Progettazione di Interfacce e Valutazione dell’Usabilità

Fabio Paternò

fabio.paterno at isti.cnr.it

Il Corso Inizia Giovedì 23 Settembre - Aula Fib PS4

Orario: Lunedì 10.15 - 11.45 - Giovedì 12.00 - 13.30

Anno Accademico 2021 - 2022 - I Semestre

Laurea Magistrale in Informatica Umanistica ed Informatica - Università di Pisa

Obiettivi

Lo scopo del corso è di apprendere i concetti di base ed i metodi principali per progettare e valutare interfacce utenti e, più in generale, applicazioni interattive, caratterizzate da usabilità, accessibilità, ed una buona esperienza utente. Verranno considerati anche vari strumenti automatici in grado di supportare i metodi considerati. Alla fine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di progettare e valutare autonomamente sistemi interattivi al fine di ottenere applicazioni con buona usabilità e capaci di adattarsi al contesto di uso.

The purpose of the course is to learn the basic concepts and main methods to design and evaluate user interfaces and, more in general, interactive applications characterised by usability, accessibility, and good user experience. Automatic tools to support the methodologies presented will be consideered as well. The student who successfully completes the course will have the ability to design and evaluate interactive systems in order to obtain applications with good usability and able to adapt to the context of use

Descrizione

Nella prima parte del corso si inizierà con esempi di interfacce difficili da usare, per introdurre i concetti e gli aspetti che si devono tenere presente quando si progettano interfacce utenti. Poi, si passerà a vedere come usare questi concetti in concreto nella progettazione ed implementazione dei dialoghi e le presentazioni forniti da applicazioni interattive, con esempi ed esercizi. Si fornirà particolare attenzione alla progettazione di siti web, interfacce adattabili ed intelligenti, applicazioni multimodali, interfacce per dispositivi mobili, ed ad ambienti che permettono a persone senza esperienza di programmazione di creare automazioni con oggetti intelligenti. La seconda parte del corso verrà dedicata a come valutare l’usabilità di applicazioni interattive considerando vari metodi, da quelli basati su ispezione dell’interfaccia seguendo criteri predefiniti a quelli che si basano su informazioni empiriche, includendo tecniche remote, dove utenti e valutatori lavorano in siti e/o tempi differenti. Si finirà il corso considerando anche l'accessibilità, come evolvono le tecnologie per supportarla, ed i relativi metodi e criteri di valutazione.

In the first part of the course, examples of user interfaces difficult to use will be given, followed by basic concepts and aspects to take into account when designing user interfaces are introduced. Then, the focus will shift on how to use such concepts in the concrete design and implementation of dialogues and presentations provided by interactive applications, with additional examples and exercises. Particular attention will be paid on the design of web sites, adaptable and intelligent user interfaces, multimodal applications, interfaces for mobile devices, and environments that allow people without programming experience to create automations with smart objects. The second part of the course will be dedicated to usability evaluation of interactive applications considering various methods ranging from interface inspections based on predefined criteria to the methods that are based on empirical information, including remote techniques where users and evaluators are distant in space and/or time. Lastly, attention will be paid to accessibility, how technologies supporting it are evolving, and the associated evaluation methods and criteria.


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Programma

  1. Introduzione
  2. Illustrazione struttura del Corso. Introduzione allo Human-Computer Interaction. Concetti di base. Le tappe storiche principali nell'interazione con i computer. Evoluzione delle tecnologie e degli utenti. Modello di Norman dell'Interazione. Concetti di base di usabilità ed accessibilità. Importanza della usabilità. Esempi.

    Lettura: Interazione Uomo-Computer: Un Introduzione, Fabio Paternò, Mondo Digitale, N.4, Dicembre 2004.

