作为信息技术的重要内容，人机交互技术比计算机硬件和软件技术的发展要滞后许多，已成为人类运用信息技术深入探索和认识客观世界的瓶颈。因此，人机交互技术已成为21世纪信息领域亟需解决的重大课题，引起了世界许多国家的高度重视（如图3-3-6）。

人机交互、人机互动（英文：Human–Computer Interaction或Human–Machine Interaction，简称HCI或HMI），是一门研究系统与用户之间的交互关系的学问。人机交互系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流，并进行操作。小如收音机的播放按键，大至飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室。人机交互界面的设计要包含用户对系统的理解（即心智模型），那是为了系统的可用性或者用户友好性。

1959年美国学者B．Shackel从人在操纵计算机时如何才能减轻疲劳出发，提出了被认为是人机界面的第一篇文献的关于计算机控制台设计的人机工程学的论文。1960年，Liklider JCK首次提出人机紧密共栖（Human-Computer Close Symbiosis）的概念，被视为人机界面学的启蒙观点。1969年在英国剑桥大学召开了第一次人机系统国际大会，同年第一份专业杂志国际人机研究（IJMMS）创刊。可以说，1969年是人机界面学发展史的里程确。在1970年成立了两个HCI研究中心：一个是英国的拉夫堡大学（Loughbocough University）的HUSAT研究中心，另一个是美国Xerox公司的Palo Alto研究中心。1970年到1973年出版了四本与计算机相关的人机工程学专著，为人机交互界面的发展指明了方向。

20世纪80年代初期，学术界相继出版了六本专著，对最新的人机交互研究成果进行了总结。人机交互学科逐渐形成了自己的理论体系和实践范畴的架构。理论体系方面，从人机工程学独立出来，更加强调认知心理学以及行为学和社会学的某些人文科学的理论指导实践范畴方面，从人机界面（人机接口）拓延开来，强调计算机对于人的反馈交互作用。人机界面一词由人机交互所取代。HCI中的“I”，也由Interface（界面/接口）变成了Interaction（交互）。20世纪90年代后期以来，随着高速处理芯片，多媒体技术和Internet Web技术的迅速发展和普及，人机交互的研究重点放在了智能化交互，多模态（多通道）、多媒体交互、虚拟交互以及人机协同交互等方面，也就是放在以人为在中心的人机交互技术方面。

人机交互的发展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史人机交互的发展经历了几个阶段：早期的手工作业阶段——作业控制语言及交互命令语言阶段——图形用户界面（GUI）阶段——网络用户界面的出现——多通道、多媒体的智能人机交互阶段。

狭义的讲，人机交互技术主要是研究人与计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。对于前者，人们可以借助键盘、鼠标、操纵杆、数据服装、眼动跟踪器、．位置跟踪器、数据手套、压力笔等设备，用手、脚、声音、姿势或身体的动作、眼睛甚至脑电波等向计算机传递信息；对于后者，计算机通过打印机、绘图仪、显示器、头盔式显示器（HMD）、音箱等输出或显示设备给人提供信息。它涉及到计算机科学、心理学、认知科学和社会学以及人类学等诸多学科，是信息技术的一个重要组成部分，并将继续对信息技术的发展产生巨大的影响。人机交互设计所涉及的是以下两个层面：

①人机界面（Human-Machine Interface，HMI）作为计算机系统的重要组成部分，主要是指人类与计算机系统之间的通信方式，它是人机双向信息交换的支持软件和硬件。在人和机器的互动过程中，有一个层面，即我们所说的界面。从心理学意义来分，界面可分为感觉（视觉、触觉、听觉等）和情感两个层次。界面设计是一个复杂的有不同学科参与的工程，人机工程学、认知心理学、设计学、语言学等在此都扮演着重要的角色。用户界面设计的三大原则是：置界面于用户的控制之下；减少用户的记忆负担；保持界面的一致性。用户界面设计在工作流程上分为结构设计、交互设计、视觉设计三个部分。

②交互设计（Interaction Design）指的是“设计支持人们日常工作与生活的交互产品”，具体的讲就是关于创建新的用户体验的问题，其目的是增强和扩充人们工作、通讯及交互的方式。

人机交互技术与认知心理学、人体工程学、多媒体技术和虚拟现实技术密切相关。其中，认知心理学与人体工程学是人机交互技术的理论基础，而多媒体技术和虚拟现实技术与人机交互技术相互交叉和渗透，除了前面已经介绍的人体工程学，我们对其他的学科加以简单介绍：

①认知心理学（Cognitive Psychology）是20世纪50年代中期在西方兴起的一种心理学思潮，在20世纪70年代成为西方心理学的一个主要研究方向。它研究人的高级心理过程，主要是认识过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维和语言等，从心理学的观点研究人机交互的原理。

②多媒体技术是指将正文、声音、图形、静止图像、动态图像等与计算集成在一起的技术。多媒体技术通过引入动画、音频、视频等动态媒体，大大丰富了计算机表现信息的形式，拓宽了计算机输出的带宽，提高了用户接受信息的效率，使人们可以得到更直观的信息，从而简化了用户的操作，扩展了应用范围。

多媒体信息在人机交互中的巨大潜力主要在于它能提高人对信息表现形式的选择和控制能力，同时也能提高信息表现形式与人的逻辑和创造能力的结合程度，在串行、符号信息以及并行、联想信息方面扩展人的信息处理能力。

③虚拟现实（Virtual Reality，VR）就是借助于计算机技术及硬件设备，建立高度真实感的虚拟环境，使人们通过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等感官在其中看、听、触、闻起来像真实的，以产生身临其境的感觉的一种技术。虚拟现实技术有别于其他计算机应用技术的三个鲜明特征：真实感、沉浸感和交互性。其中，自然和谐的交互方式是虚拟现实技术的一个重要研究内容，其目的是使人能以声音、动作、表情等自然方式与虚拟世界中的对象进行交互。

图3-3-6