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IHM. Interfaces/Interactions Homme-Machine François BONNEVILLE aricia - francois@aricia.fr Laboratoire d'Informatique de l’Université de Franche-Comté. Un peu d’histoire .

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  1. IHM Interfaces/Interactions Homme-Machine François BONNEVILLE aricia - francois@aricia.fr Laboratoire d'Informatiquede l’Université de Franche-Comté

  2. Un peu d’histoire ... • 1945 : MemexVannevar Bush décrit un appareil électronique assemblage d'éléments électromécaniques, de caméras et de microfilms, relié à une bibliothèque, intégré dans un grand bureau capable • d'afficher des livres etde projeter des films • de créer automatiquement des références entreles différents médias Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  3. Un peu d’histoire ... • 1963 : Ivan Sutherland (MIT) invente Sketchpad, l'ancêtre des logiciels de CAO • manipulation directe • programmation OO • Ecran oscilloscope • Manipulation parstylo optique Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  4. Un peu d’histoire ... • 1964 : Douglas Engelbart développe • souris • interfaces graphiques • traitement de texte • messagerieélectronique • groupware Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  5. Un peu d’histoire ... • 1968 : Ted Nelson (Xanadu) invente les termes hypertext et hypermédia • Au MIT • Des laboratoiresArchitecture Machine Group, A.I. Lab, Media Lab • Des chercheursMarvin Minsky, Seymour Papert, Nicholas Negroponte… • Des inventions • langage Logo • langage naturel • synthèse / reconnaissance de la parole Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  6. Un peu d’histoire ... • 1970 Xerox PARC (Palo Alto)centre de recherche « historique » • photocopie • prototype de la station de travail • concepts de l’ordinateur « personnel » • bureautique (WYSIWIG) • fenêtres, ascenseurs, menus ... • réseau Ethernet • programmation orientée objet (Smalltalk) • Alan Kay« Le meilleur moyen de prédire le futur est de l'inventer » Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  7. Un peu d’histoire ... • Les premiers micro-ordinateurs • 1972 : le Micral est inventé en France • 1975: ALTAIR 8800un micro-ordinateur pour moins de $400 Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  8. Un peu d’histoire ... • 1981: Xerox Star • 1er modèle commercial de station de travail • environnement graphique évolué, • Desktop, WYSIWYG • Architecture fermée • orienté professionnels • trop cher ($15 000) • échec commercial • une influence certainesur les systèmes actuels Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  9. Un peu d’histoire ... • 1983: Apple Lisa • plus ou moins inspiré du Xerox Star • plutôt un ordinateur personnel • trop cher, échec commercial Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  10. Un peu d’histoire ... • 1984: Apple MacIntosh • « rien de nouveau » • bien fait • prix raisonnable ($ 2500) • technologie “mûre” • WYSIWYG • « desktop publishing » • impression laser Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  11. Un peu d’histoire ... • 1985: X Window System (MIT) • pour « stations de travail » Vax, HP, puis Sun • multi-plateformes • indépendant du matériel et du logiciel • en réseau : architecture client / serveur Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  12. Un peu d’histoire ... • Microsoft Windows : IBM PC AT (1984 - processeur à 6MHz) • Windows • 1.01 1987 (1983-1987) • Windows 2.03 1988 • Windows 3.1 1992 • Windows NT, 95, 98, 2000 • XP, Vista, 7 • 1990: World Wide Web (CERN - Tim Berners-Lee) • modèle d’hypertexte en réseau • devient hypermédia et grand publicavec Mosaic (ancêtre de Netspace puis Mozilla) • article refusé à la prestigieuse conférence« ACM Hypertext » ! Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  13. Un peu d’histoire ... • 1992 : Les assistants numériques (PDA) • Palm • Newton (Apple) • 2000 : Smartphones • Blackberry • Iphone • Windows Mobile • Androïd Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  14. Et demain ? • Réalité virtuelle • simulation d’un environnementdans lequel le sujet al'impression d'évoluer (avatar) • immersion dans un monde 3D • Réalité augmentée • superposition de l'image d'un modèle virtuel sur uneimage de la réalité en temps réel • le virtuel est intégré dans le réel Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  15. Et demain ? • Tableau interactif • Videoprojection • Écran tactile • Historique et sauvegarde Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  16. Et demain ? • Groupware Travail collaboratifCollecticiel • Table augmentée • « Clearboard » • Télévirtualité Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  17. Et demain ? • Visualisation de l’information(accès aux masses de données) • Vues hyperboliques • Représentation temporelle • Focus + contexte Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  18. Et demain ? • Nouveaux dispositifs d’interaction • Multitouch • Retour tactile • Dispositifs pour non-voyant Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  19. IHM - Définitions • Interface homme – machine • Ensemble des dispositifs matériels et logiciels permettant à un utilisateur d’interagir avec un système interactif • Interaction homme – machine • Ensemble des aspects de la conception, de l’implémentation et de