数码单电相机人机交互界面设计研究.pdf

申请学位学科：文学 所学学科专业：设计艺术学 培养单位：设计与艺术学院 硕士生：乔木 导师：刘子建教授 2 0 11 年5 月 t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r l i 坠丝进垒壁 m a y , 2 0 1 1 数码单电相机人机交互界面设计研究 摘要 随着数字影像技术的日臻成熟，数码相机产品的普及程度越来越高，不 少业余爱好者已不满足于家用数码相机的画质，他们希望拥有一款同样便于 携带却能拍摄出高质量影像的产品；而对于单反相机用户来说，很多人对每 天背着沉重的相机早已感到疲惫，看着其他的数码电子产品越来越小型化， 也希望手中的相机可以变得小巧一些。就这样，一种全新类型的数码相机产 品单电相机应运而生。单电相机作为一种全新的产品形态，与以往的相 机产品在光学结构、镜头设计、机身设计等诸多方面都有所不同，因此，其 使用方式和交互界面也必然要与传统的相机有所区别，这便是本论文的主要 研究内容。 人机交互界面设计是这些年迅速崛起的设计领域，它是一门结合了人机 工程学、认知心理学、计算机学，社会学等多学科内容的新兴交叉学科，在 信息化和网络化高速发展的今天，被广泛应用于与信息相关的各类产品。另 二方面，人机交互界面设计十分注重用户的体验，符合当今“以人为本“ 的 设计理念。对于相机类产品而言，其界面内容十分丰富，与人的视觉、触觉 及思维关系密切，所以，对它的人机交互界面设计进行深入研究是非常必要 的。 f 本论文首先分析了人机界面理论的发展，进而结合数码单电相机的特 点，从认知心理学、人机工程学等相关学科出发，重点研究了单电相机的硬 件界面及软件界面的设计要素，论述了硬件与软件界面之间的关系以及人与 机器之间的交互关系，提出了单电相机的硬件界面及软件界面设计原则、交 互原则，并结合以用户为中心的设计方法提取了单电相机的界面设计要素， 最后对单电相机进行了创新设计，并通过信息反馈，以验证人机交互界面设 计理论的可靠性与科学性。 关键词：单电相机，人机界面，人机交互 n h u m a n m a c h i n ei n t e r f a c er e s e a r c h o f e l e c t r o n i cv i e w f i n d e r i n t e r c h a n g e a b l el e n sc a m e r a a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ed i g i t a li m a g i n gt e c h n o l o g yi sm o r ea n dm o r eg o o d ，d i g i t a l c a m e r ai sb e c o m i n gm o r ea n dm o r ep o p u l a r m a n ya m a t e u r sh a v en o ts a t i s f i e d t h eq u a l i t yo fh o u s e h o l dd i g i t a lc a m e r aa n dm e yh o p et oh a v eac a m e r aw h i c h c a ns h o o th i 曲q u a l i t yp h o t o sa n dc o n v e n i e n tt oc a r r y f o rd s l r u s e r s ，c a r r y i n g ah e a v yc a m e r ae v e r y d a yi sv e r yt i r e d a l o n gw i t ho t h e rd i g i t a lp r o d u c ts m a l l e r t h e ya l s ow a n tt h e i rc a m e r a sc a nb e c o m em o r ec o m p a c t s oa n e wt y p eo f d i g i t a lc a m e r ap r o d u c t s - - - - e l e c t r o n i cv i e w f i n d e ri n t e r c h a n g a b