Страница:
Валерий Дмитриевич Магазанник
Человеко-компьютерное взаимодействие
ПРЕДИСЛОВИЕ
Предлагаемое учебное пособие посвящено сравнительно молодой и очень актуальной области – человеко-компьютерному взаимодействию. Скорость распространения компьютеров существенно превышает рост компьютерной грамотности населения. Это приводит к неэффективному использованию программного обеспечения и, как следствие, к растущему разрыву между возможностями новых программных продуктов и уровнем знаний и навыков потенциальных пользователей. Происходит это в значительной степени по причине несоответствия предлагаемых в пользовательском интерфейсе средств деятельности человека с его представлениями, знаниями, привычками. Экономический аспект этой проблемы весьма впечатляет, составляя, по некоторым данным, сотни миллионов долларов, т.к. значительная часть оплаченных возможностей программных продуктов реально не используется. Отрицательно влияет это и на индустрию программного обеспечения, уменьшая и делая все менее ясными сегменты рынка, на которые рассчитаны новые разработки.
Указанные причины обусловили интенсивный рост числа и диапазона работ, посвященных HCI (принятая аббревиатура человеко-компью-терного взаимодействия – Human-Computer Interaction). За последние 15-20 лет эти исследования выделились в самостоятельную междисциплинарную область. К ближайшим смежным дисциплинам можно отнести, конечно, прикладную информатику, психологию, физиологию труда, эргономику и ряд других. Специалисты в области HCI активно востребованы во всем мире, и в настоящее время без них немыслимы сколько-нибудь серьезные программные разработки.
Учебное пособие охватывает основной диапазон вопросов человеко-компьютерного взаимодействия. Автор собрал и обобщил большое количество публикаций, материалов конференций, периодики, сведений, размещенных на соответствующих сайтах и форумах, касающихся чело-веко-компьютерного взаимодействия, использованы также учебные материалы по HCI ряда университетов США.
Много внимания уделено профилям пользователей и вообще подходам и методам описания характеристик потенциальных пользователей. Изучение этой темы для студентов, получающих образование в той широкой области, которую часто называют компьютерными науками, будет особенно полезно, ибо учит с самого начала разработки любого программного продукта подробно представлять себе будущего пользователя, тщательно его описывать и постоянно держать его образ в голове.
Подробно описываются показатели, методы и процедуры оценивания интерфейсов на каждой стадии разработки системы. Центральный аспект оценки интерфейса – периодическое юзабилити-тестирование изложено достаточно полно. Построению прототипов интерфейса посвящен большой раздел, и это оправданно. Существующие программные пакеты построения прототипов вносят много специфики и делают про-тотипирование захватывающим творческим процессом, образующим вместе с юзабилити-тестированием стержень разработки пользовательского интерфейса.
К несомненным удачам автора следует отнести хорошее структурирование очень сложной темы о возможностях и методах мультимедиа при создании пользовательского интерфейса. Сначала отдельно и подробно рассматриваются визуальная и акустическая среды с классификацией форм представления информации. Затем показаны средства и требования к интеграции этих сред.
В целом учебное пособие будет очень полезным для студентов, получающих образование в области вычислительной техники, программирования и информационных технологий.
А. М. ЕМЕЛЬЯНОВ
доктор физико-математических наук, профессор, полный профессор Государственного университета штата Джорджия (США), Департамент компьютерных и информационных наук
Указанные причины обусловили интенсивный рост числа и диапазона работ, посвященных HCI (принятая аббревиатура человеко-компью-терного взаимодействия – Human-Computer Interaction). За последние 15-20 лет эти исследования выделились в самостоятельную междисциплинарную область. К ближайшим смежным дисциплинам можно отнести, конечно, прикладную информатику, психологию, физиологию труда, эргономику и ряд других. Специалисты в области HCI активно востребованы во всем мире, и в настоящее время без них немыслимы сколько-нибудь серьезные программные разработки.
Учебное пособие охватывает основной диапазон вопросов человеко-компьютерного взаимодействия. Автор собрал и обобщил большое количество публикаций, материалов конференций, периодики, сведений, размещенных на соответствующих сайтах и форумах, касающихся чело-веко-компьютерного взаимодействия, использованы также учебные материалы по HCI ряда университетов США.
Много внимания уделено профилям пользователей и вообще подходам и методам описания характеристик потенциальных пользователей. Изучение этой темы для студентов, получающих образование в той широкой области, которую часто называют компьютерными науками, будет особенно полезно, ибо учит с самого начала разработки любого программного продукта подробно представлять себе будущего пользователя, тщательно его описывать и постоянно держать его образ в голове.
Подробно описываются показатели, методы и процедуры оценивания интерфейсов на каждой стадии разработки системы. Центральный аспект оценки интерфейса – периодическое юзабилити-тестирование изложено достаточно полно. Построению прототипов интерфейса посвящен большой раздел, и это оправданно. Существующие программные пакеты построения прототипов вносят много специфики и делают про-тотипирование захватывающим творческим процессом, образующим вместе с юзабилити-тестированием стержень разработки пользовательского интерфейса.
К несомненным удачам автора следует отнести хорошее структурирование очень сложной темы о возможностях и методах мультимедиа при создании пользовательского интерфейса. Сначала отдельно и подробно рассматриваются визуальная и акустическая среды с классификацией форм представления информации. Затем показаны средства и требования к интеграции этих сред.
В целом учебное пособие будет очень полезным для студентов, получающих образование в области вычислительной техники, программирования и информационных технологий.
А. М. ЕМЕЛЬЯНОВ
доктор физико-математических наук, профессор, полный профессор Государственного университета штата Джорджия (США), Департамент компьютерных и информационных наук
ВВЕДЕНИЕ
Человеко-компьютерное взаимодействие – сравнительно молодая область междисциплинарных исследований.
