K

1

• Käyttöliittymien ja käytettävyyden
• Historiaa ja tulevaisuutta
• Marko Nieminen
• Käyttöliittymät ja käytettävyys
• Marko.Nieminen_at_hut.fi
• http//www.hut.fi/mhtn

2
Käyttöliittymä-tutkimuksen historia näkyy
nykyajan välineissä
Brad A. Myers. "A Brief History of Human
Computer Interaction Technology." ACM
interactions. Vol. 5, no. 2, March, 1998. pp.
44-54.
http//www.cs.cmu.edu/amulet/papers/uihistory.tr.
html
3
Historiaa
4
Jo muinaiset kreikkalaiset...

• ... tunsivat tarpeen helpottaa ihmisen toimintaa
  kehittämällä tehokkaampia työvälineitä
• Titaanien jälkeläinen Prometheus valikoi ja
  kehitteli kivityökaluja ja teki kauhoja
  antilooppien luista
• Prometheus myös anasti Zeukselta tulen ja toi sen
  ihmisten keskuuteen helpottaen näin monia
  ihmisten askareita

• Myöhemmin (Roe Meijer 1990) tätä aihetta on
  käsitelty esim. toimintojen helpottamisen
  käsitteen avulla (action facilitation)

5
Ergonomia

• Käytettävyyden ja käyttöliittymäsuunnittelun
  taustalla on fyysisten työvälineiden
  ihmis-sopivuuteen liittyvä historia
• Vuonna 1713 Bernardino Ramazinni (1633-1714)
  täydensi v. 1700 julkaisemaansa kirjoitusta "De
  Morbis Artificum (työntekijöiden sairaudet)
  työperäisistä vaivoista ja ongelmista
• Ergonomia-käsite määriteltiin 1850-luvulla
  (Wojciech Jastrzebowski 1857)
• 1900-luvun alussa oli edelleen tärkeää
  ihmisvoiman käyttö
• tieteellinen liikkeenjohto (F. W. Taylor one
  best way)
• liikkeiden optimointi (Frank and Lillian Gilbreth)

http//www.ergoweb.com/resources/faq/history.cfm
6
Toinen maailmansota

• Tarve optimoida ihmisen toimintaa kriittisissä
  olosuhteissa
• havaittiin, että ihmisen toiminta voi heikentää
  teknisesti edistyneiden välineiden toimintaa ja
  hyötyä
• Aiheita
• sopiva lihasvoiman käyttö laitteiden käytössä
• sydämen toiminta rasitustilanteissa
• ihmisen kokemus maksimitaakasta, jota voidaan
  nostaa, työntää tai vetää
• Lähtölaukaus teolliselle ihminen-kone
  rajapinnan/vuorovaikutuksen tutkimiselle

7
Spitfire, ohjaamo
8
Human Factors and Ergonomics

• Ergonomics
• Industrial ergonomics
• Physical aspects of the workplace
• Force required to lift
• Vibration
• Reaches

• Human Factors / Cognitive Ergonomics
• human behavior and attributes
• decision making process
• organization design
• human perception
• relative to design

9
Käyttöliittymien ideoijia ja tutkijoita
10
Vannevar Bush - Hyperteksti v 1945

• Artikkeli As We May Think (Lehdessä Atlantic
  Monthly) vuonna 1945 (http//www.theatlantic.com/u
  nbound/flashbks/computer/bushf.htm)
• MEMEX-järjestelmä, johon käyttäjä voi tallettaa
  kaiken tietonsa kirjat, kirjeet jne.
• dokumenttien välille oli mahdollista muodostaa
  linkkejä ja niitä oli mahdollisuus kommentoida
• perustui mikrofilmeihin, ei toteutunut
• Like Emerson's famous address of 1837 on "The
  American Scholar," this paper by Dr. Bush calls
  for a new relationship between thinking man and
  the sum of our knowledge. --THE EDITOR

11
MEMEX

• http//www.kerryr.net/pioneers/memex_pic.htm
• (Life 1945)

12
J.C.R. Licklider 1960

• Man-computer symbiosis
• http//www.memex.org/licklider.pdf
• The hope is that, in not too many years, human
  brains and computing machines will be coupled
  together very tightly and that the resulting
  partnership will think as no human brain has ever
  thought and process data in a way not approached
  by the information-handling machines we know
  today

