手机发展中的人机学因素.docx
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手机发展中的人机学因素
手机发展中的人机学因素
安全工程0702
赖一铭（20071060）刘旭（20071063）
周月强（20071065）刘君远（20071046）
摘要
人机因素在手机中的应用已成为当下手机设计的重要因素，手机的人性化设计已普遍被人们重视。
本文从人机工程学的角度出发，我们通过分析类比的方法，对手机发展中的人机因素做一些粗略、浅显的探讨。
先以手机的外观结构、屏幕等为出发点，对手机硬件和人机因素的结合进行分析比较；再从手机的操作系统和图表为切入口，对手机的软件的人性化设计做分析判断，已总结现在手机的优点和缺点，展望手机未来的发展方向。
关键词：
手机硬件；应用程序；操作系统；人机因素
引言
随着信息时代的到来，手机作为一种新兴的通讯工具开始进入人们的生活，人机工程在手机中的运用也随之进入了人们的视野。
手机的发展史不只代表着科技的进步，也证明了人类文明的发展，从模拟到GSM、从GSM到GPRS等等，每样新技术的发明都对手机的发展起着很大的推动力。
从以前的1G手机到当下的3G手机乃至4G手机，人机因素对手机设计的影响正在逐渐加重，手机人性化已经成为一种趋势。
在这种背景下，我们以手机的硬件和软件为着手点，分析类比当下手机发展中的人机因素，对人机因素在手机中的应用进行探究，以促进人机因素在手机中更合理有效的应用。
本文分为2个部分，前半部分以手机硬件为范围，着重讨论了手机的外形、结构等；后半部分则从手机软件出发，着重讨论了手机的操作系统。
相信随着科学水平的不断提升，人机因素在手机中的应用会越来越多，使得手机能更好的满足不同人群的要求，手机的使用更加合理有效，让人们的生活更加舒适便捷。
“科技以人为本”，这句诺基亚的宣传口号现在已经不仅仅是它一家的事情，越来越多的手机在设计上无不体现着人性化。
现在的手机用户对手机的硬件和软件要求越来越高，手机上的人机工程学的体现和运用也就摆在一个越来越突出的地位。
一款手机的硬件配置能否满足人们的生活要求，一款手机的操作界面是否合理，其操作系统是否便捷等等问题，已成为这款手机能否成功占据市场的重要因素，这些问题都体现出来了“人机工学”的原理。
谈及“人机工学”，我们首先应理解其含义。
“人机工程学”是研究人的特性及工作条件与机器相匹配的科学。
它把人和机器视为一个有机结合的系统，指出机器应该具有什么样的条件才能使人付出适宜的代价后可获得整个系统的最佳效益。
人机工程学在手机上的应用，即我们常说的人性化设计。
我们从手机硬件和软件这两部分就人性化设计作一些探讨。
一、手机硬件部分
手机结构一般包括以下几个部分：
LCDLENS；上盖（前盖）；按键；Dome；电池盖；电池盖按键；天线；Speaker；Earjack（耳机插孔）；Motor；LCD；Shieldingcase
（一）手机外观结构
目前市场上销售的手机外形不外乎有以下五种:
直板、横板、翻盖（单屏、双屏）、滑盖、旋转型手机。
现有手机结构在设计中的人机友好操作概况（屏幕尺寸统计见后）：
（1）直板手机:
直板手机抗摔击能力强、携带便利、单手操作容易、相同配置的手机中,市场售价相对比较低。
生产防水性能好。
但屏幕容易损伤,键盘必须得键盘锁,如果开键盘锁（一般两个键）的话操作繁琐，延时给人带来烦躁，也体现不出其操作方便的优势来。
通话针对性不好,外界杂音会相对多的传进去，降低了信息传递的可靠性与质量。
（2）横板手机:
横板手机的体积都很大,是一般手机的2-3倍，接触面积的增大给操作带来不便，延时操作，各个人群的掌宽，操作部位也有很多不同，长期操作给手劲不同的人带来倦意;质量也大,是一般手机2倍，易造成操作人的疲劳，键小且数字键在一起;必须双手操作,单手难。
降低了整个系统的可操作性。
（3）翻盖手机:
合上翻盖体积变小,打开后通话针对性好,听筒和话筒很符合人耳与嘴的位置关系,很少能传进外界杂音,这个优点是其它形状的手机所无法比拟的。
键盘和屏幕相对能做大,造型美观，操作不方便,大部分操作需要翻盖。
（4）滑盖手机:
不用时体积小,通话时可以拉长,屏幕也可做大,操作方便性优于其他几种机型。
这种手机的排线是滚动式弯曲，防水，防摔性能有所下降，键盘布局和按键太小，降低了按键的使用效率。
（二）手机的屏幕设计
随着手机彩屏的逐渐普遍，手机屏幕的材质也越来越显得重要。
手机的彩色屏幕因为LCD品质和研发技术不同而有所差异，其种类大致有TFT、UFB、STN和OLED几种。
一般来说能显示的颜色越多越能显示复杂的图象，画面的层次也更丰富。
TFT屏幕属于有源矩阵液晶显示器中的一种。
一般TFT的反应时间比较快，约80毫秒，而且可视角度大，一般可达到130度左右，主要运用在高端产品。
所谓薄膜场效应晶体管，是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。
从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。
最大特点是无论在关闭背光（反射模式）或打开背光（透射模式）条件下都能提供高画质、易观看的显示，并具有低功耗、高画质、高反应速度等优点。
UFB屏幕具有超薄、高亮度的特点，可显示65536种色彩，达到128x160的分辨率，该显示屏还采用了特别的光栅设计，可减小像素间距，以获得更佳的图像质量，而耗电量比TFT显示屏少，并且售价与STN显示屏差不多，可说是结合这两种现有产品的优点于一身。
OLED屏幕即有机发光显示器，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。
而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著的节省耗电量。
手机的操作键盘大体可归结为两种类型：
按钮式布局，标签式布局（见下图）
对于键盘虽然说键位的凸起会给按键的成功率以及舒适度加分,但是键位损坏的因素就不得不多考虑一些了.这种设计的手机看起来有点不能禁受严重的摩擦,放在口袋里时,它们的按键很可能是被横向挤压到了.我们在输入短信的时候,更多地希望自己能够达到输入一个字母只要一次按压的效果.但是在传统小键盘而言,键太小了，各个间距也不适合手指的操作。
操作者的误操作率提高。
对于键盘扩展,这也是一个需要权衡的问题,因为当键数增多,相应地手机的体积和质量也会随之增加.带来一系列的待完善设计问题。
目前手机输入键盘主要有两种：
全字母键盘、手写输入。
全键盘最大的特点就是每一个按键上只有一个字母，打字时尤其是在打英文时不用选字了，非常方便，按键多，可以组合成更多的快捷键，方便操作，外观很大方很有商务气息但全键盘同时也增加了手机的体积和重量，携带不是很方便！
全键盘对中国人来说的确不是太实用。
而虚拟键盘的优点在于其便携性、可控性（节省机身体积扩大屏幕面积、在不需要输入操作的时候可以随时隐藏、以及相对的零成本。
下面几个调查有助于我们更加了解大众对键盘功能要求的走向：
调查一：
你下一个手机准备选择什么输入方式？
（总票数:
1028）
根据调查结果我们可以看到：
T9仍然获得60%以上用户的支持，而手写和小PC键盘支持者的比例也不在少数。
调查二：
你对现在手机输入速度满意吗？
（总票数:
1142）
对T9输入法的满意度调查：
对手写输入的满意度调查：
通过上面的调查可知，相当数量的手机用户对传统的T9输入法不满意，手写输入也是如此（尤其是对输入速度比较敏感的人）。
因此，新的更好的输入方式将备受瞩目。
现行手机输入方式:
根据上图统计，普通数字键盘手机的输入速度，平均在10词/分钟左右；而通过全字母键盘（DeltaII也是其中一种），一般人能达到30词/分钟（英文单词）。
目前手机全字母键盘分为两种。