l el e n sc a m e r a w a sb o m i t sa b b r e v i a t et oe v i l a san e wk i n do fc a m e r a ，e v i li ss od i f f e r e n t w i t hp r e v i o u sc a m e r a si no p t i c a ls t r u c t u r e ，l e n sd e s i g na n dt h ed e s i g no fc a m e r a b o d y t h e r e f o r e ，i t su s em o d ea n di n t e r a c t i v ei n t e r f a c e i sa l s od i f f e r e n tw i t h t r a d i t i o n a lc a m e r a s t h e s en e wf e a t u r e si st h em a i nr e s e a r c hc o n t e n t so fm i s p a p e r r e c e n t l yt h em a n m a c h i n ei n t e r f a c ed e s i g n i s r a p i dd e v e l o p m e n t i ti s c o m b i n e dw i t ht h e e r g o n o m i c s ，c o g n i t i v ep s y c h o l o g y , c o m p u t e rs c i e n c e ， s o c i o l o g y , e t c t o d a y , i t sw i d e l yu s e di na l lk i n d so fi n f o r m a t i o np r o d u c t sw i t h t h ei n f o r m a t i z a t i o na n di n t e r n e t d e v e l o p m e n t o n t h eo t h e rh a n dt h e m a n - m a c h i n ei n t e r f a c ed e s i g np a y sa t t e n t i o nt ot h eu s e re x p e r i e n c e a c c o r dw i t h t o d a y s ”p e o p l e o r i e n t e d d e s i g nc o n c e p t f o rc a m e r ap r o d u c t s ，i t si n t e r f a c e c o n t e n ti sv e r ya b u n d a n t l ya n dh a sc l o s er e l a t i o n s h i pw i t hp e o p l e sv i s i o n ，t o u c h ， a n dt h i n k i n g s oi t s n e c e s s a r yt o r e s e a r c hm a n m a c h i n ei n t e r f a c ed e s i g n i n - d e p t h t h i sp a p e ra n a l y s e st h ed e v e l o p m e n to ft h em a n m a c h i n ei n t e r f a c et h e o r y f i r s t t h e nb a s e do nc o g n i t i v ep s y c h o l o g y , e r g o n o m i c s ，e t c c o m b i n e dw i t ht h e n i t h ee v i lh a r d w a r ei n t e r f a c ea n ds o t t w a r e t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nh a r d w a r ei n t e r f a c e a n ds