13
J.C.R. Licklider(http//www.cs.umd.edu/class/fall
1999/cmsc434-0201/d-history/tsld012.htm)

• Produced goals that are pre-requisite to
  man-computer symbiosis
• Immediate goals
• time sharing of computers among many users
• electronic i/o for the display and communication
  of symbolic and pictorial information
• interactive real time system for information
  processing and programming
• large scale information storage and retrieval
• Intermediate goals
• facilitation of human cooperation in the design
  programming of large systems
• combined speech recognition, hand-printed
  character recognition light-pen editing
• Long term visions
• natural language understanding (syntax,
  semantics, pragmatics)
• speech recognition of arbitrary computer users
• heuristic programming

14
Ivan Sutherland

• Väitöskirja MITsta 1963
• "Sketchpad A Man-machine Graphical
  Communications System.
• Ensimmäinen graafinen käyttöliittymä

http//www.sun.com/960710/feature3/sketchpad.html
sketch
15
Sketchpad (Ivan Sutherland)

• Sketchpad was a unique program developed for the
  TX-2 computer, a unique computer in itself.  In
  early 1960s, computers would run "batches" of
  jobs and were not interactive.  The TX-2 was an
  "on-line" computer used to investigate the use of
  Surface Barrier transistors for digital
  circuits.  It included a nine inch CRT and a
  lightpen which first gave Sutherland his idea.
• Sutherland imagined that one should be able to
  draw on the computer.  Sketchpad was able to do
  just this, creating highly precise drawings.  It
  also introduced important innovations such as
  memory structures to store objects and the
  ability to zoom in and out.

http//www.cc.gatech.edu/classes/cs6751_97_fall/pr
ojects/abowd_team/ivan/ivan.html
16
Douglas Engelbart NLShttp//www.eecs.mit.edu/AY9
5-96/events/bush/de.html

• 1962-1968 pioneered a hypermedia-groupware NLS
  (oNLine System)
• 1968 Fall Joint Computer Conference world debut
  of the mouse, hypermedia, and on-screen video
  teleconferencing
• Augmentation Research Center augmenting the
  knowledge worker
• mouse (patented), document management, CSCW
• http//sloan.stanford.edu/MouseSite/1968Demo.html

17
Alan Kay Dynabook

• Dynabook 1969 first graphical object-oriented
  personal portable computer cardboard mock-up
• The idea of personal computing and the intimate
  laptop computer
• One of the founders of the Xerox Palo Alto
  Research Center
• Invention of the now ubiquitous
  overlapping-window interface and modern
  object-oriented programming
• After Xerox Chief Scientist of Atari
• From 1984 a Fellow at Apple Computer

http//www.eecs.mit.edu/AY95-96/events/bush/ak.htm
l
18
Käyttöliittymienkeskeistä tekniikkaa

• Työasemat ja henkilökohtaiset tietokoneet
• 1970-luku Xerox Alto, Altair, Apple, TV-pelit
• 1980-luku Xerox Star, IBM, Macintosh
• 1990-luku Windows, tehokkaat pelikonsolit
• Elektroniikka
• Nappulat taskulaskimet ja digitaalikellot
  (70-luku)
• Vuorovaikutteiset laitteet videot, radiot,
  televisiot
• Kommunikaatiotekniikka kännykät, PDA-laitteet
• Konvergenssi l. tekniikoiden yhdistyminen
• Missä menee tietokoneen ja kulutuselektroniikan
  raja enää?

