🖥️ BI-TUR – Tvorba uživatelských rozhraní

Státnicové poznámky · Bakalářské státní zkoušky · FIT ČVUT

Jan Schmidt · 2025 3 okruhy ke státnicím HCI · UX · Prototypování BI-WI.21-14 až 16
Okruh 1 · BI-WI.21-14

Metody návrhu uživatelského rozhraní, modely, prototypování

Pokrývá celý proces návrhu UI od informační architektury přes logický a vizuální návrh až po prototypování. Zahrnuje UCD, HCI, mentální modely, styly interakce, affordances, vzory a HIG.

🧭 HCI a User-Centered Design (UCD)

HCI (Human-Computer Interaction) – vědecká disciplína studující vztah člověka a počítačového systému. Zahrnuje teorii, standardní metody i postoj k uživateli.

Tři role HCI:

  • HCI jako vědní disciplína – teoretické základy, modelování uživatelů. Stojí na průsečíku technických oborů (SW inženýrství, grafika) a společenských věd (psychologie, sociologie, kognitivní vědy).
  • HCI jako standardní metoda – systematické začlenění do vývojového procesu. Definuje osvědčené postupy vyhodnocení a návrhu (viz ISO 9241-210).
  • HCI jako postoj – vědomý přístup k uživateli; respektování jeho hodnot, možností a cílů. Platí pro každou velikost týmu i technologii.
Proč nestačí introspekce?

Pokud se uživatelé od návrhářů liší (dovednostmi, zkušenostmi, pamětí, cíli), je introspekce zavádějící a nesmí se použít. Je třeba vědomých, systematických metod HCI.

UCD (User-Centered Design) – návrh soustředěný na uživatele. Standard ISO 9241-210 (Human-centered design for interactive systems) popisuje fáze:

  1. Formativní fáze – průzkum uživatelů, analýza kontextu a úloh, testování správnosti.
  2. Fáze návrhu – postupné zjemňování (informační architektura → logický návrh → vizuální návrh) s testy prototypů.
  3. Sumativní fáze – závěrečné testování použitelnosti, pozorování ve skutečném nasazení.

Stakeholders

Dle ISO/IEC 15288: zainteresovaná osoba/instituce s právem nebo zájmem na projektu. Zahrnuje přímé uživatele, nepřímé uživatele, manažery, zákazníky. Konflikty zájmů jsou časté (např. vlastník webu chce zisk z reklamy, uživatel chce rychle najít informaci).

🏗️ Informační architektura

Informační architektura – způsob, jakým si artefakt vyměňuje informace s uživateli: po jakých částech, v jakém vztahu, v jaké formě se informace předkládá.

Informační architektura plyne z cílů uživatele a závisí na kvantitativních okolnostech (délka tabulky, počet položek). Zahrnuje:

  • Styl prezentace informací – jak jsou data zobrazena; identifikace pro nepřímou interakci.
  • Styl navigace – navigační struktura, klíč navigace.
  • Styl interakce – přímá/nepřímá, stavová/bezestavová.

Styly interakce

StylPrincipPříklad
Textový (příkazový)Uživatel rozpomíná (recall) příkazy; 1D; umožňuje intenze (*.cc = všechny C++ soubory)bash, SQL, CLI nástroje
Přímá manipulacePřímá analogie zobrazení a reality; affordances; rozpoznávání (recognition) místo rozpomínáníSprávce souborů, grafické editory
Model a nástrojUživatel pracuje s doménovým modelem; nepřímá manipulaceCAD software, obvody
Menu/dialogyNepřímá manipulace; 2D; recognition; stavová (modální)GUI aplikace

Stav a modalita

Stav systému – informace, která určuje, jak artefakt reaguje na podnět. Stav může být diskrétní nebo spojitý, pozorovatelný nebo skrytý, ovladatelný nebo ne.

Klíčový princip

Pozorovatelnost stavu snižuje paměťovou a kognitivní zátěž. Příklad z avioniky (Boeing 777, 2013): systém byl v módu HOLD, pilot nevěděl – katastrofa. Mentální modely mají být jednoduché.

Modalita – stav artefaktu je z jednoduché a poznatelné množiny (příklad: výběr nástroje v grafickém editoru). Modální interakce může zkrátit dialog, ale zvyšuje nároky na uživatele (kde jsem? jak se dostanu tam?)

Granularita dialogu a Hickův zákon

Hickův zákon: Čas reakce T = a + b·log₂(n), kde n = počet voleb. Důsledky: méně voleb = rychlejší rozhodování (K.I.S.S.); prioritizace nejčastějších akcí.

Granularita: Mnoho drobných, kombinovatelných aktivit vs. aktivity odpovídající celému cíli uživatele – každý přístup má jiné použití.

Organizace obsahu a navigace

  • Organizační struktury: lineární seznam, strom (hierarchie), DAG (polyhierarchie), obecná síť.
  • Exaktní schémata: abecední, časové, místní – každá položka patří do právě jedné třídy; sémanticky neutrální.
  • Subjektivní schémata: podle tématu, úlohy uživatele, persony, metafory – kategorie nemusí být disjunktní; závisí na uživateli a kontextu.
  • Hierarchie: Hluboká vs. plochá – plochá má lepší informační slibnost a méně kroků, ale větší menu; hluboká naopak.
  • Filtry a fazety: vícerozměrný výběr podle atributů (LED dioda: barva, průměr, svítivost…).
  • Card sorting – metoda testování klasifikace: uživatelé seskupují kartičky s názvy kategorií.

🎨 Logický a vizuální návrh

Logický návrh

Určuje, jaké prvky a akce budou na stránce nebo okně a v jaké hierarchii. Výchozí bod: role stránky v informační architektuře.

  • Akce – jaké jsou potřeba ke splnění (dílčích) cílů uživatele; jak se obvykle prezentují; které jsou příbuzné.
  • Zobrazení – jaké informace jsou potřeba pro akce jako výstup; jak se informace obvykle prezentují.
  • Cíl: hierarchie prvků stránky podle souvislostí, významu a příbuznosti.
Interakce jako dialog

Má slovník (lexikální prvky: příkazy, tlačítka, gesta) a syntaxi (gramatická pravidla: pořadí voleb, posloupnosti objekt-akce nebo akce-objekt). Konzistence jazyka je klíčová pro předvídatelnost.