o f t w a r e i n t e r f a c e ， a n dt h e i n t e r a c t i o nb e t w e e nt h em a na n d m a c h i n e e s t a b l i s h e dt h ee v i li n t e r f a c ed e s i g np r i n c i p l e s e x t r a c t i n gt h ee v i l i n t e r f a c ed e s i g ne l e m e n t sc o m b i n i n gu s e r - c e n t e r e dd e s i g nm e t h o d f i n a l l ym a d e ae v i li n n o v a t i o nd e s i g n v e r i f yt h er e l i a b i l i t ya n ds c i e n t i f i co fm a n m a c h i n e i n t e r f a c ed e s i g nt h e o r yt h r o u g ht h ei n f o r m a t i o nf e e d b a c k k e yw o r d s ：e l e c t r o n i cv i e w f i n d e r i n t e r c h a n g e a b l el e n sc a m e r a ， h u m a n - m a c h i n e i n t e r f a c e ，h u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i o n i v 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 目j 录i 1 绪论1 1 1 课题研究背景。1 1 2 研究的目的与意义1 1 2 1 研究目的：1 1 2 2 人机交互界面的研究意义1 1 2 3 以数码单电相机为研究对象的意义2 1 3 国内外相关研究综述2 1 3 1 人机交互界面设计研究现状2 1 3 2 单电相机界面研究现状3 1 4 研究方法。4 1 5 研究内容。4 2 数码单电相机产品综述7 2 1 什么是单电相机7 2 2 单电相机的诞生：8 2 3 单电相机相对于单反相机的优势9 2 3 1 结构简单生产成本低9 2 3 2 机身结构有利于防抖9 2 3 3 体积小重量轻。1 0 2 4 单电相机相对于单反相机的劣势1 0 2 4 1 取景和自动对焦能力弱1 0 2 4 2 握持手感差电池续航时间短1 0 2 4 3 可用的镜头种类少11 2 5 单电相机市场现状1 3 3 相关理论依据15 3 1 人机界面1 5 3 1 1 人机界面的定义1 5 3 1 2 人机界面的分类1 6 3 1 3 人机界面设计的基本特征。1 6 陕西科技大学硕士学位论文 3 1 4 人机界面研究的相关学科1 7 3 1 5 界面设计的发展趋势。1 8 3 2 人机交互1 8 3 2 1 人机交互的研究对象1 8 3 2 2 交互设计方法1 9 3 3 界面设计和交互设计2 1 4 单电相机用户研究2 3 4 1 产品的使用者人的行为特点2 3 4 1 1 人的认知过程2 3 4 1 2 人的记忆过程2 3 4 1 3 人的易出错性2 4 4 2 目标用户调研2 5 4 2 1 数码相机普及率2 5 4 2 2 不同类型数码相机分布：2 6 4 2 3 用户分类。2 7 4 3 用户调研结论。2 9 5 单电相机界面设计分析31 5 1 硬界面31 5 1 1 硬界面的特征3 2 5 1 2 硬界面与人机工程学3 3 5 1 3 单电相机硬界面元素分析3 3 5 2 软界面3 8 5 2 1 单电相机软界面元素分析。3 9 5 2 2 软界面设计目标4 3 6 单电相机人机交互界面设计原则及实践性设计4 5 6 1 单电相机人机交互界面设计原则4 5 6 1 1 硬界面设计原则4 5 6 1 2 软界面设计原则4 6 6 2 单电相机界面可利用的新技术4 7 6 2 1 触摸屏技术。