VDI VDE 3850 Blatt 3-2015 Development of usable user interfaces for technical plants - Features design and applications of user interfaces with touchscreen.pdf

1、ICS 13.180, 35.180 VDI/VDE-RICHTLINIEN November 2015 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Gebrauchstaugliche Gestaltung von Benutzungsschnittstellen fr technische Anlagen Merkmale, Gestaltung und Einsatzmglichkeiten von Benutzungsschnittstellen mit To

2、uchscreens Development of usable user interfaces for technical plants Features, design and applications of user interfaces with touchscreens VDI/VDE 3850 Blatt 3 / Part 3 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this st

3、andard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fachbereich Industrielle Informationstechnik VDI-Handbuch Informationstechnik, Band 1: Angewandte Informationstechnik VDI/VDE-Handb

4、uch Automatisierungstechnik VDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 1: Grundlagen und Planung Vervielfltigungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternalusenot permittedFrhere Ausgaben:03.04;07.14 Entwurf,deutschFormereditions:03/04;07/14 Draft,in

5、 German onlyZu beziehen durch /Available atBeuth Verlag GmbH,10772 BerlinAlle Rechte vorbehalten /Allrightsreserved (a)VereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2015Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 3 Einleitung . 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweise 4 3 Begriffe 5 4 Vor- und Nachteil

6、e von Touchscreen-Systemen . 9 4.1 Vorteile 10 4.2 Nachteile 11 5 Technische und physikalische Randbedingungen 13 5.1 bersicht ber verfgbare Touchscreen-Technologien 13 5.2 Touchscreen-System 19 5.3 Eigenschaften verschiedener Touchscreen-Technologien 21 5.4 Kriterien fr die Auswahl des richtigen To

7、uchscreens 26 6 Grafische Aspekte bei der Gestaltung von Touchscreens 26 6.1 Einleitung . 26 6.2 Gre von Bedienelementen 28 6.3 Gestaltung von Bedienelementen . 31 6.4 Rckmeldung von Bedienelementen 32 6.5 Anordnung von Bedienoberflchenelementen . 33 7 Funktionalitt 34 7.1 Auslsen . 35 7.2 Auswhlen

8、. 36 7.3 Verschieben 39 7.4 Sichten manipulieren . 39 7.5 Werte manipulieren 39 7.6 Direktes Auslsen von Funktionen ber Touch-Gesten . 40 7.7 Bercksichtigung virtueller physikalischer Eigenschaften . 41 Preliminary note . 3 Introduction 3 1 Scope . 4 2 Normative references . 4 3 Terms and definition

9、s 5 4 Advantages and disadvantages of touchscreen systems . 9 4.1 Advantages 10 4.2 Disadvantages 11 5 Technical and physical constraints 13 5.1 Synopsis of available touchscreen technologies . 13 5.2 Touchscreen systems . 19 5.3 Properties of various touchscreen technologies . 21 5.4 Criteria for s

10、electing the most suitable touchscreen 26 6 Graphical aspects of touchscreen design 26 6.1 Introduction . 26 6.2 Size of control elements . 28 6.3 Control element design 31 6.4 Feedback from control elements 32 6.5 Arrangement of user interface elements . 33 7 Functionality . 34 7.1 Triggers 35 7.2

11、Selection 36 7.3 Moving/scrolling . 39 7.4 Manipulating views . 39 7.5 Manipulating values. 39 7.6 Direct triggering of functions using touch gestures 40 7.7 Taking virtual physical characteristics into consideration. 41 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19C

12、FC1F92DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-11 2 VDI/VDE 3850 Blatt 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 Seite Page 8 Touchbasierte Benutzungsschnittstellen in Verbindung mit anderen Eingabegerten . 42 8.1 Touchscreen und Drehregler 43 8.2 T

13、ouchscreen und Dreh-Drck-Regler 44 8.3 Touchscreen und alphanumerische Tastatur 45 8.4 Touchscreen und numerische Tastatur . 46 8.5 Touchscreen und Zeigegert (Maus, Trackball, Touchpad) . 47 8.6 Touchscreen und Hardkeys (Vorschubtasten, Not-Aus usw.) 48 8.7 Anforderungen an das Bedienkonzept . 49 9

14、Migration von nicht touchbasierten Benutzungsschnittstellen auf touchbasierte Benutzungsschnittstellen 50 Anhang A Checkliste zur Kommunikation mit Lieferanten von Touchscreen-Systemen 52 Anhang B Gestaltungsbeispiele . 56 B1 Beispiel einer Steuerung fr Sendeanlagen zum TV-Broadcasting auf einem Tou