Наиболее бурное ее развитие пришлось на последние 10-15 лет и связано с резким увеличением числа пользователей компьютерами и с возрастанием роли последних в жизни и деятельности людей. Круг специалистов, занимающихся разными аспектами взаимодействия человек-компьютер, достаточно велик. Прежде всего это дизайнеры (особенно web-дизайнеры), педагоги и наиболее продвинутые программисты. Практика, однако, показывает, что человеко-компьютерное взаимодействие de facto стало самостоятельной профессией, ибо это область столь специфичная и обширная, что ни одна из традиционно существующих дисциплин не охватывает ее всю целиком.
Область человеко-компьютерного взаимодействия, развиваясь, вовлекает в себя все новые сферы знания. Грубо ее можно разделить на две неравные части: первая, сравнительно небольшая, относится к планировке офисных помещений и к особенностям компоновки рабочего места человека при работе с компьютером; вторая, основная часть, – к формированию пользовательского интерфейса (ПИ).
В России весьма активно развивается индустрия заказной разработки программного обеспечения, где все большее внимание уделяется интерфейсу. Это внимание обусловлено ужесточающейся конкуренцией на рынке программного обеспечения (ПО) и как следствие акцентированием внимания на нуждах потенциальных покупателей. Кроме того, развиваются Интернет и разработка сайтов. Возросший спрос рождает предложение: в результате появляется большое количество web-дизайне-ров, совершенно не знающих принципы конструирования интерфейсов. Таким образом, возникли две категории людей (программисты и web-ди-зайнеры), профессиональный успех которых напрямую связан с качеством создаваемого ими пользовательского интерфейса.
Если три года назад среди объявлений о поиске персонала встретить вакансию разработчика интерфейсов было практически невозможно, то сегодня подобные объявления появляются не реже чем два-три раза в месяц. О росте интереса также свидетельствует и содержание сайта http:// HYPERLINK «http://forum.usability.ru/»forum.usability.ru/. Если раньше там общался очень узкий круг профессионалов, то теперь все чаще появляются новички.
Сегодня Интернет стал для многих людей мощной побудительной причиной покупать компьютеры. И все громче раздаются критические голоса об интерфейсе, трудно понимаемом непрофессионалами, не сильно продвинутыми пользователями, т.е. большинством людей. Можно с уверенностью предсказать, что дальше количество пользователей будет увеличиваться только за счет любителей.
К сожалению, как всякое модное слово, термин «пользовательский интерфейс» незамедлительно начали использовать в качестве рекламного слогана, в результате чего его смысл стал размываться. В данное понятие входит не только и не столько картинка на экране (трехмерная, анимиро-ванная, какая-то другая), сколько способы взаимодействия пользователя с системой. Дизайн интерфейса имеет подчиненное значение, главная же цель ПИ – облегчить работу пользователя.
Хороший интерфейс похож на удобную обувь: никто его не замечает, а если обратить на него внимание, в ответ получишь равнодушное «Ну и что такого?». Зато плохой интерфейс у всех на виду и на устах. В самом деле, хороший интерфейс пользователями замечается подсознательно, и, когда он нравится, симпатии переносятся и на функциональную часть программы.
Основная функция хорошего интерфейса – сокращение информационной нагрузки на пользователя за счет упорядочения данных и знаний. Один из основателей направления «информационная архитектура» Ричард Сол Вурмен еще 10 лет назад писал: «На берега цивилизованного мира обрушивается информационное цунами. Это гигантская волна разрастающихся данных наплывающих как пена прибоя – произвольная, неуправляемая и ни с чем не согласованная. Ни одну их часть нельзя связать с другой и ни к одной нельзя применить уже готовые методы построения структур. А теперь хорошая новость… В океане появился волнолом, возникший в последние моменты плавания по XX веку. Этот волнолом встал на пути информационного цунами и придал волне более упорядоченное движение, при котором легче стало искать ответы на вопросы и вырабатывать идеи. Эта преграда состоит из нового поколения дизайнеров…, чьим страстным желанием стало сделать запутанное ясным». Волна «информационного цунами», о которой писал Р.С. Вурмен, продолжает нарастать ежедневно, и сегодня каждый, кто использует информационные технологии (а это фактически весь цивилизованный мир), должен стать преградой на пути этой волны.
Ряд интерфейсных проблем связан с конкурентной борьбой на рынке программ. Пожалуй, главная из них – какие формы должно принимать авторское право на интерфейсные решения. С одной стороны, ясно, что придумать и реализовать хороший интерфейс – очень сложная задача, и авторы такого интерфейса должны получить не только моральное вознаграждение. С другой стороны, если защитить такое решение патентом с последующими лицензионными выплатами, это может спровоцировать авторов новых продуктов искать свои, нехоженые и зачастую худшие пути в интерфейсе. В качестве яркого примера можно попробовать представить себе последствия патентования использования клавиши F1 для вызова справки.
Лицензионная защита интерфейсных решений – прямой путь к тому, что одни и те же интерфейсные функции будут реализовываться в разных продуктах по-разному, а это не в интересах пользователя. Как бы мы ни относились к фактической монополии фирмы Microsoft на рынке операционных сред, следует отметить, что положительной чертой этой монополии явилась фактическая стандартизация интерфейса под Windows.