Vizuální návrh

Grafická realizace logické hierarchie. Cíle: vizuálně znázornit logické uspořádání, vzbudit konotaci uspořádanosti a další zamýšlené konotace.

Grafické prostředky:

  • Kontrast polohy – blízkost a vzdálenost prvků signalizuje příslušnost.
  • Kontrast jasu – zvýraznění důležitých prvků.
  • Kontrast tvaru – podobnost naznačuje skupinu.
  • Vnoření (rámečky) a zarovnání – uspořádání celku.
  • Mřížka – soustava myšlených čar pro sjednocení vizuálního dojmu (konotace: uspořádanost, péče o uživatele).
  • Barva – nemá intrinsický význam; konotace plynou ze zkušenosti a konsensu (kulturně závislé: bílá = smutek na Východě, černá na Západě).
  • Barevný model HLS – Hue, Lightness, Saturation; kontrast odstínu, světlosti a sytosti.

Upoutání a vedení pozornosti

První bod pozornosti = prvek lišící se kontrastem (barva, struktura, osamělá poloha). Vedení pozornosti: od shluku ke shluku pomocí linií (skutečných nebo myšlených), pohybujících se prvků.

Affordances

Affordance – vlastnost objektu, která nabízí způsoby manipulace; inzeruje, jak s objektem zacházet. Tlačítko má vypadat jako tlačítko.
  • Explicitní – fyzické (vyvýšené tlačítko), jazykové ("Click to…").
  • Vzory (konvence) – hamburger button.
  • Skryté – objeví se při mouse over.
  • Vyplývající – při použití šipek posuvníku se pohne střední rukojeť.
  • Falešné – červená pro "OK" (matoucí).
  • Negativní – "s tímto se nedá manipulovat".

📐 Makety a prototypy

Maketa (mockup) – statická reprezentace UI; sděluje uspořádání, vyváženost, logiku.
Prototyp – interaktivní reprezentace; simuluje interakci a přechody. Hranice není ostrá.

Podle věrnosti

  • Low-fidelity (lo-fi) – papírové náčrty, wireframy; pro logický návrh; klíčová je hierarchie a vedení pozornosti.
  • High-fidelity (hi-fi) – elektronické prototypy; pro vizuální návrh; estetika, správný tvar widgetů.

Techniky použití

  • Obsluhovaná maketa (chauffeured mockup) – vystříhané papírové komponenty; operátor vyměňuje prvky simulující odezvu systému.
  • Čaroděj ze země Oz – totéž, ale skrytě v elektronické podobě (uživatel neví, že mu odpovídá člověk).
  • Storyboarding (Walt Disney Studios ~1933) – příběh na způsob komiksu; klíčové okamžiky interakce; políčka přerovnatelná na nástěnce.

Nástroje

  • Kreslítka – statický obraz; knihovny prvků (Inkscape).
  • Diagramatické nástroje – podpora skriptování → dynamický prototyp (Visio, PowerPoint).
  • Hypertextové nástroje – lokální nebo webové (HTML/CSS/JS; JustProto/UXPin).
  • Vizuální programování – nejblíže reálnému software; identická knihovna prvků; výsledek obtížné zahodit.
Zlaté pravidlo prototypování

V počáteční fázi jsou papírové prototypy nejrychlejší. Prototypy jsou pracovní materiál – musí být snadno k oželení! Nesmí uživatel nabýt dojmu, že jde o finální dílo.

Postup návrhu (opakující se v každé fázi)

  1. Generování nápadů (brainstorming, náčrty)
  2. Vyhodnocení a třídění alternativ (diskuse, testování)
  3. Dotažení a posun do další fáze

🧠 Mentální modely a konceptuální modelování

Mentální model – individuální vnitřní reprezentace artefaktu nebo domény. Vzniká interakcí, experimenty, popisem. Ovlivňuje chování uživatele. Nejsou přenosné ani sdílitelné.

Každý člověk má jiný mentální model téhož artefaktu. Proto potřebujeme externalizaci – převod mentálního modelu do sdělitelné podoby.

Konceptuální model v HCI

Externalizovaný mentální model návrhářů o budoucím artefaktu. Slouží jako repozitář znalostí v fázi návrhu, podpora dialogu v týmu.

  • Forma: přirozený popis, glosáře, diagramy podobné ER, formalismy (OntoUML).
  • Obsah: doménové pojmy a vazby, doménové úlohy.
  • Charakter: výstižnost před formální dokonalostí; používají návrháři, ne automatizované procesy.

Třídy artefaktů podle pojmů

Typ artefaktuZdroj pojmůPříklad
Popis realityDoménové pojmy + jazyk popisuTechnický výkres (hradlo→kružnice, hřídel→úsečka)
Zážitek v první osoběPojmy reality + pojmy PCFPS hra (zbraň, nepřítel, save/load)
NástrojDoménové pojmy + nástroje manipulaceCAD (hradlo, Edit→Delete, Tools→Simulate)
ImplementaceDoménová implementaceSystém souborů místo šanonu v kartotéce

🧩 Návrhové vzory a Human Interface Guidelines

Návrhové vzory (Design Patterns)

Společná řešení a strategie pro opakující se problémy v UI. Charakterizovány problémem z pohledu uživatele, kontextem, řešením, zdůvodněním a příklady.

Úrovně abstrakce:

  • Implementační – znovupoužitelné komponenty; striktní pravidla (HIG + frameworky).
  • Na úrovni postupu interakce – vázané na vzorce chování (např. postup k cíli).
  • Na úrovni kontextu – vázané na doménu nebo typ uživatele.

Typické problémy řešené vzory: vstup, prezentace dat, navigace, struktura obsahu, sociální sdílení.

Často citované vzory: Breadcrumbs, Lazy Registration (reciprocita – nejdřív dej, pak žádej), Forgiving Format, Clear Primary Actions, Progressive Disclosure, Hover Controls, Steps Left (gamifikace), Dark Patterns.

Dark Patterns – temné vzory
  • Zneužití kognitivních a vizuálních vzorců k neetickým účelům.
  • Záměrné vytváření nesprávného mentálního modelu.
  • Příklady: skryté defaultní volby (Facebook privacy), skrytá tlačítka odhlášení, skryté přidávání do košíku.

Human Interface Guidelines (HIG)

Platformové standardy – existují pro každou platformu. Obsahují slovníky grafického jazyka (prvky a pravidla užití), vizuální a navigační vzorce, manifesty přístupu k uživateli.

