公共電子設(shè)備的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)研究

莊楚池+路由

摘 要：在搭載可讀性更強(qiáng)、人機(jī)互動(dòng)更通暢的屏幕界面已成為公共電子設(shè)備的必然趨勢(shì)的背景下，從分析公共電子設(shè)備屏幕的使用功能和環(huán)境出發(fā)，在理解顯示材料特性的優(yōu)勢(shì)與局限性的基礎(chǔ)上，利用提高視覺(jué)搜索績(jī)效之信息突顯方法，進(jìn)行更符合產(chǎn)品需求及人機(jī)交流的界面設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：公共電子設(shè)備 界面設(shè)計(jì) 人機(jī)交互 材料特性 視覺(jué)搜索

檢 索：www.artdesign.org.cn

Abstract ：Since the application of screen has become popular in the public electronic equipment market， this paper aims to study how to design a better interface for these products. It starts from analyzing the functional requirement and working environment of those public electronic equipments， and also concerns about the material characteristics of the special screen materials as well. Moreover， with the efficient use of the visual search techniques， which makes the surface more efficiently and convenient to use， it finally comes to a better human-computer interaction design for the public electronic equipments.

Keywords ：Public Electronic Equipment， Interaction Surface， Human-Centered， Material Characteristic， Visual Search

Internet ：www.artdesign.org.cn

一、引言

智能手機(jī)乃至智能便攜設(shè)備已于消費(fèi)市場(chǎng)中風(fēng)生水起，各式搭載電子顯示屏的產(chǎn)品陸續(xù)粉墨登場(chǎng)。公共設(shè)施已經(jīng)逐漸進(jìn)入全體電子顯示時(shí)代，從路邊公交車(chē)站邊的LED告示屏，到商業(yè)建筑外墻的巨大廣告屏，它甚至入侵了各種各樣的鏡子——做起了數(shù)字顯示廣告。不論是昂貴如汽車(chē)內(nèi)設(shè)，或是家常如電飯煲，都不約而同地采用了電子顯示屏作為產(chǎn)品賣(mài)點(diǎn)——電子顯示屏于產(chǎn)品人機(jī)交互中起到公認(rèn)的促進(jìn)和簡(jiǎn)化作用。

當(dāng)然一款搭載彩色LED顯示屏乃至于電容式觸摸屏的電話產(chǎn)品，與一款只有標(biāo)準(zhǔn)小長(zhǎng)方格樣式液晶顯示屏的電話產(chǎn)品相比較，并不能斷定前者一定比后者“人機(jī)”，顯示屏畢竟只是一個(gè)改善人機(jī)關(guān)系和用戶體驗(yàn)的方式，但我們?nèi)圆幻饴淙胨滋?，鑒于其的確是目前人機(jī)體驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中的最優(yōu)解，阿恩海姆分析知覺(jué)時(shí)提到，視知覺(jué)在人類(lèi)知覺(jué)世界過(guò)程中起著舉足輕重的作用。顯然視知覺(jué)的改善被運(yùn)用到絕大部分的產(chǎn)品改進(jìn)中，而其中發(fā)展勢(shì)頭迅猛的電子顯示屏幕乃至其界面成為產(chǎn)品主角。

為電子產(chǎn)品等增加電子顯示屏幕的確能夠極大優(yōu)化使用體驗(yàn)，其中最重要的功能是給予用戶足夠清晰的使用反饋。使用反饋能夠在指引用戶高效率地完成其預(yù)期，增加用戶對(duì)于機(jī)器的控制感，從而達(dá)到優(yōu)化交互體驗(yàn)的目的。

二、人機(jī)界面設(shè)計(jì)因素

研究顯示，對(duì)液晶顯示器人機(jī)系統(tǒng)功能影響的主次因素順序依次為：觀察距離、照明水平、字符大小、字符/背景顏色、觀察角度。其中觀察距離、照明水平及觀察角度與產(chǎn)品使用環(huán)境及材料特性有關(guān)，而字符大小、字符/背景顏色則由界面設(shè)計(jì)基于搜索績(jī)效決定，但字符大小應(yīng)以觀察距離等客觀因素為設(shè)置前提。

（一）公共電子設(shè)備屏幕的使用環(huán)境分析

通過(guò)三星的產(chǎn)品展望會(huì)及一些分析指出，用戶對(duì)智能手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品屏幕的需求多集中在高清、大屏幕等要素上，而另一方面，對(duì)于停車(chē)場(chǎng)票箱等公共電子設(shè)備屏幕的設(shè)計(jì)要求，則并非如此。