Имеется множество технических решений, учитывающих человеческий фактор в целом и различия между людьми в частности. Например, бордюры в местах перехода во многих странах делают более низкими, чтобы облегчить людям (а особенно инвалидам, пожилым и детям) переход. Мощение около бордюров делают несколько иное, скажем гребенчатое, более грубое, чтобы люди с ослабленным зрением почувствовали близость бордюра и не споткнулись. Множество современных зданий имеет двери, автоматически открывающиеся при подходе к ним, и лифты, снабженные как визуальным, так и звуковым сигналом при достижении нужного этажа. Благодаря таким инженерным решениям и заданиям здания и лифты становятся доступны для более широкого круга людей, особенно же для людей с физическими недостатками; важно, однако, что и остальным людям это облегчает жизнь. Круг потенциальных пользователей расширяется, что и является конечной задачей человекоориенти-рованного проектирования. Никто не может быть исключен из рассмотрения как потенциальный пользователь. Аналогично разрабатываемое программное обеспечение, как и любой товар, рассчитанный на широкое потребление, должно удовлетворять запросам как можно большего круга потребителей.
Стоимость разработки ПИ колеблется обычно от 5 до 50% стоимости всего программного продукта. И это вполне нормально: технологии у всех схожи, а бизнес-эффект достигается во многом за счет качества интерфейса. Опыт показывает, что объем и глубина работ, а значит, и их стоимость могут варьировать в отдельных проектах очень сильно. Выгоды от разработки хорошего ПИ – это гарантия успешности продукта, снижение затрат на разработку (как это ни парадоксально), удешевление поддержки продукта, увеличение конкурентных преимуществ, снижение вероятности критических ситуаций; самое заметное и очевидное – увеличение экономического эффекта от использования продукта.
Иногда спрашивают: в чем отличие разработчика интерфейсов от обычного программиста? Дело в том, что разработчик интерфейсов – это программист, который привык иметь дело не только с программами и машинами, но и с людьми. Разработчик интерфейсов должен уметь использовать результаты социологических исследований, проводить интервью, полевые исследования (т.е. наблюдение за работой пользователей в естественной обстановке), хорошо знать работы в области человеко-ком-пьютерного взаимодействия, знать и уметь еще тысячу вещей, которые не имеют прямого отношения к чисто техническим дисциплинам, а находятся на стыке дизайна, психологии, социологии и информационных технологий. Довольно трудно ждать от обычного программиста наличия всех этих знаний и навыков, потому что его профессиональная деятельность имеет весьма отдаленное отношение к потребностям, особенностям и слабостям людей.
Культура профессионального проектирования интерфейсов в России только начинает развиваться. Этой специальности почти не обучают в российских вузах, и настоящих специалистов в данной сфере всего несколько десятков на всю страну. Потому приходится заниматься переподготовкой имеющихся специалистов. Но осознание того, что разработчик пользовательских интерфейсов – это область, требующая знаний, навыков и образования, несколько выходящих за рамки знаний, навыков и образования программиста или графического дизайнера, поможет более эффективно выбирать сотрудников для переподготовки. Можно зафиксировать растущий интерес в России к профессии «разработчик пользовательских интерфейсов».
Настоящее учебное пособие во многом является переработкой учебного пособия, вышедшего в 2005 г. в Твери (издательство «Триада»). Опыт его использования показал, во-первых, потребность освещения в нем таких актуальных направлений, как роль мультимедиа в разработке пользовательского интерфейса, во-вторых, необходимость обновления ряда разделов в связи с появлением новых технических устройств и программного обеспечения да и в связи с интенсивным развитием самого направления – вышло много новых книг, статей, материалов конференций по человеко-компьютерному взаимодействию. В настоящем издании учтены оба эти фактора.
Учебное пособие содержит краткие описания основных задач и инструментов человеко-компьютерного взаимодействия. Структурно выделены основные проблемы, хотя полнота их раскрытия не всегда соответствует их реальному значению в разработке ПИ. Это объясняется, ограниченным объемом пособия, а также, неустоявшимся предметом изложения, спорностью и подчас отсутствием доказательности многих излагаемых принципов и положений. В процессе написания пособия автор использовал множество книг, статей и данных разных конференций, форумов и сайтов по рассматриваемым темам, ну и, конечно, некоторый личный опыт.
Список контрольных вопросов и использованной литературы приводится в конце каждого раздела. Завершается учебное пособие приложениями, которые содержат примерную учебную программу по человеко-компьютерному взаимодействию, список терминов и понятий, а также перечень стандартов ISO в области человеко-компьютерного взаимодействия.
Наиболее бурное ее развитие пришлось на последние 10-15 лет и связано с резким увеличением числа пользователей компьютерами и с возрастанием роли последних в жизни и деятельности людей. Круг специалистов, занимающихся разными аспектами взаимодействия человек-компьютер, достаточно велик. Прежде всего это дизайнеры (особенно web-дизайнеры), педагоги и наиболее продвинутые программисты. Практика, однако, показывает, что человеко-компьютерное взаимодействие de facto стало самостоятельной профессией, ибо это область столь специфичная и обширная, что ни одна из традиционно существующих дисциплин не охватывает ее всю целиком.
Область человеко-компьютерного взаимодействия, развиваясь, вовлекает в себя все новые сферы знания. Грубо ее можно разделить на две неравные части: первая, сравнительно небольшая, относится к планировке офисных помещений и к особенностям компоновки рабочего места человека при работе с компьютером; вторая, основная часть, – к формированию пользовательского интерфейса (ПИ).
В России весьма активно развивается индустрия заказной разработки программного обеспечения, где все большее внимание уделяется интерфейсу. Это внимание обусловлено ужесточающейся конкуренцией на рынке программного обеспечения (ПО) и как следствие акцентированием внимания на нуждах потенциальных покупателей. Кроме того, развиваются Интернет и разработка сайтов. Возросший спрос рождает предложение: в результате появляется большое количество web-дизайне-ров, совершенно не знающих принципы конструирования интерфейсов. Таким образом, возникли две категории людей (программисты и web-ди-зайнеры), профессиональный успех которых напрямую связан с качеством создаваемого ими пользовательского интерфейса.
