Разработка графического интерфейса

Ключевым средством взаимодействия пользователя с программой является графический пользовательский интерфейс (Graphical User Interface, GUI). GUI любого программного продукта является одним из ключевых факторов его популярности.

Создание грамотного пользовательского интерфейса -- процесс трудоемкий и требующий максимального внимания к деталям. Создаваемый интерфейс должен максимально реализовывать возможности программы, но вместе с тем не перегружать пользователя обилием меню, кнопок, изображений и текста.

На практике программирование Windows-приложений предполагает экстенсивное использование различных инструментальных средств и мастеров. Таким образом, учитывая стандарты выбранной операционной системы, программное средство будет иметь оконный интерфейс. Это обусловлено, прежде всего, тем, что окна являются основными элементами графического интерфейса в операционных системах (ОС) семейства «Windows». Они представляют собой прямоугольные области, которые имеют свои настройки, свойства и типы .

Графическая часть обучающего блока включает в себя окна четырех типов:

Главное окно -- содержит все элементы навигации по программе, а также дополнительную информацию, необходимую для удобства работы с ПС;

Окна управления информационной базой -- включают в себя все элементы управления информационной составляющей программного средства. Они обеспечивают добавление тестов, информации, новых пользователей и администраторов, позволяют манипулировать вновь созданными или уже существующими данными;

Окна работы с программными возможностями -- обеспечивают работу с основными функциями обучающего блока, такими как прохождение тестов и изучение лекций;

Окна вывода информации и статистики -- служат для вывода информации различного вида, а также статистики и графиков.

Главное окно программы будет содержать следующие элементы управления и вывода информации:

Заголовок окна, который содержит название программы и назначение окна;

Кнопки системного меню, которые отвечают за изменение размера, минимизацию и закрытие программы;

Область названия окна, которая носит исключительно функцию украшения и необходима для соответствия общему дизайн-решению;

Область приветствия;

Область вывода дня недели, текущей даты и времени;

Пользовательская панель инструментов, содержащая кнопки для доступа к основным функциям программы;

Административная панель, включает в себя кнопку для доступа к административным элементам управления ПС;

Строка состояния, отображающая информацию обо всех режимах работы программы.

Схема главного окна графического интерфейса (вид окна для административной учетной записи) представлена на рисунке 3.2

Рисунок 3.2 -- Схема главного окна графического интерфейса: 1 -- заголовок окна; 2 -- кнопки системного меню; 3 -- область названия окна; 4 -- строка состояния; 5 -- область приветствия; 6 -- область вывода дня недели, даты и времени; 7 -- административная панель; 8 -- пользовательская панель; 9 -- кнопка для доступа к стадии обучения; 10 -- кнопка для доступа к стадии тестирования; 11 -- кнопка для вывода статистики и графиков; 12 -- выход; 13 -- кнопка для доступа в административную часть приложения

Учитывая направленность разрабатываемого программного средства, было разработано несколько нестандартных графических решений с целью привлечения внимания и большей заинтересованности в приложении. Кроме того, это позволяет получить некоторого рода индивидуальность среди остального массива программ схожей тематики и направленности.

Одним из таких решений можно назвать красочные и создающие уникальный дизайн, элементы интерфейса, аналогов которым, в данной области, нет. Речь идет об анимированных вставках, основанных на flash-анимации. С помощью них реализован дизайн названий всех главных функциональных окон, элементов навигации, интерфейс формы регистрации и авторизации. Основными преимуществами данной разработки являются: реализация приятного и дружественного интерфейса; существенное упрощение использования программы, как на пользовательском, так и на административном уровне.

Еще одним из основных преимуществ среди программ-аналогов, как в программной, так и в графической реализации, является организация прохождения тестов по запросам. Чтобы пройти тест данного типа пользователю необходимо собирать SQL-запросы из отдельных, самостоятельных элементов. В зависимости от вида запроса, который необходимо составить исходя из условий предложенного задания, формируется определенный полигон для сборки. Полигон содержит поля для подстановки операторов, которые перетягиваются в них мышью из отдельного блока, и полей ввода названия таблиц, полей и условий.

Статистика пользователя реализована в виде графиков, которые выстраивается в зависимости от полученных им результатов. Для каждого теста выстраивается своя динамика. Графики содержат все необходимые подписи, реализованы с помощью компонента TChart, в связи с чем имеют массу элементов управления, которые встроены в компонент по умолчанию и как следствие реализованы в приложении.

