Interaction Homme-Machine Conception, Réalisation

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1 ESSI Interaction Homme-Machine Conception, Réalisation Laurence Nigay Laboratoire CLIPS Institut IMAG Université de Grenoble 1 Equipe Ingénierie de l Interaction Homme-Machine Année universitaire

2 CHM : en résumé Une grande variété dans les utilisateurs La conception doit correspondre aux besoins, connaissances et caractéristiques des utilisateurs L'interface correspond à tous les aspects en contact avec l'utilisateur Les objectifs de la CHM sont l'augmentation de la fiabilité, de l'efficacité et de l'utilisabilité des systèmes La CHM englobe : la compréhension la conception l'évaluation le développement des systèmes CHM : en résumé Terry Winograd 1993 (Stanford University) CHM est une discipline qui ne correspond» ni à l'étude de l'homme» ni à l'étude des technologies informatiques» mais l'étude des liens entre ces deux disciplines. Les questions à se poser :» que peuvent faire les technologies actuelles,» quelles sont les possibilités, etc... et» comment les utilisateurs travaillent» comment les utilisateurs feraient, etc... Besoins Tâches Artefact Possibilités

3 Evolution des Interactions (1) Accroissement de l'intégration du réel : Monde Virtuel Virtualité Augmentée Monde Réel IHM clavier IHM graphique IHM parole/gestuelle IHM tangible Embodied UI IHM vestimentaire Embodied User Interface Embodied UI : Rank Xerox

4 Interaction multimodale Gestural Modality Vocal Modality Go to the middle of the message Embodied Modality Tactile Modality Pixels miroir

5 Evolution des Interactions (2) Changement de cible d'interaction : Monde Virtuel Réalité Augmentée Monde Réel 2D 3D Son Force... Action Réalité Augmentée CASPER : TIMC-IMAG GMCAO et CLIPS-IMAG IIHM

6 Le plan du cours Analyse des besoins 1- Apport de la psychologie cognitive 2- Une méthode de conception Conception d u système et du logiciel Codage et tests unitaires 3- Architecture logicielle 4- Outils de construction Intégration et test du système

7 PARTIE 1 : Psychologie cognitive et ergonomie

8 Psychologie cognitive et ergonomie La psychologie cognitive produit des modèles pour prédire expliquer le comportement du sujet humain. L'ergonomie s'appuie sur l'observation expérimentale. L'ergonomie vise à l'adaptation du travail à l'homme en permettant la conception d'outils, de machines, de dispositifs qui puissent être utilisés avec le maximum de confort, d'efficacité et de sécurité ( utilisateur ). Toutes deux interviennent dans la qualité des logiciels utilisabilité apprentissage constituent des "outils pour la pensée" (conception) Modèle du Processeur Humain Card, Moran, Newell "The Psychology of HCI" 1983 Sujet humain : un système de traitement de l'information Ce système : 3 sous-systèmes interdépendants système sensoriel, système moteur, système cognitif. Chaque sous-système comprend un processeur (cycle de base ~100 ms) une mémoire (capacité, persistance)

9 Le modèle ICS P. Barnard, Cogn itive Reso urces and the Learning of Computer Dialogs, dans Interfacin g Thought, Cogn itive aspects of Human Computer Interaction, Carroll J. Ed., MIT Press, p Sous-système acoustique (AC) Sous-système morphono-lexical (MPL) Sous-système propositionnel (PROP) Sous-système articulatoire (ART) Sous-système état physique (BS) Sous-système implicationnel (IMPLIC) Sous-système visuel (VIS) Sous-système objet (OBJ) Sous-système mouvement (LIMB) Le modèle de Rasmussen Buts Comportement basé sur les connaissances (savoir) Symboles Decision, choix de la tâche Identification Planification Comportement basé sur les règles (procédés) Situations Reconnaissance Association état/tâche Règles préstokées Comportement basés sur les habiletés (réflexes) Extraction de caractéristiques (Situations) Réactions sensorimotrices automatisées Entées sensorielles Signaux Actions Modèle simplifié des trois niveaux de contrôle des comportements humains Rasmussen, Information processing and Human-Machine Interactio n, an appro ach to cognitive engineering, Series, Vol. 12, North -Holland, 1986.

