aula 3 - fatores humanos
TRANSCRIPT
Fundamentos de Fatores Humanos em IHC:
Introdução e Percepção Visual
Prof. André Constantino da SilvaIHC
Baseado nos slides daProf. Dr. Heloísa Vieira da Rocha
Overture...
Pet Shop Boys - Invisible https://www.youtube.com/watch?v=n609XaagVJo
…I'm here but you can't see meI'm invisibleIt's queer how graduallyI've become invisibleLook at me the absenteeDisappearing finallyGoodbyeIs it magic or the truth?Strange psychology?…
• estudaremos as capacidades físicas e cognitivas do Humano, como fatores que influenciam o design de interfaces de sistemas computacionais.
Objetivo das Aulas
• A interação com a tecnologia é cognitiva– Necessitamos levar em consideração os processos
cognitivos envolvidos e as limitações cognitivas dos usuários
• Podemos prover conhecimento sobre o que pode, ou não, ser esperado dos usuários
• Identificar e explicar a natureza e causas dos problemas encontrados pelos usuários
• Suprir com teorias, ferramentas de modelagem, guias e métodos que possam conduzir a projetos de melhores produtos interativos
Por que precisamos compreender os usuários?
• Aspectos Cognitivos Centrais• Modelo de Processador Humano• Engenharia Cognitiva
– Golfo de Avaliação e Golfo de Avaliação– O modelo GOMS– Modelos Mentais– Metáforas em interfaces
Conteúdo
• Percepcão e reconhecimento• Atenção• Memória
Usados para:• Ler, falar e ouvir
• Resolver problemas, planejar, raciocinar e tomar decisões, aprender
Aspectos Cognitivos Centrais
• “Refere-se a como a informação é assimilada do ambiente pelos diferentes órgãos sensitivos – olhos, ouvidos, dedos – e transformada em experiências com objetos, eventos, sons e gestos” (Roth, 1986)
• Processo complexo que envolve outros processos cognitivos, como a memória, a atenção e a linguagem
Percepção
Descreva o que você vê na figura? É real?Dê um rótulo para a figura?
Descreva o que você vê na figura? É real?Dê um rótulo para a figura?
Sua descrição desta figura usa um ...... e ou usa um ..... ouou seja, você consegue ver duas coisas ao mesmo tempo?
Marque o tempo em que você diz a palavras e compare com o tempo com que você diz as cores
• Como percebemos o mundo em nossa volta?
Os Sentidos
• É a operação que leva ao cérebro informações de fenômenos do meio externo e do estado do organismo
• É por meio dela que os indivíduos se relacionam com o ambiente– Órgão de sentido
Sensação
• Exteroceptiva: permite o contato entre o indivíduo e o meio externo por meio dos órgãos dos sentidos
• Interoceptiva: permite ao cérebro tomar conhecimento do que acontece nos órgãos internos– Exemplo: fome, calor, frio, desconforto
• Proprioceptiva: permite ao cérebro tomar conhecimento do movimento corpóreo no espaço e da sua posição em relação aos outros– Exemplo: equilíbrio
Tipos de Sensação
• Estímulos muito tênues ou muito intensos não são detectados– Limiar da sensação
• Sensação é relativa: varia de acordo com o ambiente, estado emocional, uso de medicamentos, etc
Estímulos
• http://youtu.be/ywaovES97vI?list=PL4EDA01368AB3E59E
Vídeos Extras
• O usuário deve “perceber” a informação apresentada na interface, através dos sinais que a constituem.
• Como os sinais externos que chegam aos órgãos sensoriais são convertidos em experiências perceptuais significativas?
Mecanismos da Percepção Humana
Entendendo os mecanismos da percepção
• Casamento de padrões?– Esse processo simples não funciona se a letra
é apresentada com outra orientação ou com tamanho variável.
– Um sistema mais poderoso e flexível é necessário para dar conta da capacidade humana de reconhecimento de padrões.
• Como a informação que chega a nossos órgãos dos sentidos é interpretada?