  • Android – Material Design 3: adaptabilní systém pravidel, komponent a nástrojů.
  • Apple (macOS/iOS) – Human Interface Guidelines; seznam gest, slovník elementů.
  • Microsoft Fluent 2 – „Calm, warm, ethereal and approachable".
  • GNOME – „Reduce User Effort": předvídat potřeby uživatele.

Gamifikace

Herní prvky v neherní situaci pro posílení zaujetí. Principy: autonomie (kontrola situace), kompetence (schopnost splnit), vztaženost (návrháři znají cíle). Gamifikace není „kouzelný nátěr" – základ musí být kvalitní.

❤️ Psychologické aspekty návrhu

Potřeby uživatele (hierarchie dle Waltera)

  1. Funkčnost (Utility)
  2. Spolehlivost (Reliability)
  3. Použitelnost (Usability)
  4. Příjemnost (Pleasurability)

Zdroje kladných emocí:

  • Povrchové – lokální efekty (animace, zvuk, překvapení, mikroobsah). Samy o sobě nestačí – vedou k neautentičnosti.
  • Hloubkové – uspokojení všech potřeb; zážitek hladké spolupráce; bezpečné a účinné objevování. Trvalejší, častý důvod k doporučení.

Tři úrovně emocí (Don Norman)

  • Bezprostřední (visceral) – bez přemýšlení; první dojem.
  • Behaviorální – funkce a role ve (spolu)práci.
  • Reflexivní – racionální zhodnocení; konotace; sociální přijatelnost.
Negativní zkušenost

Negativní zkušenost je důvod ke korekci chování – proto si ji pamatujeme lépe. Negativní zkušenost na behaviorální úrovni spolehlivě anuluje pozitivní zkušenosti na ostatních úrovních. → Zastavuje objevování.

Vzorce prohlížení stránky (Eye-Tracking)

  • F Pattern – bez titulků a prvků vedoucích pozornost; horizontální čtení prvků, pak levý okraj vertikálně.
  • Spotted Pattern – přítomnost titulků; větší rozsah pozornosti; titulky musí být informačně slibné.
  • Layer-Cake Scanning – pozornost vedená titulky; titulky musí být lexikálně relevantní a vizuálně odlišené.
  • Commitment Pattern – pozorné čtení; vyžaduje důvěru (ve věrohodnost informace).
  • Marking Pattern – fixovaný pohled, rolování obsahu.

Přesvědčování (Cialdini)

  • Reciprocita – poskytnout hodnotu dříve než žádat data.
  • Konzistence – uživatel chce být konzistentní se svým předchozím chováním.
  • Sociální argument – recenze, chování ostatních, hodnocení.
  • Oblíbenost – lidský vztah, familiarita, sdílené hodnoty.
  • Autorita – zvýšení kredibility v doménách, kde odbornost rozhoduje.
  • Vzácnost – obava ze ztráty je silnější než naděje na zisk (Kahneman).

📋 Shrnutí okruhu 1

  1. HCI/UCD – systematický, opakující se proces; formativní → návrh → sumativní fáze; introspekce platí jen pro návrháře podobné uživatelům.
  2. Informační architektura – způsob výměny informací s uživatelem; styly prezentace, navigace a interakce; klíčová role cílů uživatele a kontextu.
  3. Logický a vizuální návrh – hierarchie prvků na stránce; grafické prostředky kontrastu a uspořádání; affordances; mřížka a vedení pozornosti.
  4. Prototypy a makety – od papírových lo-fi náčrtů po hi-fi elektronické prototypy; storyboarding; iterativní generování a třídění nápadů.
  5. Vzory a HIG – znovupoužitelná řešení; platformové standardy; pozor na dark patterns; gamifikace vyžaduje kvalitní základ.

🎓 Kontrolní otázky ke státnicím

Co je UCD a jaké jsou jeho fáze?
User-Centered Design je přístup soustředěný na uživatele definovaný v ISO 9241-210. Obsahuje tři hlavní fáze: (1) formativní – průzkum uživatelů a kontextu; (2) fáze návrhu – postupné zjemňování s testováním prototypů; (3) sumativní – závěrečné testování a sledování v nasazení. Klíčový princip: pro návrh artefaktu pro uživatele odlišné od návrhářů je introspekce nedostatečná.
Vysvětlete Hickův zákon a jeho praktické důsledky pro návrh UI.
Hickův zákon říká, že čas reakce T = a + b·log₂(n), kde n je počet voleb. Důsledky: méně voleb = rychlejší rozhodování (K.I.S.S.), prioritizace nejčastějších akcí snižuje n, ale zvyšuje počet kroků k cíli. Výjimka: uživatel se rozhodl předem (před příchodem stimulu).
Co jsou affordances a jaké jsou jejich typy?
Affordance je vlastnost objektu nabízející způsoby manipulace – objekt "inzeruje", jak s ním zacházet. Typy: explicitní (fyzické/jazykové), vzorové (konvence: hamburger button), skryté (mouse over), vyplývající (implicitní z chování), falešné (matoucí), negativní (zakazující manipulaci).
Jaký je rozdíl mezi maketou a prototypem? Kdy použít lo-fi a hi-fi?
Maketa je statická, prototyp je interaktivní. Hranice není ostrá (i maketa může být použita interaktivně). Lo-fi (papír, wireframy) se používá pro logický návrh – ověřování hierarchie a sekvencí; je nejrychlejší v počáteční fázi. Hi-fi se používá pro vizuální návrh – ověřování estetiky a konotací.
Co jsou dark patterns a proč jsou problematické?
Dark patterns jsou záměrné zneužití kognitivních a vizuálních vzorců k neetickým účelům na úkor uživatele (ve prospěch zadavatele). Příklady: skryté defaultní volby (Facebook privacy), skrytá tlačítka odhlášení, skryté přidávání do košíku. Jsou problematické eticky (manipulace) a dlouhodobě poškozují důvěru uživatele.
Proč jsou negativní zkušenosti v interakci tak důležité?
Protože negativní zkušenost je evolučně důvod ke korekci chování – proto si ji pamatujeme lépe. Negativní zkušenost na behaviorální úrovni spolehlivě anuluje pozitivní zážitky na bezprostřední a reflexivní úrovni, což zastavuje objevování nových funkcí. Pro návrháře: jeden závažný problém s použitelností může zničit celkový dojem.
Okruh 2 · BI-WI.21-15

Prediktivní a interpretativní metody vyhodnocování a testování použitelnosti

Přehled metod vyhodnocování UI – prediktivní (expertní), interpretativní (etnografické) a laboratorní testování použitelnosti. Plánování, provedení a analýza dat.