第一种是微型PC键盘，字母布局与PC键盘相同。
另一种是与PC键盘字母布局不同的键盘，一般是按a、b、c、d字母顺序排列。
手写输入很早就出现了，目前手写输入的识别太慢，识别率太低。
根据测试，手写输入的速度与T9数字键盘的输入速度相似。
列按键排列在狭小的空间之内，按键必须很小；但要想避免误触，按键又不能过小，最终导致手机较宽。
市面上常见的手机宽度一般在45mm左右，这样比较适合单手掌握。
二、手机软件部分
手机中的人机因素是我们目前探讨的主要课题。
其中手机软件中第三方软件、兼容性、多媒体、界面颜色、图标等是否满足人机界面设计原则，而软件和操作系统的性能应该满足简易，有调理，能够偏好设定，让人不易疲劳等人机工程学的要求。
（一）操作系统
现下市场上主要的手机操作系统有如下几种：
Symbian系统、WindowsMobile系统、iPhoneOS、Linux系统、PalmOS、Android系统、BlackBerry，现在我们就其中的几款操作系统的性能进行探究。
探讨其中的人机工程学的应用以及不足。
1、Symbian系统
其优点如下：
（1）、操作系统固化；使得操作者能方便的进行操作，不会因为操作系统的变化而产生不适应感。
（2）、低功耗，高处理性能；此操作系统的耗能低，对于电池的容量等要求低，用户充电的次数能有效地减少。
（3）、系统运行的安全、稳定性；能保障用户的个人信息以及商务信息等的安全性、保密性。
其缺点如下：
（1）、SymbianOS对主流的媒体格式的支持性较差。
SymbianOS虽然采用多种平台，来适应不同人群和各类需要，但是这也给SymbianOS带来了一种限制性的发展障碍，这也使得某些对个别软件需求的用户难以使用。
（2）、软件开发商多专注于某一个平台，大大减少了各个平台上可用的第三方软件，给用户带来了一定的不便。
（3）、版本之间兼容性差也是SymbianOS需要改进的一个地方，每当新版本的SymbianOS发布并有产品面世时，系统的兼容性便成了其发展的一个大敌。
相当多的一部分软件需要软件开发商跟进，开发新的版本才能得以解决。
由于symbian只提供给厂商一个内核及UI，很多细节功能需要厂商去添加，但是很多厂商将着眼点放在了产品的多功能及综合性能等方面，往往忽略了一些基本的功能。
一些机型甚至连工作日闹钟这类功能都需要第三方软件才能实现，这无疑给不熟悉symbian的用户的带来了极大的不便。
2、WindowsMobile系统
WindowsMobile由于大多数机型支持彩色显示，因此耗电量极大。
在功能扩展方面微软比较倾向于集成使用，大多具有标准的CF卡插槽，用户可以根据自己的需要增加内存、加装摄像头、调制解调器等设备。
其特点有：
界面类似于PC上的Windows，便于熟悉电脑的人操作，但是对于不熟悉电脑的人来说却限制了他们的使用;多媒体功能强大，借助第三方软件可播放几乎任何主流格式的音视频文件;操作方式灵活,可以进行很方便的触摸式操作，也可以使用手写笔或者其他有尖端的工具进行像素级别的操作，有些型号有数字键盘或者全键盘，能比较快速的输入文字;
极为丰富的第三方软件，特别是词典，卫星导航软件均可运行;文件兼容性佳，利用内置以及三方软件基本上能兼容电脑上使用的常用格式文档。
3、BlackBerry系统
“黑莓”（BlackBerry）实际指的是一种移动电子邮件系统终端，优点是其强大的邮件系统、稳定且优秀的通话质量都是其他智能系统所无法比拟的。
特别是其在邮件服务方面所提供的安全、快捷、全面、丰富的管理设置功能使得其在稳固了老客户的关系的同时通过自身不断的改进，及时迅速的融入一些新技术使其保持了一定的时尚感。
然而黑莓没有时尚靓丽的外观，没有强大的影音娱乐媒体播放功能，而原本引以为傲的商务应用功能则对年轻一代没有任何吸引力，这也就造成了黑莓手机在使用人群中的严重不均衡。
4、WebOS系统