  3. Criteri per il design di interfacce visuali
  4. Criteri per il design. Tecniche orientate alla comunicazione. Affordance. Metafore. Material Design. Regolarizzare gli elementi per facilitare la scansione visiva. Le variabili grafiche. Associazione dati / attributi grafici. I colori ed il loro uso nelle interfacce utenti. Come organizzare una struttura visuale. Errori comuni (frammentazione, effetti inutili, spreco di spazio...). I principi della Gestalt nella percezione delle interfacce grafice. Esempi positivi e negativi. Supporto dei CSS per il visual design.

  5. Visualizzazione dell'informazione
  6. Rappresentare informazione. I task principali nell'accesso a grandi quantità di informazioni. Rappresentazioni dipendenti dai tipi di dati, Accesso e navigazione tra i dati. Overview+Details. Focus+Context. Fisheye. Semantic Zoom. Magic Lens. Tree Maps, Layout radiali. Tecniche basate su suggerimenti. Tag Clouds, Applicazioni ai social networks.

    Lettura: A. Cockburn, A. Karlson, B. Bederson, A Review of Overview+Detail, Zooming, and Focus+Context Interfaces, ACM Computing Surveys, Volume 41 Issue 1, December 2008, Article No. 2

  7. Esercitazione: Analisi di Applicazioni di Tecniche per il Visual Design e di Information Visualization a Siti Web ed Applicazioni Mobili
  8. Analisi e Progettazione Concettuale
  9. Progettazione centrata sull'utente. Requisiti. Scenari. Use Cases. Card Sorting. I prototipi: motivazione e classificazione. Analisi dei compiti. Modellazione delle attività logiche da supportare. ConcurTaskTrees. Esempi. Tool per Progettare ed Analizzare Modelli di Task

  10. Esercizio di modellazione dei task
  11. Esercizi di modellazione dei task di applicazioni interattive con strumenti automatici con CTTE

    Video: Modelling tasks with ConcurTaskTrees Roberto Ristuccia - Video Come usare il CTTE

  12. Gli aspetti da considerare quando si progettano applicazioni interattive
  13. Dalla Progettazione Concettuale alla Progettazione Concreta. Come usare modelli dei task per la progettazione delle interfacce utenti. Possibili livelli di astrazione nella descrizione di sistemi interattivi. La semantica di alcuni tipici oggetti di interazione. HTML 5. Altri aspetti di progettazione concreta.

  14. Progettare Siti Web
  15. Introduzione ai Siti Web. Scopi comunicativi. Progettare la Home Page. Aspetti da considerare. Esempi. La User Experience nel Web. Come stimolare emozioni tramite interfacce Web. La Persuasione. Il Modello di Fogg. Strategie di persuasione. Ajax e usabilità. Relazioni tra tasks, interfacce utenti e tipi di dispositivi.

    Lettura: Design Criteria for Stimulating Emotions in Web Applications, Mori G. Paternò F. Furci F. - INTERACT 2015, LNCS Volume 9296, pp 165-182, Springer

  16. Adattamento ed Intelligenza Artificiale nelle Interfacce Utenti
  17. Motivazioni. Adattabilità ed adattività. Modelli di Utente. Tecniche per l'adattamento della presentazione, della navigazione e dei contenuti. Responsive Design. Media Queries. Bootstrap. Layout multi-dispositivi. Esempi di interfacce adattabili e/o adattive. Sistemi di raccomandazione. Collaborative filtering. Adattamento a parametri fisiologici. Applicazioni nei sistemi di e-learning.

  18. Esercitazione Responsive Design
  19. Progettazione Interfacce Multimodali
  20. Definizione e Motivazioni. Come interagiscono con il sistema cognitivo umano. Interazione naturale. Differenze interfacce grafiche ed interfacce multimodali. Classificazione multimodalità in base ad aspetti temporali ed interpretazione. Come combinare le modalità: Complementarietà, Assegnamento, Ridondanza, Equivalenza. Interfacce Vocali. Web Speech API. Interfacce audio non vocali (auditory icons e earcons). Assistenti Vocali. Interfacce Conversazionali. Alexa. Esempi. Interfacce Aptiche. Interfacce Gestuali. Schermi multi-tocco. Feedback vibrotattile. Gesti mid-air. Kinect. Brain-computer interaction.