l’évaluation des systèmes informatiques interactifs • Approche technocentrée • centrée les capacités de la machine • l’utilisateur doit s’adapter à la machine • Approche anthropocentrée • centrée sur l’homme et ses besoins • la machine doit s’adapter à l’utilisateur Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  20. Les enjeux des IHM • Population croissante d'utilisateurs de systèmes informatiques • Puissance grandissante des ordinateurs • Nouveaux dispositifs d'interaction • Explosion du multimédia : son, image, vidéo etc. • Développement des réseaux informatiques CONVERGENCE NUMERIQUE Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  21. IHM, domaine pluridisciplinaire • Informatique • programmation • IA • synthèse et reconnaissance de la parole, langue naturelle • image • système... • Ergonomie cognitive, ergonomie des logiciels • Communication, graphisme, audiovisuel • Sciences de l’éducation, didactique • Psychologie cognitive • Anthropologie, sociologie, philosophie, linguistique Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  22. Adapter l’IHM Aux caractéristiques de l’utilisateur • différences physiques (âge, handicap) • connaissances et expériences • dans le domaine de la tâche (novice, expert, professionnel) • en informatique (usage occasionnel, quotidien) • caractéristiques psychologiques visuel/auditif, logique/intuitif, analytique/synthétique… • caractéristiques socio-culturelles • sens d'écriture • format des dates • signification des icônes, des couleurs Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  23. Adapter l’IHM • Au contexte • grand public (proposer une prise en main immédiate) • loisirs (rendre le produit attrayant) • industrie (augmenter la productivité) • systèmes critiques (assurer un risque zéro) • Aux caractéristiques de la tâcherépétitive, régulière, occasionnelle, sensible aux modifications de l'environnement, contrainte par le temps... • Aux contraintes techniques • plate-forme • taille mémoire • écran, capteurs, effecteurs • réutilisation de code ancien Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  24. Les enjeux de l’IHM • L’IHM est souvent un élément clé du logiciel • La conception de l'interaction représente plus de 50% du coût de développement • L’IHM peut représenter 80% du code d’une application • elle peut être modifiée/reconstruite de multiples fois • importance de l’indépendance interface / coeur du système • Nécessite une approche précoce, méthodique, itérative, expérimentale • Ce n'est pas simplement • une opération esthétique de l'écran • une affaire de goût, de bon sens, d’intuition • Méthode ? • pas toujours de solution prête à l'emploi • des points de repères théoriques, expérimentaux, des savoir-faire Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  25. Les risques d'une mauvaise interface • Rejet pur et simple par les utilisateurs • Coût d'apprentissage (formation) • Perte de productivité • Perte de crédibilité • Utilisation incomplète (manque à gagner) • Coût de maintenance • Catastrophe pour une application critique (véhicule, centrale nucléaire…) Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  26. IHM : Les objectifs • Concevoir et développer des systèmes • Fiables et robustes • Utilisables : degré selon lequel un produit peut-être utilisé par des utilisateurs identifiés, pour atteindre des buts définis • Efficaces : précision ou degré d’achèvement des objectifs atteints par l’utilisateur • Efficients : capacité à produire une tâche donnée avec le minimum d’effort, mesuré par le taux et nature des erreurs, temps, nombre d’opérations requises • Faciles à apprendre, intuitifs • Causalité — facilité de déterminer le comportement du système à partir d’interactions antérieures. (visibilité opérationnelle) • Observabilité — facilité offerte à l’utilisateur de vérifier les effets de ses actions. • Standards et « consistants » : suivre les guides de styles du système • Respecter les principes ergonomiques de base Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  27. Ergonomie • Définition : Science du travail et des activités humaines • Ergon (travail) et nomos (règles) • Vise la compréhension des interactions humains/système • Optimisation du bien-être des personnes et de la performance globale des systèmes • Efficaces, fiables, sûrs, favorables à la santé de leurs utilisateurs et au développement de leurs compétences Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  28. Objectif de l’ergonomie • Objectifs centrés sur les personnes : • Santé • Sécurité • Confort, Facilité d’usage, satisfaction, plaisir • Intérêt de l’activité, du travail • Santé cognitive : favorise le développement de compétences • Objectifs centrés sur la performance • Efficacité, Productivité • Fiabilité • Qualité Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  29. Variabilité et Diversité • L’homme standard n’existe pas ! • Diversité des êtres humains • Age, sexe, conditions de vie, caractéristiques physiques, formation, santé, déficiences… • Expertise • Déficiences et handicaps • Déficiences : partie du corps ne fonctionnant pas ou mal • Incapacités entraînées par des déficiences • Handicaps provoqués par la non-adaptation de l’environnement • Situation handicapantes même sans déficiences • Déficiences sans handicaps si les situations adaptées Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  