交互设计的模式方法外文翻译资料

交互设计的模式方法

关键词：设计方法，教育，跨学科设计，模式语言

摘要:为了创建成功的交互式系统，用户界面设计师需要与跨学科团队中的开发人员和应用领域专家进行合作。然而，这些团队通常缺乏一个共同的术语来交流思想、观点和价值观。本文提出了一种在软件开发、人机交互和应用领域中使用模式语言来获取这些知识的方法。一个正式的、与领域无关的设计模式定义允许在不牺牲可读性的情况下提供计算机支持，并且模式使用被集成到可用性工程生命周期中。例如，创建一个获奖互动式音乐展览的经验被转化为一种模式语言，然后用于为后续项目提供信息和支持人机交互教育。

1. 简介

为了设计满足当今对可用性的高期望的系统，人机交互(HCI)专家需要与来自其他学科的团队成员紧密合作。最值得注意的是，他们需要与应用程序领域的专家合作，确定项目开发环境的概念、任务和工作流程，并与开发团队合作，以确保内部系统设计支持所需的交互技术。

然而，这些学科缺乏一种语言:用户界面设计师很难向其他团队解释他的指导方针和关注点。从用户代表那里提取可用的应用领域概念往往更成问题。对于HCI人员来说，甚至对于应用领域的专家来说，理解在设计过程中指导系统工程师的体系结构和技术约束以及规则都是很困难的。一般来说，学科内的人们通常难以与外界交流他们所知道的东西，但是要合作愉快，学科必须学会欣赏彼此的语言、传统和价值观(Kim，1990)。

1.1 作为通用语言的模式语言

简单地说，模式是一个反复出现的设计问题的可靠解决方案。它特别注意它适用的背景，它需要平衡的相互竞争的“力量”，以及它适用的积极和消极后果。它引用了描述可以应用它的上下文的较高级模式，以及可以在当前模式之后用于进一步完善解决方案的较低级模式。这个层次结构将模式的综合集合构建成一个模式语言。

这里介绍的中心思想是，项目团队中的HCI、软件工程和应用程序领域专家都以模式语言的形式表达他们的专业知识。这使得他们的知识和假设更加明确，更容易为其他学科理解和参考。这样一个共同的词汇可以极大地改善团队内部的沟通，也可以作为设计专业知识的企业记忆。

下一节将简要介绍模式语言的概念和历史。然而，这些语言的一个重要组成部分是交叉引用，它可以帮助读者找到阅读材料的方法。为了方便模式的创建和导航，可能在计算机支持下，提出了模式及其关系的正式语法定义，该定义独立于它们所处理的领域。它也显示了在可用性工程生命周期模式可以应用的地方。最后一部分以交互式音乐展品的模式语言为例，总结了一些关于模式语言在人机交互课程中有用性的初步实证研究。

2. 模式语言的简史

本节简要概述了模式思想的来源，以及它是如何适应其他学科的。

2.1 城市建筑的模式

模式语言的最初概念是由建筑师克里斯托佛亚历山大在20世纪70年代提出的。在《亚历山大》(1979)一书中，他解释了如何识别建筑设计模式的等级集合，以使未来的建筑和城市环境对其居民更加实用和愉悦。在Alexander等人(1977)中，他提出了253种“用户友好”的模式来解决城市建筑中反复出现的问题。它们从大规模的问题(“7000 社区”，“可识别的社区”)，到较小规模的模式(“PROMENADE”，“STREETCAFES”)再到单体建筑的设计模式(“层叠屋顶”，“亲密梯度”)。最后，在Alexander等人(1988)，中，架构师以俄勒冈大学为例，使用他的模式语言来定义一个新的规划过程。

很少有人知道亚历山大发表这种模式语言的目的不是让建筑师，而是让居民(也就是用户)自己来设计他们的环境。这与以用户为中心和参与式设计的理念惊人地相似，它旨在让终端用户参与软件开发周期的所有阶段。

模式语言本质上旨在为普通人提供一个词汇表来表达他们的想法和设计，并与专业人士讨论。这种创造词汇的想法实现了关于语言编码的心理学研究的众所周知的结果: “当有一个故事、一个争论或一个想法我们想要记住......我们对事件进行口头描述，然后记住我们的口头表达(Miller，1956)。当人们记住这个简短的名字时，这个想法就可以被回忆起来。

亚历山大的每一个图案都以几页插图文本的形式呈现，使用了非常统一的结构和布局，并包含以下组件(Alexander et aI. ,1979: x) :

一个有意义的、简洁的名字标识了模式，一个排名表明了模式的有效性，一张图片给出了应用模式的一个“敏感”和容易理解的例子，上下文解释了它有助于实现哪些更大的模式。接下来，一个简短的问题陈述概括了相互竞争的“力量”，或者说设计权衡，一个更广泛的问题描述提供了经验背景信息，并显示了现有的解决方案。