Если три года назад среди объявлений о поиске персонала встретить вакансию разработчика интерфейсов было практически невозможно, то сегодня подобные объявления появляются не реже чем два-три раза в месяц. О росте интереса также свидетельствует и содержание сайта http:// HYPERLINK «http://forum.usability.ru/»forum.usability.ru/. Если раньше там общался очень узкий круг профессионалов, то теперь все чаще появляются новички.
Сегодня Интернет стал для многих людей мощной побудительной причиной покупать компьютеры. И все громче раздаются критические голоса об интерфейсе, трудно понимаемом непрофессионалами, не сильно продвинутыми пользователями, т.е. большинством людей. Можно с уверенностью предсказать, что дальше количество пользователей будет увеличиваться только за счет любителей.
К сожалению, как всякое модное слово, термин «пользовательский интерфейс» незамедлительно начали использовать в качестве рекламного слогана, в результате чего его смысл стал размываться. В данное понятие входит не только и не столько картинка на экране (трехмерная, анимиро-ванная, какая-то другая), сколько способы взаимодействия пользователя с системой. Дизайн интерфейса имеет подчиненное значение, главная же цель ПИ – облегчить работу пользователя.
Хороший интерфейс похож на удобную обувь: никто его не замечает, а если обратить на него внимание, в ответ получишь равнодушное «Ну и что такого?». Зато плохой интерфейс у всех на виду и на устах. В самом деле, хороший интерфейс пользователями замечается подсознательно, и, когда он нравится, симпатии переносятся и на функциональную часть программы.
Основная функция хорошего интерфейса – сокращение информационной нагрузки на пользователя за счет упорядочения данных и знаний. Один из основателей направления «информационная архитектура» Ричард Сол Вурмен еще 10 лет назад писал: «На берега цивилизованного мира обрушивается информационное цунами. Это гигантская волна разрастающихся данных наплывающих как пена прибоя – произвольная, неуправляемая и ни с чем не согласованная. Ни одну их часть нельзя связать с другой и ни к одной нельзя применить уже готовые методы построения структур. А теперь хорошая новость… В океане появился волнолом, возникший в последние моменты плавания по XX веку. Этот волнолом встал на пути информационного цунами и придал волне более упорядоченное движение, при котором легче стало искать ответы на вопросы и вырабатывать идеи. Эта преграда состоит из нового поколения дизайнеров…, чьим страстным желанием стало сделать запутанное ясным». Волна «информационного цунами», о которой писал Р.С. Вурмен, продолжает нарастать ежедневно, и сегодня каждый, кто использует информационные технологии (а это фактически весь цивилизованный мир), должен стать преградой на пути этой волны.
Ряд интерфейсных проблем связан с конкурентной борьбой на рынке программ. Пожалуй, главная из них – какие формы должно принимать авторское право на интерфейсные решения. С одной стороны, ясно, что придумать и реализовать хороший интерфейс – очень сложная задача, и авторы такого интерфейса должны получить не только моральное вознаграждение. С другой стороны, если защитить такое решение патентом с последующими лицензионными выплатами, это может спровоцировать авторов новых продуктов искать свои, нехоженые и зачастую худшие пути в интерфейсе. В качестве яркого примера можно попробовать представить себе последствия патентования использования клавиши F1 для вызова справки.
Лицензионная защита интерфейсных решений – прямой путь к тому, что одни и те же интерфейсные функции будут реализовываться в разных продуктах по-разному, а это не в интересах пользователя. Как бы мы ни относились к фактической монополии фирмы Microsoft на рынке операционных сред, следует отметить, что положительной чертой этой монополии явилась фактическая стандартизация интерфейса под Windows.
Имеется множество технических решений, учитывающих человеческий фактор в целом и различия между людьми в частности. Например, бордюры в местах перехода во многих странах делают более низкими, чтобы облегчить людям (а особенно инвалидам, пожилым и детям) переход. Мощение около бордюров делают несколько иное, скажем гребенчатое, более грубое, чтобы люди с ослабленным зрением почувствовали близость бордюра и не споткнулись. Множество современных зданий имеет двери, автоматически открывающиеся при подходе к ним, и лифты, снабженные как визуальным, так и звуковым сигналом при достижении нужного этажа. Благодаря таким инженерным решениям и заданиям здания и лифты становятся доступны для более широкого круга людей, особенно же для людей с физическими недостатками; важно, однако, что и остальным людям это облегчает жизнь. Круг потенциальных пользователей расширяется, что и является конечной задачей человекоориенти-рованного проектирования. Никто не может быть исключен из рассмотрения как потенциальный пользователь. Аналогично разрабатываемое программное обеспечение, как и любой товар, рассчитанный на широкое потребление, должно удовлетворять запросам как можно большего круга потребителей.
Стоимость разработки ПИ колеблется обычно от 5 до 50% стоимости всего программного продукта. И это вполне нормально: технологии у всех схожи, а бизнес-эффект достигается во многом за счет качества интерфейса. Опыт показывает, что объем и глубина работ, а значит, и их стоимость могут варьировать в отдельных проектах очень сильно. Выгоды от разработки хорошего ПИ – это гарантия успешности продукта, снижение затрат на разработку (как это ни парадоксально), удешевление поддержки продукта, увеличение конкурентных преимуществ, снижение вероятности критических ситуаций; самое заметное и очевидное – увеличение экономического эффекта от использования продукта.