🗺️ Přehled metod vyhodnocování UI

Vyhodnocení UI – analýza prototypu nebo hotového artefaktu z hlediska uživatele. Odpovídá na otázky: Budou problémy? Co je příčinou problémů? Probíhá interakce tak, jak jsme předpokládali?

Metody se liší v tom, jak jsou reprezentovány uživatel, artefakt a situace:

MetodaUživatelArtefaktSituaceCíl
InterpretativníReálníReálnýReálná (terén)Porozumění
Testování použitelnostiNajatíReálnýLaboratořKontrola + porozumění
PrediktivníExperti hrající uživatelePrototypDefinovaná expertyKontrola + predikce

Fáze použití

  • Formativní fáze: Jak probíhá podporovaná aktivita? Kdo jsou uživatelé? Bude použitelnost OK?
  • Fáze návrhu: Rozumíme situaci? Je nápad užitečný? Co je příčinou problémů?
  • Sumativní fáze: Je použitelnost skutečně v pořádku? Jsou předpoklady korektní? Je artefakt sociálně přijatelný?

🔮 Prediktivní metody

Metody, kde HCI experti hrají roli uživatele na základě svých znalostí HCI a poskytnutých person. Vhodné když: je potřeba brzké vyhodnocení, máme jen prototyp, nebo nejsou k dispozici uživatelé.

Dvě základní třídy

  • Inspekce – stránku po stránce, okno po okně.
  • Průchody – kontrolou sekvencí vedoucích ke splnění uživatelských cílů.

Heuristické vyhodnocení (Nielsen & Molich)

Inspekční technika: vyhodnotí se všechny části artefaktu oproti sadě heuristických pravidel.

Příklady Nielsenových heuristik
  • Dovoluje systém zotavení se z jakéhokoliv stavu?
  • Mluví systém jazykem uživatele?
  • Je viditelný stav systému?
  • Je zachována konzistence a standardy?
  • Zabraňuje systém chybám?

Počet expertů: 3 experti jsou běžným kompromisem (podíl nalezených problémů roste s počtem, ale velký počet je dražší než skupina uživatelů).

Další inspekce: inspekce standardnosti (normy, zákony, HIG), inspekce konzistence (vnitřní/vnější), inspekce rysů (chybějící rysy → dlouhé sekvence; nadbytečné → „creeping featurism").

Kognitivní průchod

Kontrola věrohodnosti předpokládaného průchodu uživatele. Technika je průchod (ne inspekce). Vychází z GOMS teorie.

Model GOMS:

  • Goals – cíle: čeho se má dosáhnout.
  • Operators – manipulace s artefaktem (akce v aplikaci).
  • Methods – posloupnosti operátorů vedoucích k cíli.
  • Selection Rules – pravidla preference (klávesové zkratky, odvolatelné akce).

Pomocné otázky kognitivního průchodu:

  1. Stanoví si uživatel správný (dílčí) cíl?
  2. Je akce realizující tento cíl viditelná na obrazovce nebo jinak známá?
  3. Zvolí uživatel tuto akci?
  4. Poskytne akce zpětnou vazbu (porozumí uživatel odezvě)?

Vstup: artefakt/prototyp, cíle uživatele, posloupnosti akcí (jak si je představují návrháři), persona uživatele.

Časté chyby

Nekontrolovat předpokládanou posloupnost – ale ji aktivně objevovat. To je chyba! Expert bere danou posloupnost jako vstup a ověřuje pouze její věrohodnost pro daného uživatele.

Heuristický průchod (hybrid)

Kombinace inspekce a průchodu: fáze 1 – průchod (úlohy pokrývající podstatné části); fáze 2 – inspekce provedených cest oproti heuristickým kritériím. Může vyžadovat hotový artefakt.

Pluralistický průchod (hybrid)

Kombinace kognitivního průchodu a kreativních skupinových technik. Skupina uživatelů si vyměňuje informace se skupinou návrhářů, moderovaně.

Potřebuje: 6–10 uživatelů, 6–10 návrhářů, 2–3 HCI/UX experty, papírové makety pro každého, cíle uživatele vytištěné pro každého.

Pravidla: Uživatelé jsou primární a mají přednost. Moderátor řídí komunikaci; diskuse začne, až jsou všichni hotovi; náhled dalšího cíle až na jeho pokyn.

🔬 Interpretativní metody (etnografické)

Interpretativní metody – zkoumání v přirozené situaci bez apriorních teorií; cílem je porozumění, ne měření. Kvalitativní data. Soustředění na lidskou činnost, ne na technologii.

Principy etnografického přístupu

  • Přirozená situace (kontext) – pracovní, časová, sociální, motivační.
  • „Pohled zevnitř" – osobní účast bez řízení chodu věcí.
  • Výstup: porozumění; převážně kvalitativní; špatně sdělitelné.

Technika pozorujícího účastníka

Nejlepší kompromis mezi nerušením situace a etickými pravidly. Postup: navázat kontakt, přesvědčit okolí o roli pozorovatele, iterativní přístup, pracovní hypotézy. Princip: „když je vám jasné, co bude teď, rozumíte tomu dobře."

Modifikace etnografického přístupu

  • Předběžný průzkum – „quick and dirty", „stavit se na kafe".
  • Rapidní etnografie – více pozorovatelů, krátký čas, klíčoví informátoři, omezený záběr. Výstraha: méně času = méně empatie, riziko přehlédnutí důležitého.

Role etnografických metod

  • Formativní fáze (Concurrent Ethnography) – informace pro návrh, spojení vývojářů s uživateli.
  • Sumativní fáze (Evaluative Ethnography) – potvrzení teorie nebo principů návrhu.

Předávání výstupu

Porozumění se špatně předává. Pozorovatel v týmu slouží jako: pomoc při rozhodování, zástupce uživatelů, expert pro simulaci uživatele. Etická povinnost: vysvětlit závěrečnou zprávu sledovaným osobám.

🧪 Testování použitelnosti

Testování použitelnosti – pozorování a záznam akcí účastníků testu provádějících stanovenou úlohu v řízeném prostředí (laboratoři použitelnosti).

