Ανάπτυξη Διεπιφανειών Χρήστη σε Ελεγχόμενο Γραφικό Περιβάλλον

Η μελέτη των διαδικασιών που εμπλέκονται στην επαφή του ανθρώπου με τον υπολογιστή (διεπιφάνεια χρήστη) αποτελεί διεπιστημονικό αντικείμενο σπουδής και είναι γνωστή με την γενική έννοια: Αλληλεπίδραση Ανθρώπου-Υπολογιστή (Human-Computer Interaction, HCI), με δύο συνιστώσες τα Συστήματα Επικοινωνίας Ανθρώπου-Μηχανής (Man-Machine Interfaces, MMI) και τα Γραφικά Περιβάλλοντα Επικοινωνίας (Graphical User Interfaces, GUI).
Η επικοινωνία ανθρώπου-υπολογιστή, με τη βοήθεια γραφικών περιβαλλόντων επικοινωνίας, αποτελεί θέμα μελέτης και έρευνας πανεπιστημιακών τμημάτων marketing, ψυχολογίας και πληροφορικής τα τελευταία είκοσι χρόνια.
Παραδοσιακά, το marketing ενδιαφέρεται περισσότερο για την GUI διάσταση με έμφαση τις εντυπωσιακές λύσεις, ενώ η ψυχολογία προσεγγίζει το θέμα με έμφαση το φιλικό σχεδιασμό του περιβάλλοντος, την ταχύτητα και ποιότητα της εξυπηρέτησης και τη μελέτη λύσεων που επιταχύνουν τις διαδικασίες εκμάθησης της εφαρμογής μέσω του GUI (γνωστική θεώρηση της διεπιφάνειας).
Η πληροφορική προσεγγίζει το αντικείμενο με έμφαση στη MMI διάσταση του που αναφέρεται, γενικά, στην αποτελεσματικότητα της λύσης, τόσο σε επίπεδο σχεδιασμού, όσο και σε επίπεδο υλοποίησης. Δηλαδή, ανάπτυξη αυτοματισμών, συσχετίσεις controls, αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων, ασφαλή πρόσβαση πληροφοριών, δυναμικά επεκτάσιμο και μεταφέρσιμο περιβάλλον, κ.λπ.
Είναι λοιπόν φανερό ότι το θέμα χρήζει ιδιαίτερης προσοχής και απαιτεί διεπιστημονική συνεργασία. Οι ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά μιας λύσης καθορίζουν και τους περιορισμούς που αυτή οφείλει να υπακούει και έχουν συγκεκριμένες απαιτήσεις εντυπωσιασμού, φιλικότητας και αποτελεσματικότητας.
Το παρόν βιβλίο απευθύνεται σε προπτυχιακούς και μεταπτυχιακούς φοιτητές τμημάτων πληροφορικής και καλύπτει τεχνικές και μεθόδους ανάπτυξης συστημάτων επικοινωνίας ανθρώπου-μηχανής (MMIs) και γραφικών περιβαλλόντων (GUIs). Σε όλες τις περιπτώσεις η έμφαση δίνεται στην υποστήριξη της επικοινωνίας με πλαίσια διαλόγου (dialog boxes) που διακρίνονται για την αποτελεσματικότητά τους, τη μεταφερσιμότητα της λύσης που υποστηρίζουν και την «ανοιχτή» δομή του περιβάλλοντος που αναπτύσσουν.
Τέλος, στα πλαίσια παρουσίασης ολοκληρωμένων λύσεων, ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται:

α) στη σχεδίαση και ανάπτυξη ενός συστήματος ψηφιακής τεκμηρίωσης πολιτιστικής κληρονομιάς (Heritage HCI Digital Documentation – τρίτο Kεφάλαιο),
β) στην υλοποίηση με C++ ενός «ανοιχτού» συστήματος διαχείρισης γεωγραφικής πληροφορίας – χωρικής ανάλυσης σε ελεγχόμενο CAD περιβάλλον που στηρίζεται σε δυναμικές παλέτες επικοινωνίας (CAD-based GIS GUI Hooking -τέταρτο Kεφάλαιο),
γ) στη σχεδίαση και ανάπτυξη ενός συστήματος ταχείας πρωτοτυποποίησης γραφικών περιβαλλόντων (rapid LIS GUI Prototyping -πέμπτο Kεφάλαιο),
δ) στην ανάπτυξη & διαχείριση γεωγραφικής πληροφορίας και τη χωρική ανάλυση σε ελεγχόμενο περιβάλλον προγραμματισμού (Advanced GIS GUI Programming -πέμπτο Kεφάλαιο) και
ε) στην υλοποίηση με C++ ενός «ανοιχτού» συστήματος διαχείρισης εικονικής κάμερας σε ελεγχόμενο περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας (Virtual Camera Programming -έκτο Kεφάλαιο).