15、chscreen mit 17,78 cm (7“) Bildschirmdiagonale . 56 B2 Beispiel eines automatischen Lagersystems fr Apotheken auf einem Touchscreen mit 48,26 cm (19“) Bildschirmdiagonale . 56 B3 Beispiel eines Kabelbearbeitungs-systems auf einem Touchscreen mit 43,18 cm (17“) Bildschirmdiagonale . 59 B4 Beispiel ei

16、ner Verpackungsmaschinen-steuerung auf einem Touchscreen mit 43,18 cm (17“) Bildschirmdiagonale . 59 Anhang C Beispiel fr ein Touch-Gesten-Set . 66 C1 Anmerkungen zur Beschreibung von Touch-Gesten . 66 C2 Beispiel-Touch-Gesten-Set 70 C3 Direkte alphanumerische Eingaben 91 C4 Maus-Emulation . 91 Schr

17、ifttum 93 Benennungsindex englischdeutsch . 96 8 Touch-based user interfaces used in combination with other input devices 42 8.1 Touchscreen and rotary controls 43 8.2 Touchscreen and rotary pushbuttons . 44 8.3 Touchscreen and alphanumeric keyboard 45 8.4 Touchscreen and numeric keypad 46 8.5 Touch

18、screen and pointing interaction devices (mouse, trackball, touchpad) . 47 8.6 Touchscreen and hard keys (feed keys, emergency stop button, etc.) 48 8.7 Requirements on the operating concept . 49 9 Migration from non-touch-based user interfaces to touch-based user interfaces 50 Annex A Checklist for

19、communicating with touchscreen suppliers . 52 Annex B Design examples 56 B1 Example of the controls for a TV broadcast transmitter system on a touchscreen with a screen diagonal of 17,78 cm (7“). 56 B2 Example of an automatic warehouse management system for pharmacists, using a touchscreen with a sc

20、reen diagonal of 48,26 cm (19“) 56 B3 Example of cable processing system controls on a touchscreen with a screen diagonal of 43,18 cm (17“) . 59 B4 Example of packaging machine controls on a touchscreen with a screen diagonal of 43,18 cm (17“) . 59 Annex C Example of a set of touch gestures . 66 C1

21、Notes on the touch gesture descriptions 66 C2 Touch gesture set example . 70 C3 Direct alphanumerical input. 91 C4 Mouse emulation . 91 Bibliography 93 Term index EnglishGerman . 96 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1929BEST BeuthStandardsCollect

22、ion - Stand 2015-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 VDI/VDE 3850 Blatt 3 / Part 3 3 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fo

23、tokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.

24、 Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3850. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the

25、 requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement

26、of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.

27、vdi.de/3850. Einleitung Diese Richtlinie wurde vom Fachausschuss 5.31 Nutzergerechte Gestaltung von Maschinenbedien-systemen“ des Fachbereichs 5 Industrielle Infor-mationstechnik“ der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) erarbeitet. Das Bedienen technischer Gerte durch Berhru

28、ng (Touch) war zum Zeitpunkt der Erstfassung dieser Richtlinie im Jahr 2004 noch eine Seltenheit. Heu-te hat sich im Privatleben und der Arbeitswelt der Touchscreen als Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine in zahlreichen Anwendungen etab-liert. Gerade der Boom im Smartphone-Bereich frderte bei

29、 bildschirmbasierten Dialogtechniken die Grunderwartung, dass die Bedienung eines Gerts durch Berhren des Bildschirms mglich sei (siehe auch VDI/VDE 3850 Blatt 2). Das An-gebot an entsprechender Hardware und Software sowie Erkenntnisse ber konzeptuelle Lsungen haben sich so stark verndert, dass eine

30、 Neufas-sung dieser Richtlinie ntig wurde. Ein wesentlicher Vorteil der Bedienung durch Be-rhren des Bildschirms liegt darin, dass die Be-dienelemente genau an der Bildschirmposition bedient werden, an der sie angezeigt werden. Dies kann bei geeigneter Gestaltung Aufgaben wie Posi-tionierung, Selekt

31、ion und Navigation vereinfachen. Bedienen durch Berhren des Bildschirms hat auch den Vorteil, dass oft auf zustzliche Hardware-Schalter verzichtet werden kann. Dadurch kann die Komplexitt der Mensch-Maschine-Schnittstelle an vielen Stellen reduziert werden siehe auch Abschnitt 4. Introduction This s

32、tandard has been prepared by Technical Committee 5.31 “User-friendly development of machine operating systems” of Technical Divi-sion 5 “Industrial Information Technology” of the VDI/VDE Society Measurement and Automatic Control (GMA). When the original version of this standard was compiled in 2004,

33、 touch processes were hardly ever used to operate technical devices and equip-ment. Nowadays, touchscreens have become an established form of human-machine interface in many applications, both in private life and in the world of work. In particular, the recent boom in the smart-phone market has nurt