Princip aktivního vyhodnocení

  1. Položit otázku.
  2. Kompletně naplánovat událost, která na ni odpoví.
  3. Nechat událost proběhnout v řízeném prostředí za pozorování a sběru dat.
  4. Interpretovat data k zodpovězení otázek.

Laboratoř použitelnosti

Co musí umožnit:

  • Připravit účastníky testu (prostor pro dotazníky, úvodní vysvětlení).
  • Poskytnout prostředí pro test (pracovní místo, napodobené prostředí).
  • Umožnit sběr dat (více pozorovatelů, AV záznam, technické monitorování).
  • Prostor pro závěrečné interview/debriefing.

Uspořádání: Místnost testu + řídící místnost (jednosměrné sklo, monitory, mixáž zvuku) + přípravny + postprocessing.

Plánování testu

  • Výchozí podklady: otázka testu, persona, doménové úlohy, artefakt.
  • Výběr účastníků: profil (screener ověřující dotazníkem), počet (Nielsen: 5; při 10 lepší 5 + oprava + 5), souhlasy.
  • Příprava účastníků: podle toho, co testujeme (počáteční seznámení vs. rutinní práce vs. profesní aplikace).
  • Plánování úloh (scénáře): předběžný test – pokrytí artefaktu; sumativní – úlohy z průzkumu. Pořadí úloh (učící křivka!); srovnání verzí A/B – nutno ošetřit pořadím nebo různými testery.

Provedení testu

  • Moderátor: uvede testera, vysvětlí úlohy, zasahuje jen v nezbytných případech.
  • Pozorovatelé v řídící místnosti: zaznamenávají výraz, pohyby, pauzy, váhání; synchronizované logy.
  • Technici: sběr dat, přecházení mezi pozicemi kamer, kvalita záznamu.
  • Supervizor: přehled, detekce problémů, zaznamenání překvapení.

Po testu – debriefing a interpretace

Pohled zevnitř: dotazníky (subjektivní emoce, obtížnost), post-test debriefing (zaměřený na problematické úlohy).

Kvalitativní vyhodnocení:

  • Identifikace úloh, které nesplnily kritéria (selhaly, vedly ke zdržení).
  • Identifikace a analýza chyb (ztráta orientace, viditelnost stavu, terminologický problém).
  • Kombinace: záznamu pozorování (čas problému) + AV (co tester dělal) + monitoring (co se stalo v aplikaci) + myšlení nahlas (co tester myslel) + eye tracking (co tester viděl).

Kvantitativní vyhodnocení (metriky):

  • Účinnost: počet splněných úloh, čas provedení, chybovost.
  • Uspokojení: kvantitativní stupnice v dotazníku.
  • Počet „user interface disasters".
  • Modifikace: ~25 testerů; bez moderátora a intervencí.

Varianty testu

  • Vzdálené testování: Synchronní (MS Teams, Zoom) nebo asynchronní (logy online). Výhody: přirozené prostředí; nevýhody: bez osobního kontaktu obtížné najít „proč".
  • Jednoduché provedení (Apple IIe Guidelines 1982): bez oddělených místností, 5–6 uživatelů, 2 designéři v místnosti. Funguje, ale s omezeními.
  • Mobilní laboratoř: aparatura sbalená do kufru; digitalizace umožnila miniaturizaci.
Jakob Nielsen – No Excuses

„No equipment? That's no excuse for not testing your design. No usability lab? Not an excuse either." Testovat lze takřka kdekoliv s minimálním vybavením – klíčoví jsou reální uživatelé reprezentující cílové publikum.

📊 Metody sběru dat při testování

Přímé pozorování

Hlavní výhoda: inteligentní agent na místě, který vybírá jevy. Nevýhoda: přítomnost pozorovatele ovlivňuje situaci (Hawthornský jev); dělení pozornosti mezi pozorování a záznam.

Audiovizuální záznam

Trvalý záznam pravděpodobně neovlivněný preferencemi. Dovoluje alternativní interpretace. Náročná analýza: 1 hodina záznamu = ~6 hodin analýzy. Technická omezení: úhel záběru, akustika, synchronizace.

Technické monitorování

Záznam událostí v rozhraní (klávesy, myš), log artefaktu, záznam obrazovky. Eticky: nesmí být zatajeno. Výhoda: přehrání celé interakce, alternativní interpretace.

Verbální metody

  • Myšlení nahlas – tester verbalizuje akce. Přidavná zátěž; možná interference se sledováním pohybu očí.
  • Rozbor po akci (debriefing) – interview o obtížných úlohách. Riziko: racionalizace iracionálních rozhodnutí.
  • Přirozené projevy – dialog uživatelů při testu.

Sledování pohybu očí (Eye Tracking)

Technologie: analýza obrazu očí pomocí odrazu IR světla.

  • Fixace – pohled na jedno místo dost dlouhý pro rozpoznání.
  • Sakády – postupný přechod mezi fixacemi.
  • Výstupy: přehrání pohybů (kvalitativní), mapa pohybů (kvalitativní), heat mapy (kvantitativní).
  • Vyžaduje: kalibraci a rekalibraci; zvláštní souhlas testera.

📋 Shrnutí okruhu 2

  1. Tři kategorie metod – prediktivní (experti), testování použitelnosti (laboratoř), interpretativní (terén) – liší se reprezentací uživatele, artefaktu a situace.
  2. Prediktivní metody – inspekce (heuristické vyhodnocení, standardnosti, konzistence) a průchody (kognitivní, heuristický, pluralistický); nevyžadují uživatele.
  3. Kognitivní průchod – klíčové otázky: vidí uživatel akci? Zvolí ji? Porozumí odezvě? Vychází z GOMS modelu.
  4. Testování použitelnosti – plánování (screener, úlohy, prostředí), provedení (moderátor, pozorovatelé, technici), analýza (kvalitativní i kvantitativní).
  5. Metody sběru dat – přímé pozorování, AV záznam, monitorování, verbální metody (think-aloud), eye tracking.

