最新的量测产品因采用图形化的操作接口设计，而得以提供前所未有的良好特性。虽然量测设备的用户操作接口会随产品而异，但大部分都可以分为以下三种普遍的类型：只有专用（固定功能）的硬件控制键、专用的控制键加上可以自行设定的软键（soft key）以及专用的控制键加上与计算机类似的操作接口，也就是有功能选单、对话框和其它图形化的控制元素。随着设备变得愈来愈复杂，先进的技术也不再遥不可及，接口的设计一般都已经从前面两种演变成最后一种。现代化的示波器就是一个最好的例子，可以看出这样的发展趋势以及它带给仪器用户的好处。

《图一 图形化用户操作接口（GUI）》

图形化的优点

提高生产力

只要想一想图形化用户操作接口（Graphics User Interface；GUI）带给测试设备用户的好处，就不难理解GUI为何会如此风行。GUI的第一个好处是熟悉感，几乎所有的工程师和科学家都大量地使用计算机系统，因此对类似窗口式的操作接口皆相当熟悉，不论是PC、Unix或Macintosh平台上的用户接口，都使用了类似鼠标的点按装置（pointing device）、功能选单、对话框、工具栏以及各种其它的图形化控制方式。当用户从计算机转向采用GUI的测试设备时，在使用这些接口元素上立刻就能得心应手。以这种方式沿袭学习经验，就不需要学习（或重新学习）另一种接口型态，如此一来即可提高生产力。

自然又弹性

GUI的另一个优点是使用更自然的控制图像，下文将以示波器上进行自动化量测的过程为例来加以说明。在传统软键式的设计中，用户必须先按一个面板键来启动量测软键，然后逐一浏览量测列表以找出想进行的项目，再按下关联的键，接着还要再选择量测来源（欲量测的频道或数学运算功能）。如果要量测来源信号的特定范围或子集的话，也必须加以设定，通常是使用标线来界定想要的区域范围，因此，整个过程需要好几个步骤才能完成。GUI的设计则可以简化这种常见的作业，如(图二)所示，用户只要将代表该项量测的小图像拖曳到波形上欲量测的部份，就可以进行量测了，示波器一般会用颜色和讯息来让用户知道何时可以开始量测。

《图二 拖曳到定点即可量测特定的脉冲信号》

同样地，若要改变波形或标线的位置，用户只要在对象上按下鼠标键，就可以将它拖到想要的位置。若要改变整体的显示刻度，用户可以先拉出一个放大方块，然后在方块内点一下。这些动作对用户来说很自然，因为它们是以波形为主的，而波形正是示波器最擅长的项目。

许多GUI的设计也会考虑到用户的偏好问题而提供一些弹性，有些功能（例如可以改变颜色）已经存在一些时日了，而且不是量测设备才有的特色，但有些则是特别针对仪器用户的需求而提供的。下面的例子与对话框的外型和操作方式有关，传统的对话框是不透明的，也就是会盖住其它的显示信息，但测试仪器一般的显示空间都很有限，上头显示的所有量测信息都很重要，因此同样使用这有限空间的对话框若采不透明的方式并不合适。(图三)显示的是一个半透明的对话框，它可让用户依然能观看和操控示波器每次撷取后可能快速改变的波形，用户也可以选择完全透明的对话框。另一项弹性是可以选择当用户启动另一个对话框时，是否要自动关闭原先开着的对话框，或是要同时显示多个开启的对话框。这样的选择可让用户在控制的可视性（visibility）和显示的简单度之间自行取舍。

《图三 半透明的对话框可以看到重要的波形信息 》

预留发展与定制的空间

图形化的接口特别适合有很多功能和控制点的复杂产品采用，原因是相较于软键式的接口，GUI能把较多的功能整合起来（携带容量较高）。用户研究显示，一旦软键接口的按键功能分配结构超过二或三层深，使用起来就会令人感到困扰与不便。只有少量的按键，却要控制这么多的功能，会让用户难以记住要如何回到层层阶级中的某一点上。GUI使用结构化的下拉式功能选单和对话框，因此在广度与深度上皆相当有弹性，可以呈现较多的控制功能，又不会牺牲操作的效率。较高的携带容量也可以将单一基础的设计用于一系列功能等级不同的相关产品上，而且还能预留发展的空间，以便继续将新功能加入原有的产品中。