Также, для более дружественной визуализации были заменены стили заголовков таблиц, вместо тех, что реализованы в среде разработке по умолчанию.

Таким образом, реализованные графические решения позволили добиться того результата, который предусматривается самой идеей проектирования GUI. Созданный интерфейс максимально реализовывает возможности программы, но вместе с тем не перегружает пользователя обилием меню, кнопок, изображений и текста.

Аннотация: Изучаются выджеты - визуальные элементы, из которых состоит графический интерфейс пользователя, их компоновка, политика размеров, сигнально-слотовые соединения, элементы графического интерфейса и их использование.

13.1 Виджеты (Widgets)

Виджеты (Widgets ) - это визуальные элементы, из которых состоит графический интерфейс пользователя.

Примеры виджетов:

• Кнопка (класс QPushButton );
• Метка (класс QLabel );
• Поле ввода (класс QLineEdit );
• Числовое поле-счётчик (класс QSpinBox );
• Строка прокрутки (класс QScrollBar ).

В Qt есть около 50-ти готовых классов графических элементов доступных для использования. Родительским классом для всех виджетов является класс QWidget . От него наследуются все главные свойства визуальных элементов, которые мы тщательно рассмотрим. Исследование способов разработки программ с графическим интерфейсом начнём с примера.

Создадим пустой файл проекта. Запустим мастера проектов и выберем в разделе Projects (Проекты) пункт Other Project (Другой проект) . Далее выберем тип проекта Empty Qt Project (Пустой проект Qt) . К файлу проекта добавим содержимое:

TEMPLATE = app #Модули Qt, которые мы будем использовать QT += widgets #Добавляем модуль widgets для работы с виджетами (необходимо для Qt5). TARGET = widget#Название исполняемого файла SOURCES += \ main.cpp

Теперь создадим простую программу с окном, в котором мы будем выводить надпись. Установим размер окна и текст его заголовка, а также установим шрифт для надписи. Для этого создадим файл main.cpp со следующим содержанием:

#include #include int main (int lArgc, char * lArgv ) { //Создаём объект QApplication, который инициализирует и настраивает оконную программу, //управляет её выполнением с помощью цикла обработки событий QApplication lApplication (lArgc, lArgv); QLabel lLabel; //Создаём виджет QLabel - метка lLabel.setText (" I am widget! "); //Задаём текст для метки lLabel.setGeometry (200, 200, 300, 150); //Задаём размеры - позицию (x, y) ширину и высоту. Задаём выравнивание текста lLabel.setAlignment (Qt::AlignHCenter | Qt::AlignVCenter); //Класс QFont используют для настройки параметров шрифта. //Выбираем семейство шрифтов Arial Black и размер 12. QFont lBlackFont (" Arial Black ", 12); lLabel.setFont (lBlackFont); //Задаём шрифт для метки lLabel.show (); //Вызываем метод show() для показа метки на экране. return lApplication.exec (); //Запускаем программу на выполнение exec() выполняет //цикл обработки событий. Программа ожидает действия пользователя и выполняет их обработку. }

Как видим, элементы, из которых состоят интерфейсы в Qt , имеют собственные позицию и размер - так называемую "геометрию" - и, таким образом, занимают соответствующую прямоугольный участок на экране (см. рис. 13.1). Также каждый из элементов имеет настройки, которые определяют его поведение и вид.

Рис. 13.1.

Для создания структуры виджеты организовывают в иерархию по принципу "часть - целое". Каждый из виджетов может содержать другие виджеты. Такой визуальный элемент становится "родителем" (родительским виджетом) для элементов, которые он содержит. Отметим, что такие отношения не следует путать с наследованием в C++ - отношениями между классами в программе. Отношения между виджетами являются отношениями между объектами. Такие отношения порождают несколько последствий:

• родительский элемент будет отвечать за удаление дочернего элемента: если родительский виджет удалят - то он автоматически удалит и все дочерние элементы;
• родительский виджет размещает дочерние виджеты внутри себя, части дочерних виджетов, которые выходят за пределы родителя будут невидимыми;
• часть состояния родительского виджета передаётся дочерним - это касается некоторых свойств (видимость, активность) и стилей, которые накладываются на визуальный элемент.

