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Human-Computer Interaction

Course Notes

Version of 23 May 2023Ao.Univ.-Prof. Dr. Keith Andrews ISDS

Graz University of Technology

Inffeldgasse 16c

A-8010 Graz

kandrews@iicm.edu Copyright 2023 by Keith Andrews, except as otherwise noted.

Contents

Contentsi

List of Figuresv

List of Tablesix

Prefacexi

Creditsxiii

1 Human-Computer Interaction

1

2 The Psychology of Usable Things

7

2.1 The Psychopathology of Everyday Things . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

2.2 The Psychology of Everyday Things . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

2.3 The Psychopathology of Computers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

2.4 Interface Hall of Shame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

2.5 User-Centered Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

3 Usability Engineering

45

3.1 Defining Usability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

3.2 Usability Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

3.3 The Usability Engineering Lifecycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51

3.4 Planning Usability Activities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

4 User Research55

4.1 Classifying Users . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

56

4.2 Research the Frames of Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57

4.3 Focus on Researching the End User . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

58

5 Usability Benchmarking

61

5.1 Competitive Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

62

5.2 Set Usability Targets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

62

5.3 Return on Investment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

62

6 Interaction Design

63

6.1 Creating Personas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

6.2 Defining Goals for each Persona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

74

6.3 Defining Scenarios for each Persona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

74
i

6.4 Moving to a Design Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75

6.5 Getting Ideas from Your Users . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

76

6.6 Follow Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

77

6.7 User Interface Patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

80

7 Prototyping83

7.1 Types of Prototype . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

7.2 Verbal Prototypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

7.3 Low-Fidelity Paper Prototypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

7.4 High-Fidelity Paper Prototypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

88

7.5 Interactive Prototypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

88

7.6 Working Prototypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

91

7.7 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

92

8 Usability Inspection Methods

93

8.1 Heuristic Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

94

8.2 Severity Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

102

8.3 Guideline Checking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

103

8.4 Guideline Scoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

105

8.5 Cognitive Walkthrough . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

107

8.6 Action Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

111

9 Usability Testing Methods

113

9.1 Preparing for Usability Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

116

9.2 Six Stages of Conducting a Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

123

9.3 Thinking Aloud Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

134

9.4 Co-Discovery Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

137

9.5 Formal Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

137

9.6 A/B Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

142

9.7 Post-Test Interviews . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

145

9.8 Post-Test Questionnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

146

9.9 Usage Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

150

9.10 Remote Usability Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

152

10 Usability in Practice

157

10.1 Comparison of Evaluation Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

157

10.2 Methods and Tools Used in Practice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

158

10.3 Discount Usability Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

158

10.4 Differences in Evaluation Practices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

159

10.5 Usability Reporting Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

164

10.6 Agile UX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

165

10.7 Professional UX Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

166

11 Visual Design and Typography

169

11.1 Visual Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

169

11.2 Typography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

170

11.3 Factors Influencing the Legibility of Text . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

171
ii

12 Icon Design179

12.1 Visual Association . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

180

12.2 Standard Parts of an Icon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

180

12.3 Icon Design Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

181

12.4 Cultural and International Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

186

12.5 Do Not Always Use Icons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

187

12.6 Iconic Language . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

189

12.7 The Icon Design Lifecycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

192

12.8 Designing Icons for Sun"s Public Web Site . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

195

13 A Brief History of HCI

199

13.1 Early Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

200

13.2 WIMP Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

205

Bibliography209

iii iv

List of Figures

1.1 The Nature of Human-Computer Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

2.1 Video Recorder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

2.2 Video Recorder Remote Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

2.3 Zeiss Slide Projector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

2.4 The control panel in lecture theatre HS EDV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

2.5 Audiovisual trolley with inputs at rear. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

2.6 Warning label on audiovisual trolley. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

2.7 Where is the toilet paper? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

2.8 Ah, there it is! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

2.9 Toilet Paper Too Far . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

2.10 Mop Sink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

2.11 Mop Sink Label . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

2.12 Two Toilets? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

2.13 Measuring Device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

2.14 Hidden Shower Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

2.15 Car Seat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

2.16 Rubbish Bin Affordances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

2.17 Ambiguous Door Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

2.18 Good Use of Affordances in Door Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

2.19 Example of Ambiguous Affordances in Door Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

2.20 Good Use of Affordances in the Same Hotel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

2.21 Seemingly Reasonable Door Affordances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

2.22 A Label as Big as the Control Panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

2.23 Glem Gas Hob . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

2.24 Arbitrary mapping of controls to hot plates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

2.25 Paired cooker controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

2.26 A full, natural mapping of cooker controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

2.27 Lego Motorbike Kit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

2.28 Assembled Lego Motorbike . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

2.29 Example of Expected Date Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

2.30 Example of Expected Date Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

2.31 Beer Tap Handles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

2.32 B17 Flying Fortress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

2.33 B17 Cockpit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

2.34 B17 Cockpit Control Knobs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

2.35 B17F Manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30
v

2.36 CFR 14 Control Knobs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

2.37 Ball Mouse Upside Down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

2.38 Fridge Freezer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

2.39 Fridge freezer controls and instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

2.40 The apparent conceptual model for the fridge freezer . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

2.41 The actual conceptual model for the fridge freezer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

2.42 Projecting a correct conceptual model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

2.43 Scissors project a good conceptual model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

2.44 A digital watch provides no obvious conceptual model . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

2.45 Internet Explorer 4.0 Cache Settings Panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

2.46 Internet Explorer 4.0 Certificate Authority Selection Panel . . . . . . . . . . . . . . . .

39

2.47 A Two-Item List Box in Visual Basic 5.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

2.48 A Two Thousand Item List Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

2.49 Multi-Row Tab Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41

2.50 Win95 Error Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41

2.51 Macintosh Trash Can . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

2.52 Macintosh Keyboard with Eject Key . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

2.53 Mac OS X Trash Can . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

3.1 Usability Engineering Cartoon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

3.2 Defining Usability in Context of System Acceptability . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

3.3 Usability Evaluation Methods by Purpose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

3.4 The Usability Engineering Lifecycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

52

4.1 Categories of user experience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

56

4.2 Riding the Learning Curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57

6.1 Elastic user . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

68

6.2 Jumble Car . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

68

6.3 Cars to Match Their Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69

6.4 The InFlight Seat Console . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

71

6.5 The InFlight Final Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72

6.6 Users Form a Point Cloud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

73

6.7 The Average User and Personas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

73

6.8 Primary Personas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

74

6.9 Parallel and Iterative Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

75

6.10 Lateral Thinking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

76

6.11 Survey on Menu Organisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

77

6.12 Conventional Link Style . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

78

6.13 Non-Standard and Inconsistent Link Styles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

78

6.14 Avis Asterisk Means Optional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

79

6.15 Avis Asterisk Means Required . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

80

7.1 Paper Prototype of IICM on Air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

85

7.2 Working Prototype of IICM on Air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

7.3 Paper Prototype 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

7.4 Paper Prototype 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

87

7.5 Paper Prototype 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

87
vi

7.6 An Interactive Sketch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89

7.7 DENIM Storyboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

89

7.8 DENIM Runtime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

90

7.9 Balsamiq Mockup Wireframe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

91

7.10 Dimensions of Prototyping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

92

8.1 Aggregated evaluations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

99

8.2 Sample Banking System Dialogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

100

8.3 Aggregated Evaluations by Evaluator Experience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

101

8.4 The Web Usability Checklist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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