用户也可以利用此较高的携带容量来自行延伸新的接口功能，举例来说，安捷伦科技提供的My Infiniium功能即可让用户将自己设计的程序项目安装到示波器的功能选单系统中，只要从功能选单中选取这些项目，就能执行自行设计的量测或分析程序。(图四)就是一个自行设计的分析程序，可直接透过安装在示波器上的Excel应用软件来执行。在此例中，该应用程序会清点MSO混合信号示波器之16个数字频道中每个频道的脉冲数，然后显示出大家熟悉的计数器电路的数码（pattern）。虽然这里看不出来，不过最新操作系统的双屏幕功能也是一种延伸仪器能力的理想方式。结合了功能强大的CPU、双屏幕以及可延伸的GUI，确实让最新的量测产品从单点的仪器转化成弹性的整合式量测中心。

《图四 附加软件可定制示波器的功能选单及分析功能》

辅助说明垂手可得

在线辅助说明是图形化操作接口的另一大好处，虽然有些软键式的仪器内也有辅助说明系统，但通常只能提供如何使用仪器面板键的基本说明。图形化接口的辅助说明系统则能提供更多的功能，包括内容感应式（context-sensitive）辅助说明、词汇解释、索引以及主题搜寻等，另外还有进行特定量测工作的设定指引或精灵等进阶的功能。(图五)是在示波器上设定setup/hold time触发条件的在线指引，辅助说明系统可以逐步引导用户完成使用此进阶触发模式所需进行的每一个步骤。

《图五 详细的辅助说明》

这些GUI上的辅助说明系统也可以提供重要量测主题的技术专业知识，举例来说，示波器的辅助说明系统可以提供有关量测理论和实做出来的算法细节的信息，而不只是告诉用户如何叫出快速傅立叶变换（FFT）的功能来使用而已。它也能够说明如何在可用的替代方法中选出最佳的量测方式，以及结果与取样率和内存深度等主要参数之间的关联。能够在在线查询到这些信息，而不需翻阅书面的手册（或教科书），对于提高生产力很有帮助，因为所有的信息都在同一个地方，可以广泛地交互参照，而且本质上都是前后关联的。此外，它也不会像书面的手册一样，会有遗失或想不起来放在何处的问题。

超脱GUI之外的接口

今日的仪器已经发展出超越GUI的接口了，有助于进一步提高用户的生产力。这种接口的例子之一是可透过网络从远程控制产品，所使用的是X86兼容的计算机设计，加上执行TCP/IP通讯协议的高速LAN链接。在采用Windows XP Professional的Infiniium示波器中，用户可以从任何网页浏览器操控仪器所有的功能。利用网络接口就可以在远程或危险的地方进行量测，也方便位在不同地点的人员共事合作，例如，位在美国的设计人员和位在亚洲的生产制造中心。

声控（voice control）是另一种能够控制仪器功能的接口，由于许多现代化的仪器都使用工业标准的计算机系统，因此这项技术同样也变得相当符合经济效益。以示波器为例，声控功能就像是用户的“第三只手”，原本的两只手可以忙于探量今日设计精密、难以测试的表面黏着组件。

展望未来

计算机硬件和软件不断进步将可进一步改善量测设备的用户操作接口，而产品愈趋复杂，加上用户的期望愈来愈高，也会注入持续改良的动力。未来可能会发展的功能包括可依照每位用户或每项工作的需求完全重新配置的接口、含声音和影像内容的多媒体接口以及可与主接口结合的适应性（adaptive）辅助说明系统。今日的操作系统和浏览器结合的典范，如微软已经做的，也可能会出现在仪器上，而另一个可能合在一起的是目前相当先进的计算机游戏系统所具有的控制方式和效果显示。我们将看到更多在某一部仪器上执行，但却可以透过网络联机控制其它仪器的接口，当然，最新操作系统的描图手法和动画效果也会出现革命性的改变。无论如何，尽管用户接口已经从传统量测产品的固定式开关和按键走了很长一段路，发展成今日的模样，但未来还会出现更多的变化则是无庸置疑的。若设计得好，这些改变对用户来说将是一大福音，有助于提供更多的功能、更准确的量测结果以及更高的生产力，这也正是用户所引颈期盼的。（作者任职于安捷伦科技）