Mecanismos da Percepção Humana
Degradando a imagem...
Foto de R.C.James
Colocando organizações competitivas...
M C Escher, Cavaleiros
Salvador Dalí, The Slave Market with Disappearing Bust of Voltaire
Colocando uma organização sem sentido...
Processos perceptuais impõem
uma organizaçã
o à imagem....
B. Riley, Tremor
Nosso aparato visual evolui em mundo 3D...
Atribuindo profundidad
e (e contexto) à
imagem
R. Magritte, Les Promenades d´Éuclide
Descreva a imagem
Compare a descrição com a de um colega
Olhando para “figuras impossíveis”
Outra maneira de mostrar a operação
que fazemos ao colocar objetos em 3D durante
sua interpretaçã
oM C Escher, Moebius Strip
• http://youtu.be/sk0rPAGoJcs?t=32m9s Assistir do 32:11 até 36:50
Tudo junto e misturado
Anomalias da Percepção
Células neurais
interagem umas com as outras. No
único ponto do olho onde os
receptores não interagem
muito com os outros, o
escurecimento da interseção não acontece
• Construtivistas– A informação que captamos é “construída”
envolve processos cognitivos
• Ecologistas– A informação é “detectada” em um processo
direto noção de affordance
Teorias da Percepção Humana
• percepção é um processo direto no qual a informação é simplesmente detetada ao invés de ser construída
• conceito central - affordance– o que se vê como comportamento de um
sistema, objeto ou evento é o que é permitido pelo sistema, objeto ou evento
Abordagem Ecológica
• Os objetos carregam certas características que dirigem nossa percepção sobre eles...
Quais são os botões da figura?
• percepção envolve a intervenção de representações e memórias– o que se vê não é uma réplica do mundo como uma
fotografia– o sistema visual constrói um modelo do mundo através de
transformações, acréscimos, distorções e descartando informação
• a habilidade de perceber objetos em uma tela - textos, gráficos, representações bi ou tri-dimensionais - é resultado de nosso conhecimento anterior e expectativas do que deveria aparecer
Abordagem Construtivista
• A implicação óbvia é projetar representações que sejam facilmente perceptíveis, exemplo:– O texto deve ser legível– Os ícones devem ser fáceis de se distiguir e ler
Percepção e Reconhecimento no Design de Interfaces
Qual a frase mais fácil de ler? Por quê?
Perceber é muito mais que ver...
• A demanda por memorização e a carga cognitiva exigida pelas interfaces de comandos, nas interfaces gráficas é deslocada para o processamento perceptual e viso-motor
(Shame, 1999)
• Percepção é um processo ativo• Existem duas teorias principais sobre percepção:
construtivista e ecológica– A abordagem construtivista tem sido usada para
auxiliar no design de display de informações de forma a torná-la rapidamente perceptível
– A abordagem ecológica tem sido usada para auxiliar no design de objetos da interface – affordance
Percepção - Resumo
• https://www.youtube.com/watch?v=0_WLOzUg8eA
• https://www.youtube.com/watch?v=l9x0irsINXg
• https://www.youtube.com/watch?v=axEy4hDmKOo
Vídeos - Extras
Percepção - Resumo
• Percepção é um processo ativo• Existem duas teorias principais sobre percepção:
construtivista e ecológica• A abordagem construtivista tem sido usada para
auxiliar no design de display de informações de forma a torná-la rapidamente perceptível
• A abordagem ecológica tem sido usada para auxiliar no design de objetos da interface – affordance
• Em grupo, apresentar o problema e a explicação– Cadeira de Beuchet– Quarto de Ames– Imagem biestável– Arte anamórfica– Paralaxe do movimento– Autoestereograma– Anáglifo
Trabalhos
• https://www.youtube.com/watch?v=FzeXeXR9cCs
Atenção
• Seleção de coisas para se concentrar dentre várias ao nosso redor, em um dado momento
• Mecanismo que permite a fixação de alguns estímulos e a organização das informações para o processo de tomada de decisão– Seletiva: foca em alguns e descarta os demais– É influenciada pelas necessidades, motivações,
interesses, personalidade, cultura, objetivo, prazer, medo…
Atenção
• atenção focada– habilidade de concentrar em um determinado
evento quando existe uma série de eventos competindo• o que é relevante as atividades e intenções que se tem no
momento
• atenção dividida– quando se tenta atender a mais de uma demanda
ao mesmo tempo• ex.: dirigir e conversar com um passageiro ao lado
Atenção dividida e focada