10 La théorie de l'action D. Norman, Cognitive Engineering, User Centered System Design, New Perspectives on Compu ter Interaction, édité par D. A. Norman, S.W. Draper, Hillsdale, New Jersey : Lawrence Erlbaum Associates, (1986), pp Concepteur Modèle de conception Utilisateur Modèle de l'utilisateur Ordinateur Système Image Modèle utilisateur La théorie de l'action

11 PARTIE 2 : Méthode de conception

12 Méthode de conception ATTENTION pas de méthode scientifique analytique, mais des techniques empiriques à appliquer - après mûres réflexions - et délicats compromis. CINQ ETAPES avec CYCLES et RETOURS ARRIERE définition du problème modélisation de l'utilisateur analyse de tâche définition des concepts informatiques définition de la présentation (IHM, Image, partie percept.) Méthode de conception : analyse de la tâche UAN : User Action Notation Hartson & Gray HCI, Lawrence Erlbaum, 7 (1) pp.1-46 Outil de spécification de l'interaction qui s'applique à différents niveaux d'abstraction : de la tâche élémentaire : description des suites d'actions physiques (manipulation directe) aux tâches composées : décomposition de tâches en sous-tâches et relation temporelle entre tâches

13 Méthode de conception : Evaluation 5. Evaluation expérimentale Vidéo, interview, etc. Prototypage : outils de conception itérative. Evaluation Interface Utilisateur Utilité - capacité fonctionnelle - performances système - qualité d'assistance Utilisabilité - facilité d'apprentissage - facilité d'utilisation - qualité de la documentation Conception d'ihm et cycle de vie Modèle de l'utilisateur Modèle de la tâche Analyse des besoins Conception IHM Evaluation ergonomique Tests d'acceptation Conception Tests du système Conception logicielle Conception globale Conception détaillée Réalisation et tests logiciels Tests d'intégration Tests unitaires Codage

14 PARTIE 3 : Architecture logicielle

15 Principe de base Interface Noyau fonctionnel Utilisateur Système informatique Le modèle SEEHEIM Interface avec l'application Contrôle du dialogue Présentation Application

16 Modèle ARCH et le métamodèle Slinky Composant Contrôleur de Dialogue Composant Adaptateur de domaine Composant Présentation Composant Noyau Fonctionnel Composant d'interaction Le modèle MVC (multi-agent) Modèle: fonctions abstraites Vue: présentation en sortie Contrôleur: interprète les entrées de l'utilisateur M C V

17 Le modèle PAC (multi-agent) Les facettes des agents PAC Présentation : aspects restitution + acquisition Abstraction : aspects conceptuels Contrôle : pont entre Présentation et Abstraction Le modèle PAC-Amodeus ARCH + PAC Contrôleur de Dialogue CD Objets conceptuels Hiérarchie d'agents PAC Objets de Présentation Adaptateur du Noyau Fonctionnel ANF Composant Techniques de Présentation CTP Objets du domaine Objets d'interaction Noyau Fonctionnel NF Composant Interaction de Bas Niveau CIBN

18 Livres BIBLIOGRAPHIE J. Preece Human Computer Interaction, Addison Wesley, 1994 Revues spécialisées SIGCHI Bulletin, ACM TOCHI : Transaction On Computer Human Interaction, ACM CHI : Computer Human Interaction, Lawrence Erlbaum Associates IJCHI : International Journal on Human-Computer Studies Autres revues CACM, IEEE Computer, TSI, Computer Graphics UAN Publication de référence décrivant tous les opérateurs» The UAN: a user-oriented representation for direct manipulation interface designs; H. Rex Hartson, Antonio C. Siochi and D. Hix; ACM Transactions on Information Systems, Volume 8, Issue 3 (1990), Pages BIBLIOGRAPHIE (sur le web) Association et de nombreux liens ACM SIGCHI : Lectures en IHM (HCI Bibliography ) Exemples de mauvaises conceptions avec leurs explications Méthode "Structuring the display" : description de la méthode et de nombreux exemples Méthode basée sur ICS : Exemples-exercices :