4 7 6 2 2 感应式按键4 8 6 3 数码单电相机实践性设计4 8 6 3 1 方案一4 8 数码单电相机人机交互界面设计研究 6 3 2 方案说明4 9 6 3 3 方案评价5 6 7 结论5 7 7 1 主要工作5 7 7 2 创新点5 7 7 2 1 研究对象5 7 7 2 2 研究成果5 7 7 3 不足与展望5 7 致 射。5 9 参考文献6 1 m 陕西科技大学硕士学位论文 数码单电相机人机交互界面设计研究 i 绪论 1 1 课题研究背景 在2 0 1 0 年第十三届中国国际照相机械影像器材与技术博览会上，云集了包括佳能、 尼康、索尼、富士在内的众多国际一线相机厂商，爱国者、乐凯等中国本土影像大鳄也 同台竞技，展出包括数字影像、传统影像、配套器材以及专业影像设备在内的各类新技 术及新产品。【l j 而在本届展会上，最为抢眼的既不是数码单反相机，也不是家用数码相机，而是影 像产品市场的新锐力量单电相机。这种兼具“卡片之薄，单反之用”的跨界产品， 不仅成为索尼、松下、奥林巴斯和三星等厂家在展会上力推的产品，也成为展会上最受 消费者关注的焦点，反而让老牌的单反相机成为了配角。随着更多厂商相关产品的发布， 单电相机即将与单反相机、家用数码相机展开正面角逐，整个数码影像市场产品格局或 将因此而改变，从而迎来一个三足鼎立的新时代。 人机界面设计是现今众多数码产品设计的核心内容，对于单电相机当然也不例外。 人机界面通常被分为硬界面和软界面两种类型来研究。硬界面的发展经历了百年历 史，形成了较为完整的以机械原理为主要技术的界面设计方法。软件界面脱胎于计算机 图形用户界面，一般是由计算机技术人员开发设计，一直以来重技术，轻人文，形成了 “以机器为本的界面设计形式。而现今的产品设计发展趋势是“以人为本“ ，因此如何 整合产品的硬界面和软界面，使界面设计更加注重用户的感受，有效的发挥作用，是现 代工业设计专业人员应探讨的重要课题。 1 2 研究的目的与意义 1 2 1 研究目的 本文通过对数码单电相机人机交互界面的研究，以期达到以下研究目的： a 掌握数码单电相机市场现状 b 总结数码单电相机人机交互界面的特征 c 建立若干数码单电相机人机交互界面设计原则 d 运用设计原则对单电相机展开优化设计，并通过调研加以论证 1 2 2 人机交互界面的研究意义 随着科技不断进步，信息化、网络化将成为未来产品的发展趋势，除了发展相关技 术外，对于产品操作界面的研究，必将成为不可或缺的研究领域，对于包括相机在内的 任何产品，都应将人机界面设计作为产品整体规划的关键因素之一，只有建立良好的人 机交互界面，才能带给用户更好的产品体验。 陕西科技大学硕士学位论文 1 2 3 以数码单电相机为研究对象的意义 2 0 0 8 年9 月，世界上第一款单电相机松下g 1 投放市场，当时并没有引起太多 的关注。直到2 0 1 0 年，随着松下、索尼、奥林巴斯等著名相机厂商不断推出新品，单电 相机才终于发出了自己的声音，得到了越来越多消费者的关注。 作为数码相机市场上一个全新的产品类型，单电相机各方面的设计要求也必然不同 于以往的产品，而人机交互界面设计向来都是数码产品设计的重中之重。尤其在越来越 倡导人性化设计的今天，对人机交互界面的研究具有很高的创新意义。 - - - - - - - - - 一1 2 3 n l l r r l t 4 0 i n ) - - - - - - - + 图1 - 1 第一款单电相机一一松下l u m i xg 1 f i g l - 1 t h ef i e s te v i lc a m e r a - - p a n a s o n i cl u m i xg 1 1 3 国内外相关研究综述 1 3 1 人机交互界面设计研究现状 对于人机交互界面设计的探索在欧美开展得相对较早，发展得也比较成熟，近二十 年来，日本、欧美的界面设计发展比较迅速，一些国际知名品牌都在产品界面方面投入 了较多力量进行研究与设计，也出现了专业的界面设计公司承接界面设计、测试和优化 的业务。【2 】 从国际角度来看，目前在人机交互界面设计方面研究比较丰富的多为软件产品与网 络产品，在实体产品上形成系统的较少。 而在国内，多数企业对于产品的人机交互界面的设计还没有足够的重视，许多企业 依然沿袭旧有的产品开发模式，将市场调查、设计、制作、销售、售后各个环节单独进 2 数码单电相机人机交互界面设计研究 行且整个开发过程中都没有用户的参与，没有真正深入透彻的研究用户，了解他们真实 的需求、设计出良好的人机交互界面，带给客户完美的用户体验。