• A atenção focalizada e dividida nos permite ser seletivos apesar da grande quantidade de estímulos competindo, no entanto limita nossa capacidade de perceber todos os outros eventos
Atenção Focada e Dividida
• As informações de uma interface devem ser estruturadas para capturar a atenção do usuário, por exemplo usando fronteiras perceptíveis (windows), cor, vídeo reverso, som e luzes piscantes
Focando atenção em uma Interface
Um exemplo de uso excessivo de gráficos
• Como dirigir a atenção do usuário para a informação relevante no display?– Estruturando a interface
• torná-la fácil de ser navegada• apresentar informação na medida certa: nem muita e nem
pouca• agrupar e ordenar a informação em partes significativas
– Outras técnicas• cores• técnicas de alerta: vídeo reverso, som etc• janelas
Focando atenção em uma Interface
• executar uma série de tarefas alternadamente durante um mesmo período de tempo
• tarefas primárias e secundárias• como saber de onde recomeçar
– ajudas cognitivas• sistemas devem ser projetados para
sitematicamente prover informação sobre o status de uma determinada atividade– p. ex: ainda não salvou arquivo …..
Multi-tarefas e Interrupções
• Salientar a informação, quando esta necessitar de atenção
• Utilizar técnicas que façam com que coisas se destaquem, como: cor, disposição, espaçamento, sublinhado, ordenação e animação.
• Evitar sobrecarregar a interface – Exemplo: Google, possui um design simples e rápido
• Evitar usar muitos recursos só porque o software permite implementá-los
Implicações da atenção no projeto de interfaces
• Envolve codificar e recordar o conhecimento e agir apropriadamente
• Nós não lembramos de tudo – filtragem e processamento
• O contexto é importante para nossa memória
• Nossa capacidade de identificar coisas é muito maior do que a de lembrar coisas– O aumento do uso de interfaces GUI baseadas em comando
(Graphical User Interface)• É mais fácil lembrar de imagens do que de palavras
– O uso de ícones ao invés de nomes
Memória
• Memória de Informação Sensorial
• Memória de Curta Duração
• Memória de Longa Duração
As Bases Neurais da Memória Humana
• Memória de Informação Sensorial– “fotografia do mundo”, como ele é recebido pelos
nossos órgãos dos sentidos
• Memória de Curta Duração– A informação retida não é mais a imagem completa
de eventos, mas a interpretação imediata deles
• Memória de Longa Duração– 10 bilhões de neurônios capazes de armazenar
informações...
Qual foi o cardápio do seu jantar de sábado?
Atividades correntes de pensamento, processos de consciência e memórias imediatas são mediados por atividades elétricas
Mudanças estruturais e químicas devem ocorrer como resultado da aquisição de novo conhecimento
• Memória de Curta Duração ativação elétrica de um loop neural específico
• Memória de Longa Duração estrutura permanente de circuitos neurais, que acontece através do processo de consolidação:– Codificação química na estrutura de moléculas de proteína em
cada sinapse– Crescimento de novas junções sinápticas
Memória e Soluções de Interfaces
Memória e Soluções de Interfaces
Memória e Soluções de Interfaces
• Memória está envolvida em todas as nossas atividades (da mesma forma que percepção e atenção)– sem memória não conseguiríamos escovar os dentes
• sistema humano de memória é muito versátil– ele pode armazenar procedimentos, dados
sensoriais, relações, sentimentos, experiências etc– não é infalível
Restrições de Memória
• a extensão de quanto é relembrado depende do quanto é significativo– teoria do nível de processamento– é a profundidade que uma informação é processada
que determina a facilidade com que é relembrada ( o som de uma palavra ----> o significado de uma palavra)
– familiaridade e associação de imagens ( ex.: o quanto uma palavra é familiar e o quanto ela tem uma imagem associada)
Restrições de Memória
• Conhecimento no mundo X conhecimento na cabeça
• Reconhecer é muito mais efetivo que lembrar– reduzir na interface o número de componentes
que tem que ser lembrados• Um expert é perito em lembrar onde
encontrar informação no mundo externo– colocar informação do mundo na interface
Reconhecimento X Lembrança
O chunk
• Função do usuário e da tarefa...=ativação de sua MLD
HSICAUIMPWIHCUSAWIMP
Se você tivesse que repetir as letras das duas “palavras” acima qual seria mais fácil?Por que?
