1. Käyttäjän ominaisuuksista Ihminen ja vuorovaikutteinen teknologia 21.11.2005 1. Käyttäjän ominaisuuksista Havaitseminen Muistaminen Prosessointi 21.11.2005 Markku Tukiainen Markku Tukiainen

Ihminen ja vuorovaikutteinen teknologia 21.11.2005 Havaitseminen Ihminen kerää tietoa ympäröivästä maailmasta aistien avulla. Käyttöliittymien suunnittelun kannalta tärkeimmät aistit ovat: näkö kuulo kosketus 21.11.2005 Markku Tukiainen Markku Tukiainen

Ihminen ja vuorovaikutteinen teknologia 21.11.2005 Näkö Näkö on tärkein aisteistamme, jopa kielellinen kulttuurimme osoittaa sen. Jos olet kadottanut jotakin, tavallisesti kysyt: “Oletko nähnyt sitä”. Luultavasti et kysy esimerkiksi, että onko joku haistanut sitä tai kosketellut sitä. Kun sanomme, että joku asia tai esine on esteettinen, tavallisesti tarkoitamme, että esine on kaunis katsella, harvemmin että se on kaunis haistella tai maistella. 21.11.2005 Markku Tukiainen Markku Tukiainen

Ihminen ja vuorovaikutteinen teknologia 21.11.2005 Näkeminen Kun valo osuu silmään, valosta aistitaan kaksi pääkomponenttia: kirkkaus (brightness, intensiteetti) ja väri (colour, aallonpituus) Silmänpohjan valolle herkkiä soluja kutsutaan tapeiksi (rods) ja sauvoiksi (cones). Tappeja on huomattavasti enemmän (n. 130 miljoonaa) kuin sauvoja (n. 6-7 miljoonaa). 21.11.2005 Markku Tukiainen Markku Tukiainen

Ihminen ja vuorovaikutteinen teknologia 21.11.2005 21.11.2005 Markku Tukiainen Markku Tukiainen

Näkeminen Tapit sijaitsevat melko tasaisesti jakautuneina koko silmänpohjan (retina) alueella, sauvat sen sijaan ovat keskittyneet fovean ympärille. Sauvat vastaavat värien aistimisesta ja tapit hahmojen aistimisesta. Sauvat tarvitsevat hyvät valaisuolosuhteet toimiakseen, ts. värien aistiminen on mahdollista vain valoisassa. Tapit sen sijaan toimivat huonoissa valaisuolosuhteissa. Tämä mahdollistaa hahmojen ja liikkeen näkemisen myös hämärässä. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Näkeminen Vaikka sauvasolujen lukumäärä kasvaakin verkkokalvon keskusta kohti tultaessa, sijaitsee verkkokalvon keskivaiheilla alue, jolla on vain tappisoluja. Tämä alue on tarkannäönkeskus eli alue, jolla silmä näkee tarkimmin. Tämä tarkannäönkeskus, fovea, on noin asteen levyinen alue, jolla tappisoluja on tiheämmässä kuin muualla verkkokalvolla. Koska tappisolut pystyvät aistimaan värejä, ja niitä on foveassa tiheämmässä kuin muualla, kaikki tarkkuutta vaativa näkeminen tapahtuu siellä. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Näkeminen Fovea sijaitsee silmänpohjassa keskellä suoraan linssin takana. Linssi vastaa näkökentän tarkennuksesta. Jos kohde on lähellä, linssiä ympäröivät lihakset saavat linssin paksuuntumaan ja näkö tarkentuu lähelle. Valon määrän sisäänpääsyä silmään kontrolloi iriksen liikkeet. Jos valoa on paljon, iiris supistaa keskellään olevaa aukkoa (pupillia), ja näin vain vähän valoa pääsee sisään. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Näkeminen Koska fovea on suoraan linssin takana, nähdään värejä parhaiten näkökentän (visual field) keskellä. Värinäkö ulottuu noin 60° silmän keskilinjasta sivuille. Näkökentän raja kulkee noin 90° keskilinjasta. Tätä voi tutkia tuomalla esinettä selän takaa näkökenttään. Kun esine ilmestyy näkökenttään, sen väriä on mahdoton kertoa, ennen kuin esine tulee 60° kulman sisään. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Näkeminen Silmien rakenteesta johtuen paras tarkan värinäkemisen alue (visual acuity) sijaitsee suoraan silmien edessä. Koska foveaalisten havaintojen kulma on verrattain pieni, vain noin peukalon kynnen kokoinen alue käsi suoristettuna, tulee fovea kohdistaa halutulle alueelle (fiksaatio, fixation). Fovean kohdistaminen kiinnostuksen alueelle on erittäin nopea nytkähtävä liike, jota kutsutaan sakkadiksi (saccade). 21.11.2005 Markku Tukiainen