30. Variabilité et Diversité • Variabilité intra-individuelle • A court terme : rythme circadien, vigilance, mémoire • A moyen terme : expérience • A long terme : vieillissement physique et cognitif • Variabilité de l'environnement • Prévisible : jour/nuit, saison… • Aléatoire : urgences, aléas • L’ergonomie doit • Incorporer des stratégies de régulation face à la variabilité • Limiter la variabilité • Proposer des outils, des organisations, des formations adaptés • Proposer des systèmes adaptés, adaptables et adaptatifs Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  31. Utilisabilité d’un système • Utilisabilité : norme ISO 9241 degré selon lequel un produit peut être utilisé, par des utilisateurs identifiés, pour atteindre des buts définis avec efficacité, efficience et satisfaction, dans un contexte d’utilisation spécifié • Critères de l’utilisabilité • efficacité : atteinte du résultat prévu • efficience : consommation d’un minimum de ressources • facilité d’apprentissage • facilité d’appropriation : prise en main du logiciel • facilité d’utilisation • fiabilité : pas ou peu d’erreurs d’utilisation • satisfaction de l’utilisateur : confort et évaluation subjective Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  32. IHM : Méthodes de conception Génie logiciel : modèle en cascade • Cycle de vie en cascade (avec itérations) • étape suivante uniquement quand une étape est satisfaisante • conception orientée vers l’implantation • évaluation en dernier • Modèle créé pour les grands projets • importance des documents • cahier des charges • spécifications • signés par les clients Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  33. IHM : Méthodes de conception Génie logiciel : modèle en V • L’évaluation se fait seulement après le codage • Le modèle ne précise pas la portée des retours arrière • Les documents ont un rôle important Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  34. IHM : Méthodes de conception Génie logiciel : modèle en spirale • Prototypes successifs • Pour chaque cycle • définition des objectifs, alternatives retenues et contraintes • analyse et résolution des problèmes • développement, validation et vérification de la phase • planification de la phase suivante Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  35. IHM : Méthodes de conception Bilan des méthodes de génie logiciel • Les fonctionnalités du système sont mises en avant au détriment des utilisateurs • Principe d’indépendance entre le noyau fonctionnel et l’interface utilisateur (interface et interaction ne sont définies qu’après) • Mais dans les logiciels interactifs cette séparation n’est pas si nette • Il est indispensable de prévoir l’usage en même temps que les fonctionnalités Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  36. IHM : Méthodes de conception Conception participative centrée utilisateur • Prise en compte des utilisateurs dès la phase d’analyse : étude de l’utilisateur et de sa tâche • Nécessite de spécifier les caractéristiques de l’utilisateur, de la tâche à réaliser et de l’interaction • Relations concepteur – utilisateur • utilisateur observé dans la résolution de sa tâche • interrogé sur ses attentes • questionné sur le logiciel conçu • Avantages : prise en compte de l’utilisateur avant la phase d’évaluation • Difficultés • choisir des utilisateurs représentatifs et disponibles • ne pas oublier le contexte réel d’utilisation • expliciter les comportements, les connaissances mises en jeu... • Techniques de recueil d’information auprès des utilisateurs : observation directe, entretiens, questionnaires Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  37. Techniques de recueil d’information Scénarios de conception • But : créer une description réaliste de l'utilisation du nouveau système • Moyen • utiliser les scénarimages (storyboards) du monde du cinéma • points clés, commentaires, enchaînements • pour une vue d'ensemble de l'interaction • Procédure • identifier des activités existantes • Typiques • Inhabituelles • créer des scénarios de travail en généralisant les histoires • mélanger les événements de différentes provenances • incorporer des situations inhabituelles dans des activités typiques • inclure des situations qui aboutissent et d'autres pas Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  38. Techniques de recueil d’information Inspections cognitives • But : évaluer le systèmeen se mettant à la place de l’utilisateur • Moyens : spécifier une série de tâcheset de séquences d'actions pour les réaliser • Procédure • imaginer ce que ferait l'utilisateur (comprend-il les messages, le comportement du système ?) • interprétation et prise en compte des résultats Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  39. Techniques de recueil d’information Remue-méninges (brainstorming) • But : générer un grand nombre d'idées créatives • Procédure : • réunir un petit groupe avec différents rôles et expertises • limiter le temps (1h) • décrire un problème de conception spécifique • phase 1 : générer une grande quantités de solutionsfaire participer tout le monde, enregistrer toutes les idées sans les évaluer • phase 2 : classer les idées en fonction de leur qualité chacun annonce les idées qu'il préfèreles idées sont classées par nombre de votes • commencer la conception à partir