Особенности проектирования интерфейса человек-машина

Проектирование всегда предметно-ориентируемо какой-то прикладной областью. Проектирование турбин и проектирование интерфейсов пользователя потребует разных знаний и навыков, хотя какая-то методическая часть будет общей. Без прикладных аспектов конкретной области в разговоре о проектировании никак не обойтись.

Больше всего в своей жизни автор занимался проектированием систем человек-компьютер и интерфейсов пользователя в них, поэтому далее бо́льшая часть примеров будет относиться к проектированию цифровых продуктов и сервисов с участием людей и машин.

Профессия дизайнера пользовательских интерфейсов состоит в основном из конструкторской работы и больше похожа на профессию инженера-конструктора, чем на профессию дизайнера-оформителя. В деятельности больше традиционного технического проектирования, чем проектирования художественного. Основные задачи: сборка из элементов нормативной базы решений и увязка их в конструкцию с заданными характеристиками.

Вместе с тем, профессия оказалась на стыке такого обширного числа дисциплин, что требует знаний и навыков в более широком диапазоне, чем тема проектирования интерфейса. Ниже приведён перечень основных стержней профессии, без которых, на взгляд автора, невозможна качественная работа проектировщика.



Коллектив отечественных авторов, в редакционную коллегию которого входят В. Головача В. А. Незнанова и А. Копылов гораздо более подробно и комплексно это исследовали, закрепили в виде профессионального стандарта и так называемой профессиограммы. Представленный там свод корпусов знаний и навыков можно смело рекомендовать каждому дизайнеру интерфейса как дорожную карту собственного развития в профессии.

Чтобы двигаться дальше понадобится разобраться с двумя основопологающими принципами в организации взаимодействия. Удивительным образом понимание их даёт ключ к эффективной организации коммуникации через интерфейс, но и в отношениях заказчик и исполнитель. Суть в обоих случаях в качественной передаче и приёме сообщений в обе стороны.

Рассмотрим понятие интерактивности. Если переводить дословно, интерактивность это способность к взаимодействию. Вопрос интерактивен ли камень или дверная ручка способен поставить в тупик, ведь мы привыкли, считать интерактивными лишь вещи со встроенным в них компьютерами. Между тем и разговор двух людей и шахматная партия — примеры взаимодействия, а их участники интерактивны, то есть способны взаимодействовать, способны находиться в ситуации диалога.

Теперь следует разобраться с тем, что мы называем взаимодействием. Слово русское, двухчастное и означает, разумеется: взаимное действие. Что нас здесь больше интересует, кто в этом взаимном действии участвует.

Дональд Норман в «Психологии привычных вещей» вводит схему из семи шагов действия, когда деятель, исходя из какой-то цели, формирует намерение и действует, затем получает отклик от окружающей среды, оценивает его и по необходимости корректирует цель, и цикл повторяется. В схеме Нормана можно выделить условно двух участников: деятеля и окружающий мир. Деятель совершает действие, окружающая среда реагирует на него, подаёт деятелю сигналы. Действия направлены от участника к миру и обратно. Реакция или отклик одного участника взаимодействия на активность другого в теории информации и управлении получила название обратной связи и является важнейшей концепцией для проектирования.

Хороший певец невозможен без налаженной обратной связи. Певец это всегда и подача и самовосприятие, голос и слух. Каждый раз, когда певец ошибается, он это ощущает и исправляется сразу же или через несколько повторений. Красивое пение — следствие тонко отстроенного контура обратной связи.

Другой прекрасный пример обратной связи — туалетный бачок. Каждый раз после его использования мы знаем когда в него начинает и заканчивает набираться новая порция воды. Звуковое сопровождение настолько богато, что по тону звука мы даже способны определить на сколько процентов он наполнился, хотя мы не видим никакого видимого индикатора этого процесса, разве что когда крышка снята. Когда бачок неисправен, мы слышим характерное журчание. Из того, что оно происходит долгое время, гораздо дольше чем обычно требуется для его наполнения, мы понимаем, что что-то не так. Всего лишь смывной бочок, но какая богатая обратная связь.

В реальном мире большинство естественных объектов обладают богатой обратной связью. Что не скажешь о искуственных объектах. Ещё хуже дело обстоит с компьютерными программами, попросту потому, что каждый элемент обратной связи нужно продумать и реализовать, и до этого у разработчиков порой не доходят руки.