公共電子設(shè)備的屏幕多用于告知機(jī)器工作狀態(tài)，或一些公共信息，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，乃一個(gè)電子公告板。因此，公共電子設(shè)備屏幕首先需要能夠?qū)⑿畔⑶逦@示。所幸公共電子設(shè)備并沒(méi)有如智能手機(jī)等便攜智能設(shè)備那樣受到產(chǎn)品體積大小的限制，因此制造工藝和成本都更為低廉的LED單色顯示屏成為許多公共電子設(shè)施顯示功能“夠用”的首選。當(dāng)然這些如今充斥街頭的顯示屏并不足夠“美觀”。因此室內(nèi)公共電子設(shè)備的屏幕已由彩色電子屏占據(jù)主流地位，如今室外公共電子設(shè)備屏幕也逐漸由彩色電子屏取代。

表1從五方面分析公共電子設(shè)備顯示屏及一般消費(fèi)電子產(chǎn)品顯示屏使用環(huán)境之異同。

（二）基于使用環(huán)境及材料顯示特性的公共電子設(shè)備屏幕設(shè)計(jì)分析

顯示器主要有陰極射線管（CRT）和平板顯示器（FPD）兩大類(lèi)，其中CRT類(lèi)已幾近被后者所取代。主流FPD顯示器包括液晶顯示器（LCD）、有機(jī)致電發(fā)光（OLED）、LED等。但這些顯示屏的弊端也非常明顯，例如液晶顯示器（LCD）的顯示視角小、對(duì)比度和亮度不穩(wěn)定等不足之處直到薄膜晶體管（TFT）成功研制才被解決[1]，其外液態(tài)光學(xué)膠也被認(rèn)為是優(yōu)良的改善方法[2]；被廣泛使用的LED顯示屏技術(shù)，就存在隨著觀察角度增大而亮度大幅下降以及均勻性的嚴(yán)重劣化的兩大弊端，使曾得LED顯示技術(shù)使用范圍受到極大的限制，直至表貼LED技術(shù)的顯示屏技術(shù)出現(xiàn)，才使顯示屏各角度的亮度維持幾乎的穩(wěn)定。[3]endprint

至今，顯示屏的材料顯示特性勉強(qiáng)能滿足戶外顯示屏的角度及亮度要求。據(jù)參數(shù)，如今顯示屏可視角度多為左右方向80度，上下方向分別為80度與60度。

另一方面，也需要注意顯示屏點(diǎn)距標(biāo)準(zhǔn)，以保證圖畫(huà)顯示精度。點(diǎn)距，則兩個(gè)像素點(diǎn)之間的距離。點(diǎn)距的選擇主要取決于人機(jī)距離，如一個(gè)停車(chē)場(chǎng)票箱，與目標(biāo)用戶距離大多于一臂之長(zhǎng)，其顯示屏則需采用小于16mm的點(diǎn)距模組，才能達(dá)到顯示精度要求。

（三）基于搜索績(jī)效特性的公共電子設(shè)備屏幕設(shè)計(jì)分析

由公共電子設(shè)備屏幕功能分析可知，此屏幕最主要功能及設(shè)計(jì)要點(diǎn)在提高視覺(jué)搜索績(jī)效，故除了分析目前尚不能改變的屏幕材料特性造成的使用效果影響，更需專(zhuān)注于通過(guò)界面設(shè)計(jì)提高其搜索效率及改善用戶體驗(yàn)。

顯示界面，以組成內(nèi)容劃分，由文字、圖片、顏色、動(dòng)畫(huà)等元素組成；由二維元素劃分，由點(diǎn)線面、顏色組成。文字的顯示則更有顏色、大小、畫(huà)面分別、底紋、反顯、動(dòng)作等突顯因素。

而事實(shí)上產(chǎn)品界面只需要提供用戶需要的信息，而不是整個(gè)屏幕處于同樣程度的突顯狀態(tài)，一系列研究證明用戶的搜索策略對(duì)用戶搜索績(jī)效有明顯影響[4]。因此亦有學(xué)者對(duì)各種屏幕充斥濫用提出質(zhì)疑，上海更對(duì)此提出環(huán)境光學(xué)指標(biāo)。故在對(duì)公共電子設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)、尤其對(duì)與周?chē)再|(zhì)不同的產(chǎn)品屏幕界面進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要為用戶提供更高效率的信息“突顯”服務(wù)。