Виджеты, которые не имеют родителя (виджеты верхнего уровня), имеют вид отдельных окон в программе. Рассмотрим пример. Назовём новый проект ParentExample . Файл проекта будет содержать обычные для GUI -проекта настройки:

TEMPLATE = app TARGET = ParentExample QT += widgets

Для виджета, который мы будем использовать в качестве главного окна создадим новый класс. Для этого в категории Files and Classes (Файлы и классы) выберем раздел С++ и выберем С++ Class (см. рис. 13.2).

Следующим шагом будет создание нескольких элементов на окне. Для этого откроем файл parentwidget.cpp и изменим код конструктора класса. Для отображения элементов достаточно создать их в конструкторе класса и задать ParentWidget как отца для них. Код parentwidget.cpp выглядит так:

#include " parentwidget.h " #include #include #include ParentWidget::ParentWidget (QWidget * parent) : QWidget (parent) { //Создаём метку, указывая родительский виджет - this, то есть экземпляр класса ParentWidget. QLabel * lLabel=new QLabel (this); //Позиция относительно левого верхнего угла родительского виджета. lLabel ->setGeometry (50, 0, 100, 30); lLabel ->setText (" TextLabel "); //Текст на метке. //Создаём кнопку, задаём "родителя", геометрию и текст QPushButton * lPushButton = new QPushButton (this); lPushButton->setGeometry (50, 50, 100, 30); lPushButton->setText (" PushButton "); //Создаём поле ввода, задаём "родителя", геометрию и текст QLineEdit * lLineEdit = new QLineEdit (this); lLineEdit ->setGeometry (50, 100, 100, 30); lLineEdit ->setText (" LineEdit "); lLineEdit ->selectAll (); //Выделяем текст в поле ввода (просто для примера) //Наконец изменяем размер родительского виджета setGeometry (x (), y (), 300, 150); //и задаём текст заголовка окна setWindowTitle (" parent widgetExample "); }

Поскольку родительским элементом является ParentWidget , то метка (QLabel ), кнопка (QPushButton ) и текстовое поле (QLineEdit) находятся в его пределах. Позицию дочерних виджетов задают относительно левого верхнего угла отца. В этом легко убедиться изменив размеры и позицию окна нашей программы. Обратите внимание на то, как мы создавали элементы пользовательского интерфейса в динамической памяти используя оператор new . Это гарантирует, что элементы не будут удалены после завершения работы конструктора ParentWidget .

Правило 2: уменьшить нагрузку на пользователя

Правило 3: сделать интерфейс совместимым

Руководящие принципы

Программа "Tidy Start Menu"

Заключение

Литература

Введение

"Золотое правило проектировщика гласит: "Никогда не делай другим того, что они сделали тебе". Вспомните, что вам не нравится в программном обеспечении, которым вы пользуетесь. И не делайте того же самого в программе, над которой работаете."

Трэйси Леонард

Почему надо следовать принципам построения пользовательского интерфейса?

Программное обеспечение должно разрабатываться с учетом требований и пожеланий пользователя - система должна подстраиваться к пользователю. Вот почему принципы проектирования столь важны.

Пользователи компьютера могут иметь удачный опыт, который внушит им уверенность в своих силах и укрепит высокую самооценку при работе с компьютером. Их действия с компьютером могут быть охарактеризованы как "успех порождает успех". Каждый позитивный опыт общения с программой позволяет пользователю расширять область знакомства с программным обеспечением и повышать свой уровень компетентности. Хорошо продуманный интерфейс, подобно хорошему учителю и учебникам, обеспечивает плодотворное взаимодействие пользователя и компьютера. Удачные интерфейсы даже способны помочь человеку выйти из привычного круга программ, которыми он пользуется, и открыть новые, углубить понимание работы интерфейсов и компьютеров.

Принципы разработки интерфейса - это высокоуровневые концепции и представления, которые могут использоваться при проектировании программного обеспечения. Нужно определить, какой из принципов наиболее важен и приемлем для вашей системы.

Приступая к проектированию, необходимо выделить важнейший принцип, который будет определяющим при поиске компромиссов. Попытка соблюсти все принципы проектирования может привести к тому, что в некоторых ситуациях это не оправдает себя и отрицательно скажется на конечном результате. Принципы - это руководство к действию.

Три принципа разработки пользовательского интерфейса формулируются так:

1)контроль пользователем интерфейса;

2)уменьшение загрузки памяти пользователя;

3)последовательность пользовательского интерфейса.

