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Apoio ao Estudo - Os Humanos

• Engenharia Informática/Sistemas Gráficos e Interação
• Apresentado por Nuno Rodrigues, Alexandrino Gonçalves, DEI/ESTG-IPLeiria, CIIC-IPLeiria

Sumário

• Os humanos
• Sistema de perceção
• Movimento
• Velocidade e precisão
• Lei de Fitts
• Lei de Hick
• Memória

Os Humanos

• Criam atalhos e alternativas para contornar dificuldades impostas por interfaces mal-projetadas.
• Todas as interfaces existem para ajudar os humanos a realizar tarefas.
• Os humanos usam dispositivos sensoriais para entrada e saída de informação (audição, visão, tato, etc.)

Sistema de Perceção

• Visão
• Audição
• Toque
• Movimento

Visão

• Dispositivo de entrada por excelência
• Duas etapas de funcionamento:
  • Receção física dos estímulos visuais.
  • Processamento e interpretação desses estímulos.
• O sistema visual transforma as imagens 2D (olho direito e esquerdo) numa imagem 3D.
• Processo de visão:
  • Luz entra no olho, focada pela córnea.
  • Passa pela pupila (controlada pela íris) e pela lente, sendo refratada.
  • Termina a passagem numa imagem invertida projetada na retina.
• Interpretação do sinal:
  • Interpretação do brilho
  • Interpretação da cor
  • Ex: leitura

Cor

• Retina como fotorreceptor:
  • Bastonetes: visão em baixas luzes, sujeitos à saturação de luz.
  • Cones: visão colorida em claridades médias e altas (visão diurna).
    • Vermelho
    • Verde
    • Azul
• Espetro eletromagnético (gráfico de espectro visível).

Cones

• Gráfico mostrando a resposta normalizada dos cones em diferentes comprimentos de onda.

Cor (Continuação)

• Resposta à luz ativada pelas leis físicas dos comprimentos de onda.
• Resposta psicológica.
• Luz branca: todos os três tipos de cones são ativados e o cérebro interpreta como luz branca.
• 8% dos homens e 1% das mulheres têm daltonismo.
• Poucos cones azuis: Sensibilidade ao azul menor — ex: evitar texto azul.
• Interpretação do brilho comporta uma reação subjetiva, variante por indivíduo e influenciada pela luminância dos objetos.
• Limitações do sistema visual - ilusões óticas

Ilusões Óticas

• Exemplos de ilusões óticas (gráficos).
• Ex: A rápida raposa castanha salta por cima do cão preguiçoso

Visão Central e Visão Periférica

• Visão central: provém da evolução genética como predadores, permite observação detalhada de objetos fixos ou móveis.

• Visão periférica: nos protege, alertando para possíveis perigos; permite desviar de objetos que estão a aproximar-se e que nos podem atingir.

• Os cones encontram-se mais no centro e os bastonetes na periferia. Na periferia, a visão é essencialmente preto e branco.

Implicações ao Design de Interfaces com o Utilizador

• Questão sobre implicações do design de interfaces com o utilizador.

Audição

• Um dispositivo de entrada
• Fornece informação sobre o ambiente:
  • Distâncias
  • Objetos
  • Direções
• Ouvido externo: capta ondas sonoras e transmite-as como vibrações para o ouvido interno.
• Ouvido médio: protege e amplifica o som.
• Ouvido interno: libera transmissores químicos e causa impulsos ao nervo auditivo, enviados ao cérebro.

Som

• Onda longitudinal.
• Frequência medida em Hz — forma como o ouvido percebe o som.
• Intensidade medida em decibéis — perceção da onda sonora.
• Timbre — tipo ou qualidade de um som.
• Ouvido humano detecta frequências entre 20 Hz e 20 kHz, com maior precisão em altas frequências.
• O sistema auditivo funciona como um filtro de sons ("efeito da festa").

Toque

• Pode ser o sentido principal em algumas situações, como para pessoas com deficiência visual.
• Vários receptores com diferentes sensibilidades.
• Aumenta a experiência de utilização do sistema.
• Importante em dispositivos onde é importante manter o outro sentido focado em outro lugar.

Movimento

• Dois tipos de tempos de reação a estímulos (dependentes do tipo de estímulo): tempo de reação visual(~200 ms) , auditiva(~150 ms) e dor(~700 ms).
• Tempo de movimento — variável consoante (ex., idade, forma física, estado psicológico, cansaço).

Velocidade e Precisão

• Velocidade e precisão do movimento são relevantes para o design de interfaces interativas.
• O tempo para alcançar ou selecionar um alvo depende da distância ao alvo e do tamanho do alvo.

A Lei de Fitts

• Lei de Fitts (Fitts, 1954; Fitts & Posner, 1967)
• Fórmula: T=a + b log2(1+D/S).
• a e b = constantes determinadas empiricamente
• T = tempo de movimento
• D = distância
• S = dimensão
• Exemplos: cincos alvos mais rápidos de acertar num ecrã de computador.
• Exemplo: menu de contexto no "pixel mágico".

A Lei de Hick

• Lei de Hick (Hick, 1952).
• O tempo necessário para seleção de uma opção (entre várias) é diretamente proporcional à quantidade de informação.
• Fórmula T = b log(n+1).
• n = número de opções
• b = constante empírica

Memória

• Apesar da complexidade do funcionamento, existem ideias aceites e comprovadas.
• Memória como conjunto de armazéns para informação e processos.

Modelo de Memória Humana

• Três armazéns:
  • Memória sensorial
  • Memória de curta duração
  • Memória de longa duração
• Três processos:
  • Codificação
  • Manutenção
  • Recuperação

Memória Sensorial

• Armazéns temporários (buffers) de estímulos sensoriais que são enviados para o cérebro.
• Guarda informação pouco tempo (ex. no buffer visual)
• Filtrada pela atenção.
• Três armazéns: visual, auditivo, tátil.

Memória de Curta Duração

• Memória de trabalho; serve para armazenar informação temporária.
• Tempo de acesso muito rápido (aprox. 70ms).
• Capacidade limitada (7±2 itens).
• Memória volátil (pode desaparecer se não for mantida).
• Analogia computador? Implicações de design?
• Exemplo: Máquinas ATM.

Memória de Longa Duração

• Repositório de todo o conhecimento.
• Capacidade ilimitada.
• Tempo de acesso mais lento.
• Analogia computador?
• Esquecimento:
  • Evanescência (informação perdida gradual).
  • Interferência (nova informação substituindo/interferindo).
  • Fatores emocionais (lembranças seletivas).
• Recuperação:
  • Lembrança (reprodução a partir da memória).
  • Reconhecimento (menos complexo do que lembrança)
• Reconhecimento em vez de lembrança; o cérebro procura padrões conhecidos.
• Exemplo: O nosso cérebro tenta identificar padrões para melhor processamento informacional.

Alguns Princípios Práticos

• Design de mensagens mínimas, evitando interrupções.
• Utilizar estruturas e metáforas familiares para reduzir tempo de aprendizagem

Bibliografia

• Fonseca, M., Campos, P., & Gonçalves, D. (2017). Introdução ao design de interfaces (3ª ed.). FCA Editora.