作为新一代系统，WebOS在硬件上做出了很大的改进，屏幕增加了多点触摸技术。
触摸屏更加灵敏，更加适合用手指操作。
不过新的技术只有来自带电的手指操作才有感应，所以非生命物体触摸无效，手写操作成为一个难题。
WebOS中的浏览器是一个完整的桌面级浏览器,支持网页中的Flash元素显示，这样的设计让您能够浏览到更加精彩的网络内容。
除了这些新功能，目前大部分中的U盘模式、导航功能、彩信功能、复制粘贴、邮件收发等功能在该系统上都能够实现。
“金无足赤，人无完人”，再出色再受欢迎的手机智能系统也有它不尽如人意的一面。
对于WebOS这个新生的手机操作系统更是一样。
作为一款智能手机，多媒体功能是一项重要的考核指标。
拍照、摄像的功能应该是最基本的。
而我们看到，WebOS系统并不支持摄像，这样的设计显然不能让对该系统满怀希望，想要尝试的朋友有些失望。
5、五大智能手机操作系统的比较
根据大家的争论与举例，我们根据国外网站的资料制作了一张关于五大智能手机操作系统的对比表格。
不过这家媒体此次并没有加入Symbian操作系统的相关内容，不得不说是个遗憾。
iPhone3.0
Android
WM6.5
BlackBerry
WebOS
后台运行程序
否
是
是
是
是
后台提醒
是
是
是
是
是
邮件推送
是
是
是
是
是
多点触控
是
可能
可能
是
是
电容触屏
是
是
否
是
是
蓝牙立体声
是
是
是
是
是
浏览器Flash
否
否
是
否
是
叠接上网
是
可能
是
是
是
U盘模式
否
是
是
是
是
视屏录制
否
是
是
是
否
语音导航
是
是
是
是
是
复制黏贴
是
是
是
是
是
全局搜索
是
否
是
否
是
彩信
是
是
是
是
是
Web浏览器
是
是
否
否
是
程序商店
是
是
是
是
是
开机系统
是
是
否
否
否
五大操作系统对比表
Marketshare
Company
2008sales
2008（%）
2007sales
2007（%）
Growth07-08（%）
Symbian
72933.5
52.4
77684.0
63.5
-6.1
Researchinmotion
23149.0
16.6
11767.7
9.6
96.7
Microsoftwindowsmobile
16498.1
11.8
14698.0
12.0
12.2
MacOSX
11417.5
8.2
3302.6
2.7
245.7
Linux
11262.9
8.1
11756.7
9.6
-4.2
PalmOS
2507.2
1.8
1762.7
1.4
42.2
OtherOSs
1519.7
1.1
1344.0
1.1
13.1
Total
139287.9
100.0
122315.6
100.0
13.9
2007—2008年智能手机销量排行
上面两张饼状图是07—08年智能手机销售百分比，其中，symbian系统依旧占据着市场的50%的比例，可见用户对此系统的偏好。
（二）其他方面
除了手机的操作系统，手机界面中的目标、图标等作为手机这个系统的输出也能体现出人机工学在手机中的应用。
1、目标的亮度、大小
目标是指在荧光屏上显示的视觉信息载体。
目标亮度愈高，愈易觉察，但是当目标亮度超过34cd／mz时，视敏度不再继续有较大的改善，所以目标亮度不应超过34cd／mz。
为了在屏面上突出目标，屏面的亮度不宜调节到最亮，而调节成合适的亮度时，工作效率最优。
屏面上不同形状目标的辨认效率不同，其一般的优劣次序为：
三角形>圆形>梯形>方形>长方形>椭圆形>十字形。
当干扰光点强度较大时，方形目标优于圆形目标。
从视敏度的角度看，目标愈大愈易察觉。
一般来说，目标的能见度随着目标面积的增大而增大，大体上成线性关系。
可是目标太大，占用空间太多，因而应有一个适宜的大小。
荧光屏上字符的大小与视距的关系如表4—17。
视距/m
字符直径/mm
0.5
3
1.0
6
3.0
10