但作为提高产品品质 的必要手段和一种重要的市场竞争法码，在产品设计阶段运用科学的方法进行产品的人 机交互界面设计，注重产品的用户体验已是大势所趋。 图1 - 2 联想“乐p h o n e ”手机界面设计 f i g l - 2 l e n o v o “l ep h o n e i n t e r f a c ed e s i g n 近几年，海尔，联想等行业领头企业都竞相开始成立自己的用户体验机构，重视用 户研究，执行可用性的设计方法与流程，重视产品交互界面设计，力图带给用户完美的 产品体验过程。西门子( 中国) 有限公司首先在中国建立第一个可用性试验室；微软亚洲 研究院、诺基亚等其他外资企业也纷纷建立用户体验研究机构，力图使产品符合本地用 户的文化背景和使用习惯。中国企业中，联想研究院于2 0 0 2 年初成立了用户研究中心， 并建立了一个可用性实验室。在产品开发的过程中引入用户研究和产品原型测试，建立 产品开发阶段与用户沟通的渠道。海尔公司于0 7 年初与北京伊飒界面设计公司在青岛海 尔工业园建立了一个联合使用性试验室，为海尔门类繁多的产品提供国内外市场的用户 需求分析、用户界面设计和使用性评估等方面的服务。随着这些行业领军企业对人机交 互界面的重视，必将推动人机交互界面研究的发展。 1 3 2 单电相机界面研究现状 单电相机作为一种全新的产品，它既拥有单反相机出色的性能及可更换镜头的便捷， 又具备与普通数码相机相近的便携性，可以说是一举两得，也正是因为它这种“两不像“ 陕西科技大学硕士学位论文 的特点，造成了其交互界面设计上的困惑。 作为一个进入市场仅仅两年的新产品，目前国内外还没有对其交互界面设计展开研 究的先例，因此本文的成果将是具有开创性的。 1 4 研究方法 本课题在论文写作的过程中，主要用到了以下研究方法： 观察法一根据已设定好的研究目的，通过感官感知或借助工具去观察研究对象， 借此得到资料的方法。科学的观察具有目的性、计划性、系统性和可重复性。这种方法 可以有效地扩充感性认识、启发研究思路、产生新的发现。 实例对比法一罗列出市场上的单电相机产品，从中选择一款进行深入研究，并与 其他品牌其他型号的产品进行比较研究。 分析法针对观察、对比的结果，结合理论进行系统的分析。 实证研究法根据理论研究和实例研究的结果，建立概念模型并作出具体的设计， 通过对设计的论证和分析，得出最终的研究结论。 1 5 研究内容 参照人机交互界面设计理论，通过对现有产品硬界面和软界面两方面设计的分析， 利用观察法及实例对比法，总结出单电相机人机界面的特点和规律。 对一定数量的人群展开用户调研，人群样本种类尽可能多样化，但不包含专业摄影 师。对回收的调查问卷结果进行统计，掌握单电相机现有的用户状况以及潜在用户的类 型，以此作为单电相机人机交互界面改良设计的依据。 综合对市场现有数码单电相机的考察、用户调查的结果以及人机交互界面的基本理 论，提出适用于单电相机硬界面和软界面设计的若干原则，依据这一原则对数码单电相 机进行改良设计，并通过调研对设计原则的有效性加以验证。 4 数码单电相机人机交互界面设计研究 图1 - 3 论文框架图 f i g l - 3 t h e s i sf r a m e w o r km a p 陕西科技大学硕士学位论文 6 2 1 什么是单电相机 单电相机的英文全称是：“e l e c t r o n i cv i e w f m d e ri n t e r c h a n g e a b l el e n s ”( e v i l ) ，意为 “电子取景可更换镜头“ 。一如人们通常将单镜头反射式相机简称为“单反“ ，这种新型 单镜头电子取景相机被称之为“单电“ ，还有一些品牌使用了“微单”这样的名称，可以 理解为“微型单反相机“ ，但无论怎么称呼，简单来说，它就是一种采用电子取景方式并 可以更换镜头的数码相机。 单电相机有以下特点： a 像单反相机一样可以更换镜头，并且镜头光学质量较高； b 感光元件与数码单反相机相同或接近，拥有可媲美数码单反相机的成像质量； c 没有光学取景结构，采用电子取景方式； d 机身轻巧，接近家用数码相机，便于携带。 