🎓 Kontrolní otázky ke státnicím

Jaký je rozdíl mezi prediktivními a interpretativními metodami vyhodnocení UI?
Prediktivní: HCI experti hrají roli uživatele na prototypu; cíl je predikce/kontrola; logisticky výhodné; problém s relevancí (expert ≠ uživatel). Interpretativní: reální uživatelé v reálné situaci; cíl je porozumění; kvalitativní data; výstup se těžko sděluje. Testování použitelnosti leží mezi nimi: najatí uživatelé, řízené podmínky v laboratoři.
Popište průběh kognitivního průchodu.
Vstup: artefakt/prototyp, cíle uživatele, předpokládané posloupnosti akcí, persona. Pro každou úlohu: vezmeme danou posloupnost (nehledáme ji), pro každou akci kontrolujeme věrohodnost (Je akce viditelná? Zvolí ji uživatel? Porozumí odezvě?). Pokud ne, poznamenáme proč a pokračujeme "jako by byl osvícen". Výstup: seznam problematických míst se zdůvodněním.
Kolik účastníků potřebujeme pro test použitelnosti a proč?
Nielsen a Landauer (1993): 3–5 účastníků zachytí majority problémů. Nielsen: 5. Při 10 je lépe testovat s 5, opravit nedostatky, pak testovat s jinými 5 – maskování nedostatků se zvyšuje s počtem. Pro kvantitativní metriky je třeba ~25 účastníků. Počet odhalených nedostatků roste pomaleji než počet účastníků (klesající výnosy).
Co je heuristické vyhodnocení a jak se liší od kognitivního průchodu?
Heuristické vyhodnocení je inspekční technika – expert prochází artefakt stránku po stránce a kontroluje shodu se sadou heuristik (pravidel). Kognitivní průchod je technika průchodů – expert prochází konkrétní sekvence akcí vedoucí k cíli uživatele a ověřuje věrohodnost každého kroku. HV pokrývá celý artefakt, KP se zaměřuje na konkrétní cíle a úlohy.
Co je eye tracking a co nám říká?
Eye tracking sleduje pohyby očí pomocí IR světla. Rozlišujeme fixace (pohled na jedno místo) a sakády (přechody). Výstupy: přehrání pohybů (qualitativní, co tester sledoval v čase), mapa pohybů (cesty pohledu), heat mapy (kvantitativní, frekvence fixací – kde uživatel nejvíce koukí). Říká nám nejen co tester viděl, ale i co neviděl nebo na co se díval, ale nerozpoznal.
Okruh 3 · BI-WI.21-16

Průzkum uživatelů, doménová a kontextová analýza

Jak systematicky poznat uživatele, jejich potřeby, doménu a kontext. Dotazníky, interview, terénní průzkum, persony, skupinové techniky, kontextová a doménová analýza.

🌍 Kontext použití a kontextová analýza

Kontext použití – vše, co přímo nebo nepřímo ovlivňuje použití artefaktu: kdo jsou uživatelé, jakou činnost podporujeme, v jakém prostředí probíhá, jaké pomocné produkty se používají, jak uživatelé komunikují, jaké informace potřebují k rozhodování, jak se učí.

Analýza kontextu – dvě fáze

  1. Informační analýza – existující informační zdroje (literatura, standardy, existující artefakty, průzkum trhu, požadavky). Výstup: doménové pojmy a vztahy, znalosti o uživatelích.
  2. Práce s uživateli – potvrzení a doplnění informací; získání toho, co v informační analýze být nemůže.

Co informační analýza nemůže poskytnout

  • Dovednosti, postoje, rozdíly (materiál pro persony).
  • Komunikace mezi uživateli.
  • Neregulérní (nouzové) postupy.
  • Podklady pro rozhodování.
  • Relativní důležitost informací.

Proč provádíme průzkum uživatelů?

  • Uživatelé jsou experti na to, co dělají.
  • Uživatelé nejsou experti na analýzu toho, co dělají.
  • Uživatelé nejsou experti na to, co pro ně lze udělat.
Tři cesty ke zjištění potřeb
  • Snadná cesta „požadavky-do": „Co to má dělat?" – Řeší povrch, ne skutečné potřeby.
  • Snadná cesta „introspekce-do": „Mě by se líbila taková appka." – Platí jen pro podobné uživatele.
  • Poctivá cesta „porozumění-do": „Co děláte? Proč takto? Hodí se to?" – Jedině tato vede k opravdovému porozumění.

📚 Doménová analýza

Doména – obor lidské činnosti, které se průzkum týká; obecně ohraničený úsek znalostí (vertikálně: kondenzátory; horizontálně: součástky pro spotřební elektroniku).

Výstup doménové analýzy pro HCI:

  • Doménové pojmy a vazby mezi nimi.
  • Doménové úlohy.
  • Charakter: součást popisu kontextu; výstižnost před formální dokonalostí.

Cíle uživatele a úlohy

  • Úloha – to, co má být vykonáno s jedním artefaktem; část nebo celý cíl uživatele; z pohledu uživatele.
  • Úlohy se hierarchicky člení (viz GOMS) na akce, operace, metody, procedury.

Klasifikační systémy

Ideální klasifikační systém: každý jev patří do právě jedné třídy (jednoduchá hierarchie). Způsob klasifikace: aristotelské definice – genus proximum (výchozí třída) + differentia specifica (odlišující atributy).

Praktická klasifikace: zahrnuje více mentálních modelů, které jsou vágní → vede na polyhierarchii a hybridní kategorie. Klasifikační systém plyne z kontextové analýzy.

Polyhierarchie – jeden pojem ve více kategoriích; DAG (orientovaný acyklický graf). Negativní vliv na breadcrumbs (může znázornit pouze kanonickou cestu).

Card Sorting

  • Otevřený card sorting: jména kategorií na kartičkách; uživatelé je seskupí do libovolných kategorií. Nebezpečí: kategorie „ostatní".
  • Uzavřený card sorting: dané kategorie; záznam váhání; debriefing.
  • Testování stromu: dán kompletní graf; dán cíl uživatele; testeři se snaží cíl splnit; záznam návratů.

👥 Metody průzkumu uživatelů

Volba metody

Co chceme zjistitVhodná metoda
Jednoduchá otázka, široký záběrDotazník
Hlubší otázky, nestandardní postupyInterview (neformální)
Postoje, názoryDotazník, interview, focus groups
Činy v reálné situaciTerénní průzkum (zúčastněné pozorování)

Dotazníkové průzkumy

Typy odpovědí: uzavřené (škála, výběr jedné/více hodnot) nebo otevřené (volný text).

Výstup: pouze postoje; kvantitativní (uzavřené) + kvalitativní (otevřené) data; nelze se doptat na podrobnosti.