Näkeminen Näkeminen ja havaitseminen ovat eri asioita. Ihmissilmän näkemä tulkitaan aina ihmisen tietojenkäsittelyprosesseissa. Tulkinnan tasoja on useita, tulkinta alkaa jo silman solujen tasolla ja jatkuu visuaalisessa sensorisessa muistissa jne. Ihmisen näköjärjestelmän tarkoituksena on ollut muodostaa sellainen esitys valoaaltoina aistimastamme maailmasta, jotta ihminen on selviytynyt maailman vaaroista. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Havaitseminen Tämä esitys on yleensä tulkittu sarjaksi vaihtuvia representaatioita (kuvia), joista voidaan havaita selviytymisen kannalta olennaiset piirteet. Piirteiden hahmottaminen on syvälle ihmisen perimään rakennettu mekanismi, me näemme maailman niin kuin sen kuuluu olla (selviytymisen kannalta). Tästä syystä näköjärjestelmämme (tässä mukaan lukien eritasoiset kognitiiviset prosessit) voi joskus joutua hämilleen, kun “näemme” jotakin sellaista, mitä maailmassamme ei pitäisi olla. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Ihminen ja vuorovaikutteinen teknologia 21.11.2005 Näköhavainto 21.11.2005 Markku Tukiainen Markku Tukiainen

Kuuloaisti Normaalisti näkeville ihmisille kuulo on toiseksi tärkein aisti. Ääntä voidaan käyttää käyttöliittymissä esimerkiksi huomion kohdistamisessa. Tyypillisiä tilanteita ovat huomautukset, varoitukset, jopa palautteet ja joskus jopa efektit. Äänen käytössä tulee huomioida, että 10 % populaatiosta ei kuule täysin normaalisti (usein puhutaan näön yhteydessä värisokeudesta, joka on harvinaisempaa (8 %) kuin kuulon häiriöt). Myöskin erityistä huomiota vaativia ryhmiä ovat vanvat ihmiset ja sokeat. Tärkeä sovellusalue äänen käytölle ovat erilaiset mobiilit sovellukset, jotka eivät yleensä sisällä kunnollista näyttölaitetta ja käyttötilanteet vaativat esimerkiksi normaalia useammin huomion kohdistamista jollakin muulla tavalla kuin näytöllä tapahtuvalla toiminnalla. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Muut aistit Tuntoaistia (haptic channel) voidaan käyttää palautteen antamiseen, esim. Paine, pinnan sileys jne. Kun käytetään useita aisteja yhtä aikaa vuorovaikutuksen aikaan saamiseksi, puhutaan ns. multimodaalisista liittymistä. Virtuaalitodellisuuden sovelluksissa käyttäjä “upotetaan” jonkintyyppiseen keinotodellisuuteen, jossa käyttäjä pystyy toimimaan keinomaailman ehdoilla. Laitteistoon kuuluu yleensä silmälappunäytöt (gogles), jonkinlainen liikkeen tunnistava syöttö/tulostuslaite, esimerkiksi datahanska tai –puku. Virtuaalitodellisuutta voidaan käyttää esim. erilaisten fobioiden voittamiseen (kognitiivinen terapia). Tärkein tuntoaistin kosketuskohta perinteisiin tietokonejärjestelmiin on näppäimistö. Maku- ja hajuaistia ei vielä voida hyödyntää riittävällä toiminnallisella tasolla ihmisen ja koneen vuorovaikutuksessa, mutta tulevaisuudessa kyllä. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Kognitiivinen prosessointi Kognitiivinen lähestymistapa näkee ihmisen tietoa käsittelevänä järjestelmänä, joka koostuu joukosta muisteja ja käsittelyprosesseja. Tämä ei ole ainoa tapa, vrt. esim. sosiaalinen tai kulttuurinen lähestyminen (tai situated cognition) 21.11.2005 Markku Tukiainen

Ihmisen tietojenkäsittelyn (kognitiiviset) prosessit havaitseminen tarkkaavaisuus muistin toiminnot oppiminen ongelmanratkaisu päättely 21.11.2005 Markku Tukiainen

Näihin prosesseihin vaikuttavia tekijöitä - valppaus - motivaatio - väsyminen - muistin kuormittaminen - kyllästyminen, yksitoikkoisuus - unen puute - kiihtymys, pelko - eristyneisyys 21.11.2005 Markku Tukiainen