  21. L'Interazione con i Dispositivi Mobili
  22. L'accesso Web tramite cellulari. Interazione basata sul tocco. Differenze tra interazione basata su mouse e su tocco. La libreria Hammer. Problemi di usabilità negli smartphones. I Sensori nei Dispositivi Mobili. Gli smartwatches. Internet delle Cose. Le Applicazioni dipendenti dal Contesto di Uso. Interfacce Utenti Multi-dispositivi. Interfacce Utenti Distribuite. Interfacce Utenti Migratorie

  23. Automazioni create dall'utente in ambito Internet of Things
  24. End-user development: Definizione e motivazioni. Evoluzione storica. Possibili Approcci. Metafore Usate. App Inventor. Le automazioni. Programmazione Trigger-Action. Differenza tra eventi e condizioni. IFTTT. Come specificare regole per modificare il comportamento delle applicazioni dipendenti dal contesto.

    Lettura: F.Paternò, C.Santoro , End-User Development for Personalizing Applications, Things, and Robots International Journal of Human-Computer Studies 2019

    Video: F.Paternò, Quando l'Intelligenza Artificiale non Basta , Seminario di Cultura Digitale, Ottobre 2020

  25. Esercitazione Creazione Automazioni Dipendenti dal Contesto con diversi strumenti
  26. Usabilità e Test Empirici
  27. Introduzione. Motivazioni. Concetti di base. Caratteristiche a seconda del dominio applicativo. User Experience. I possibili tipi di approcci alla valutazione dell'usabilità. Come organizzare un test di utente. Aspetti da considerare. Le possibili metriche nell'usabilità. I laboratori di usabilità. Wizard of Oz. Fattori sperimentali. Variabili dipendenti ed indipendenti in un test di utente. Partecipazione utenti between-subjects e within-subjects, Analisi dei dati (correlazione tra variabili, intervallo di confidenza). Statistica descrittiva e statistica inferenziale. Think Aloud.

    Lettura: Capitolo 6 in Gamberini, Chittaro, Paternò (eds.), Human-Computer Interaction - I fondamenti dell'interazione tra persone e tecnologie 2012, ISBN 9788871927824.

    Lettura: Chapter 2 in T.Tullis, B.Albert, Measuring the User Experience , Morgan Kaufmann 2013

  28. Valutazione dell’Usabilità basata su modelli, feedback dell'utente, ispezioni
  29. GOMS/KLM. La legge di Fitts, Tecniche basate su feedback dell'utente: interviste, questionari, focus group. Scale di Likert e Differenziale Semantico. Google Forms. System Usability Scale (SUS). NASA TLX. PANAS. Caratteristiche della valutazione analitica. Valutazione euristica. Dimensioni Cognitive (Cognitive Dimensions) Cammini cognitivi (Cognitive Walkthrough). Guidelines. Esempi di applicazione e esercizi. Criteri per la scelta del metodo di valutazione

    Lettura: Capitolo 6 in Gamberini, Chittaro, Paternò (eds.), Human-Computer Interaction - I fondamenti dell'interazione tra persone e tecnologie 2012, ISBN 9788871927824.

  30. Esercizi di Valutazione di Usabilità
  31. Analisi delle Interazioni dell'Utente con il Supporto di Strumenti Automatici
  32. Analisi dei Video, Valutazione Remota dell'Usabilità, Sistemi di Logging, Analisi dei log. Analisi degli Utenti. Bad Usability Smells. Sistemi di Eye Tracking. Uso di parametri fisiologici

    Lettura: Capitolo 6 in Gamberini, Chittaro, Paternò (eds.), Human-Computer Interaction - I fondamenti dell'interazione tra persone e tecnologie 2012, ISBN 9788871927824.