Человек чаще всего один на один в работе с комьютером, а последний далёк от совершенства в технологических возможностях для обратной связи. Современные компьютеры не используют наши способности к осязанию, ощущению смены центра тяжести и ориентации в пространстве, вкусовые и обонятельные рецепторы пока тоже испытывают информацинный голод.

Возвращаясь к вопросу о том интерактивны ли камень и дверная ручка можно с уверенностью утверждать, что они интерактивны по отношению к человеку, взаимодействующему с ними. Камень передает руке информацию о своем весе, твердости, форме и характере поверхности. Любой, кто пускал блинчики способен найти нужный камень на ощупь, не глядя. Дверная ручка способна рассказать о том, как она работает без использования памяти человека: изучая ее пределы, насколько она поворачивается или нажимается, и результат действия, можно понять о том как она функционирует. Вместе с тем, исследование границ работоспособности ручки ощущается более безопасным, чем аналогичное исследование сложной компьютерой системы, где неосторожное действие может закончиться либо безмолвием, либо унижающей карой.

Всё взаимодействие компьютера с человеком в наши дни происходит лишь через сменяющиеся картинки и звуки. Задача дизайнера, проектирующего взаимодействие, снабдить человека достаточным объемом информации через эти каналы и возможно найти новые. Досаточных для принятия решений человеком и в то же время не вызывающего переутомления.

Сформулируем принцип интерактивности в виде максимы.

Разобрав интерактивность, мы осознали насколько важно получать и передавать сигналы при взаимодействии. Однако далеко неочевидно с первого взгляда, что именно из информации должно быть передано обязательно, а что может быть опущено из-за принятых в обществе и культуре умолчаний, а то и придержано в секрете, дабы не утомить или психологически «перегреть» участника взаимодействия.

Если мы оформим принцип в виде максимы, то он будет звучать так.

Действительно, с точки зрения деятеля, получающего сигналы, чем больше информации у него есть, тем более адекватное решение он может принять.

С другой стороны, излишняя информация затратит больше сил человека на её восприятие и переработку. Плюс, с точки зрения агента-передатчика, скрыть часть информации может быть полезным намеренным действием. Например, человек, продающий побывавший в аварии автомобиль, заинтересован продать его более выгодно как неаварийный, стало быть ему на руку скрывать часть информации. Обман и различные его способы такие как удержание информации, ее намеренное искажение вплоть до мимикрии под успешные образцы мы рассматривать не будем, считая такое взаимодействие недобропорядочным, так как агент приобретает преимущество в нечестной игре за счёт неведения оппонента. Вместе с тем, как бы мы к этому не относились, и природа, и реальный мир наводнены подобными видами взаимодействий.

Итак, мы пришли к тому, что важно предоставлять некоторое оптимальное количество информации, создающее понимание и осведомлённость о ситуации, и скрывающее всё остальное, что не будет существенно менять картину. Как понять, что именно включать в каждый из этих двух наборов?

Разберёмся с этим на примерах волшебных сказок. Волшебные сказки и фантастика — прекрасные примеры для изучения и развития компьютерных систем, потому что и те, и другие объеденине отсутствием ограничений физического мира. Будем для начала исследовать поведение главного персонажа сказки «Волшебная лампа Алладина» и думать одновременном о любом человеке, имеющем дело с каким-то искусственным предметом — артефактом.

На схеме выше изображена развертка во времени информационных пластов слева направо в порядке встречи человека с ними в его жизни. В начале и на протяжении всей жизни человека обрабатывает культура определённого социума. Так, мы знаем, что изображение, перечёркнутое красной линией, является символом запрета или отмены, а лампу, выглядящую определённым образом, нужно потереть, чтобы появился джин. Любой человек в современном глобализованном мире, выросший на определенных сказках, знает про жест «потереть лампу». Культура — один из самых мощных инструментов формирования поведения.

Следующий слой информации приходит к нам с изучением предметной области, в которой нам предстоит действовать. Сюда могут входить модели, процессы, концепции и отдельные термины. Например, в случае с масляной лампой, человек что-то понимал про процесс горения, про роль масла в нём, соображал почему лампа переставала гореть, когда масло заканчивалось — он представлял на некотором уровне суть физического процесса. Это следующий уровень знаний, с ним человек знакомится по мере соприкосновения с некоторым доменом.

Оба описанных выше пласта знаний мы считаем априорными, то есть получаемым до встречи с артефактом. Если так вышло, что аудитория, для которой проектируется артефакт, широка, и данные знания недоступны её представителям, нам понадобится воссоздать их, передав их пользователям артефакта, иначе его адекватное восприятие и использование будет затруднено или вовсе невозможно.