后续的解决方案是中心模式组件。它将示例概括成一个清晰的，但是通用的指令集，可以应用于不同的情况。一个图表用图形的方式描述了这个解决方案及其组成部分，参考文献指出读者可以使用较小的模式来处理这个模式。

必须强调的是，亚历山大模式首先是人类读者的说教媒介，甚至(尤其是)非建筑师。这种品质不能丢失在一个更正式的表达或延伸到其他领域的想法。

2.2 软件工程模式

大约在1987年，软件工程学提出了模式的概念。在OOPSLA面向对象会议上，Beck和Cunningham(1987)报告了一个实验，在这个实验中，没有Smalltalk经验的应用领域专家在使用模式语言介绍了基本的用户界面概念之后，成功地设计了自己的Smalltalk用户界面。值得注意的是，这第一个软件模式实验实际上涉及了用户界面设计和用户参与。

研讨会开始了一场关于软件设计模式的生动交流。一个有影响力的面向对象软件设计模式集合由Gamma等人发表(1995)。年度模式语言编程(PLOP)会议已经建立了一个全新的论坛，用于交流经过验证的通用解决方案，以解决反复出现的软件设计问题。

从Alexander到所谓的Gang of Four (Gamma 等人，1995年)发表的软件工程实例，模式的整体格式没有太大变化:名称、上下文、问题、解决方案、实例、图表和交叉引用仍然是每个模式的基本组成部分。

然而，目标已经以一种重要的方式发生了变化，很多人并没有注意到:软件设计模式被认为是软件开发人员之间交流的一种有用语言，也是将经验不足的开发人员引入该领域的一种实用工具。终端用户设计他们自己的(软件)架构的想法还没有被接管。一方面，这是有意义的，因为人们并不像他们生活在自己的环境中那样生活在他们的软件应用中。然而，另一方面，通过引入模式来推动参与式设计概念的好机会并没有被利用。这就是为什么在OOPSLArsquo;99，“四人帮”因其工作而受到模拟“审判”的原因之一。(参见Tidwetl，1999的文章，一个有趣的评论。

2.3 HCI模式

HCI研究早于大多数人的预期引用了模式思想。诺曼和德雷珀(1986)提到亚历山大的工作，在他的经典心理学的日常事物(诺曼，1988:229)，诺曼说，他受到特别的影响。苹果的人机界面指南(Apple Computer，1992)，引用Alexander的书作为环境设计领域的开创性，而Utrecht艺术学校使用模式作为交互设计课程的基础(Barfield等，1994)。

但是直到最近，在HCI社区内才举办了第一个专门讨论交互设计模式语言的研讨会。它表明，关于采用模式概念进行HCI的想法仍然是非常多样的，并且“到目前为止，交互设计的模式语言很少受到重视”(Bayle等，1998)。这次研讨会报告的模式不一定是严格的设计模式，而是描述观察到的行为的活动模式(在会议上)，没有判断这些模式代表的是“好的”还是“坏的”解决方案。就像乌得勒支的课程设计师(Barfield et等，1994)一样，它确定了时间维度使得交互设计与建筑设计大不相同。讲习班还强调了一个常常被低估的事实，即图案在很大程度上代表了作者的价值观，即作者认为在他设计的手工艺品中重要的品质。

随后在UPArsquo;99(Granlund和Lafreniere，1999a)，INTERACTrsquo;99(见Borchers等人，2001b)和CHI 2000(Borchers等人，2000年)举办的研讨会证实了人机交互界对模式语言的兴趣日益增长，并有助于更精确地形成HCI设计模式及其使用的概念。在INTERACT研讨会上给出了HCI设计模式的初步定义和构建HCI设计模式语言的建议，以及HCI模式的样本格式。CHI 2000研讨会完善了这些研究结果和定义，模式的概念也与可用性工程的其他相关概念联系起来，如索赔(Sutcliffe and Dimitrova，1999)。

同时，为交互设计提出了一些具体的模式集合。例如，Tidwell (1998)的语言涵盖了用户界面设计问题的大量领域。交互设计模式已经进入 PLoP 会议系列，甚至成为ChiliPLoPrsquo;99 会议的“热门话题”(Borchers，2000a)。

然而，很少有研究将HCI的模式语言正式化，以使它们更容易被计算机支持访问。甚至亚历山大(Alexander等，1979:xviii)也承认，“因为语言实际上是一个网络，没有一个序列能完美地捕捉到它”。这里介绍的模式语言的超文本模型使得创建通过该语言导航的工具成为可能，类似于界面设计指南的工具(Alben等，1994;Iannella，1994)。

5. 结论和进一步研究

跨学科设计团队中的沟通是人机交互从业者面临的一个主要问题。我们建议所有的团队成员——特别是HCI人员、软件工程师和应用领域的专家——以模式语言的形式阐述他们的经验、方法和价值观，正如最初在城市建筑中引入的那样。为了获得统一的表示和计算机支持，我们提出了模式及其关系的正式表示。

