Пользовательские интерфейсы - понятие, виды и этапы развития

Базовое представление об интерфейсе

Под понятием интерфейс следует понимать совокупность аппаратных и программных средств взаимодействия пользователя с различными устройствами или программами. В процессе управления программой через устройства ввода/вывода человек формирует с ней диалог путем отправки запросов в виде сообщений. В ответ он получает необходимую информацию либо помощь в своем окне (или другим способом отображения).Очень часто пользователи заблуждаются, думая, что пользовательский интерфейс — это только внешний вид программы, а не сложная система взаимодействия ее различных компонентов.

Помимо этого, интерфейсы еще делятся по способу взаимодействия на следующие группы:

1. Программный интерфейс — это способ общения между программами на высоком уровне, а также их взаимодействия с пользователями.
2. Физический интерфейс — это механизм обмена информацией между аппаратными и техническими средствами на более низком уровне.
3. UI (сокращенно user interface или пользовательский интерфейс) — это удобный графический (визуальный) способ управления программой через ее кнопки и меню, например, использования калькулятора на сайте или заказа товара через корзину.

Основные правила отзывчивой системы

Наверное, одной из самых сложных задач для разработчиков компьютерных систем является создание хорошего интерфейса. С одной стороны, это средство разработки должно справляться со своими профессиональными задачами, а с другой стороны, быть удобным для обычных пользователей. Поэтому при ее создании разработчики придерживаются следующих рекомендаций:

• Простота. Под этим правилом следует понимать легкость обучения программному продукту. Интерфейс должен отражать основные намерения разработчика для решения поставленных задач и не содержать в себе ничего лишнего.
• Дружественность. Эргономика интерфейса (например, соотношение высоты и ширины экрана или порядок расположения его элементов) должна обеспечивать нужный уровень комфорта для пользователя и соответствовать его темпу задач, а также вызывать у него желание снова обращаться к ней.
• Функциональность. Главное назначение системы—это выполнять свои основные функции и быть эффективной в области своего использования.
• Обоснованная цена. Например, в производственных масштабах она должна быть окупаема и не вызывать у покупателя недовольства. С другой стороны, низкая цена интерфейса, как правило, может привести со временем к убыткам предприятие из-за недостатка нужного функционала, поэтому следует удерживать баланс между ценой и качеством.

Главные стадии проектирования

Поскольку пользовательский интерфейс относится в целом к программной системе, то стадии проектирования очень с нею похожи. Если кратко перечислить, в нее входят следующие этапы:

• Определение предметной области применения интерфейса.
• Сбор и анализ требований к продукту.
• Измерение целевой аудиторий.
• Проектирование дизайна интерфейса.
• Написание программного кода.
• Тестирование программы.
• Выпуск продукта на рынок.

Разновидности интерфейсов

Существует много разновидностей интерфейсов, которые различаются принципом взаимодействия с пользователем. Одни из них примитивны в своем использовании (например, командная строка), а другие, наоборот, очень сложны, если говорить о графическом или речевом способе общения системы с пользователем. Но в какой-то мере все они используются для решения определенных задач.

Командная строка

Командный интерфейс положил начало развитию принципа взаимодействия вычислительной машины и человека. Впервые он был реализован в 80-х годах программистом Тимом Патерсеном в операционной системе 86-Dos для компании IBM. Позже Microsoft выкупила у них права на использование операционной системы, и она была адаптирована для MS-DOS.

Принцип работы с данной системой был следующий. Пользователь с помощью клавиатуры вводил специальные команды, которые отображались белыми буквами на черном фоне окна, называемом терминалом, в котором он вводил параметры и дальше нажимал на клавишу Enter. Например, чтобы удалить каталог вместе с файлами надо было ввести команду rd: диск\_имя каталога и потом указать, если нужно, специальные параметры (например,/s-удалял указанный каталог и все ее файлы). В ответ же пользователь получал нужную информацию или результат своих операций в виде текста.

Вскоре подобный способ ввода устарел и был заменен на графический, потому что он имел много недостатков ввиду отсутствия мыши для управления средой и понятного интерфейса для пользователя.

Казалось бы, командная строка прекратила свое существование, но нет, она была оставлена в современных операционных системах (например, вызвать ее можно в Windows среде сочетанием клавиш Win+R и вводом в поле команды cmd), и неслучайно. Во-первых, она автоматизирует работу пользователя за счет написания сценариев. Во-вторых, она позволяет администрировать систему и, в третьих, устранять разные компьютерные неисправности.

Графический вариант — Wimp

Что же это за загадочное слово Wimp? Эта аббревиатура (Window это — окно, Image — картинка, Menu — меню, Pointer — указатель), по сути, и расшифровывается как графический интерфейс. История ее создания началась в 70-х, когда компания Xerox хотела упростить процесс подготовки документов для последующей ее распечатки на принтерах. Основная идея заключалась в том, чтобы графически манипулировать объектами системы с помощью особых манипуляторов, таких как мышь или джойстик, но, к сожалению, инженеры компаний Xerox не увидели в этой идее коммерческий потенциал.

Впоследствии такие компании, как Apple и Microsoft, использовали их наработки для создания своих операционных систем. Отличительной особенностью таких систем стал удобный и дружелюбный интерфейс диалогового окна, состоящего из различных кнопок и меню, в котором пользователю было несложно ориентироваться, лишь стоило ему направить свою компьютерную мышь и щелкнуть по нужному объекту.

В отличие от командной строки, новый тип взаимодействия пользователя с системой приобрел большую популярность среди людей. Все дело в том, что графическая информация лучше воспринимается человеком, чем обычный текст. Главной же концепцией этого интерфейса стал лозунг Dwim (с англ. обозначает «делай то, что имею в виду»), согласно которому система должна была быть предсказуема и отзывчива для пользователя.

Как и любая другая система, графический интерфейс не лишен недостатков, а именно: он потребляет много памяти и его сложнее автоматизировать, если в его программе не заложен специальный алгоритм.

Речевой вид — Silk

В результате масштабного внедрения нейронных систем в различные устройства и увеличения их вычислительных мощностей возник новый вид интерфейса — речевой. Алгоритм работы обработки речевых сигналов очень сложен и включает следующие этапы:

1. Происходит оценка качества речевого сигнала.
2. Потом он очищается от различных помех и искажений.
3. После сигнал поступает в модуль акустической адаптации для расчета параметров звука.
4. Затем в сигнале отбираются определенные участки речи, где они тщательно анализируются и выстраиваются определенным образом.
5. В конце данные речи предоставляются декодеру, являющемуся важным блоком распознавания речи, в котором они объединяются по определенным правилам и выдаются целостной речью.

Сначала речевые технологии, например АСАТ или Voice Navigator, не были широко распространены и только использовались инвалидами с редкими заболеваниями центральной нервной системой. Они позволяли преобразовывать их человеческий голос в текст, хотя качество перевода оставляло желать лучшего. Через некоторое время мощности различных устройств стали увеличиваться, и стало возможным внедрение в них искусственного интеллекта с функцией распознавания речи.

Многие крупные компании, такие как Яндекс, Apple, MIcrosoft, Amazon, в своих программных обеспечениях стали активно использовать голосовых помощников, принцип работы которых заключался в управлении различными системными устройствами с помощью голосовых команд пользователя.

На сегодняшний день речевой интерфейс определяет новое будущее, которое позволит максимально упростить взаимодействия вычислительной системы и человека, потому что пользователю уже будут не нужны клавиатура, джойстики или другие устройства. Новые понятия, такие как «Умный дом», позволяющий голосом управлять всеми подсистемами дома, уже становятся новой реальностью.