aula04-ParadigmasInteracao

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Paradigmas de Interação (Aula 4)
Interação Humano-Computador
Profa. Maria Istela Cagnin Machado
istela@facom.ufms.br
Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Faculdade de Computação
�Qual é o objetivo de um projeto
de IHC?
�Projetar para maximizar a usabilidade
�Paradigmas de interação
�Princípios e regras de usabilidade (Aula 5)
Paradigmas de Interação
�Certos sistemas mudaram a concepção de 
interação e tornaram-se “paradigmas”
�Exemplos, ou modelos de referência, para a 
construção de sistemas futuros
�Têm relação direta com a tecnologia
�Avanços tecnológicos propiciam inovações
�Permitiram a criação de sistemas interativos com 
maior usabilidade
Paradigmas de Interação
� EXEMPLOS de estratégias para a construção 
efetiva de sistemas interativos provêm 
PARADIGMAS para o projeto de sistemas 
interativos com boa usabilidade 
�A evolução dos paradigmas de usabilidade 
também provê uma boa perspectiva da história 
da computação
�Através de exemplos!!!
Paradigmas de Interação
Construção de bons sistemas 
repetindo os casos de sucesso
-> conhecer a história
Dix et all 4.2, pg 144 a 162
Mudanças de Paradigmas
�Novos paradigmas são complementares
�Não necessariamente anulam os anteriores
�Associados à evolução tecnológica 
demandam que os usuários repensem o 
uso da tecnologia de modo inovador
Histórico – 1a. Fase
�Anos 50-60:
� Processamento 
� Entrada
�Saída
�Anos 50-60:
� Processamento de programas em lote (batch) 
�Entrada: cartões perfurados, fitas de papel, etc
� http://www.columbia.edu/cu/computinghistory/hollerith.html
� http://www.swtpc.com/mholley/OAE80_Reader/OAE80_Index.htm
� FOTO leitora
�Saída: relatórios impressos (impressoras de linha)
� Essencialmente não havia interfaces, pois não havia 
sistemas interativos
Histórico – 1a. Fase
Histórico – 2a. Fase
C:\> Anos 60 - 80
C:\> Primeira forma de interação entre usuário e máquina, 
através de comandos parametrizados (DOS e UNIX)
C:\> Timesharing nos mainframes
C:\> Terminais com monitor alfanumérico monocromático
Redes de computadores e
Tempo compartilhado
�J.C.R. Licklider (~1960) 
�Propôs o início das pesquisas em 
aplicações centradas no usuário
�Começou a pensar no computador como 
ferramenta que poderia ir além de fazer 
cálculos científicos e processamento de 
dados
�Ajudar as pessoas a ‘pensar’, planejar, usar a 
informação, organizar o raciocínio...
Redes de computadores e
Tempo compartilhado
�J.C.R. Licklider (~1960) 
�ARPA - Missão: financiar centros de 
pesquisa para encorajar novas ideias 
sobre o uso da tecnologia computacional 
emergente
�Processamento em tempo compartilhado 
(time-sharing):
�Permitiu que bons programadores passassem 
a “interagir” com computadores via terminais 
“remotos”
�um único computador conseguia atender múltiplos 
usuários
Video display units (VDUs)
� Tecnologia: 
� Surge o VDU como novo dispositivo físico
� Software Sketchpad (1962) : 
� Ivan Sutherland’s (p/ Ph.D. no MIT)
� Programa para manipulação de imagens visuais em telas 
(primeiro editor gráfico OO)
� Considerado o antecessor do CAD
� Entrada via caneta ótica (light pen)
www.wikipedia.org/wiki/Sketchpad
Toolkits de Programação
�Douglas Engelbart (1960s) 
�Pesquisador do Stanford Research Institute
�Propôs uso do computador como mecanismo 
para complementar a capacidade humana de 
resolução de problemas
�Ampliar a capacidade intelectual humana 
(“augment man’s intelect”)
�Ensinar pessoas
Toolkits de Programação
�Douglas Engelbart (1960s) 
�Defendeu a necessidade de Toolkits
apropriados para...
�produzir equipamento computacional
�produzir software!
�Idéia: componentes pequenos, simples e bem 
compreendidos podem ser compostos de 
certas maneiras para criar ferramentas mais 
poderosas, que por sua vez podem ser 
compostas em outras, e assim por diante...