Иногда спрашивают: в чем отличие разработчика интерфейсов от обычного программиста? Дело в том, что разработчик интерфейсов – это программист, который привык иметь дело не только с программами и машинами, но и с людьми. Разработчик интерфейсов должен уметь использовать результаты социологических исследований, проводить интервью, полевые исследования (т.е. наблюдение за работой пользователей в естественной обстановке), хорошо знать работы в области человеко-ком-пьютерного взаимодействия, знать и уметь еще тысячу вещей, которые не имеют прямого отношения к чисто техническим дисциплинам, а находятся на стыке дизайна, психологии, социологии и информационных технологий. Довольно трудно ждать от обычного программиста наличия всех этих знаний и навыков, потому что его профессиональная деятельность имеет весьма отдаленное отношение к потребностям, особенностям и слабостям людей.
Культура профессионального проектирования интерфейсов в России только начинает развиваться. Этой специальности почти не обучают в российских вузах, и настоящих специалистов в данной сфере всего несколько десятков на всю страну. Потому приходится заниматься переподготовкой имеющихся специалистов. Но осознание того, что разработчик пользовательских интерфейсов – это область, требующая знаний, навыков и образования, несколько выходящих за рамки знаний, навыков и образования программиста или графического дизайнера, поможет более эффективно выбирать сотрудников для переподготовки. Можно зафиксировать растущий интерес в России к профессии «разработчик пользовательских интерфейсов».
Настоящее учебное пособие во многом является переработкой учебного пособия, вышедшего в 2005 г. в Твери (издательство «Триада»). Опыт его использования показал, во-первых, потребность освещения в нем таких актуальных направлений, как роль мультимедиа в разработке пользовательского интерфейса, во-вторых, необходимость обновления ряда разделов в связи с появлением новых технических устройств и программного обеспечения да и в связи с интенсивным развитием самого направления – вышло много новых книг, статей, материалов конференций по человеко-компьютерному взаимодействию. В настоящем издании учтены оба эти фактора.
Учебное пособие содержит краткие описания основных задач и инструментов человеко-компьютерного взаимодействия. Структурно выделены основные проблемы, хотя полнота их раскрытия не всегда соответствует их реальному значению в разработке ПИ. Это объясняется, ограниченным объемом пособия, а также, неустоявшимся предметом изложения, спорностью и подчас отсутствием доказательности многих излагаемых принципов и положений. В процессе написания пособия автор использовал множество книг, статей и данных разных конференций, форумов и сайтов по рассматриваемым темам, ну и, конечно, некоторый личный опыт.
Список контрольных вопросов и использованной литературы приводится в конце каждого раздела. Завершается учебное пособие приложениями, которые содержат примерную учебную программу по человеко-компьютерному взаимодействию, список терминов и понятий, а также перечень стандартов ISO в области человеко-компьютерного взаимодействия.
ТЕМА 1. РАБОЧЕЕ МЕСТО ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАБОТЕ НА КОМПЬЮТЕРЕ
Изучаемые вопросы:
• Влияние разных рабочих поз на утомление и возникновение скелетно-мышечных расстройств.
• Общая компоновка рабочего места и планировка рабочего помещения.
• Расположение монитора и клавиатуры на рабочем месте.
• Требования к монитору и клавиатуре.
• Преимущества и недостатки различных устройств ввода информации.
• Конструктивные особенности рабочего кресла, обеспечивающие активный комфорт для человека.
• Рекомендуемые характеристики рабочего кресла, обеспечивающие активный и пассивный комфорт для человека.
• Рекомендуемые параметры рабочей поверхности.
• Требования к рабочему помещению.
• Влияние разных рабочих поз на утомление и возникновение скелетно-мышечных расстройств.
• Общая компоновка рабочего места и планировка рабочего помещения.
• Расположение монитора и клавиатуры на рабочем месте.
• Требования к монитору и клавиатуре.
• Преимущества и недостатки различных устройств ввода информации.
• Конструктивные особенности рабочего кресла, обеспечивающие активный комфорт для человека.
• Рекомендуемые характеристики рабочего кресла, обеспечивающие активный и пассивный комфорт для человека.
• Рекомендуемые параметры рабочей поверхности.
• Требования к рабочему помещению.
1.1. Общая компоновка рабочего места
Полные требования к компоновке рабочего места, планировке рабочих помещений можно найти в литературе по индустриальной эргономике, в специальных разделах, посвященных антропометрическим размерам и прикладной биомеханике. Здесь мы остановимся только на особенностях компоновки рабочих мест при работе на компьютере. Обычно в книгах по человеко-компьютерному взаимодействию такой раздел отсутствует, все посвящено пользовательскому интерфейсу. На наш взгляд, это неправильно, ведь человеко-компьютерное взаимодействие, в отличие от разработки интерфейса, включает эту тематику. Кроме того, резкий рост числа пользователей в последние годы показывает все возрастающую значимость этой проблемы, что проявляется в увеличении числа молодых людей со скелетно-мышечными проблемами, в особенности с проблемами позвоночника.
Сидячая работа (особенно продолжительная) вредна человеку в принципе: вы сутулитесь или подаетесь вперед, ваш позвоночник деформируется, травмируя диски. Вы поднимаете плечи и сгибаете руки, держа их в напряжении, и, естественно, они начинают болеть. Пережимая сосуды, вы перегружаете сердце, а о хронических растяжениях сухожилий кистей рук и постоянно ухудшающемся зрении можно и не говорить. Поза, следовательно, производительность труда и здоровье зависят в значительной мере от размеров и дизайна рабочего места.