des idées les mieux classées • ne pas oublier les idées insolites Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  40. Techniques de recueil d’information Magicien d’Oz • But • simuler les fonctionnalités absentes du système • système réel inexistant ou partiellement développé • technique difficile à mettre en place :adapté à des systèmes lourds • Moyen : un compère effectue les actions à la place du système • Procédure • le "magicien" interprèteles entrées de l'utilisateur • il supplée aux manques du prototypeet contrôle le comportement du système • l'utilisateur a la sensation d'utiliserun vrai système Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  41. Techniques de recueil d’information Entretiens critiques • But : identifier des exemplesspécifiques de problèmesrencontrés par les utilisateurs • Procédure • interviewer l'utilisateur dans son environnement de travail • lui demander de se souvenir d'un problème particulier vécu dans un passé récent • lui demander de décrire chaque incident en détail • lui demander ce qui est habituel et ce qui ne l'est pas dans l'incident Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  42. Techniques de recueil d’information Entretiens • Attention à ne pas induire les réponses aux questions • Recensement des besoins • Constitution d’un glossaire des termes des utilisateurs • Création de répertoires de raisonnement • Détermination des processus cognitifs qui régissent les activités • Définition des enchaînements logiques des actions de l’utilisateur • Enrichissement des données recueillies • Entretiens structurés directifs ou semi-directifs • mêmes questions et mêmes formats pour tout le monde • + facile à mener, + facile de comparer • Entretiens ouverts • permettent de saisir des réactions spontanées • permettent de saisir la façon de faire des utilisateurs Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  43. Techniques de recueil d’information Observations • But : identifier les gros problèmesdu logiciel (prototype / système final) • Procédure • en laboratoire ou sur le terrain • choisir au moins 2 utilisateurs qui agiront indépendamment • définir une mission spécifique (résoudre un problème, suivre un scénario) • décider de ce que l'on veut mesurer • demander aux utilisateurs d'effectuer la tâche (méthode intrusive) • observation directe simple • avec explication à haute voix • à deux pour observer leurs interactions (interrogations, explications) • enregistrer les interactions, puis les analyser • papier, audio, vidéo, trace informatique Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  44. Techniques de recueil d’information Observations • Enregistrements vidéo (ou audio) il faut voir • le visage, la posture de l’utilisateur • l’écran • Oculométrie (eye tracking) • Utilité : corriger certains biais des protocoles verbaux • Inconvénients : très long et coûteux à dépouiller Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  45. Techniques de recueil d’information Observations • Traces informatiques • mémorisation de (toutes) les actions de l’utilisateur • permet de rejouer la session • objectif : dépouillement automatiquementl’analyse doit être prévue avant Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  46. Les éléments d’une IHM Quelques principes • 2 secondes • ne pas attendre plus de 2 secondes les réponses du système • 3 clics • accéder à l’information souhaitée en 3 clics • Loi de Fitts • le temps pour atteindre une cible dépend de la distance et de sa taille • Syndrome de l’oisillon • les utilisateurs ont tendance à rejeter les systèmes non familiers • problème pour l’évolution des logiciels, les innovations • Conception intuitive • interface utilisable dès la première fois, sans formation Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  47. Les éléments d’une IHM Lisibilité des couleurs • Privilégier un bon contraste caractères/fond • caractères sombres sur fond clair • de préférence caractères noirs sur fond blanc • Éviter certaines combinaisons de couleurs • Limiter le nombre de couleurs (7 maximum) • Attention à la portabilité des couleurs • selon les écrans (penser au nombre de couleurs des écrans) • selon les personnes : choisir des couleurs faciles à distinguerdaltonisme : 8-10% des hommes, 0,5% des femmes Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  48. Les éléments d’une IHM Signification des couleurs • Respecter les habitudes culturelles • en occident : rouge = stop / vert = go • en chine : rouge = joie, mariage • Utiliser les couleurs poursignifier quelque chose • même type d’information  même couleur • types d’information différents  couleurs contrastées • types d’information similaires  couleurs peu contrastées Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  49. Les éléments d’une IHM Lecture à l’écran Commandes • 1ère visualisation de l’écran : parcours en Z • Ensuite : parcours sélectif • Meilleure visibilité et accessibilité au centre de l’écran Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

  50. Les éléments d’une IHM Affichage de texte Typographie • sur écran polices sans sérifplus lisibles à l’écran(Arial, Helvetica, Geneva…) • gras, italique, souligné ralentissent la lecture • MAJUSCULES moins lisibles que minuscules Intefaces Hommes-Machines - François Bonneville

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