up Display (HUD) Colour Multi-Function Head Down Displays (MHDDs) http://eurofighter-typhoon.com/main/cockpit.htm
VNC Cube - Chalmers Medialab http://www.3dwm.org/sshots/images/sshot-20011106-1.jpg
Digital Haptic Interfaces http://www.medialab.chalmers.se/haptics/ Real CAD of 3D objects needs real 3D access. Open the window, reach in and use both hands to touch things: turn, squeeze, stretch, cut, reshape, draw on them, change them like clay, wire, bone or brain tissue; use the tools in a realistic, familiar way. The feeling of the "reach-in" interface http://www.medialab.chalmers.se/haptics/reachin.html
Suunnittelun painottuminen varhaisiin vaiheisiin: Toimintatilan, käyttökontekstin, tunnistaminen Toimintaympäristö aktiivinen ympäristö pystyy ilmaisemaan tilan ja tilanteen, jossa ollaan vuorovaikutus voi tapahtua myös toimintatilassa olevien muiden välineiden kautta Käyttäjän tila fysiologinen emotionaalinen
Ubi Ubiquitous computing & interaction vuorovaikutusvälineet integroituvat ympäröivään maailmaan, vaatteisiin, välineisiin, toimilaitteisiin, tiloihin esim. ambientroom
ambientroom Ishii & al 1998 (http://spi.www.media.mit.edu/groups/tangible/papers/ambientroom_chi98/ambientroom_chi98.pdf)
3D-interaction: Gestures magnetic tracker ultrasonic ranging video tracking HUT/DIVA: conductor following (gestures)
Ajatusten voimalla? Controlling Your World With Brain Waves http://www.abcnews.go.com/sections/tech/ CuttingEdge/cuttingedge000609.html Biofeedback systems Mittausmenetelmien kehittyessä voidaan päästä jopa pelkkien ajatusten voimalla tapahtuvaan vuorovaikutukseen Anturit, implantit? A test subject at the University of Rochester computer science lab looks through 3-D goggles at a virtual world and turns on electrical appliancesn by thinking. Sensors attached to his head pick up the P300 brain signal and relay it to a computer. (www.cs.rochester.edu) Star Trekin Borgit? (TNG: The Best of Both Worlds ; The Borg are a blend of the biological and the technological. Writer Maurice Hurley derived the name "Borg" from the term "Cyborg" (or cybernetic organism).)
Lisätietoja Aiheesta on nykyään kirjoitettu jo suhteellisen paljon Suomeksikin muutama: Kallio 1992: Käyttöliittymät, Metsämäki 1996: Graafinen käyttöliittymä, Kalimo 1996: Graafisen käyttöliittymän suunnittelu, Sinkkonen & al. 2001: Käyttöliittymäpsykologiaa Kurssikirjat Christine Faulkner: Usability Engineering Preece 1994: Human-Computer Interaction) kohtuullinen yleiskatsaus aiheeseen Carroll 2000: Making Use: Scenario-Based Design of Human-Computer Interactions Shneiderman 1992: Designing the User Interface, nyt jo 3. painos Donald A. Norman 1991: Miten avata mahdottomia ovia? Tuotesuunnittelun salakarit esittelee arkipäivän käyttöliittymiä helppolukuisessa muodossa 1993: Things that Make Us Smart 1998: The Invisible Computer Kansainvälinen aikakauslehti Interactions
Kurssitarjontamme Tik-121.100 Käyttäjäkeskeinen tuotekehitys 1 ov kl Tik-121.110 Käyttäjäkeskeisen tuotekehityksen projektityö 3 ov kl Tik-121.200 Käyttöliittymäpsykologia 2 ov sl Tik-121.300 Käyttöliittymäsuunnittelu 1 ov sl Tik-121.310 Käyttöliittymän suunnitteluprojekti 2 ov sl L Tik-121.600 Käytettävyyden arviointi 4 ov sl L Tik-121.700 Käyttäjäkeskeinen konseptisuunnittelu 4 ov sl L Tik-121.800 Käytettävyyden projektityö 4 8 ov sl+kl L Tik-121.900 Käyttöliittymien ja käytettävyyden seminaari 2-6 ov sl/kl VL Tik-121.950 Käytettävyyden lopputyöseminaari 2 ov sl/kl L