Toolkits de Programação
� Douglas Engelbart (1960s) 
� NSL/Augment (várias estratégias de interação)
� Toolkit de programação colaborativo
� Primeiro que empregou o uso prático de hipertextos, 
mouse
� Projetado a partir de 1963 
� Demonstrado em 1968
� VIDEO: 
http://sloan.stanford.edu/mousesite/1968Demo.html
� De quebra...
� Inventou o mouse e o editor de texto 
� Mais info:
� http://http://dougengelbart.org/
Computação pessoal: 1980s
�Os toolkits de Douglas Engelbart’s 
�Usados por especialistas em computação
� O time de Seymor Papert (MIT) 
�Desenvolveu LOGO: uma linguagem de 
programação gráfica para crianças
�Uma tartaruga desenhava uma trilha com sua cauda 
em um tanque de areia
�A criança pode fazer de conta que está dentro da 
tartaruga e dirigir a tartaruga de modo a desenhar 
formas geométricas simples digitando frases simples 
tais como Go Forward e Turn Left 
Computação pessoal: 1980s
�Seymor Papert (MIT) 
�Demonstrou uma máxima valiosa para o 
desenvolvimento de sistemas interativos: 
�“Não importa quão poderoso um 
sistema pode ser, ele sempre será 
mais poderoso quanto mais simples for 
o seu uso.”
Computação pessoal
� Alan Kay (influenciado por Papert e 
Engelbart) 
um dos fundadores do Xerox PARC (Palo Alto Research 
Center)
� Trabalhou para incorporar Smalltalk nos 
computadores pessoais que se tornavam acessíveis
� Meados de 70: concebeu o Dynabook
� Não existe ainda: o mais próximo de hoje seria um 
Tablet PC mas o custo teria que ser MUITO baixo de 
modo que qualquer um pudesse possuir um Dynabook
"The best way to predict the future 
is to invent it." 
Histórico – 3a. Fase
�Anos 80 – 90
�Surgimento das interfaces gráficas 
bidimensionais (WIMP GUI)
�Monitores coloridos tornaram esse 
ambiente mais agradável
�Surgimento de diversas ferramentas 
para a construção de interfaces
�Vantagens
�Globalizou o uso do computador
�Possibilitou a disseminação da Internet
�Alterou o significado do uso do computador de 
maneira tão expressiva quanto o barateamento das 
máquinas
Histórico – 3a. Fase
�Desvantagens
�Os recursos para interagir com o sistema são muito 
pobres se comparados às diferentes formas de 
interação possíveis e condizentes com os seres 
humanos
�Diferentes versões e aplicativos possuem 
diferentes comandos, confundindo o usuário
�Mapeamento entre tarefas 3D e controle 2D é 
menos natural
Histórico – 3a. Fase
Janelas (Windows)
�ANTES: uma tarefa por computador/terminal
� Computação pessoal “de fato”
�Windows: permite uma tarefa por janela
�Mapeia o fato de que os serem humanos trabalham, 
na verdade, com várias tarefas ao mesmo tempo e 
sob condições de interrupção constante
Janelas (Windows)
�WIMP GUI
�Windows, Icons, Menus and Pointers
Graphical User Interface
http://www.cs.gmu.edu/cne/itcore/userinterface/GUIHistory3.html
Metáforas de interface
� Interface projetada para ser similar a uma 
entidade física, mas com propriedades exclusivas
� exemplo: desktop, portais da web, etc
� Podem ser baseadas em atividades, objetos ou a 
combinação de ambos
� Exploram o conhecimento do que é familiar para o 
usuário para que este entenda o que não lhe é 
familiar
� Permite que o usuário deduza funcionalidades de 
um sistema que não lhe é familiar
Metáforas de interface
�Outros Exemplos
� escritório
� carrinho de compras
�máquina de escrever
� Em cada caso
� Como funciona?
�O que ajuda?
�Onde falha?
Metáforas de interface
Conclusão...
�Definição
�Metáfora é o uso de conceitos no mundo real 
para facilitar o APRENDIZADO de um novo 
sistema
�Em que ajuda?
�O aprendizado, por permitir que conceitos 
utilizados no mundo real sejam reutilizados 
no projeto
Benefícios da metáfora de
interface
� Faz com que o aprendizado de novos 
sistemas seja mais fácil
� tanto para usuários novatos quanto para 
experientes
� Pode ser muito inovador e permite que uma 
grande quantidade de aplicações de 
hardware e software tornem-se mais 
“amigáveis”
Metáforas
Conclusão...