Человек за свою жизнь проводит сидя в среднем около 80 000 ч! На работе, во время учебы, еды, в автомобиле, в самолете, у экрана телевизора, в театре и даже в свободное время мы сидим, из нашей жизни исчезает движение. Природа же создала Человека динамичного, находящегося в постоянном движении, для которого состояние покоя в целом нехарактерно. Сидячая поза увеличивает нагрузку на мышцы спины, и только когда человек откидывается на спинку, нагрузка несколько уменьшается (рис. 1.1). Видно, что 100% нагрузки имеет место в положении стоя, плечи отведены назад, руки по швам, т. е. ровная прямая стойка (рис. 1.1, а). Типичная поза при работе сидя – на краешке стула, но спина ровная (рис.1.1, б), и нагрузка сразу возрастает до 130%.
Еще более типичная поза при работе на персональном компьютере (ПК): на краю сиденья, сильно наклонившись вперед (рис. 1.1, в). И только при откидывании на спинку кресла нагрузка уменьшается и становится равной 75% (рис.1.1, г).
Рис. 1.1. Нагрузка на мышцы спины: а – 100%; б – 130%; в – 200%; г – 75%
При длительном сидении возникают боли в позвоночнике, ногах, головные боли. Вот статистика жалоб, причиной которых становится долгое неправильное сидение: головная боль – 14%; боль в шее и лопатках – 24; боль в позвоночнике – 57; проблемы в области копчика – 16; боль в бедрах – 19; боль в коленях и стопах – 29%.
Общий вид правильно организованного рабочего места при работе на компьютере показан на рис.1.2.
Расположение монитора
Монитор, как правило, располагается чрезмерно близко. Рекомендуется ставить монитор на расстоянии вытянутой руки, т. е. располагать его на расстоянии 40-100 см от глаз. Существует ряд научных теорий, по-разному определяющих значимые факторы и оптимальное расстояние от глаз до монитора. Монитор должен располагаться на 10-20 см ниже горизонтальной линии взора (чтобы смотреть на него немного свысока) и быть наклоненным чуть вверх, как книга при чтении.
Рис. 1.2. Общий вид рабочего места
Клавиатура
Неправильное положение рук при печати на клавиатуре приводит к хроническим растяжениям кисти. Важно не столько отодвинуть клавиатуру от края стола и опереть кисти о специальную площадку, сколько держать локти параллельно поверхности стола и под прямым углом к плечу. Клавиатура должна располагаться в 10-15 см (в зависимости от длины локтя) от края стола. В этом случае нагрузка приходится не на кисть, в которой вены и сухожилия находятся близко к поверхности кожи, а на более «мясистую» часть локтя.
Клавиатура должна свободно перемещаться по рабочей поверхности, но во время использования она не должна двигаться. Угол наклона клавиатуры от горизонтали может варьировать от 0 до 25°. Важно иметь возможность регулировать этот угол для достижения наиболее удобного положения кистей рук. Поверхность клавиш и клавиатуры должна быть матовой, чтобы исключить блики. Горизонтальный размер поверхности клавиш должен составлять не менее 12 мм, расстояние между центрами клавиш по горизонтали 18-19 мм, а по вертикали – 18-20 мм.
Рабочее кресло
Высота кресла должна быть отрегулирована под горизонтальное расположение бедер, вертикальное расположение голеней, а ступни должны твердо находиться на полу. Диапазон регулировки сиденья по высоте не менее чем 38-52 см. Важно предусмотреть подставку для ног, которая должна иметь небольшой наклон (5-15°), быть нескользкой, достаточно тяжелой, чтобы не двигаться по полу с каждым движением стоп, компактной и желательно регулируемой по высоте. Поверхность сиденья не менее 45 см шириной и 38-43 см глубиной.
Подушка сиденья должна обеспечивать равномерное давление на бедра и ягодицы и иметь максимальную глубину продавливания 1,2-2,5 см. Желательно, чтобы передняя кромка сиденья имела закругленный край и была несколько поднята. Спинка кресла должна обеспечивать возможность наклона назад до 125-130°. Предпочтительна высокая спинка, поддерживающая всю спину и шею. Рекомендуемая высота спинки 45-51 см. Для предотвращения деформации поясничного отдела позвоночника (наиболее страдающая область при длительном сидении) рекомендуется использовать кресло с профилем спинки, имеющим поясничный изгиб.
Кресло должно быть поворотным и на роликах, чтобы легко перемещаться по полу. Подлокотники поддерживают предплечья и снижают утомляемость плеч, шеи и верхней части торса. Подлокотники также помогают садиться и вставать. Если подлокотники ограничивают комфорт или неудобны, они теряют свою практичность. Подлокотники являются необходимым элементом рабочего кресла, при этом крайне желательно, чтобы они были легкосъемными. Некоторые кресла, предусматривают и регулировку подлокотников по высоте.
Оптимальным с точки зрения максимальной стабильности является кресло с пятью точками опоры. Иллюстрировать приведенные требования можно примером плохого кресла, показанного на рис. 1.3.
На рис. 1.3 видно, что сиденье и спинка непомерно широкие и глубокие, поясничный изгиб спинки отсутствует, подлокотники слишком тонкие, высокие и широко расставленные, нет регулировок, имеются только четыре точки опоры.
Рис. 1.3. Пример плохого с точки зрения биомеханики кресла
Рабочая поверхность
Высота рабочей поверхности над полом, а также ее размеры и форма являются важными факторами, влияющими на работоспособность человека. Несоблюдение требований к рабочей поверхности приводит к повышенной утомляемости, физическому дискомфорту, к целому ряду медицинских проблем и как следствие к снижению производительности труда. Физиологические нарушения происходят в шейно-плечевой области, в области предплечья и кисти, в поясничном отделе позвоночника, в тазобедренной области. Эти проблемы существенно возрастают, если имеются следующие нарушения:
• высота клавиатуры над полом слишком большая или слишком маленькая;
• предплечье и кисть не имеют должной опоры и, следовательно, не отдыхают;
• голова оператора слишком наклонена;
• из-за недостаточного пространства для ног бедра операторов наклонены под столом.