В момент первой встречи с артефактом человек должен быть готов к тому, чтобы по его облику или первым пробам восстановить назначение и разобраться с тем как им пользоваться. В случае с лампой Алладина мы помним, что назначение лампы было невидимым для Алладина, а способ использования был секретным, найденным впоследствии случайно. Установка связи «потереть — вызвать джина» могло не наступить с первого раза, потому что, мало ли что, эти события могли совпасть случайно даже при ошеломительности одного из них. Так и в интерфейсах, случайно появившееся окно, вызванное не явной командой человека, а по какой-то скрытой от него логике, скорее всего не приведёт к формированию поведенческого навыка.

Конечно, такое поведение лампы могло быть заложенно её осоздателями намеренно, ведь перед нами магический инструмент. Ограничение видимости принципа активации могло быть полезным, так как пользоваться лампой должен был ограниченный круг людей — перед нами допотопный способ авторизация. Однако для предмета массового использования такое состояние дел, естественно, нежелательно. Концепцию управления лампой придётся делать видимой, например, с помощью обучения. А далее неплохо было бы организовать и способы быстрого восстановления полученных знаний на случай, когда у человека будут большие перерывы между использованием артефакта.

В той же сказке разные джины при появлении проводили инструктирование своего спасителя на предмет возможного использование, то есть они обучали тому, что они умеют делать. В сказке был примерно такой диалог, отражающий коммуникацию, формирующую видимость.

Мы помним как хозяйке в сказке о волшебной горшочке легко было запамятовать нужные слова. Здесь нет ничего необычного, память человека динамична, она не держит долго то, что не используется. Мы забываем постоянно, и здесь нужна помощь. Человеку потребуется подмога для быстрого вспоминания важных терминов, концепций и принципов работы интерфейса.

В приключенческих играх восьмибитных персональных компьютеров 80-х не было видно ничего, кроме того, что решил показать разработчик игры. Неизвестен набор команд, неизвестно куда можно отправиться, неизвестна цель. В игре это создавало дополнительный азарт, дарило роскошный шанс почувствовать себя первооткрывателем. Однако такая ограниченная видимость вряд ли будет воспринята с восторгом человеком, стремящимся в повседневности быстро решить свою профессиональную или бытовую задачу.

В первых версиях Mac OS для того, чтобы корректно отключить внешнее устройство нужно было догадаться в графическом интерфейсе «выбросить» устройство в Корзину. Остроумная идея, казавшаяся пригодной разработчикам, оказалась неочевидный и невидимой для большинства. От метафоры впоследствии отказались.

Мы видим, что управление информационной видимостью — мощный инструмент. Существуют ситуации, когда полезно скрыть часть информации временно или вовсе. Это не только игры, но и ситуации, когда излишняя доступность информации способна довести человека до потере самообладания.

Так, например, частные инвесторы, отдавшие собственные сбережения в доверительное управление и имеющие доступ к ежедневным отчётам о сотоянии дел, обрывают трубки технической поддержки, каждый раз, когда актив начинает падать в стоимости. Волотильные ценные бумаги способны многократно менять направление: то расти, то падать. Их кратковременное падение не означает обязательно плохого финансового результата в финале отчётного периода. Здесь дело в психологии. Несмотря на то, что человек передал ответственность за часть собственного имущества профессиональным инвесторам, он тревожится только из-за того как организована подача информации. Такой проблемы не было бы, если бы отчётность была лишь по широким временным периодам, когда фиксировался бы финансовый результат.

Итак, мы видим, что в ситуации диалога, которая сквозным образом присутствует во всех вопросах проектирования интерфейса, главнейшая задача дизайнера интерфейса — коммуникационная. Заключается она в том, чтобы элегантно и точно, то есть минимальными средствами и без искажений, упаковать, верно сдозировать и передать сообщение получателю. Сообщения или месседжи в работе дизайнера везде и всюду. Первая же встреча с предметом должна рассказать о том для чего тот существует и в чём может служить человеку — коммуникация назначения. Будет великолепно, если человек высоко оценит предмет и захочет его приобрести — коммуникация престижа, качества. Невозможно будет управлять системой, если она не будет передавать информацию о своём состоянии — коммуникация обратной связи.

Выбор содержания, его дозы и способа упаковки сообщений для достижения требуемого эффекта — главный вызов и сложность. Создание плаката, интерфейса или договоренности с заказчиком — всё это задачи на взаимодействие. Извлечение и верная трактовка сигнала из головы заказчика, поиск содержания, упаковки и способа отправки обратного месседжа заказчику — всё это работа дизайнера.

