基于無意識認(rèn)知的交互設(shè)計(jì)研究

謝　偉，辛向陽

（江南大學(xué)，江蘇 無錫　214122）

基于無意識認(rèn)知的交互設(shè)計(jì)研究

謝偉，辛向陽

（江南大學(xué)，江蘇 無錫214122）

根據(jù)當(dāng)前認(rèn)知心理學(xué)中無意識認(rèn)知的研究進(jìn)展，剖析了可用性、用戶體驗(yàn)和無意識認(rèn)知之間的關(guān)系，提出可用性和用戶體驗(yàn)的最終目標(biāo)就是要達(dá)到無意識認(rèn)知，在此基礎(chǔ)上無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)被定義為：為了達(dá)到無意識認(rèn)知目標(biāo)而進(jìn)行的一切交互設(shè)計(jì)活動。根據(jù)無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)理念，結(jié)合以人為中心的設(shè)計(jì)思想，構(gòu)建無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)流程。該流程最大的特點(diǎn)是用無意識認(rèn)知評估取代以往的可用性和用戶體驗(yàn)評估。最后，通過實(shí)例應(yīng)用無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)的理論和方法，證明了在該理論和方法的有效性。

交互設(shè)計(jì)；無意識認(rèn)知；可用性評估；用戶體驗(yàn)

0　引言

當(dāng)前，交互設(shè)計(jì)作為一種以用戶為中心的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)關(guān)注人的交互行為，其目的是為了提高產(chǎn)品的可用性和用戶體驗(yàn)［1］。由于“可用性”和“用戶體驗(yàn)”在概念和評估方法上存在著差異，到目前為止，還沒有有效的手段能實(shí)現(xiàn)可用性和用戶體驗(yàn)的統(tǒng)一，交互設(shè)計(jì)依然缺乏系統(tǒng)的科學(xué)理論和方法作指導(dǎo)。如今，無意識認(rèn)知研究的進(jìn)展為建立一個(gè)統(tǒng)一可用性和用戶體驗(yàn)的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和方法提供了一個(gè)契機(jī)。

本文通過分析可用性、用戶體驗(yàn)和無意識認(rèn)知之間的關(guān)系，提出了以達(dá)到無意識認(rèn)知為目的的交互設(shè)計(jì)理念，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合以人為中心的設(shè)計(jì)思想，構(gòu)建了無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)流程，最后通過對人機(jī)界面的改良設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)的思想和方法。

1　基于無意識認(rèn)知的交互設(shè)計(jì)理念

交互設(shè)計(jì)的目的就是要達(dá)到可用性目標(biāo)和用戶體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，即一個(gè)良好的交互設(shè)計(jì)不僅要能幫助用戶實(shí)現(xiàn)高效的交互，而且在交互過程中能讓用戶產(chǎn)生積極的情感體驗(yàn)。雖然在一般情況下，高可用性能讓用戶高效、便捷的使用產(chǎn)品，提升用戶的滿意度，從而獲得更好的用戶體驗(yàn)。但是可用性與用戶體驗(yàn)之間往往也存在一定的差異?？捎眯愿鶕?jù)ISO［2］和Nielsen等人的定義［3］以及常用的評估方法來看，更偏重于外在的理性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。而用戶體驗(yàn)到目前為止還沒有公認(rèn)的明確定義，就目前設(shè)計(jì)界對用戶體驗(yàn)的評論來看，大多偏重于主觀的心理感受，主要涉及的是個(gè)體情感層面，往往采用主觀報(bào)告法來界定。由于可用性和用戶體驗(yàn)的界定和評判標(biāo)準(zhǔn)不同，這就造成了可用性和用戶體驗(yàn)在很多情況下并不一致。例如：盡管筆直而平坦的高速公路讓汽車行駛起來效率很高，擁有很好的可用性，但是用戶往往對于沒有變化的路面會感覺無聊，甚至?xí)蝾?，情感體驗(yàn)不佳。而盤山公路因?yàn)榈缆非?，路面狹窄而不平坦，汽車的行駛效率不是很好，可用性差，但是正是這路面的變化才讓駕駛員的控制欲望得到了展現(xiàn)，同時(shí)沿途帶來的不同風(fēng)景，也讓人的情感體驗(yàn)得到了提升。由此可見，交互設(shè)計(jì)領(lǐng)域依然沒有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論能統(tǒng)一可用性和用戶體驗(yàn)。但是，認(rèn)知心理學(xué)中無意識認(rèn)知理論的研究進(jìn)展為建立統(tǒng)一可用性和用戶體驗(yàn)的設(shè)計(jì)理論提供了契機(jī)。現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，人腦除了意識認(rèn)知系統(tǒng)之外還存在一個(gè)無意識認(rèn)知系統(tǒng)。相對于意識認(rèn)知系統(tǒng)的緩慢、串行、不受情感影響，需要花費(fèi)很多腦力的意識控制過程，無意識認(rèn)知系統(tǒng)是個(gè)快速、自動、無需花費(fèi)很多腦力、受情感和習(xí)慣支配而不受意識控制的加工過程［4?7］。因此，高效、情感化的行為正是人腦無意識認(rèn)知系統(tǒng)的加工結(jié)果，大量的科學(xué)實(shí)證研究也證明了這點(diǎn)［8?11］。