作为一个例子，我们根据创建交互式音乐展览的经验创建了模式语言。我们的结果很有希望，并且表明这些模式可以帮助来自不同领域的人们理解我们的发现。他们已被证明有助于创建具有相似背景的后续展品，并且HCI模式在HCI课程中很好地服务。目前，我们正在通过识别额外的模式和关系来扩展和完善我们的语言。在设计模式编辑工具(PET)方面已经迈出了第一步，PET是一个支持创建、审查和浏览模式语言的系统。用于交互式展览和类似系统的 HCI 和其他模式语言的完整版本，以及PET的描述，可在Borchers(2001a)中找到。

将模式技术应用于全新的应用领域可以进一步加强我们的论点，即将模式结构化为模式是一种通常有效的方法，在用户界面设计课程中更多地使用HCI模式有望给我们提供关于它们在教育中的有用性的更详细的发现。

外文原文资料信息

[1] 外文原文作者：Jan O. Borchers

[2] 外文原文所在书名或论文题目：A pattern approach to interaction design.

[3] 外文原文来源：

出版社或刊物名称、出版时间或刊号、译文部分所在页码：

AI amp; SOCIETYVolume 15, Issue 4. 2001. PP 359-376

网页地址：

https://schlr.cnki.net/zn/Detail/index/GARJ0010_4/SSJD00000213200#doc-keyword

二、外文原文资料：

A Pattern Approach to Interaction Design

Keywo

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[1] 外文原文作者：Jan O. Borchers

[2] 外文原文所在书名或论文题目：A pattern approach to interaction design.

[3] 外文原文来源：

出版社或刊物名称、出版时间或刊号、译文部分所在页码：

AI amp; SOCIETYVolume 15, Issue 4. 2001. PP 359-376

网页地址：

https://schlr.cnki.net/zn/Detail/index/GARJ0010_4/SSJD00000213200#doc-keyword

外文原文资料：

A Pattern Approach to Interaction Design

Keywords: Design methodologies, Education, Interdisciplinary design, Pattern languages

Abstract: To create successful interactive systems, user interface designers need to cooperate with developers and application domain experts in an interdisciplinary team. These groups, however, usually lack a common terminology to exchange ideas, opinions and values. This paper presents an approach that uses pattern languages to capture this knowledge in software development, human-computer interaction (HCI) and the application domain. A formal, domain- independent definition of design patterns allows for computer support without sacrificing readability, and pattern use is integrated into the usability engineering life cycle. As an example, experience from building an award-winning interactive music exhibit was turned into a pattern language, which was then used to inform follow-up projects and support HCI education.

1. Introduction

To design systems that fulfil today s high expectations concerning usability, humancomputer interaction (HCI) experts need to work together very closely with team members from other disciplines. Most notably, they need to cooperate with application domain experts to identify the concepts, tasks and terminology of the product environment, and with the development team to make sure the internal system design supports the interaction techniques required.

However, these disciplines lack a common language: it is difficult for the user interface designer to explain his guidelines and concerns to the other groups. It is often even more problematic to extract application domain concepts from the user representative in a usable form. And it is hard for HCI people, and for application domain experts even more so, to understand the architectural and technological constraints and rules that guide the systems engineer in the design process. In general, people within a discipline often have trouble communicating what they know to outsiders, but to work together well disciplines must learn to appreciate each others language, traditions and values (Kim, 1990).

1.1 Pattern Languages as Lingua Franca

Simply stated, a pattern is a proven solution to a recurring design problem. It pays special attention to the context in which it is applicable, to the competing forces it needs to balance, and to the positive and negative consequences of its application. It references higher-level patterns describing the context in which it can be applied, and lower-level patterns that could be used after the current one to further refine the solution. This hierarchy structures a comprehensive collection of patterns into a pattern language.

The central idea presented here is that HCI, software engineering and application domain experts in a project team each express their expertise in the form of a pattern language. This makes their knowledge and assumptions more explicit, and easier for the other disciplines to understand and refer to. Such a common vocabulary can greatly improve communication within the team, and also serve as a corporate memory of design expertise.

The next section briefly explains the concept and history of pattern languages. A critical component of these languages, however, is the cross-references that help readers find their way through the material. To facilitate creating and navigating through patterns, possibly with computer support, a formal syntactic definition of patterns and their relations is presented that is independent of the domain they address. It is also shown where in the usability engineering life cycle patterns can be applied. A final section shows a pattern language for interactive music exhibits as an example, and summarises some initial empirical studies concerning the usefulness of pattern languages in HCI courses.

2. A Brief History of Pattern Languages

This section briefly outlines where the pattern idea comes from, and how it has been adapted to other disciplines.

2.1 Patterns in Urban Architecture

The original concept of pattern languages was conceived by architect Christopher Alexander in the 1970s. In Alexander (1979), he explains how a hierarchical collection of architectural design patterns can be identified to make future buildings and urban environments more usable and pleasing for their inhabitants. In Alexander et al. (1977), he presents 253 such patterns of user-friendly solutions to recurring problems in urban architecture. They range from large-scal

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