19
Graafiset käyttöliittymätKs. http//toastytech.co
m/guis/indexlinks.html

• Xerox Alto Star
• http//members.fortunecity.com/pcmuseum/alto.html
• Macintosh
• VisiOn - 1982
• OS/2
• http//www.os2voice.org/VNL/past_issues/VNL0901H/v
  newsf4.htm
• MS Windows
• Unix/Linux X-käyttöliittymäympäristöt

20
Xerox Star - 1980 http//www.acypher.com/wwid/Cha
pters/05SmallStar.html
21
VisiOn for PC (VisiCalc) - 1982 http//members.for
tunecity.com/pcmuseum/vision.htm
22
Macintosh 512 - 1984 http//www.mac512.com/mac512.
html
23
Macintosh System 3.2 1986 http//applemuseum.bo
tt.org/sections/images/screenshots/system3/desktop
.gif
24
GEM - 1985 http//www.seasip.demon.co.uk/Gem/Histo
ry/gem1.html
25
AMIGA Workbench 1.0 1985 http//www.gregdonner.
org/workbench/wb_10.html
26
GEOS 1986 GEOS, the Graphical Environment
Operating System, was introduced by GeoWorks
(then Berkeley Softworks) back in 1986 as an
integrated GUI interface for Commodore 8-bit
computers (among others). It features true point
and click technology, with drag and drop access
to file copying, printing, and deleting.
http//www.zimmers.net/geos/index.html
27
Microsoft Windows 2.1 - 1988 http//www.os2voice.o
rg/VNL/past_issues/VNL0901H/vnewsf4.htm
28
IBM OS/2 2.1 1989 http//www.os2voice.org/VNL/p
ast_issues/VNL0901H/vnewsf4.htm
29
Tandy DeskMate 3.0 1990 http//www.nerddom.8m.c
om/deskmate.html
30
Tulevaisuus

• The bottleneck in improving the usefulness of
  interactive systems increasingly lies not in
  performing the processing task itself but in
  communicating requests and results between the
  system and its user.
• Faster, more natural, and more convenient means
  for users and computers to exchange information
  are needed.
• Jacob al. 1993

31
The Problem of HCI

• Two powerful information processors (human and
  computer) attempt to communicate with each other
  via a narrow-bandwidth, highly constrained
  interface (Tufte, 1989)
• Research in this area attempts to increase the
  useful bandwidth across that interface
• Faster, more natural--and particularly less
  sequential, more parallel--modes of user-
  computer communication will help remove this
  bottleneck

32
Future Trends in UI/HCI (1993/1998)

• Gesture Recognition
• Multi-Media
• 3D
• Virtual Reality and "Augmented Reality
• Computer Supported Cooperative Work
• Natural language and speech

• 3D pointing and manipulation and general gesture
  input
• Simultaneous two-hand input
• Stereo display w/3D pointing
• Virtual input devices
• Speech
• Eye input technology
• Communication and manipulation of
  multidimensional data
• Passive monitoring of user attitude
• Physiological measurements
• Direct connect!

Brad A. Myers. "A Brief History of Human Computer
Interaction Technology." ACM interactions. Vol.
5, no. 2, March, 1998. pp. 44-54
R.J.K. Jacob, J.J. Leggett, B.A. Myers, and R.
Pausch, "Interaction Styles and Input/Output
Devices," Behaviour and Information Technology,
vol. 12, no. 2, pp. 69-79, 1993
33
Examples of Future User Interfaces

• Doom as an Interface for Process Management
• http//www.cs.unm.edu/dlchao/flake/doom/chi/chi.h
  tml
• The enormous interest that PSDoom generated
  naturally raises the question of why people find
  it so compelling. Perhaps even more interesting
  than the application itself is the set of issues
  that it raises.
• 3D
• http//www.3dwm.org/
• Chalmers Medialab
• Microsoft Research
• http//research.microsoft.com/ui/TaskGallery/index
  .htm
• Haptic User Interfaces
• Ambient User Interfaces

34
Eurofighter

• Direct Voice Input (DVI)
• Voice Throttle And Stick (VTAS) controls (HOTAS
  DVI)
• Integrated Helmet Mounted Display (HMD) system
• Wide angle Head Up Display (HUD)
• Colour Multi-Function Head Down Displays (MHDDs)

http//eurofighter-typhoon.com/main/cockpit.htm
35
VNC Cube - Chalmers Medialab http//www.3dwm.org/
sshots/images/sshot-20011106-1.jpg
36
Digital Haptic Interfaceshttp//www.medialab.chal
mers.se/haptics/