С технической точки зрения функция любого пользовательского интерфейса — передавать данные. Передавать их требуется из разных частей системы к органам восприятия человека, а также, забрав часть новых данных от человека или обогатив их, отправить их дальше до остальных частей системы, будь она составлена из людей или машин.

Данные в интерфейсе, можно разделить на два типа: управляющие, направляемые от подающего сигнал в сторону системы и других потребителей (сигналы, команды, описания) и описательные, сообщающие структуру и содержание информационных объектов, результаты расчётов и прогнозов с тем, чтобы человек или машина принимали решения.

Если мы попытаемся «разрезать» каналы передачи данных в системе, выделив тем самым точки, где появляется интерфейс между человеком и машиной, мы найдём, что все многообразие сценариев сводится к трём архитипичным точкам контакта, изображённым на схеме ниже.

Интерфейсные конструкции имеют ограниченный набор функций, верхнеуровнево описывающийся глаголами: понимать, видеть, снабжать и управлять. Рассмотрим их относительно каждого типа точек контакта.

Добавим пару замечаний.

С точки зрения развития технических систем интерфейс между человеком и машиной — претендент на скорейшее выбывание из человекомашинных систем. Человек в них чаще всего — лишнее вынужденное звено, формирующее потери помимо приносимой пользы. Человек регулярно ошибается, часть времени пребывает в неработоспособном состоянии и, в общем, малоэффективен в рутине, если его сравнивать с механизмами.

А. Горбунов (2011) пишет: «С точки зрения теории систем любой интерфейс — узкое место с низким КПД, в котором теряется энергия, скорость, пропускная способность, время, аудитория и деньги. Самый неэффективный вид интерфейса — пользовательский. В отличие от аппаратных и программных, пользовательский интерфейс открывает безграничный простор для человеческих решений и ошибок».

Согласно эвристической формуле формирования ценности Дэвида Хассмана (встречающейся также под название Dude’s Law — Закон чувака) интерфейс, отвечающий на вопрос «как именно происходит взаимодействие» всегда находится лишь в знаменателе формулы. То есть, это обуза и затраты, уменьшающие ценность.

Единственным исключением здесь будут компьютерные игры и приложения виртуальной реальности, где основная задача — решение проблемы «избыточности времени», борьбы человека со скукой (Бродский, 1989). В этом случае определённое хитроумное устройство интерфейса, даже если оно несколько затрудняет использование программы, может носить игровой характер и быть желанным. В этом случае часть «как» из знаменателя переползает в «зачем» смыслового числителя.

Возвращаясь к пользовательским интерфейсам неигровых программ, видим, что координально вопрос может быть решён лишь исключением интерфейса из системы, путём замены его на прямое соединение частей системы или организации коммуникации между ними, минуя человека.

Однако львиная доля коммуникация с человеком в системах нужна для передачи ему функции управления, которую на ранних стадиях развития техники было трудно или невозможно поручить машинам.

У Гуда и Малкома складываются понятия логического и рефлективного управления. «Различие между двумя типами управляющих устройств является принципиальным; термины для их обозначения взяты нами по аналогии с человеком, который совершает определенные рефлекторные действия (например, одергивает руки от горячей печки) мгновенно и просто, но совершает более сложные действия (например, решение задач) более медленно и с участием умственной деятельности. Линия разграничения между средствами управления этих двух типов будет, конечно, весьма условной; однако устройства одного типа удобно рассматривать под рубрикой системной логики, а устройство другого — под рубрикой автоматического регулирования» (Гуд и Малком, 1962, С. 45).

С бурным развитием машинного обучение функции управления, возлагаемые ранее на человека, всё чаще передаются узким интеллектуальным автоматам. В особенности рефлективная логика, суть которой мгновенное реагирование на сигналы. Логическое управление по Гуду и Малкому всё ещё часто остаётся привелегией человека. Однако и здесь всё чаще узко-направленный искусственный интеллект, реализуется возможностями машинного обучения.

Зачем же тогда тщательно проектировать интерфейс, если он только работа с данными, и более того, людей скоро вытеснят из систем?