图2 - i 单电相机的基本结构 f i 醇一1 b a s i cs t n 】c n 】r eo ft h ee v i l 7 陕西科技大学硕士学位论文 2 2 单电相机的诞生 由此可见，单电相机和单反相机之间有着很深的渊源，而且它们的命名都与取景方 式息息相关，要探究单电相机的发展，还是要先从相机的取景方式说起a 在1 3 5 相机发展的初期，旁轴取景是最主要的取景方式，但其自身有一个致命的缺 点，那就是“相差“ 。这类相机在使用时是通过专门的取景器观察影像，再通过镜头完成 曝光和成像，而取景器和镜头不在同一位置，因此所见的图像与所得的图像之间也存在 一定的位置差。上世纪3 0 年代，为了解决旁轴相机的这个缺陷，苏联和德国的先驱们设 计了采用反光镜+ 五棱镜这一组精密光学结构的单反相机。单反相机在取景时，光线通 过镜头后，经过反光镜和五棱镜的多次反射到达取景窗，拍摄者可以从取景窗看到影像； 曝光时，反光镜弹起，让通过镜头的光线直接照射在胶片上，完成成像。由于取景和曝 光的影像均来自同一个镜头，所以就消除了相差，令拍摄者对画面的把握更为精准，同 时，不论更换怎样的镜头，都可以保证所见与所得图像的统一性。 二战之后，单反相机开始大规模生产，随后又在尼康、佳能等日本相机厂商的推动 下大放异彩，始终占据1 3 5 相机领域的绝对主力地位。到了数码时代，感光元件由胶片 换成了c c d c m o s ，这就诞生了数码单反相机，它依然保持着单反相机的所有特点，凭 借其感光元件的面积优势，成像质量也大大优于普通家用数码相机，它的领先地位依然 无可动摇。不过，由于数码单反相机结构复杂、工艺要求高，价格一般比较昂贵，因此 多为专业摄影师或摄影记者所用。 家用数码相机凭借其轻巧的外形，低廉的价格占领了业余摄影爱好者的绝大部分市 场，但是受制于镜头和感光元件的尺寸，其成像质量始终难以提高。家用数码相机大部 分采用“同轴直射c c d 取景技术，也就是在取景时，穿过镜头的光线直接照射在感 光元件( c c d 或c m o s ) 上，相机的处理器再将镜头影像实时显示在机背的液晶屏上， 使用者通过观察液晶屏来取景，十分的便利，这就是人们平常所说的“电子取景”。随着 这种技术的日臻完善，一些数码单反相机也移植了电子取景作为辅助，因为这样的取景 方式同样不存在相差，所以它在一定程度上能够代替反光镜+ 五棱镜的作用，这就使得 单反相机上那套复杂笨重的光学结构不再是必不可少的，这就为单电相机的诞生提供了 技术上的可能性。 与此同时，随着数码相机的不断普及，不少业余爱好者已不满足于家用数码相机的 画质，他们希望拥有一款同样便于携带却能拍摄出高质量照片的产品；而对于单反相机 用户来说，很多人对每天背着沉重的相机早已感到疲惫，看着其他的数码电子产品越来 越小型化，也希望手中的相机可以变得小巧一些。就这样，单电相机应运而生。 单电相机保留了数码单反相机可更换镜头、感光元件面积大成像质量好、无相差等 诸多优点，更重要的是放弃了单反相机那套反光镜+ 五棱镜的复杂光学结构，改用成本 8 数码单电相机人机交互界面设计研究 低、体积小的电子取景方式，大大提高了高画质相机的便携性，可以说是一举两得。 图2 - 2 单电相机与单反相机体积对比 f i 醇一2c o m p a r i s o nb e t w e e ne v i la n dd s l r 2 3 单电相机相对于单反相机的优势 2 3 1 结构简单生产成本低 单电相机放弃了需要精密加工的五棱镜，以及活动结构的反光镜，不设光学取景器， 这样就大大简化了相机的光学结构，降低了相机的生产成本和技术难度。 以前，就连索尼这样优秀的电子产品企业，也难以涉足单反相机领域，就是因为那 些光学元件的制造门槛远高于我们的想象，最后不得不投入巨资收购柯尼卡美能达公司， 以得到生产单反相机的技术。再比如日本的富士，在胶片相机时代是行业的领头者，在 电子感光元件领域同样具备很强的实力，但因为自身不具备加工单反光学结构的能力， 只得借用尼康的单反相机机身结合自己的s u p e rc c d 技术来推出单反产品。如今单电相 机的出现，为这类企业带来了发展的契机。此前一直依靠宾得提供单反机身技术的韩国 三星公司，现在也推出了自己的单电相机产品，完全摆脱了宾得的阴影。 2 3 2 机身结构有利于防抖 拍摄照片时通常都要求相机本身绝对静止，尤其是在快门速度较慢的时候，以免得 到的图像模糊不清，各家厂商也想尽办法研发各种防抖技术以抵消拍照时人手的晃动， 然而，单反相机机身内部就存在着一种难以消除的抖动，就来自那块至关重要的反光镜。 