Recuperação da Informação na memória humana...
• umcd = 7 [5~9] chunks• Lembrando palavras de uma lista...
Ganzer e Cunitz (1966)
• A Teoria de George Miller de quanta informação as pessoas podem lembrar
• A memória imediata das pessoas é muito limitada
• Muitos projetistas foram conduzidos a acreditar que esta é uma descoberta útil ao design da interação
O problema clássico do ‘72’
• Apresentar apenas 7 opções em um menu• Exibir apenas 7 ícones em uma barra de ferramenta• Ter no máximo 7 bullets em uma lista• Colocar apenas 7 itens em um menu pull down • Colocar apenas 7 tabs no topo de uma página web
Mas isto é errado? Por quê?
O quê alguns projetistas acreditam …
• Aplicação imprópria da teoria
• Pessoas podem varrer listas de bullets, tabs, itens de menu até que vejam o que querem
• Eles não têm que lembrar no momento em que os ouve ou vê
• Às vezes, um pequeno número de itens é um bom design
• Mas depende da tarefa e da disponibilidade da tela
Por quê?
• Cognição é o ato ou processo da aquisição do conhecimento que se dá através da percepção, da atenção, memória, raciocínio, juízo, imaginação, pensamento e linguagem
• é também um mecanismo de conversão do que é captado para o nosso modo de ser interno
Cognição
• https://www.youtube.com/watch?v=XZEW0Qw_XTQ
Vídeos Complementares
• Com que facilidade palavras da linguagem de interface podem ser lembradas?
• Como o tipo de fonte altera a legibilidade?• Qual a velocidade de leitura na tela?
• Card, Moran e Newell (1983)– Como características do ser humano afetam a maneira como ele
interage com computadores– Bases para as abordagens cognitivas ao design e avaliação de
sistemas computacionais
Um Modelo do Usuário de Computadores
• Memórias e Processadores• Princípios de Operação
O Modelo do Processador de Informação Humano
PPPC
PM
MLD
MCD/MTMIAMIV
• Sistema Perceptual– Guarda saída dos sistemas sensoriais
• Sensores e buffers associados: MIV, MIA
• Sistema Cognitivo– Usa informação da MCD e da MLD para tomada de decisão
• Sistema Motor – Viabiliza resposta do Sistema Cognitivo
Princípio básico: ciclo Reconhece-Age do Processador Cognitivo
O MPIHPP
PC
PM
MLD
MCD/MTMIAMIV
O Sistema Perceptual
• Transporta sensações do mundo físico detectadas por sistemas sensoriais do corpo e as transforma em representações internas– Ex. Sistema Visual
O Sistema Motor• Após processamento perceptual e cognitivo,
pensamento é traduzido em ação pela ativação de padrões de músculos arranjados em sequência– Ex. sistema braço- mão- dedo
• O movimento não é contínuo, mas uma série de
micromovimentos discretos, cada um requerendo tm = 70 [30~100] ms
• Nas tarefas mais simples, o SC serve para conectar entradas do SP para saídas corretas do SM
• Maioria das tarefas envolve de forma complexa:– Aprendizado, recuperação de fatos, resolução de problemas
• Memórias Associadas:– Memória de Curta Duração (ou Memória de Trabalho)– Memória de Longa Duração
O Sistema Cognitivo
Modelos Mentais
Modelos Mentais
• Craik (1943) descreveu modelos mentais como construções internas de algum aspecto do mundo externo que permitem predizer o que fazer
• Envolvem processos inconscientes e conscientes, onde imagens e analogias são ativadas
Aprofundamento versus modelos superficiais (ex. como dirigir um carro e como ele funciona)
• Interagindo com o ambiente, com outros, com artefatos tecnológicos, as pessoas constroem MMs das coisas com as quais interagem
• Concepções espontâneas de fenômenos físicos são MMs que as pessoas criam para explicar fenômenos da natureza...