---

Περιέχει:

Μέρος Α’
Βασικές Έννοιες Επικοινωνίας Ανθρώπου-Υπολογιστή
(Introduction to Human-Computer Interface)

1. Γενική Θεώρηση Eπικοινωνίας Ανθρώπου-Υπολογιστή
   (A Survey of Human-Computer Interaction)
2. Σχεδίαση και Ανάπτυξη της Επικοινωνίας Χρήστη-Εφαρμογής
   (User-Application Interface Design & Development)

Μέρος B’
Γραφικά Περιβάλλοντα Επικοινωνίας – Εφαρμογές σε Συστήματα Πληροφοριών Χώρου
(Graphical User Interfaces – DigiDoc, CAD/Cadastre Applications)

1. HCI Ψηφιακή Τεκμηρίωση Πολιτιστικής Κληρονομιάς
   (Heritage HCI Digital Documentation – DigiDoc Application)
2. GUI Διαχείριση Γεωγραφικής Πληροφορίας – Χωρική Ανάλυση σε Ελεγχόμενο CAD Περιβάλλον
   (Programming the User Interface – CAD-based GIS GUI Hooking)

Μέρος Γ’
Προγραμματισμός Γραφικού Περιβάλλοντος Eπικοινωνίας – Προηγμένες Eφαρμογές σε Συστήματα Πληροφοριών Χώρου
(Programming the User Interface – LIS, VR Advanced GUI Applications)

1. Dialog Box GUI Programming
   (Προγραμματισμός Πλαισίων Διαλόγου)
2. Προγραμματισμός Eικονικής Kάμερας σε Eλεγχόμενο Περιβάλλον Eικονικής Πραγματικότητας
   (Virtual Camera Programming in a Controlled VR Environment – A VR Application)

Μέρος Δ’
GUI Programming Tutorials

1. Tο Περιβάλλον MatLab
   (Event-Driven GUI Programming with MatLab)
2. GUI Programming – Principles & Practice

Μέρος E’
Παραρτήματα – Bιβλιογραφία
Eννοιολογική & Eκπαιδευτική Yποστήριξη
(Appendices – Bibliography – ECTS Functionality)

• Παράρτημα Α’ – Tο Περιβάλλον RDBMS (Microsoft Access)
• Παράρτημα Β’ – Dialog Box Programming – Aρχεία Yποστήριξης
• Παράρτημα Γ’ – Common GUI Programming Mistakes
• Παράρτημα Δ’ – HCI Web Data Sources
• Βιβλιογραφία (Bibliography)
• Γλωσσάρι (Aκρώνυμα – Ορολογία) (Acronyms – Terminology)
• Abstract (Περίληψη στα Αγγλικά)
• Πρόγραμμα Ανάπτυξης Μαθήματος (Περιγραφή κατά ECTS)
• Θέματα Εξετάσεων (Exams Papers)
• Ευρετήριο (Oνομάτων – Λημματολόγιο) (Index)

Περίληψη (Summary)
Η τέχνη και τεχνολογία της επικοινωνίας ανθρώπου-υπολογιστή στηρίζεται βασικά στα γραφικά πλαίσια διαλόγου (dialog boxes) που υλοποιούν το σχετικό πρωτόκολλο επικοινωνίας (διεπιφάνεια χρήστη). Η διαχείριση των πλαισίων διαλόγου σε ελεγχόμενο περιβάλλον προγραμματισμού αποτελεί το αντικείμενο του βιβλίου.
Η ανάπτυξη των σχετικών θεμάτων στηρίζεται στην ανάλυση της διαδικασίας επικοινωνίας με βάση καταξιωμένους κανόνες και μεθόδους, αλλά και τον προγραμματισμό του περιβάλλοντος επικοινωνίας με ειδικευμένες γλώσσες προγραμματισμού που υποστηρίζουν διαχείριση γεγονότων (event-driven programming, γλώσσες C++, MDL, VBA).
Το βιβλίο είναι γραμμένο στα ελληνικά με παράλληλη απόδοση των όρων στα αγγλικά. Eιδικότερα όμως, ένα τμήμα του πέμπτου, το έκτο και το όγδοο Kεφάλαιο, για να εκφράσουν πιστότερα και αποδοτικότερα την τεχνολογία της επικοινωνίας ανθρώπου-υπολογιστή, είναι γραμμένα στα αγγλικά (scientific English).
Η ύλη που καλύπτεται χωρίζεται σε τέσσερα βασικά μέρη με συνολικά οκτώ κεφάλαια. Ακολουθεί ένα πρόσθετο μέρος με τέσσερα παραρτήματα, βιβλιογραφία, καθώς κι εννοιολογική και εκπαιδευτική υποστήριξη.