Во-первых, никто не знает когда же наступит тот момент, когда человек сможет полностью отказаться от управления в сложных системах. Опыт автора подсказывает, что психологически людям трудно оставить контроль над ситуацией, и в каждом новом проекте по автоматизации человек, движимый страхом и желанием «подстелить соломку», стремится оставить для себя лазейку исправления критических ситуаций в виде ручного управления. Например, колесные роботы по доставке еды время от времени застревают в снегу. Вероятно развитие точности в их алгоритмах встретит некоторый предел насыщения, когда поднятие точности с 98% до 99,99% будет настолько трудной, а главное, дорогостоящей задачей, что проще будет организовать дежурство силами человека-оператора, который по мере надобности будет включаться в решение нестандартных ситуаций, помогая одновременно десятку роботов.

Во-вторых, хороший интерфейс — это, конечно же, не только номинальная работа человека с данными, но и обеспечение человеку комфорта в этой работе. Проектирующему важно разобраться какие данные стоит показывать, а какие лучше скрыть, чтобы не перегружать оператора. Важно решить в какой последовательности и в каких группировках их подавать, чтобы человек правильно их воспринимал. В конце концов, в ряде ситуаций нужно притормозить и замедлиться до скорости человека, ведь машины чудовищно быстры. Так, например, было замечено, что быстрое отсчитывание количества банкнот в банкоматах пугает людей и вселяет недоверие — такая скорость не согласуется с интиитивным опытом, и человека переживает, что машина может ошибиться в подсчёте денег. Или же некоторые ошибки, которые пришли с сервера за десятки милисекунд следует придержать до хотя бы четверти или полусекунды, чтобы человек понял, что успело что-то произойти после подачи команды. Хороший интерфейс — это и подходящее представление, и мастерски оркестрованное взаимодействие с точки зрения подачи «блюд» вовремя.

На заре развития информационных систем интерфейс пользователя создавался разработчиками, и зачастую это были непролазные для обывателя дебри. Требовалось слишком многое знать о внутреннем устройстве технической системы, помнить важные концепции, удерживать их в голове. Отрасль быстро пришла к пониманию, что интерфейсы, требующие изнурительного чтения толстых руководств, а то и прохождения курсов по обучению каждой программе — недопустимая роскошь.

Постепенно проявилось движение, применяющих и пропагандирующих человеко-центричный дизайн. Благодаря публикации знаний, полученных во второй половине XX века когнитивистами и дизайнерами-практиками, защищающих интересы пользователя, (Раскин, Купер, Тоньяцини, Нильсен, Круг) повились основы профессии, которую теперь называют дизайнер или проектировщик интерфейса пользователя. Интерфейсы стали более понятными обывателю.

Но мало того, что первые интерфейсы были непонятны. Они вдобавок были совершенно убоги в отношении эстетики. Такое положение дел не могло оставаться без изменений, так как компьютерам предстояло покорить массовый потребительский рынок. Сложность начинки компьютеров, торчавшая наружу через первые пользовательские интерфейсы, тогда ещё текстовые, отпугивала массового потребителя. На помощь пришёл дизайн. А. Форти пишет: «Дизайн в силу своей способности показывать вещи не такими какие они есть на самом деле, является одним из самых важных инструментов, помогающих обеспечить привлекательность и завоевать расположение потребителя. <…> Хорошо это или плохо, но факт остается фактом — в индустриальных обществах дизайн часто использовался чтобы скрыть или замаскировать истинную суть предметов <…>». И дизайн интерфейсов стал сначала более привлекательным, а затем и сексуально красивым и даже манящим.

Известно, что развитие идёт циклично. Отдельные его фазы касаются крайних положений словно мы рассматриваем движение маятника. В стремлении всё упрощать и скрывать, человечество успело зайти слишком далеко, что требует, пожалуй, и коррекции. «Дизайнеры приручили сложность для нас. Они создают чрезвычайно сложные технологии, выглядящие простыми и лёгкими в использовании. И простота прекрасно продаётся. <…> Как упрощение влияет на нас? Наши решения имеют последствия для нас и других. Упрощенное представление может делать нас слепыми для этих последствий» (Ральф Аммер, 2010). Аммер предлагает идти в упрощениях не дальше того, что требует передачи минимальных представлений о сложности внутреннего устройства систем, которыми нужно управлять. Без этого управляющие ими люди рискуют спровоцировать катастрофу, как это произошло, например, в Чернобыле. Через передачу концептуального понимания, знаний о структуре и существовании взаимовлияний важных факторов мы избежим выпуска хрупких систем. Систем, притворяющихся простыми, тогда как они сложны и об этом стоило бы знать людям, вовлеченным в работу с ними.

Итак, проектировать интерфейс важно и нужно, ведь он в современном программном обеспечении становится чуть ли не единственным информационным таблом, концептуальной инструкцией и пультом управления сложнейшими системами.