“突顯”即指“通過(guò)特定的顯示設(shè)計(jì)影響用戶注意資源在備選項(xiàng)目中的優(yōu)先分配策略，已達(dá)到縮短平均搜索時(shí)間，迅速?gòu)亩鄠€(gè)干擾中查找目標(biāo)相的目的。”[5] 借鑒計(jì)算機(jī)顯示常見(jiàn)的目標(biāo)顯示方式有顏色、下劃線、箱框和底紋等。[6]

其中顏色突顯被認(rèn)為是重要乃至最理想的凸顯類(lèi)型。 顏色突顯因此被廣泛運(yùn)用于目標(biāo)突顯設(shè)計(jì)中。使用顏色進(jìn)行突顯，首先要注意顏色代表的廣泛含義如下表。選擇對(duì)應(yīng)指示所選用的顏色應(yīng)當(dāng)于顏色隱含的指示意義一致。同時(shí)為了避免界面使用戶眼睛緊張，應(yīng)當(dāng)避免使用高純度的顏色如純正紅色或純藍(lán)色。[8]

另一方面，使用顏色進(jìn)行突顯時(shí)，應(yīng)當(dāng)同時(shí)注意顏色的明度對(duì)比。明度強(qiáng)對(duì)比能提高視覺(jué)搜索績(jī)效，而明度弱對(duì)比則相反，其中明度等級(jí)段越高，則明度值相鄰的弱對(duì)比顏色突顯績(jī)效稍高。[9]明度強(qiáng)對(duì)比的界面設(shè)計(jì)在提高搜索績(jī)效的同時(shí)也作為無(wú)障礙設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)因素。

三、小結(jié)

公共電子設(shè)備顯示屏幕的作用很大程度在于使用戶能夠準(zhǔn)確高效接受信息并進(jìn)行操作，其中重點(diǎn)突出的便是界面的可讀性與搜索績(jī)效。因此屏幕人機(jī)界面不僅在依托最新顯示技術(shù)的基礎(chǔ)上，需要參考環(huán)境亮度、人機(jī)使用距離等環(huán)境因素，更需要盡可能采用字體、顏色對(duì)比等突顯方法有效提高搜索績(jī)效，以優(yōu)化公共電子設(shè)施的人機(jī)交互體驗(yàn)。

注釋

[1] 林明祥. 顯示技術(shù)發(fā)展與研究現(xiàn)狀[J].信息技術(shù)，2013（22）：81.

[2] 吳添德，余雷，鐵斌. 實(shí)現(xiàn)LCD下可視性的光學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施工藝[J].液晶與顯示，2012，28（1）：86-91.

[3] 程德詩(shī)，李達(dá)紅. 從LED器件技術(shù)進(jìn)步看戶外顯示屏發(fā)展趨勢(shì)[J]. 現(xiàn)代顯示，2012（5）：30-32.

[4] Hans-Christoph Nothdurft. Attention shifts to salient targets[J]. Visual Research， 2002， 42：1287-1306.Fisher， D. L.， Coury， B. G.， Tengs， T. O.， & Duffy， S. A. Minimizing the time to search visual displays： The role of highlighting[J]. Human Factors， 1989， 31（2）：167-182.

[5] 孔燕、葛列眾、王勇軍. 黑白背景下4種顏色突顯工效的比較研究[J].人類(lèi)工效學(xué)，1999，5（4）：12-14.

[6] 李宏汀，李偉，王平飛. 彩色背景下的顏色突顯研究[J]，應(yīng)用心理學(xué)，2011，17（1）：62-69.

[7] T. Jost， N. Ouerhani， R. von Wartburg， R. Mueri， & H. Hügli， Assessing the contribution of color in visual attention[J]. International Journal of Computer Vision and Image Understanding（CVIU）， 2005， Vol.100：107-123.Fisher， D. L.， Coury， B. G.， Tengs， T. O.， & Duffy， S. A. Minimizing the time to search visual displays： The role of highlighting[J]. Human Factors， 1989， 31（2）：167-182.

[8] Richard Rothrock， Virginia Martz. Good Screen Design. In： International Conference on Accelerator and Large Experimental Physics Control Systems[C]， 1995， Oct.-Nov. 29-3. Chicago， USA.

[9] 丁月華，劉強(qiáng)，潘孝富，李杰，騰瀚. 明度弱對(duì)比的顏色突顯對(duì)視覺(jué)搜索效果影響的實(shí)驗(yàn)研究[C]，Proceedings of the 2007 International Conference on Industrial Design，2007，Volume 1/2：587-591.endprint