Ειδικότερα:
Το πρώτο μέρος, με τίτλο Bασικές Έννοιες Επικοινωνίας Ανθρώπου-Υπολογιστή (Introduction to Human-Computer Interface) αποτελείται από τα πρώτα δύο κεφάλαια που διαπραγματεύονται, το μεν πρώτο τη γενική θεώρηση της επαφής ανθρώπου-υπολογιστή, το δε δεύτερο τη σχεδίαση της επικοινωνίας χρήστη-εφαρμογής με βάση τους κανόνες και την επιστημονική μεθοδολογία για την ανάπτυξη αποτελεσματικών γραφικών περιβαλλόντων.
Το δεύτερο μέρος, με τίτλο Γραφικά Περιβάλλοντα Επικοινωνίας – Εφαρμογές σε Συστήματα Πληροφοριών Χώρου (Graphical User Interfaces – DigiDoc, CAD/Cadastre Applications) αποτελείται από τα επόμενα δύο κεφάλαια που διαπραγματεύονται, το μεν τρίτο, βασικά θέματα ανάπτυξης ολοκληρωμένων εφαρμογών με «ανοιχτά» γραφικά πλαίσια διαλόγου για τη ψηφιακή τεκμηρίωση της πολιτιστικής κληρονομιάς (DigiDoc Application), το δε τέταρτο, διαχείριση γεωγραφικής πληροφορίας με δυνατότητες χωρικής ανάλυσης σε ελεγχόμενο CAD περιβαλλον, με δυναμικά γραφικά πλαίσια διαλόγου (CAD/Cadastre Application).
Το τρίτο μέρος, με τίτλο Προγραμματισμός Γραφικού Περιβάλλοντος Eπικοινωνίας – Προηγμένες Eφαρμογές σε Συστήματα Πληροφοριών Xώρου (Programming the User Interface – LIS, VR Advanced GUI Applications) αναφέρεται σε ειδικευμένα θέματα προγραμματισμού γραφικών γεγονότων που υποστηρίζουν τεχνικές αξιολόγησης της ευχρηστίας GUI εφαρμογών, ταχεία πρωτοτυποποίηση γραφικού περιβάλλοντος, ανάπτυξη & διαχείριση γεωγραφικής πληροφορίας, και χωρική ανάλυση σε ελεγχόμενο περιβάλλον προγραμματισμού (5ο Kεφάλαιο), καθώς και «ανοιχτά» και «δυναμικά» πρωτόκολλα επικοινωνίας σε ελεγχόμενο περιβάλλον (6ο Kεφάλαιο).
Το τέταρτο μέρος, με τίτλο GUI Programming Tutorials, απευθύνεται στον έμπειρο αναγνώστη, αποτελείται από το έβδομο και το όγδοο κεφάλαιο και παρουσιάζει κωδικοποιημένα σε περισσότερες από εκατό «διαφάνειες» την τεχνολογία ανάπτυξης γραφικών περιβαλλόντων επικοινωνίας με προγραμματισμό γεγονότων.
Tέλος, το πέμπτο μέρος αποτελείται από τέσσερα Παραρτήματα, Bιβλιογραφία, Eννοιολογική Yποστήριξη (Oρολογία, Eυρετήριο Oνομάτων και Λημματολόγιο) καθώς κι Eκπαιδευτική Yποστήριξη (Περίληψη στα Aγγλικά, Πρόγραμμα Aνάπτυξης Mαθήματος με περιγραφή κατά ECTS, Θέματα Eξετάσεων).

• Σεμινάρια εξειδίκευσης μπορούν να στηριχτούν στο βιβλίο και να διαπραγματευτούν θέματα σχεδίασης γραφικών περιβαλλόντων επικοινωνίας σε εισαγωγικό (διάρκεια: 20 εβδομάδες) ή προχωρημένο βαθμό (διάρκεια: 50 εβδομάδες).
• Για την υποστήριξη προπτυχιακών μαθημάτων, σε φοιτητές τμημάτων πληροφορικής και υπολογιστών διάρκειας ενός ή δύο εξαμήνων, κρίνονται κατάλληλα τα πρώτα τρία κεφάλαια (1ο, 2ο, 3ο Κεφάλαιο) καθώς και το 7ο Κεφάλαιο, σε συνδυασμό με ορισμένες ενότητες από την εφαρμογή του 4ου Kεφαλαίου (4.1 Προσαρμογή Γραφικού Περιβάλλοντος, 4.2 Aνάπτυξη Kάθετης Eφαρμογής – Προσθήκη Λειτουργικότητας με Γεωγραφική Διάσταση).
• Σε μεταπτυχιακούς κύκλους σπουδών, η διαπραγμάτευση θεμάτων από την επιστήμη της πληροφορικής μπορεί να βασιστεί σε επιλεγμένα τμήματα του 4ου, 5ου και 6ου Kεφαλαίου (π.χ. 4.3 GIS Hooking, 4.4 GIS Analysis, 5.4 Rapid GUI Prototyping, 5.5-5.7 Advanced GIS GUI Programming, 6.0 VR Camera Programming) και να συμπληρωθεί με το GUI Programming Tutorial του 8ου Κεφαλαίου.