• Os MMs são incompletos, imprecisos, inconsistentes, idiossincráticos...
• Nossa habilidade para executar MMs é limitada pelos mecanismos perceptuais e cognitivos
Modelos Mentais
Modelos Mentais
• Os usuários desenvolvem uma compreensão de um sistema através do seu estudo e de seu uso
• O conhecimento é frequentemente descrito como um modelo – Como usar o sistema (o que fazer depois)– O que fazer diante de sistemas não familiares ou em
situações inesperadas (como os sistemas funcionam)
• As pessoas fazem inferências utilizando modelos mentais de como realizar tarefas
Raciocínio diário & modelos mentais
Você chega em casa em uma noite fria de inverno e sua casa não está aquecida. Como aquecê-la o mais rápido possível?
Ligando o termostato no máximo ou na temperatura desejável?
Você chega em casa morrendo de fome. Olha no refrigerador e tudo que encontra é uma pizza não cozida. Você tem um forno elétrico.
Você primeiro o esquenta até 375 graus antes de colocar a pizza (como especificado nas instruções) ou gira o fogão acima do máximo
especificado para tentar que ele aqueça o mais rapidamente possível?
Aquecimento de uma sala ou fogão controlados por um termostato
• Muitas pessoas possuem modelos mentais não corretos (Kempton, 1996)• Por quê?
– Na teoria geral de válvulas, o princípio “more is more” é generalizado para diferentes ambientes • ex.: fogão a gás, torneira, volume do rádio
– Mas...Os termostatos funcionam baseados no modelo de interruptor on-off
Aquecimento de uma sala ou fogão controlados por um termostato
• O mesmo é frequentemente verdade para entender como os dispositivos interativos e os computadores funcionam:– Pobremente, frequentemente incompletos, facilmente confusos, baseados em analogias inapropriadase superstições (Norman,1983)
• ex.: cursor/tela congelada - a maioria das pessoas irão pressionar todas as teclas possíveis
• Como designers devemos desenvolver interfaces que ajudem o usuário a construir MMs adequados à sua interação com o sistema
=> poder de predição e explicação necessários para condução da interação
Porque Modelos Mentais?
Modelo do Designer
Modelo do Usuário
• Noções de modelos mentais têm sido usadas como base para modelos conceituais (conceptual models)
• A hipótese é que se você pode entender como as pessoas desenvolvem os modelos mentais então pode ajudá-las a desenvolver mais apropriadamente os modelos mentais da funcionalidade do sistema
• Por exemplo, um princípio de projeto é tentar fazer sistemas transparentes para que as pessoas possam entendê-los mais, sabendo o que fazer
Modelos mentais & projeto de sistemas
O princípio da transparência
• Feedback útil• Fácil de entender• Uso intuitivo• Claro & fácil de seguir as instruções• Ajuda online apropriada• Guia sensitivo ao contexto de como proceder quando errar
NÃO entender de forma literal!
Pontos Chaves
• Cognição envolve muitos processos incluindo atenção, memória, percepção e aprendizado
• Como a interface foi projetada pode afetar enormemente quão bem os usuários podem entender, aprender e lembrar como realizar suas tarefas
• A estrutura conceitual dos “modelos mentais” e “cognição externa” proveêm maneiras de entender como e porque pessoas interagem com produtos, o que pode nos levar a refletir sobre como é possível melhorar os projetos