�Qual o problema?
�A metáfora não se aplica 100% no projeto, e 
assim em algum momento o seu uso falha 
�Ex: aprendendo a utilizar um editor de texto, há 
problema pois barra espaço no teclado apaga (!) se 
a inserção não estiver ativada, e isso não acontece 
nunca na máquina de escrever tradicional!
Problemas com as metáforas de 
interface 
� Quebram regras convencionais, culturais e lógicas
� por exemplo, a lixeira no desktop
� macintosh: ejetar disco -> jogar na lixeira
� Podem restringir os tipos de tarefas computacionais 
que poderiam ser úteis na interface 
� por exemplo, tentar abrir um arquivo que encontra-se entre 
tantas outras centenas de arquivos em uma pasta
� digitar o nome do arquivo desejado é melhor do que 
procurá-lo em uma lista de centenas de ícones de arquivos
Problemas com as metáforas de 
interface 
� Podem ser conflitantes com os princípios de design
� por exemplo, falha da lixeira do Macintosh que significa 
tanto “destrua isso” como “ejete o disco” (falta de 
consistência)
� Podem fazer com que os usuários apenas entendam 
o sistema em termos de metáfora, não enxergando 
o que mais pode ser feito com o sistema além das 
ações das metáforas
Problemas com as metáforas de 
interface 
� Designers podem inadevertidamente utilizar como 
metáfora designs físicos existentes que são ruins
� por exemplo, design de algumas calculadoras: pobre 
indicação de funções e sequência de teclas difíceis de 
serem manipuladas
Problemas com as metáforas de 
interface 
� Limitam a imaginação para o desenvolvimento de 
novos paradigmas e modelos conceituais
� por exemplo, a metáfora de um livro não é adequada para 
representar a organização de documentos
� impede que os designers associem outras funções à 
metáfora como reorganizar os capítulos, de acordo com 
sua relevância, após terem sido acessados
Manipulação Direta
�Criada por Ben Shneiderman (1982)
�estilo de interação que envolve 
representação contínua de objetos e 
ações de interesse
� ações atuam diretamente sobre os objetos 
visíveis
Princípios centrais da Manipulação
Direta
� Representação contínua de objetos e ações 
de interesse
�Ações físicas e apertar de botões ao invés 
de comandos com sintaxes complexas
� Reversão rápida de ações com feedback 
imediato do objeto de interesse
Manipulação Direta (MD)
� Primeiro sucesso comercial a demonstrar a usabilidade das 
interfaces de manipulação direta: Macintosh, da Apple 
Computer, 1984.
� Uso de recursos visuais e auditivo (lixeira, ícones de arquivos -
abertos e fechados)
� Outros exemplos de MD
� videogames
� ferramentas de visualização
� sistemas CAD
Por quê as interfaces de manipulação 
direta são tão interessantes?
� Novatos podem aprender as funções básicas 
rapidamente
� Fazem com que os usuários experientes executem as 
suas tarefas muito rapidamente e possam também 
definir novas funções
� Mensagens de erro são raramente necessárias
� Usuários podem ver imediatamente o resultado de suas 
ações
� Geram menos ansiedade em usuários experientes
� Usuários ganham confiança e sentem-se no controle do 
sistema
Manipulação Direta
� Nem sempre é a mais adequada
� Na manipulação direta costuma ser mais fácil 
realizar tarefas simples sem incorrer em certos 
tipos de erro 
� Por outro lado, tarefas mais complexas podem se 
tornar tediosas e difíceis de descrever...
� imagine se mensagens de email fossem representadas 
como pequenos ícones na caixa de entrada
Quais são as desvantagens da 
Manipulação Direta
� Nem todas as tarefas podem ser descritas por 
objetos e nem todas as ações podem ser 
executadas diretamente
� Algumas tarefas são melhor executadas de outras 
formas
� como por exemplo, a correção ortográfica
� A interface pode tornar-se muito “poluída”
� Mover o mouse pela tela é mais lento do que 
utilizar-se de comandos
Paradigma WYSIWYG
�What You See Is What You Get
�"O que você vê é o que você obtem"
�Diferença entre a representação do objeto 
e o objeto de interesse final é mínima
�Exemplo: o usuário pode ver na tela como um 
documento ficará quando for impresso
Agentes
�Aprendem as ações do usuário e as executam
� Interface como um elemento mais ativo 
�Interpretar as operações desejadas pelo usuário 
(intenções) em função de suas ações...