Где найти принципы разработки пользовательского интерфейса

Хансен представил первый список принципов проектирования. Принципы таковы:

1)знать пользователя;

2)сократить запоминание;

3)оптимизировать операции;

4)устранить ошибки.

Многие крупные производители операционных систем, выпусти на рынок свои новые продукты, публикуют соответствующие руководства и инструкции. В этих изданиях раскрываются принципы подхода к проектированию интерфейса. Руководства выпускали Apple Computer, Inc. (1992), IBM Corporation (1992), Microsoft Corporation (1995) и UNIX OSF/Motif (1993).

Читатели могут использовать названные публикации как пособие при обучении. Терминология по интерфейсу в разных руководствах может отличаться, но адресация материала, уровень сложности и описанные принципы пользовательского интерфейса едины для всех книг.

Важность соблюдения принципов

"Несовместимость интерфейса может стоить большой компании миллионов долларов убытка из-за потери продуктивности и увеличения стоимости технической поддержки." - Джесси Брист.

Эти принципы применимы ко всему программному и аппаратному обеспечению, во всех типах и стилях интерфейсов. Вырабатывались они на протяжении довольно длительного времени: производились изыскания в области программного интерфейса, осуществлялись разработки, опрашивались пользователи многих компьютерных платформ, в том числе Macintosh и PC.

Данные принципы выдержали проверку временем и появлением новых компьютерных технологий. Якоб Нильсен заметил: "Принципы останутся основополагающими даже если программа будет иметь футуристичный трехмерный дизайн с печаткой "DataGlove", служащей для ввода, будут распознаваться движения и "живые" видеоизображения. Они будут актуальны, поскольку выражают основную идею диалога с машиной при помощи команд".

Трактовка этих принципов будет зависеть от аппаратного обеспечения, операционной системы, составляющих пользовательского интерфейса и его задач. Зачастую деловое решение довлеет над использованием принципов проектировщиками. Пользовательские модели и модели проектировщика также различны и влияют на то, как будут применяться принципы. На некоторых важных этапах разработки проекта может встать вопрос: "Что произойдет далее?". Ответ должен быть таким: "Что захочет пользователь!".

Решение о выборе оптимальных принципов построения интерфейса должно вырабатываться совместно всеми членами команды по проектированию. Эти решения должны способствовать улучшению покупаемости и развитию программных продуктов.

Правила проектирования пользовательского интерфейса

"Делай это проще, но не примитивнее."

Альберт Эйнштейн

Правило 1: дать контроль пользователю

Опытные проектировщики позволяют пользователям решать некоторые задачи по собственному усмотрению. Архитекторы по завершении строительства сложного комплекса зданий должны проложить между ними дорожки для пешеходов. Пока они не знают, в каком именно месте люди будут пересекать площадки. Поэтому дорожки никогда не прокладывают одновременно с возведением зданий. На площадках между домами помещаются таблички с надписью: "Пожалуйста ходите по траве". Через некоторое время строители возвращаются и только теперь, согласно "волеизъявлению" населения, заливают протоптанные дорожки асфальтом.

Принципы, которые дают пользователю контроль над системой:

1)использовать режимы благоразумно;

2)предоставить пользователю возможность выбирать: работать либо мышью, либо клавиатурой, либо их комбинацией;

3)позволить пользователю сфокусировать внимание;

4)демонстрировать сообщения, которые помогут ему в работе;

5)создать условия для немедленных и обратимых действий, а также обратной связи;

6)обеспечить соответствующие пути и выходы;

7)приспосабливайте систему к пользователям с различным уровнем подготовки;

8)сделать пользовательский интерфейс более понятным;

9)дать пользователю возможность настраивать интерфейс по своему вкусу;

10)разрешить пользователю напрямую манипулировать объектами интерфейса;

Использовать режимы благоразумно

Режимы - не всегда плохо. Надо позволить человеку самому выбирать нужные ему режимы. Интерфейс должен быть настолько естественным, чтобы пользователю было комфортно работать с ними. Пользователь не думает о переключении в режим вставка или перезаписи при работе в текстовом процессоре - это вполне рационально и естественно.