Zkreslení v dotaznících
  • Sociální vliv – odpovím, co je lépe vnímáno.
  • Vliv prestiže – přilepším si, popřu neřesti.
  • Vliv konzistence – nechci vypadat jako chaotik.
  • Vliv extrémů – vyhýbám se krajním hodnotám.
  • Vliv pozitivity – nerad odpovídám negativně; chci pomoci autorům.
  • Čerstvost zkušenosti – recentní zkušenosti mají větší váhu.

Škály: sudé (snižuje sklon k centrování), Likertova škála (universální: zásadně souhlasím–nesouhlasím), škála spojená s otázkou.

Pravidla pro formulaci otázek: vyhýbat se návodným otázkám; používat jednoduchý jazyk; vyhýbat se dvojité negaci; nastavit vzájemně se vylučující volby; znesnadnit odhad účelu dotazníku.

Pořadí otázek: jednoduché a jasně relevantní na začátku; nepříjemné na konci; od obecného ke zvláštnímu; střídat kladné a záporné otázky.

Interview

Výstup: postoje; kvantitativní i kvalitativní; lze se doptat na podrobnosti a nepoložené otázky.

TypVlastnosti
StrukturovanéPředem připravené otázky; snadné plánování; na co se nezeptáme, to nevíme.
FlexibilníSměr plyne z odpovědí; může zachytit nečekané; vyžaduje zkušenosti a komunikační dovednosti.
Přechodné formyPomocné otázky, seznam témat.

Výhoda interview vs. dotazník: inteligentní agent koriguje selhání (porozumění, důvěra, postoj). Nevýhoda: menší počet dotazovaných, výsledek ovlivnitelný tazatelem.

Terénní průzkumy (Dotazování v kontextu)

V reálné situaci. Kombinace pozorování a interview. Otázky vyplývají z akcí pozorované osoby: Proč? Proč ne takto? Jak jinak? Co se může pokazit?

Myšlení nahlas (think-aloud): pohled zevnitř; problém: přídavná zátěž a racionalizace.

Etnografické techniky – viz okruh 2: pozorující účastník; „pohled zevnitř"; to, co lidé dělají ≠ to, co říkají, že dělají.

Analýza webu

Agregovaný účinek faktorů; kvantitativní (návštěvy, transakce) + kvalitativní (vzory chování). Doplňuje ostatní metody.

🎭 Persony – archetypy uživatelů

Persona – archetyp uživatele; fiktivní postava vtělující poznatky o skupině uživatelů. Řešení problému, jak sdělit obtížně sdělitelné porozumění různým cílovým skupinám.

Proč persony?

Data o uživatelích jsou těžko sdělitelná. Personu lze sdílet s: HCI týmem, návrháři, vývojáři, zákazníky, marketingem. Slouží k dosažení konsenzu o uživateli v celém týmu.

Jak persona vypadá

  • Fiktivní postava s jménem a tváří (vhodnou fotografií).
  • Relevantní osobní historie.
  • Dovednosti, zkušenosti, postoje.
  • Frustrace a motivace.
  • Typické úlohy a cíle.
  • Citáty, charakteristické výroky.

Budování person

  1. Co nejspolehlivější a co nejvíce zdrojů (anekdotické zdroje mohou být zavádějící).
  2. Kvantitativní data → shluková analýza → skupiny uživatelů.
  3. Mnoho shluků → mnoho person → ztráta účinnosti; doporučena primární a sekundární persona.
  4. Negativní persona – kdo naším uživatelem není (díra ve shlukové analýze).

Použití person

  • Scénáře a storyboarding – persona v akci s artefaktem.
  • Prediktivní metody – expert simuluje uživatele podle persony.
  • Analýza webu – segmentace dat.
  • Co-by-kdyby analýza – předvídání problémů.
  • Výběr testerů – kde seženeme testery odpovídající personě?

🤝 Skupinové techniky a spolupráce

Principy spolupráce s uživateli

Silné stránky se doplňují: uživatelé přináší praktické postupy a potřeby; návrháři přehled, invenci, systematičnost. Klíčová je vzájemná důvěra (integrita, úmysly, schopnosti). Startovní bod je konsenzus o koncepci.

Účelové pracovní skupiny (Focus Groups)

6–10 účastníků; oddělené role moderátor a zadavatel.

Účel: diskutovat možnosti, porozumět rozporům, doplnit znalosti, přetřídit nápady.

Techniky: Přání (3 na účastníka, volná diskuse), Ideje (pevný postup), Hodnocení, Zeptejte se...

Brainstorming

Moderátor: žádné hodnocení, uvolněná atmosféra, vše zapisovat viditelně. Čím více lidí: tím méně nápadů na osobu a od ~8 osob i celkový pokles.

Průzkum ve skupině

Uživatelé jako experti (doplnění znalostí). Od návrhářů: otázky o postupech; od uživatelů: otázky o budoucí podobě.

Kreativita a řešení rozporů

Rozpor skrývá problém v návrhu. Postup: průzkum (co je v rozporu?), analýza (kořen), řešení (zachovat všechny hodnoty? obejít? zobecnit?). Kultura diskuse: nesouhlas podporuje kreativitu, hádka zažene účastníky do zákopů.

Etika práce s uživateli

  • Partner má právo rozhodovat o sobě → právo vědět (o účelu, o záznamech).
  • Právo odejít kdykoli.
  • Porozumění jako nástroj změny – v čím zájmu?
  • Etická povinnost: vysvětlit závěrečnou zprávu sledovaným osobám.

📢 Předávání a prezentace výsledků

Jak a komu předat výsledky

Účel: přispět k formování požadavků, komunikovat se všemi návrháři, přispět ke konsenzu, poskytnout základ pro testování, dokumentovat artefakt.

Forma: srozumitelná cílové skupině (HCI tým, návrháři, vývojáři, zákazníci), přiměřená její velikosti a formálnosti, názorná.

Kvantitativní vs. kvalitativní data

KvantitativníKvalitativní
Výběr měřitelných veličin (metriky)Zkoumání bez apriorních teorií
Reprodukovatelné podmínkyPřirozené podmínky
Statistické zpracováníPorozumění nelze dosáhnout mechanicky
Dobře se zpracovává a prezentujeObtížně se předává
Vypadá exaktně; nemusí postihnout podstatuMůže vypadat nevědecky; snáze pronikne k podstatě
Pohled zvenčíPohled zevnitř – porozumění

Výstupní dokumenty

  • Persony – viz výše.
  • Konceptuální model – doménové pojmy a vztahy; glosáře, ER-podobné diagramy.
  • Popis úloh a cílů – z GOMS analýzy; úlohy, metody, operace.
  • Komunikace uživatelů – jak si uživatelé předávají informace.
  • Nouzové postupy – co se dělá při chybě nebo selhání.