在交互設(shè)計(jì)中，可用性目標(biāo)和用戶體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的實(shí)現(xiàn)都是圍繞用戶為中心的設(shè)計(jì)而展開的。一個(gè)滿足可用性目標(biāo)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)為用戶行為的高效，而滿足用戶體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的設(shè)計(jì)則會讓用戶產(chǎn)生更多的良好情感體驗(yàn)。事實(shí)上，由于行為高效和情感化正是人腦無意識認(rèn)知系統(tǒng)的加工結(jié)果［12］。因此，可用性和用戶體驗(yàn)的最終目標(biāo)其實(shí)就是要達(dá)到無意識認(rèn)知加工，這也就是交互界面設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)，如圖1所示。

圖1　可用性、用戶體驗(yàn)與無意識認(rèn)知的邏輯關(guān)系圖

在此，把無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)定義為：為了達(dá)到無意識認(rèn)知目標(biāo)而進(jìn)行的一切交互設(shè)計(jì)活動。無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)理念的提出統(tǒng)一了可用性和用戶體驗(yàn)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為建立系統(tǒng)、科學(xué)的無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)方法奠定了基礎(chǔ)。

2　無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)流程

交互設(shè)計(jì)的核心其實(shí)就是以人為中心的設(shè)計(jì)方法論。圖2為2010年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的交互系統(tǒng)中以人為中心的交互設(shè)計(jì)流程［13］。圖2中流程圖反映了交互設(shè)計(jì)典型的基本設(shè)計(jì)步驟，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）整個(gè)設(shè)計(jì)都圍繞“用戶”而展開。用戶參與到設(shè)計(jì)流程的每個(gè)階段并參與用戶測試，設(shè)計(jì)師根據(jù)對用戶的研究來指導(dǎo)產(chǎn)品的開發(fā)，從而達(dá)到圍繞用戶為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)的目的。

（2）迭代設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)過程不再是線性的，而是一個(gè)反復(fù)評估不斷改進(jìn)的循環(huán)設(shè)計(jì)過程。產(chǎn)品在每次循環(huán)開發(fā)過程中不斷地改進(jìn)，最終達(dá)到用戶的需求標(biāo)準(zhǔn)而結(jié)束迭代過程。

圖2　以人為中心的交互設(shè)計(jì)流程

圖2僅僅是以人為中心的一般設(shè)計(jì)流程，在實(shí)際應(yīng)用中，各步驟之間往往需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合并或改動。為了簡化設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效率，根據(jù)以人為中心的設(shè)計(jì)理念，無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)基本流程的構(gòu)建如圖3所示。

圖3　無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)流程

首先是計(jì)劃階段，對以人為中心的交互系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)行可行性分析并制定完整的計(jì)劃；其次是用戶調(diào)研，通過調(diào)研需要明確用戶人群，確定用戶的目標(biāo)、任務(wù)以及工作環(huán)境等必要信息；接著是需求定義，根據(jù)對特定用戶的研究，分析產(chǎn)品能滿足用戶需求的各種不同功能，區(qū)分主要和次要的功能需求；然后確定無意識認(rèn)知引導(dǎo)方向，即根據(jù)用戶的需求，確定能引導(dǎo)用戶無意識認(rèn)知的交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和標(biāo)準(zhǔn)；接下來是原型開發(fā)，設(shè)計(jì)師采用模型的方式來表達(dá)交互系統(tǒng)成熟之前的設(shè)計(jì)概念，通過不斷地迭代設(shè)計(jì)，使原型最終成為滿足用戶需求的交互系統(tǒng)；最后是無意識認(rèn)知評估，是整個(gè)設(shè)計(jì)流程中最重要的環(huán)節(jié)，無意識認(rèn)知評估標(biāo)準(zhǔn)采用內(nèi)隱測量方法，以無意識認(rèn)知指標(biāo)為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如果用戶測試的結(jié)果達(dá)不到無意識認(rèn)知指標(biāo)，那么重新返回到原型開發(fā)，繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，直到用戶測試滿足無意識認(rèn)知指標(biāo)為止，最終形成滿足用戶需求的新的交互系統(tǒng)。無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)流程與其他“以用戶為中心”的設(shè)計(jì)過程最大的不同點(diǎn)在于設(shè)計(jì)評估階段采用了對用戶無意識認(rèn)知的評估，具有以下特點(diǎn)：