  33. La Valutazione dell’Accessibilità
  34. Accessibilità. Tipologie di Disabilità. Tecnologie Assistive. Screen Readers. Esempi di problemi con interazione tramite screen readers. La situazione normativa italiana. Evoluzioni nelle Lineeguida per l'Accessibilità. WCAG 2.0 e 2.1. WAI/ARIA. I validatori di lineeguida. MAUVE++.

  35. Esercizi di Valutazione di Accessibilità di Siti Web
  36. Ripasso e discussione esercitazioni

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Esame

L'esame viene dato in modo differente a seconda se si è frequentato il corso o no. Per frequentante si intende uno studente che è presente in modo continuo alle lezioni, con partecipazione attiva, e che svolge le esercitazioni che vengono proposte durante il corso in modo sufficiente. Le esercitazioni corrette vanno consegnate al docente entro l'esercitazione successiva. In questo caso l'esame consiste in un orale sugli argomenti trattati durante il corso

Nel caso di studente non frequentante al posto delle esercitazioni va fatto un progetto. Il tema del progetto va concordato almeno un mese prima, una bozza del progetto va mostrata almeno 15 giorni prima dell’esame. E' fondamentale studiare prima il materiale del corso eppoi fare il progetto, perché lo scopo del progetto è di applicare i concetti presentati nel corso ad uno specifico caso di studio. L'argomento del progetto non può essere un semplice sito Web per sistema desktop. Lo scopo del progetto è di mostrare di saper applicare i concetti discussi a lezione, quindi i progetti possono essere o un applicazione cross-device (accedibile tramite sistema desktop e mobile in modo coordinato) od un applicazione multimodale (che usa sia grafica che voce per l'interazione) od un applicazione per dispositivi mobili dipendente dal contesto od una applicazione che usa tecniche di information visualization avanzate od un'applicazione che è in grado di interagire con dei sensori e degli oggetti

Il progetto deve essere accompagnato da una relazione che deve spiegare le scelte progettuali fatte da parte dello studente secondo i vari aspetti visti a lezione. Essa deve contenere le seguenti informazioni: obiettivi; applicazioni simili; scenari d'uso, analisi dei compiti, spiegazioni delle scelte progettuali e dei criteri applicati per supportare i compiti identificati, dettagli su come si è progettato la presentazione, la navigazione ed i contenuti dell'interfaccia e le caratteristiche dei dispositivi per i quali è stata progettata; se vi sono livelli di adattabilità od adattività (opzionale); se vi sono aspetti di multimodalità o multimedialità (opzionale); tecniche di implementazione usate; valutazione dell'usabilità (spiegare il metodo, il perchè della scelta del metodo, i risultati). Ricordarsi che per fare un progetto è necessario fare un minimo di back-end, perché se non si salva qualche dato l’applicazione rischia di diventare alquanto banale.

Progetto e relazione devono essere inviate al docente almeno una settimana prima dell'orale, che verterà sul progetto e sugli argomenti trattati durante il corso.

Per preparare l'orale è sufficiente studiare i lucidi e gli appunti di lezione. Una lettura consigliata per chi non ha seguito il corso sono i capitoli 1, 2, 3, 4, 6, 7, e 8 del libro Gamberini, Chittaro, Paternò (eds.), Human-Computer Interaction - I fondamenti dell'interazione tra persone e tecnologie 2012, ISBN 9788871927824.

L'esame si tiene nella stanza del docente al CNR: Edificio B, Entrata 17, Piano secondo, Stanza I 94, Come raggiungere la stanza

Date ed iscrizione agli esami


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Esempi Progetti


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Materiale Didattico per Preparare l'Orale


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Si danno tesi di laurea e tirocini sugli argomenti del corso

Si preparerà un sito web del corso che raccoglierà i vari progetti.

Si cercherà di preparare un testo specifico contenente il relativo materiale didattico.