⚙️ Ergonomie a přístupnost UI

Fyzická ergonomie

Nauka o práci a pracovním prostředí; zahrnuje fyzickou, kognitivní a organizační ergonomii. Normy: ISO 9241-400 (fyzické vstupní zařízení) a ISO 9241-420.

Fittův zákon: T = a + b·log₂(2A/W) – čas přesunu závisí na poměru vzdálenosti k velikosti cíle. Důsledky: cíle co největší; cíle v posloupnosti blízko sebe; rohy a strany jsou „velmi velké".

Accot-Zhai Steering Law: platí i pro přesun omezeným tunelem → vyhýbat se prvkům vyžadujícím zvýšenou přesnost (hierarchická menu, posuvníky).

Zraková zátěž: vzdálenost 500–1000 mm od displeje, úhel čtené plochy 90°±15°; min. 90 dpi pro vysokou rychlost čtení; adekvátní kontrast (min. 35 cd/m², doporučeno 100 cd/m²).

Přístupnost (Accessibility)

Typy postižení: zraková (barvoslepost, slabozrakost, slepota), sluchová, motorická, komunikační (dyslexie, dysgrafie), kognitivní, záchvatová.

Klíčové principy přístupnosti:

  • Barva nesmí být jediným nositelem významu (barvoslepost).
  • Zvuk nesmí být jediným nositelem významu (sluchové postižení).
  • Blikání jen pokud nezbytné; delší expozice provokuje záchvat.
  • Ovládání musí mít alternativy (myš + klávesnice).
  • Standardní prvky pro přizpůsobení velikosti a kontrastu.
  • Komunikace se čtečkami (tabbing order musí dávat smysl; 2D UI → 1D hlasový výstup).
  • Klávesnicové filtry pro motorická postižení.
  • Časování (double-click) odvozovat od globální konstanty.

📋 Shrnutí okruhu 3

  1. Kontextová analýza – dvě fáze: informační analýza (existující zdroje) + práce s uživateli; cílem je porozumění kontextu použití.
  2. Doménová analýza – doménové pojmy a vztahy; aristotelské definice; klasifikační systémy; card sorting; polyhierarchie.
  3. Metody průzkumu – dotazník (postoje, škály, zkreslení), interview (strukturované/flexibilní), terénní průzkum, analýza webu; volba závisí na tom, co chceme zjistit.
  4. Persony – archetyp uživatele vtělující data; primární a negativní persona; slouží k dosažení konsenzu a jako vstup pro prediktivní metody a testování.
  5. Skupinové techniky – focus groups, brainstorming, průzkum ve skupině; etika spolupráce; kreativní řešení rozporů.

🎓 Kontrolní otázky ke státnicím

Co je kontextová analýza a jaké jsou její dvě fáze?
Kontextová analýza zkoumá vše, co přímo nebo nepřímo ovlivňuje použití artefaktu. Fáze 1: informační analýza – studium existujících materiálů (literatura, normy, artefakty, průzkum trhu) → doménové pojmy a znalosti o uživatelích. Fáze 2: práce s uživateli – potvrzení a doplnění o to, co v informační analýze být nemůže (neregulérní postupy, komunikace, postoje, podklady pro rozhodování).
Co jsou persony a jak se budují?
Persona je archetyp uživatele – fiktivní postava vtělující data o skupině uživatelů. Budování: (1) co nejvíce spolehlivých zdrojů; (2) shluková analýza kvantitativních dat → identifikace skupin; (3) pro každou skupinu jedna persona (primární, sekundární); (4) negativní persona = kdo naším uživatelem není. Persona obsahuje: jméno, tvář, historii, dovednosti, frustrace, cíle, typické úlohy, citáty.
Jaká jsou hlavní zkreslení dotazníkových průzkumů?
Sociální vliv (odpovím co je lépe vnímáno), vliv prestiže (přilepším si), vliv konzistence (nechci vypadat jako chaotik), vliv extrémů (vyhýbám se krajním volbám), vliv pozitivity (nerad odpovídám negativně), vliv čerstvých zkušeností (recentní mají větší váhu), vliv nálady a únavy. Proto se doporučuje: sudé škály, randomizace pořadí, střídání pozitivních a negativních otázek, znesnadnění odhadu účelu.
Jaký je rozdíl mezi interview a dotazováním v kontextu?
Interview probíhá mimo reálnou situaci (v kanceláři, po telefonu) – odpovědi jsou postoje a vzpomínky, nikoliv přímé pozorování akcí. Dotazování v kontextu (contextual inquiry) probíhá přímo v reálné situaci: kombinuje pozorování a interview; otázky vyplývají z akcí pozorované osoby; zachycuje to, co lidé skutečně dělají, ne jen to, co říkají, že dělají. Terénní metoda je náročnější na čas a komunikační dovednosti, ale dává relevantnější data.
Co je doménová analýza a k čemu slouží?
Doménová analýza identifikuje doménové pojmy a vztahy mezi nimi v oboru lidské činnosti (doméně). V HCI slouží k vytvoření konceptuálního modelu artefaktu – slouží návrhářům (ne automatizovaným procesům), jako repozitář znalostí a základ pro komunikaci v týmu. Výstup: glosáře, ER-podobné diagramy pojmů. Aristotelské definice: genus proximum (výchozí třída) + differentia specifica (odlišující atributy). Vede k identifikaci, zda artefakt bude „popis", „zážitek", „nástroj" nebo „implementace".
Co jsou focus groups a jak se liší od interview?
Focus groups (účelové pracovní skupiny) jsou skupinové techniky s 6–10 uživateli, moderátorem a zadavateli. Cíl: diskutovat možnosti, porozumět rozporům, doplnit znalosti. Techniky: přání, ideje, hodnocení. Na rozdíl od individuálního interview: synergické efekty skupiny; uživatelé se navzájem inspirují a korigují; vhodné pro průzkum postojů a preferencí skupiny; moderátor zajišťuje, že se zapojí všichni a diskuse nesklouzne k argumentaci.