Позволить человеку использовать мышь и клавиатуру

Возможность работы с клавиатурой использование клавиатуры вместо мыши. Это значит, что пользователю будет легче работать, просто он либо не может ею пользоваться, либо ее у него нет. Панели инструментов созданы, чтобы ускорить работу при использовании мыши. Однако при работе с клавиатурой до них нельзя добраться - для подобных случаев предусмотрены "выпадающие" меню.

Позволить пользователю переключить внимание

Не вынуждать пользователей заканчивать выполнение начатых последовательностей действий. Дать им выбор - аннулировать или сохранить данные и вернутся туда, где они прервались. Пусть у пользователей останется возможность контролировать процесс работы в программе.

Показывать поясняющие сообщения и тексты

Во всем интерфейсе использовать понятные для пользователя термины. Они не обязаны знать о битах и байтах!

Следует выбрать правильный тон в сообщениях и приглашениях. не менее важно застраховаться от проблем и ошибок. Неудачная терминология и не правильный тон приведут к тому, что пользователи будут винить себя в возникающих ошибках.

Обеспечить немедленные и обратимые действия и обратную связь

Каждый программный продукт должен включать в себя функции UNDO и REDO. Необходимо информировать пользователя о том, что данное действие не может быть отменено, и по возможности разрешить ему альтернативное действие. Постоянно держать человека в курсе происходящего в данный момент.

Предоставлять понятные пути и выходы

Пользователи должны получать удовольствие при работе с интерфейсом любого программного продукта. Даже интерфейсы, применяемые в индустрии, не должны пугать пользователя, он не должен боятся нажиматься нажимать кнопки или переходить на другой экран. Вторжение Internet показало, что навигация - основная интерактивная техника в Internet. Если пользователь понимает, как зайти на нужную страницу в WWW, то существует 80-процентная вероятность, что он разберется в интерфейсе. Люди осваивают методы работы с браузером очень быстро.

Приспосабливаться к пользователям с разными уровнями навыков

Не "жертвовать" опытными пользователями во благо обычных. Надо предусмотреть для них быстрый доступ к функциям программы. Не утомлять их прохождением многочисленных шагов для выполнения какого-либо действия, если они привыкли пользоваться одной макрокомандой.

Сделать пользовательский интерфейс "прозрачным"

Пользовательский интерфейс - "мифическая" часть программного продукта. При хорошем проекте пользователи даже не ощущают его "присутствия". Если он разработан неудачно, пользователям придется приложить даже немало усилий для эффективного использования программного продукта. Задача интерфейса - помочь людям почувствовать себя находящимся как бы "внутри" компьютера, свободно манипулировать и работать с объектами. Это и называется "прозрачным" интерфейсом!

yadobr 14 января 2014 в 09:10

Проектирование графического интерфейса пользователя

• Интерфейсы

Введение

В современном мире миллиарды вычислительных устройств. Еще больше программ для них. И у каждой свой интерфейс, являющийся «рычагами» взаимодействия между пользователем и машинным кодом. Не удивительно, что чем лучше интерфейс, тем эффективнее взаимодействие.

Однако далеко не все разработчики и даже дизайнеры, задумываются о создании удобного и понятного графического интерфейса пользователя.

Для себя я начал с постановки вопросов: общие принципы, какие элементы интерфейса(ЭИ) создать, какой у них должен быть дизайн, где их правильно размещать и как они должны себя вести.
Ниже я постараюсь ответить на эти вопросы.

Общие принципы

Какие ЭИ создать?

Какой должен быть дизайн ЭИ?

На самом деле, дизайн ЭИ - тема отдельной статьи. Тут нужно учитывать все: начиная от цвета, формы, пропорций, заканчивая когнитивной психологией. Однако, несколько принципов все же стоит отметить:

Как правильно расположить ЭИ на экране?

Как ЭИ должны себя вести?

В заключении

Эта статья не претендует на самый полный справочник принципов проектирования интерфейса. Графический интерфейс пользователя - это обширная тема, тесно переплетенная с психологией, занимающая умы ученых и сотни страниц книг и исследований. В столь малом формате, никак не выразить всю полноту затронутой темы. Однако, соблюдение базовых принципов, позволит строить интерфейсы более дружелюбными к пользователю, а так же упростить сам процесс проектирования.
Спасибо за внимание.

Литература

Джеф Раскин , «Интерфейс: новые направления в проектировании компьютерных систем»
Алан Купер , «Об интерфейсе. Основы проектирования взаимодействия»
Алан Купер , «Психбольница в руках пациентов»