（1）無意識認(rèn)知評估實(shí)現(xiàn)了對可用性和用戶體驗(yàn)評估標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，體現(xiàn)了“以用戶為中心”設(shè)計(jì)理念的深入發(fā)展。傳統(tǒng)的可用性和用戶體驗(yàn)不僅各自評估的側(cè)重點(diǎn)不同，而且評估內(nèi)容眾多。例如：可用性就包括有效性、效率、滿意度等至少3個(gè)方面內(nèi)容，用戶體驗(yàn)不僅沒有完整統(tǒng)一的概念而且考察內(nèi)容也是各種各樣、千差萬別。這就導(dǎo)致不同考察內(nèi)容對應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)多樣，缺乏一致性，同時(shí)也給評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的取舍以及評估結(jié)果的解釋帶來了困境。就像前面所述，可用性和用戶體驗(yàn)的最終目標(biāo)其實(shí)就是為了達(dá)到無意識認(rèn)知，因此，根據(jù)用戶是否采用無意識認(rèn)知加工為標(biāo)準(zhǔn)建立評估體系實(shí)現(xiàn)了可用性和用戶體驗(yàn)評估過程的統(tǒng)一，簡化了評估內(nèi)容，消除了以往多個(gè)評估標(biāo)準(zhǔn)之間的不一致性、矛盾性甚至沖突性，深化了“以用戶為中心”的設(shè)計(jì)理念。

（2）無意識認(rèn)知評估采用內(nèi)隱測量方法［14］，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)評估的可靠性。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)評估方法，例如：觀察法、訪談法、文案法、啟發(fā)式評估、可用性測試、問卷調(diào)查法、卡片收集法等，只能評估基于意識的外顯行為，很難觸及用戶與系統(tǒng)交互過程中的無意識認(rèn)知過程，由于人的行為很多時(shí)候是由內(nèi)隱的無意識認(rèn)知加工來主導(dǎo)，因而采用這些評估方法獲得的外顯行為數(shù)據(jù)很多時(shí)候無法解釋用戶行為的不一致性。無意識認(rèn)知評估采用內(nèi)隱測量方法（主要采用眼動、腦電以及功能性磁共振成像）來考察行為背后的認(rèn)知模式，探查用戶的無意識認(rèn)知加工過程，因而相對以往傳統(tǒng)的外顯行為測量方法，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)評估的可靠性。

3　無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)方法在交互界面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

為了驗(yàn)證無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)的理論和方法，進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用設(shè)計(jì)。按照上述無意識交互設(shè)計(jì)的一般流程，選用了美的MB?WFS4017TM型號智能電飯煲的交互界面進(jìn)行改良設(shè)計(jì)。該型號電飯煲原始界面如圖4所示。最后通過評估標(biāo)準(zhǔn)獲得的新的交互界面如圖5所示。

圖4　美的MB?WFS4017TM型號智能電飯煲的交互界面

圖5　最終符合評估要求的電飯煲交互界面

整個(gè)設(shè)計(jì)改良過程中，最重要的是無意識認(rèn)知評估階段，該階段采用了眼動測試方法。

無意識認(rèn)知的眼動評價(jià)指標(biāo)的確定：根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，視覺信息加工過程中存在兩個(gè)階段，早期的前注意階段和后期的集中注意階段［15?17］：前注意階段進(jìn)行無意識的平行加工，無需注意，不受意識支配，眼跳能迅速指向目標(biāo)物；集中注意階段是有意識參與的系列加工，受意識控制，需要消耗注意資源，眼跳按一定的空間序列進(jìn)行，相比前注意階段緩慢。前注意加工可以在200～250 ms內(nèi)快速完成視覺信息搜索［18］，人類無法意識到這些前注意加工過程，眼動技術(shù)可以客觀的獲取前注意階段的無意識加工信息。在各種眼動指標(biāo)中，首次注視時(shí)間（Time to first fixation），因?yàn)榭梢跃_地測量從實(shí)驗(yàn)開始到第一個(gè)注視點(diǎn)進(jìn)入興趣區(qū)所用的時(shí)間，即用戶真正搜索的時(shí)間，被認(rèn)為是反映前注意階段無意識認(rèn)知加工相對最有效的指標(biāo)［19?20］。因此在評估階段，設(shè)定首次注視時(shí)間為250 ms，作為設(shè)計(jì)是否達(dá)到無意識認(rèn)知的評判標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)驗(yàn)儀器采用Tobbi X120型眼動儀和19寸戴爾電腦組成的桌面視線追蹤系統(tǒng)。被試：被試20名，均為在校大學(xué)生，以往沒有使用過該型電飯煲經(jīng)驗(yàn)，年齡平均為20.5歲，無色弱、色盲、右利手、裸眼或矯正視力正常。