34、ured the general expectation on screen-based dialogue technologies that devices can be operated simply by touching a screen (see also VDI/VDE 3850 Part 2). The range of hardware and software now being offered in this field and added insight into conceptual solutions have changed to such an extent th

35、at a complete revision of this standard became necessary. One of the main advantages of operation using touchscreens is that the controls are operated at exactly the same screen position as they are dis-played. If a suitable design is used, this can make certain tasks easier, such as positioning, se

36、lection and navigation. Touchscreen operation has the additional advantage that supplementary hardware switches/controls often become redundant. This means that human-machine interfaces can be sim-plified in many respects see also Section 4. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CC

37、B65CD15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-11 4 VDI/VDE 3850 Blatt 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 Die Gestaltung einer Touchscreen-Bedienober-flche muss jedoch auf die Bedienung durch Be-rhren des Bildschirms zuge

38、schnitten sein. Dabei gilt es, die Mindestgren fr Bedienelemente einzuhalten und gngige Touch-Interaktionen zu verwenden (siehe Abschnitt 6) sowie Strken von Touchscreen-Systemen geschickt einzusetzen und ihre Schwchen zu mildern und gegebenenfalls auch den Nutzer beim Wechsel von fensterbasier-ten

39、Vorgngersystemen hin zur jetzigen Touch-Bedienoberflche zu untersttzen (siehe Ab-schnitt 9). Gegebenenfalls knnen weitere Einga-bemittel in die Gestaltung einer Touch-Bedien-oberflche einbezogen werden (siehe Ab-schnitt 7.7.3). However, the touchscreen user interface must be specifically designed fo

40、r operation by haptic inter-action with the display. Here, it is important that control elements are at least of a minimum size and that established touch interactions are used (see Section 6). The strengths of touchscreen sys-tems should be cleverly utilized while compensat-ing their weaknesses and

41、, where necessary, sup-porting the user during the change-over from win-dow-based predecessor systems to the touchscreen interfaces now in use (see Section 9). Where nec-essary, additional input options can be included in the design of a touchscreen user interface (see Section 7.7.3). 1 Anwendungsbe

42、reich Diese Richtlinie ist anzuwenden bei der Touch-screen-spezifischen Dialoggestaltung fr techni-sche Anlagen im industriellen Einsatz. Der Schwer-punkt der in dieser Richtlinie gegebenen Gestal-tungsempfehlungen liegt auf der Benutzung des Touchscreens mit Fingern; die Benutzung mit an-deren Berh

43、relementen (Stift, Handschuh, Prothese usw.) ist abhngig von der jeweiligen Hardware mglich siehe Abschnitt 5. Auf die Gestaltung sicherheitsrelevanter Funktionen fr Touchscreen-Systeme wird hier nicht eingegangen, da diese zurzeit fr Touchscreen-Systeme kaum zugelassen werden. Die Richtlinie gibt R

44、egeln und Empfehlungen zur Dialoggestaltung fr Touchscreens im stationren Einsatz. Mobil eingesetzte Touchscreen-basierte Systeme (wie im Handheld-Bereich) stellen zum Teil andere Anforderungen an die Gestaltung, die in einem weiteren Blatt dieser Richtlinienreihe bercksichtigt werden sollen. Die vo

45、rliegende Richtlinie untersttzt Entwickler von Bedienoberflchen bei der Gestaltung eines Touchscreen-spezifischen Dialogs und lsst ihnen gleichzeitig gengend gestalterische Freirume zur Erarbeitung eigenstndiger Lsungen. 1 Scope This standard shall be used when designing touchscreen-specific dialogu

46、es for technical plants in industrial applications. The design recommenda-tions given in this standard focus mainly on the operation of touchscreens using fingers; operation using other touch elements (pen/stylus, glove, prosthesis device, etc.) is possible if appropriate hardware is installed see S

47、ection 5. The design of safety-relevant functions for touchscreen systems is not dealt with here since only very few such functions have been approved for touchscreen systems up to now. The standard provides rules and recommendations for the design of dialogues for touchscreens used in stationary ap

48、plications. The design requirements on touchscreen-based systems for use in mobile applications (e. g. handheld devices) differ in some ways and these shall be dealt with in another part of this series of standards. The present standard supports developers of user interfaces in the design of touchsc

49、reen-specific dialogues while giving them sufficient creative freedom to develop their own independent solu-tions. 2 Normative Verweise Das folgende zitierte Dokument ist fr die Anwen-dung dieser Richtlinie erforderlich: VDI/VDE 3850 Blatt 1:2014-04 Gebrauchstaugli-che Gestaltung von Benutzungsschnittstellen fr technische Anlagen; Konzepte, Prinzipien und grundstzliche Empfehlungen 2 Normative references The following referenced document is indispensa-ble for the application of