• Real CAD of 3D objects needs real 3D access. Open
  the window, reach in and use both hands to touch
  things turn, squeeze, stretch, cut, reshape,
  draw on them, change them like clay, wire, bone
  or brain tissue use the tools in a realistic,
  familiar way.
• The feeling of the "reach-in" interface
• http//www.medialab.chalmers.se/haptics/reachin.ht
  ml

37
Suunnittelun painottuminen varhaisiin vaiheisiin
Toimintatilan, käyttökontekstin, tunnistaminen

• Toimintaympäristö
• aktiivinen ympäristö pystyy ilmaisemaan tilan ja
  tilanteen, jossa ollaan
• vuorovaikutus voi tapahtua myös toimintatilassa
  olevien muiden välineiden kautta
• Käyttäjän tila
• fysiologinen
• emotionaalinen

38
Ubi

• Ubiquitous computing interaction
• vuorovaikutusvälineet integroituvat ympäröivään
  maailmaan, vaatteisiin, välineisiin,
  toimilaitteisiin, tiloihin
• esim. ambientROOM

39
ambientROOMIshii al 1998(http//spi.www.media.
mit.edu/groups/tangible/papers/ambientROOM_CHI98/a
mbientROOM_CHI98.pdf)
40
3D-interaction Gestures

• magnetic tracker
• ultrasonic ranging
• video tracking
• HUT/DIVA conductor following (gestures)

41
Ajatusten voimalla?

• Biofeedback systems
• Mittausmenetelmien kehittyessä voidaan päästä
  jopa pelkkien ajatusten voimalla tapahtuvaan
  vuorovaikutukseen
• Anturit, implantit?
• Star Trekin Borgit?
• (TNG The Best of Both Worlds The Borg are a
  blend of the biological and the technological.
  Writer Maurice Hurley derived the name "Borg"
  from the term "Cyborg" (or cybernetic organism).)

http//www.abcnews.go.com/sections/tech/
CuttingEdge/cuttingedge000609.html A test
subject at the University of Rochester computer
science lab looks through 3-D goggles at a
virtual world and turns on electrical appliancesn
by thinking. Sensors attached to his head pick up
the P300 brain signal and relay it to a computer.
(www.cs.rochester.edu)
42
Lisätietoja

• Aiheesta on nykyään kirjoitettu jo suhteellisen
  paljon
• Suomeksikin muutama Kallio 1992
  Käyttöliittymät, Metsämäki 1996 Graafinen
  käyttöliittymä, Kalimo 1996 Graafisen
  käyttöliittymän suunnittelu, Sinkkonen al.
  2001 Käyttöliittymäpsykologiaa
• Kurssikirjat
• Christine Faulkner Usability Engineering
• Preece 1994 Human-Computer Interaction)
  kohtuullinen yleiskatsaus aiheeseen
• Carroll 2000 Making Use Scenario-Based Design
  of Human-Computer Interactions
• Shneiderman
• 1992 Designing the User Interface, nyt jo 3.
  painos
• Donald A. Norman
• 1991 Miten avata mahdottomia ovia?
  Tuotesuunnittelun salakarit esittelee arkipäivän
  käyttöliittymiä helppolukuisessa muodossa
• 1993 Things that Make Us Smart
• 1998 The Invisible Computer
• Kansainvälinen aikakauslehti Interactions

43
Kurssitarjontamme

• Tik-121.100 Käyttäjäkeskeinen tuotekehitys 1 ov
  kl
• Tik-121.110 Käyttäjäkeskeisen tuotekehityksen
  projektityö 3 ov kl
• Tik-121.200 Käyttöliittymäpsykologia 2 ov sl
• Tik-121.300 Käyttöliittymäsuunnittelu 1 ov sl
• Tik-121.310 Käyttöliittymän suunnitteluprojekti 2
  ov sl L
• Tik-121.600 Käytettävyyden arviointi 4 ov sl L
• Tik-121.700 Käyttäjäkeskeinen konseptisuunnittelu
  4 ov sl L
• Tik-121.800 Käytettävyyden projektityö 4 8 ov
  slkl L
• Tik-121.900 Käyttöliittymien ja käytettävyyden
  seminaari 2-6 ov sl/kl VL
• Tik-121.950 Käytettävyyden lopputyöseminaari 2
  ov sl/kl L