В целом рекомендуемые параметры рабочей поверхности зависят от решаемых задач. Как показывает практика, наиболее распространенная высота рабочей поверхности 76 см над уровнем пола – это слишком высоко для операторов среднего роста. Желательно иметь две поверхности – одну для клавиатуры, другую для монитора, письма и чтения. Если рабочая поверхность одна, то ее высота должна регулироваться в диапазоне 60-80 см. Для большинства случаев оптимальная высота – 70 см над уровнем пола, но регулируемая высота кресла позволяет подогнать высоту под человека любого роста. При двух независимых поверхностях высота поверхности для клавиатуры должна регулироваться в диапазоне 59-71 см, а для монитора – 90-115 см. Под рабочими поверхностями необходимо предусмотреть достаточное пространство для ног оператора. Минимальная ширина пространства для ног 51 см, предпочтительнее 61 см. Минимальная глубина этого пространства на уровне колен 38 см от края рабочей поверхности, а на уровне стоп – 59 см.
Влияние двухуровневых рабочих поверхностей на положение тела и рук при работе на клавиатуре показано на рис. 1.4.
Одноуровневая рабочая поверхность. Клавиатура на краю стола – верный путь к травме костно-связочного аппарата и мышц кистей и предплечий. Тендовагиниты, «теннисный локоть», другие нарушения – частые следствия такого расположения клавиатуры (рис. 1.4, а).
Двухуровневая поверхность. Главное, чтобы локоть и кисть составляли одну линию и были параллельны поверхности стола. Угол в коленном и тазобедренном суставах – 90° (рис. 1.4, б).
Рис. 1.4. Положение клавиатуры и рук оператора
Планировка рабочего помещения
Рис. 1.5. Схема планировки рабочего помещения с рекомендуемыми размерами: а – в плане; б – в трехмерном пространстве[1]
Активный и пассивный комфорт
Важным фактором при выборе кресла является продолжительность работы. От этого зависят и конструкторские рекомендации. Так, при длительности работы, не превышающей 3 ч, достаточными оказываются требования, обеспечивающие пассивный комфорт, а большая продолжительность влечет за собой соблюдение требований, обеспечивающих активный комфорт. Так, например, пассивный комфорт для рабочего кресла определяет качества кресла, не связанные с каким-либо механизмом или с регулируемой системой. При соблюдении указанных выше размеров целесообразны такие конструктивные решения, как представленные на рис. 1.6.
Сидячая работа (особенно продолжительная) вредна человеку в принципе: вы сутулитесь или подаетесь вперед, ваш позвоночник деформируется, травмируя диски. Вы поднимаете плечи и сгибаете руки, держа их в напряжении, и, естественно, они начинают болеть. Пережимая сосуды, вы перегружаете сердце, а о хронических растяжениях сухожилий кистей рук и постоянно ухудшающемся зрении можно и не говорить. Поза, следовательно, производительность труда и здоровье зависят в значительной мере от размеров и дизайна рабочего места.
Человек за свою жизнь проводит сидя в среднем около 80 000 ч! На работе, во время учебы, еды, в автомобиле, в самолете, у экрана телевизора, в театре и даже в свободное время мы сидим, из нашей жизни исчезает движение. Природа же создала Человека динамичного, находящегося в постоянном движении, для которого состояние покоя в целом нехарактерно. Сидячая поза увеличивает нагрузку на мышцы спины, и только когда человек откидывается на спинку, нагрузка несколько уменьшается (рис. 1.1). Видно, что 100% нагрузки имеет место в положении стоя, плечи отведены назад, руки по швам, т. е. ровная прямая стойка (рис. 1.1, а). Типичная поза при работе сидя – на краешке стула, но спина ровная (рис.1.1, б), и нагрузка сразу возрастает до 130%.
Еще более типичная поза при работе на персональном компьютере (ПК): на краю сиденья, сильно наклонившись вперед (рис. 1.1, в). И только при откидывании на спинку кресла нагрузка уменьшается и становится равной 75% (рис.1.1, г).
При длительном сидении возникают боли в позвоночнике, ногах, головные боли. Вот статистика жалоб, причиной которых становится долгое неправильное сидение: головная боль – 14%; боль в шее и лопатках – 24; боль в позвоночнике – 57; проблемы в области копчика – 16; боль в бедрах – 19; боль в коленях и стопах – 29%.
Общий вид правильно организованного рабочего места при работе на компьютере показан на рис.1.2.
Расположение монитора
Монитор, как правило, располагается чрезмерно близко. Рекомендуется ставить монитор на расстоянии вытянутой руки, т. е. располагать его на расстоянии 40-100 см от глаз. Существует ряд научных теорий, по-разному определяющих значимые факторы и оптимальное расстояние от глаз до монитора. Монитор должен располагаться на 10-20 см ниже горизонтальной линии взора (чтобы смотреть на него немного свысока) и быть наклоненным чуть вверх, как книга при чтении.
Клавиатура
Неправильное положение рук при печати на клавиатуре приводит к хроническим растяжениям кисти. Важно не столько отодвинуть клавиатуру от края стола и опереть кисти о специальную площадку, сколько держать локти параллельно поверхности стола и под прямым углом к плечу. Клавиатура должна располагаться в 10-15 см (в зависимости от длины локтя) от края стола. В этом случае нагрузка приходится не на кисть, в которой вены и сухожилия находятся близко к поверхности кожи, а на более «мясистую» часть локтя.