字符的高宽比可取2：
1或1：
1，其笔划宽与字高之比可取为1：
8或1：
10。
一般常用字符的大小（字符的直径或方形字符的对角线长）规格为0．76，1．5，3．8，4．6，5．1，7．6，10，12．2，20，25．4mm等。
目标的视见度受制于目标与背景的亮度对比值，即表4—17
目标的亮度必须达到亮度对比度高于能见的阂值，目标才能被看见。
在背景亮度为0.34—34cd／m’的情况下，亮度对比阂一般随着背景亮度的增大而缩小，大体上成线性关系；在背景亮度为68cd／m’时，达最大值的90％；以后背景亮度再增大，亮度对比阂只有很小的改善。
所以，就亮度对比感受性而言，68cd／m’可以视作背景（屏面）亮度的最优数值。
2、图标
图标的图形形式应简洁直观，避免过于抽象，使用户能快速，准确的识别和使用,一般来说简单的线框比复杂的线框要易于识别。
人眼的视觉暂留时间约为0.1s，所以简洁明快的图标很容易让大脑判断它所表达的含义。
反之，越复杂的图标越会延长大脑的判断时间，降低效率。
随着软件技术和硬件技术的飞速发展，现在的手机用户界面所包含的信息量在不断的扩大，使得图标能以更丰富，细腻的色彩呈现在屏幕上，大大的丰富了视觉感观。
图标应该尽量与用户的心理模型相符合。
能用具体实物外形的图形就尽量使用，如果再配上适当的文字会更易于识别和操作。
比如说表示信息的图标用日常生活中常用的信封、信纸等图形来表示；摄像的图标用相机来表示；与声音有关的图标用音符或铃噹来表示等等。
尽量避免所采用的图形内容与用户文化观念起冲突。
比如说一些人们平常比较回避，甚至是厌恶的图形或一些模棱两可的图形。
尽量不采用字母，文字尤其是非通用文字或字母更不宜采用。
尽量不使用人手，人脸等图形。
人性化的设计越来越被人们接受，那是因为它为人们忙碌的生活和学习提供了便捷。
上述几点人性化的体现并不能全面的表达手机的人性化设计的全部方面。
但它代表了时代发展的趋势。
人性化的设计满足了人们的物质和精神层面的需求，总而言之，面向未来的设计是以人为本，人性化乃是设计的主题。
结论
通过上文对手机硬件和软件中人机因素的分析和类比，我们发现人机因素在当下手机中的运用正逐步的被重视，人机因素在手机中的运用也逐步的被细化，很大的方便了人们的交流。
娱乐等，丰富了人们的生活。
但其中的某些方面还存在不足，由于人们在社会中的角色不同，对于手机的要求也不同，手机的某一方面的功能还需加强。
现在手机用户界面的设计正日渐成为该款手机是否具有竞争优势的重要条件，从用户的角度出发，从用户的实际需要出发来进行设计。
以上不难看出，人机工学在手机设计中有着至关重要的作用。
展望
由于我们的知识水平有限，我们只能从几个方面就人机因素在手机中的应用分析类比，将人机因素运用到手机设计镇南关已成为手机发展的趋势，手机的发展会向着个性化、群体化和概念化发展。
以下是将来可能的更符合大众要求手机举例。
侧翼展开键：
当微型PC键盘收藏起来的时候，手机与普通的无太大差别。
而当需要进行信息输入时，可将键盘旋转（或拉伸）出来。
用双手拇指进行输入。
旋转键盘：
当键盘旋转成竖直方向，手机形态与普通折叠手机相似。
而当需要进行信息输入时，可将键盘旋转成水平方向，用双手拇指进行输入。
参考文献
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丁玉兰郭钢赵江洪
附录
常见手机的屏幕尺寸
屏幕大小（宽×高）
统计数量
大致比重
128×128
12
10.7%
128×160
26
23.2%
130×130
1
132×176
5
176×220
34
30.4%
176×208
12
10.7%
208×208
1
208×320
5
240×320
10
9%
320×240
5
640×320
1
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