�E invocar as operações do sistema necessárias
Hypertext/WWW
� Vanevar Bush (1945)
� Memex: armazenamento e recuperação da informação 
� http://www.theatlantic.com/unbound/flashbks/computer
/bushf.htm
� http://www.kerryr.net/pioneers/memex_pic.htm
� Ted Nelson (1965)
� Xanadu: interconectar texto não linear e outras formas 
de mídia
� http://www.xanadu.com/
� Berners-Lee (1989...)
� World Wide Web
Histórico – 4a. Fase
�Fim dos anos 90 - ...
�Interfaces Pos-WIMP, também conhecidas como 
PUI (Perceptual User Interfaces)
�Utilização de gráficos 3D e recursos de realidade 
virtual (imersão, navegação e interação) e de 
realidade aumentada (representações virtuais são 
sobrepostas a dispositivos e objetos físicos)
�Contém pelo menos uma técnica de interação 
diferentes das apresentadas pelas interfaces GUI, 
isto é, diferente de mouse e teclado
Histórico – 4a. Fase
�Visa envolver paralelamente todos os sentidos 
humanos (gestos, fala, tato, etc.)
�Comunicação em linguagem natural
�Múltiplos usuários interagindo em tarefas 
compartilhadas (GoogleDrive)
�
�Sensores mais acurados para cabeça, corpo e olhos
�Reconhecimento de voz baseado na compreensão de 
linguagem natural
�Sensores de tato e de corpo para ampliar a 
capacidade de perceber informação gerada pelo 
computador
�Aproximação da interação ideal, isto é, interação 
homem-computador tão natural e poderosa quanto 
interação homem-homem
Histórico – 4a. Fase
Multi-modalidade
�Exploração dos vários canais de 
comunicação
�visual
�tato
�audição
�gestos
�olfato
�paladar?
CSCW
(Computer Supported Cooperative Work )
�Human-computer interaction
�Apoio às atividades de um indivíduo
�Indivíduo interage com computador 
�Human-human interaction
�Apoio às atividades colaborativas realizadas por 
grupos de indivíduos
�Indivíduo interage com outros indivíduos!
� Com suporte de dispositivos (hardware e software) 
computacionais
Computação Ubíqua
(Ubiquitous Computing)
�Mark Weiser (1991)
� Computação embutida no ambiente de modo transparente
� Apoio ao usuário sem este “utilizar o computador”
� Afastamento do paradigma de computador pessoal
� “Os computadores desaparecem no ambiente de uma 
forma que não são percebidos e são utilizados sem 
que os usuários pensem neles”
Computação Pervasiva
� Permite que os indivíduos possam acessar e 
interagir com a informação a qualquer hora e a 
qualquer momento
� Integração total de tecnologias: são geralmente 
conhecidas como dispositivos espertos (smart 
devices) ou aparelhos eletrônicos inteligentes
� Exemplos:
� telefones celulares e dispositivos portáteis (palm, tablet)
� geladeiras inteligentes: avisam quando o estoque de 
comida está acabando
� Microondas interativos: permitem o acesso a informações 
da web
� Panelas inteligentes: avisam quando a comida está pronta
Computação Vestível
� Embarcar tecnologia nas roupas que as pessoas 
vestem (jóias, bonés, óculos, sapatos, jaqueta)
� Fornece meio do usuário interagir com informações 
digitais enquanto se movimenta
no mundo físico
Ambientes atentos e computação 
transparente
� Esse paradigma de interação propõe que o 
computador atenda às necessidades dos usuários, 
antecipando o que desejam fazer
� O modo de interação está muito mais implícito: as 
interfaces dos computadores respondem às 
expressões e gestos do usuário
� Exemplo: Kinect do Xbox
Dois exemplos: BlueEyes (IBM) and 
Cooltown (HP)
�Aplicação visionária dos paradigmas e 
modelos de interação
Alguns dos responsáveis pela evolução
� Vannevar Bush
�Douglas Engelbart
� Licklider
� Ivan Sutherland
� Simon Papert
� Ted Nelson
� Ben Shneiderman
� ...
� Tim Berners-Lee
História das inovações dos 
mecanismos de interação 
Libro Rheingold 
Tools for Thought
on-line
http://www.rheingold.com/texts/tft/index.html