Клавиатура должна свободно перемещаться по рабочей поверхности, но во время использования она не должна двигаться. Угол наклона клавиатуры от горизонтали может варьировать от 0 до 25°. Важно иметь возможность регулировать этот угол для достижения наиболее удобного положения кистей рук. Поверхность клавиш и клавиатуры должна быть матовой, чтобы исключить блики. Горизонтальный размер поверхности клавиш должен составлять не менее 12 мм, расстояние между центрами клавиш по горизонтали 18-19 мм, а по вертикали – 18-20 мм.
Рабочее кресло
Высота кресла должна быть отрегулирована под горизонтальное расположение бедер, вертикальное расположение голеней, а ступни должны твердо находиться на полу. Диапазон регулировки сиденья по высоте не менее чем 38-52 см. Важно предусмотреть подставку для ног, которая должна иметь небольшой наклон (5-15°), быть нескользкой, достаточно тяжелой, чтобы не двигаться по полу с каждым движением стоп, компактной и желательно регулируемой по высоте. Поверхность сиденья не менее 45 см шириной и 38-43 см глубиной.
Подушка сиденья должна обеспечивать равномерное давление на бедра и ягодицы и иметь максимальную глубину продавливания 1,2-2,5 см. Желательно, чтобы передняя кромка сиденья имела закругленный край и была несколько поднята. Спинка кресла должна обеспечивать возможность наклона назад до 125-130°. Предпочтительна высокая спинка, поддерживающая всю спину и шею. Рекомендуемая высота спинки 45-51 см. Для предотвращения деформации поясничного отдела позвоночника (наиболее страдающая область при длительном сидении) рекомендуется использовать кресло с профилем спинки, имеющим поясничный изгиб.
Кресло должно быть поворотным и на роликах, чтобы легко перемещаться по полу. Подлокотники поддерживают предплечья и снижают утомляемость плеч, шеи и верхней части торса. Подлокотники также помогают садиться и вставать. Если подлокотники ограничивают комфорт или неудобны, они теряют свою практичность. Подлокотники являются необходимым элементом рабочего кресла, при этом крайне желательно, чтобы они были легкосъемными. Некоторые кресла, предусматривают и регулировку подлокотников по высоте.
Оптимальным с точки зрения максимальной стабильности является кресло с пятью точками опоры. Иллюстрировать приведенные требования можно примером плохого кресла, показанного на рис. 1.3.
На рис. 1.3 видно, что сиденье и спинка непомерно широкие и глубокие, поясничный изгиб спинки отсутствует, подлокотники слишком тонкие, высокие и широко расставленные, нет регулировок, имеются только четыре точки опоры.
Рабочая поверхность
Высота рабочей поверхности над полом, а также ее размеры и форма являются важными факторами, влияющими на работоспособность человека. Несоблюдение требований к рабочей поверхности приводит к повышенной утомляемости, физическому дискомфорту, к целому ряду медицинских проблем и как следствие к снижению производительности труда. Физиологические нарушения происходят в шейно-плечевой области, в области предплечья и кисти, в поясничном отделе позвоночника, в тазобедренной области. Эти проблемы существенно возрастают, если имеются следующие нарушения:
• высота клавиатуры над полом слишком большая или слишком маленькая;
• предплечье и кисть не имеют должной опоры и, следовательно, не отдыхают;
• голова оператора слишком наклонена;
• из-за недостаточного пространства для ног бедра операторов наклонены под столом.
В целом рекомендуемые параметры рабочей поверхности зависят от решаемых задач. Как показывает практика, наиболее распространенная высота рабочей поверхности 76 см над уровнем пола – это слишком высоко для операторов среднего роста. Желательно иметь две поверхности – одну для клавиатуры, другую для монитора, письма и чтения. Если рабочая поверхность одна, то ее высота должна регулироваться в диапазоне 60-80 см. Для большинства случаев оптимальная высота – 70 см над уровнем пола, но регулируемая высота кресла позволяет подогнать высоту под человека любого роста. При двух независимых поверхностях высота поверхности для клавиатуры должна регулироваться в диапазоне 59-71 см, а для монитора – 90-115 см. Под рабочими поверхностями необходимо предусмотреть достаточное пространство для ног оператора. Минимальная ширина пространства для ног 51 см, предпочтительнее 61 см. Минимальная глубина этого пространства на уровне колен 38 см от края рабочей поверхности, а на уровне стоп – 59 см.
Влияние двухуровневых рабочих поверхностей на положение тела и рук при работе на клавиатуре показано на рис. 1.4.
Одноуровневая рабочая поверхность. Клавиатура на краю стола – верный путь к травме костно-связочного аппарата и мышц кистей и предплечий. Тендовагиниты, «теннисный локоть», другие нарушения – частые следствия такого расположения клавиатуры (рис. 1.4, а).
Двухуровневая поверхность. Главное, чтобы локоть и кисть составляли одну линию и были параллельны поверхности стола. Угол в коленном и тазобедренном суставах – 90° (рис. 1.4, б).
Планировка рабочего помещения
Активный и пассивный комфорт
Важным фактором при выборе кресла является продолжительность работы. От этого зависят и конструкторские рекомендации. Так, при длительности работы, не превышающей 3 ч, достаточными оказываются требования, обеспечивающие пассивный комфорт, а большая продолжительность влечет за собой соблюдение требований, обеспечивающих активный комфорт. Так, например, пассивный комфорт для рабочего кресла определяет качества кресла, не связанные с каким-либо механизмом или с регулируемой системой. При соблюдении указанных выше размеров целесообразны такие конструктивные решения, как представленные на рис. 1.6.