Sensoriset muistit Aistihavainnot tallettuvat lyhyeksi aikaa sensorisiin muisteihin. Muisteja on omansa eri modaliteeteille, ts. visuaalinen, auditiivinen, haptinen jne. Sensorisiin muisteihin tulee koko ajan valtavsti tietoa, mutta se katoaa, jos siihen ei kohdisteta tarkkaavaisuutta (attention). Esimerkki whole-report vs. partial-report –koe: 3*4 kirjaimen matriisi, voidaan palauttaa 3-6 (pyydetään palauttamaan kaikki). Lisätään äänimerkki joka kertoo rivin, voidaan palautta 3-4 kirjainta riviltä (ts. kaikki täytyy olla visuaalisessa sensorisessa muistissa. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Hahmottaminen Asioiden tunnistaminen tapahtuu kognitiivisten prosessien avulla. Tunnistamista on selitetty mm. mallin sovituksella (template matching) ja piirreanalyysilla (feature analysis). Hahmolait (Gestalt principles) ohjaavat piirteiden yhdistämistä havaintokuviksi. tarkkaavaaisuus on hyvin rajallinen resurssi, sitä riittää vain muutamille seikoille yhtäaikaa. Onneksi kognitiiviset prosessit automatisoituvat ajan myötä, jolloin ne eivät vaadi tarkkaavaisuutta kuin hyvin vähän. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Hahmolait (Gestalt principles) Läheisyys (Proximity) Samankaltaisuus (Similarity) Hyvä jatkuvuus (Good continuation) Sulkeuma (Closure) 21.11.2005 Markku Tukiainen

Hahmottaminen 21.11.2005 Markku Tukiainen

TAE CHT Havaitseminen riippuu lähes aina kontekstista (asiayhteydestä). Esmerkiksi voimme lukea aivan hyvin THE CAT, vaikka H ja A kirjaimet olisi kirjoitettu identtisesti (A:n huippu sulkeutumatta esim.). Ts. riippuen asiayhteydestä samalla hahmolla voi olla eri merkitys. Tämän merkityksen antaminen on ei-tietoinen (unconscious) prosessi. Me teemme sen yleensä huomaamatta. Käyttöliittymän suunnittelun kannalta tällä onmerkitystä, jos saamme käyttäjän viryttämään väärään asiayhteyteen esim. käyttämällä harhaanjohtavaa metaforaa liittymässä. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Kognitiivinen prosessointi 21.11.2005 Markku Tukiainen

Käsitteitä Pitkäkestoinen muisti (LTM, Long Term Memory) Lyhytkestoinen muista (STM, Short Term Memory) Työmuisti (WM, Working Memory) Visuaalinen sensorinen muisti (Visual Short Term Memory) 21.11.2005 Markku Tukiainen

Työmuistin kapasiteetti Ihminen ja vuorovaikutteinen teknologia 21.11.2005 Työmuistin kapasiteetti WM:n kapasiteetti on hyvin rajallinen. Yritä muistaa seuraava numerosarja: WM:n kapasiteetista esitetyt arviot ovat luokkaa: 7 +- 2 mieltämisyksikköä (chunks) (Miller, 1956) ja 3 - 4 mieltämisyksikköä (Broadbent, 1975). Jos meitä pyydetään palauttamaan numerosarja, todennäköisesti muistamme siitä 3- 4 numeroa. Tämän selitys on se, että jokainen numero on yksi mieltämisyksikkö WM:n kannalta ja ylitämme kapasiteetin. varsinkin jos teemme jotakin muuta välissä, jolloin tavallaav tyhjennämme työmuistin välillä. Käyttöliittymien suunnittelussa tulee aina huomioida työmuistin kapasiteetti, esimerkiksi tulee välttää tietojen muistamisen tarvetta näyttöjen välillä. 80 - 230 - 0 - 13 - 31 - 4240. 21.11.2005 Markku Tukiainen Markku Tukiainen

Työmuistin kapasiteetti Mieltämisyksiköiden koon kasvu on ihmisen tapa kiertää työmuistin kapasiteetin raajoituksia. Esim. voisimme kasvattaa numerosarja yhdeksi tai kahdeksi mieltämisyksiköksi seuraavalla tavalla: numerosarjassa on ensin Joensuun suuntanumero 0-13 ja sitten Niinivaaran kaupungin osan numero 31 ja sitten puhelinnumero 4240 ja lopuksi Joensuun postinumero 80 ja Niinivaaran postikonttori 230, tämä voitaisiin edelleen prosessoida Markun vanhempien puhelinnumeroksi ja postitoimipaikaksi, jolloin päästään jo kahteen mieltämisyksikköön. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Hauki on kala Hauki on kala, hauki on kala, ai jai kun on vaikeaa Harjoittelun määrä lisää muistamista Prosessoinnin syvyys 4-numeroinen tunnusluku, harjoittele sanaa 2, 6, 18 sekuntia (11, 7, 13%) PQ4R (preview, question, read and reflect, recite, review) 21.11.2005 Markku Tukiainen

Muistirakenteet Muistirakenteille on esitetty erilaisia malleja: Skeemat (Schemas), esim. naaman skeema Skriptit (Scripts), esim. aamulla luennolle lähtö Tavoitteet (Goals), esim. toista asiaa 10 kertaa Menetelmät (Plans), esim. menetelmä toiston aikaansaamiseksi sekä muita esim. kehykset (frames) jne. 21.11.2005 Markku Tukiainen

Muistaminen vs. tunnistaminen Tunnistaminen on helpompaa kuin muistaminen, miksi? Konteksti ja assosiatiivinen muisti Aktivaation leviäminen 21.11.2005 Markku Tukiainen