實(shí)驗(yàn)材料：根據(jù)測試任務(wù)要求，把設(shè)計(jì)好的界面分解成對應(yīng)的功能步驟圖片，被試眼動測試過程中，通過用鼠標(biāo)點(diǎn)擊切換圖片，每個(gè)界面圖片都設(shè)有正確點(diǎn)擊的興趣區(qū)，這些興趣區(qū)對應(yīng)了實(shí)際的操作步驟。如圖6所示，最后獲得的新的電飯煲界面在電腦顯示器上的呈現(xiàn)步驟。由于最后的界面采用了以LED燈光互動的方式，當(dāng)進(jìn)行完成當(dāng)前層級任務(wù)，下級層級任務(wù)的燈光即亮起，因此每個(gè)步驟的圖片都有所不同。

圖6　測試圖片呈現(xiàn)實(shí)例

實(shí)驗(yàn)程序：實(shí)驗(yàn)前，被試先閱讀測試電飯煲界面說明書，了解電飯煲各操作功能，而后被告知需要完成的模擬任務(wù)（比如：現(xiàn)在是晚上19：00，希望在第二天早晨7：30能喝到小米粥），接著了解眼動實(shí)驗(yàn)流程和基本操作。在被試熟悉了整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程后，進(jìn)入眼動實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試，直至完成任務(wù)。

最后根據(jù)記錄的首次注視時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)值250 ms進(jìn)行比較，如果大于250 ms繼續(xù)進(jìn)行迭代設(shè)計(jì)，直至測試結(jié)果小于或接近250 ms為止。最后獲得如圖5所示的符合無意識認(rèn)知目標(biāo)的交互界面。

4　結(jié)論

綜合上述，無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)理論的提出統(tǒng)一了可用性和用戶體驗(yàn)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為交互設(shè)計(jì)建立系統(tǒng)的科學(xué)理論和方法提供了新的方向。任何一個(gè)以人為核心的交互設(shè)計(jì)流程中，設(shè)計(jì)評估是最重要的環(huán)節(jié)。以往大都通過測量用戶的外顯行為來考察可用性和用戶體驗(yàn)，往往導(dǎo)致多個(gè)評估標(biāo)準(zhǔn)之間的不一致性、矛盾性甚至沖突性。

文章根據(jù)無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)理論提出了以無意識認(rèn)知指標(biāo)為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的評估過程，實(shí)現(xiàn)了對可用性和用戶體驗(yàn)評估標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，并以此為核心構(gòu)建了無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)流程，最后通過美的MB?WFS4017TM型號智能電飯煲交互界面的改良設(shè)計(jì)實(shí)例，借助無意識認(rèn)知的眼動評價(jià)過程，初步驗(yàn)證了無意識交互設(shè)計(jì)理論和方法的有效性。

當(dāng)前，無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)研究目前還處于起步階段，未來只有把無意識認(rèn)知交互設(shè)計(jì)的理論和方法應(yīng)用于更多的實(shí)例應(yīng)用中，才能在實(shí)踐中不斷完善和發(fā)展。

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Research on interaction design based on unconscious cognition

XIE Wei，XIN Xiangyang
（Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

The ultimate goal of usability and user experience，which is to reach the unconscious cognition，is presented by analyzing the relationships among user experience，usability and unconscious cognition in the context of the current research progress of unconscious cognition in modern cognitive psychology.The unconscious cognition interaction design is defined as all the interaction design activities for the achievement of the unconscious cognition.The unconscious cognition interaction design process was established according to the unconscious cognition interaction design concept and human?centered design thought. The most important characteristic of the process is to replace the previous usability and user experience assessment by uncon?scious cognition assessment.The validity of unconscious cognition interaction design theory and method was proved by the actual application of the unconscious cognition interaction design.

interaction design；unconscious cognition；usability assessment；user experience

TN911?34

A

1004?373X（2016）12?0022?04

10.16652/j.issn.1004?373x.2016.12.006

2015?11?23 基金項(xiàng)目：江南大學(xué)產(chǎn)品創(chuàng)意與設(shè)計(jì)文化研究中心專項(xiàng)研究資助項(xiàng)目階段性成果；國家社會科學(xué)基金項(xiàng)目（12BG055）；江蘇高校哲學(xué)社會科學(xué)研究項(xiàng)目（2014SJD342）；江南大學(xué)自主科研計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（2015JDZD13）；2013年度江南大學(xué)校內(nèi)自主科研計(jì)劃?青年基金（JUSRP1079）

謝偉（1975—），男，江蘇常州人，副教授，博士。主要研究方向?yàn)楣I(yè)設(shè)計(jì)、用戶體驗(yàn)、設(shè)計(jì)心理學(xué)等。辛向陽（1971—），男，安徽人，教授，博士。主要研究方向?yàn)榻换ピO(shè)計(jì)。