拍摄时，反光镜会在按下快门的一瞬间弹起，完成曝光后再落下，这个动作产生了额外 9 陕西科技大学硕士学位论文 的震动和噪音，十分不利于成像。 单电相机机身内不存在反光镜这样的运动部件，也就甩掉了自身抖动的这个麻烦， 更加有利于拍摄出清晰地影像。 2 3 3 体积小重量轻 单反相机从出现至今，它所呈现出来的形象始终是又大又重，基本没有便携性可言， 这就让相当一部分摄影爱好者望而却步，转而选择其他相对轻巧的设备。这个致命伤是 单反相机的结构决定的，由于反光镜是设置在镜头与感光元件之间，而且机身内部还要 为反光镜的抬起预留一定空间，所以机身的厚度无法减小，再加上顶部那个由一块实心 玻璃制成的五棱镜，使其自身重量很难得到控制。 对于单电相机，这一套既占空间又占分量的结构不存在了，机身就可以做的又轻又 薄，在不降低画质和功能的前提下，大大提高了便携性，这也是很多消费者所期待的。 在这个方面，索尼2 0 1 0 年五月在中国市场开始正式发售的单电相机产品n e x 5 c 表现 的最为突出。它完全采用机背的液晶屏来取景，取消了包括闪光灯和机身防抖结构在内 的一切有可能增加体积的部件，甚至它的镜头卡口比机身还要大，机身最薄处的厚度仅 有2 4 2 m m ，其轻巧程度无人能及。 2 4 单电相机相对于单反相机的劣势 2 4 1 取景和自动对焦能力弱 先说取景，现在市场上的大部分数码单反相机，基本上都同时配备有“光学取景“ 和“电子取景“ 两种取景方式，以目前的技术水平来看，电子取景在反应速度上存在一 定的延时现象，而光学取景则完全没有延时；清晰度方面，光学取景是人的肉眼直接看 到影像，其清晰度几乎是电子取景方式永远也无法超越的。而单电相机完全依赖电子取 景方式，劣势明显。 再看自动对焦，单反相机对应两种不同取景方式也存在“相位侦测和“对比侦测” 两种不同的自动对焦技术，而前者在对焦速度和微弱光线下的对焦能力两方面均有很大 的优势，由于单电相机只有对比侦测这一种对焦系统，在性能上较单反相机相去甚远。 索尼公司在其最新的单电产品a 3 3 和a 5 5 上，引入了“半透射式反光镜“ 结构，实现了 相位侦测自动对焦，但也因此丧失了体积的优势，属于单电相机中的特例，在此不做讨 论。 2 4 2 握持手感差电池续航时间短 这两点缺陷均出自同一个原因，就是单电相机小巧的机身体积。对于习惯了单反相 机的用户来说，一个大小适中的机身可以保证手握相机时足够的稳定性，而太小的机身 总让人拿起来感觉不“扎实“ 。当然这也不是绝对的，那些习惯使用小型数码相机的用户 可能会更喜欢单电相机的手感。 1 0 数码单电相机人机交互界面设计研究 而在电池续航时间方面，我们知道电池的容量和它的体积成正比，电池越大续航能 力越强，单电相机机身空间比较小，电池自然也不能做的很大。另一方面，液晶屏是一 个耗电量相对较大的部件，单电相机要使用液晶屏来取景，其工作时间远远长于数码单 反相机，带来了更大的能耗，进一步削弱了电池的续航能力。 2 4 3 可用的镜头种类少 单电相机保留了单反相机的大多数优势，同时又将机身的体积和重量大大减小，可 以说是一举两得，然而，新的问题也随之出现，那就是与之配合的镜头。要谈论这个问 题，我们首先要解释一个专用名词：法兰距。 法兰距即法兰焦距，对机身而言，它是指镜头安装法兰( 即常说的镜头卡口) 到焦 平面( 即感光元件所处平面) 之间的距离；对镜头而言，它是指镜头安装法兰到入射镜 头平行光的汇聚点之间的距离。只有当入射光汇聚点正好处在焦平面上时，相机才能得 到清晰地像，因此对于任何一种镜头卡口，镜头法兰焦距和机身法兰焦距都是相等的。 对单反相机而言，由于反光镜在镜头与感光元件之间占据了很大的空间，因此机身 法兰距都比较大，例如尼康f 卡口为4 6 5 m m ，佳能e o s 卡口为4 4 1 4 r a m ，宾得p k 卡 口为4 5 5 m m ，也就是说与它们配套使用的镜头都被设计成了相应的法兰距。 图2 - 3 单电相机与单反相机法兰距比较 f i 9 2 - 3f l a n g ed i s t a n c ec o m p a r i s o nb e t w e e n e v i la n dd s l r 陕西科技大学硕士学位论文 而单电相机在摆脱了反光镜的牵绊把机身变薄的同时，机身法兰距也随之减小了， 这就意味之原先为单反相机设计的那些镜头如今都不能直接用在单电相机上，只能为单 电相机重新设计新的镜头，这样一来不但大大提高了研发成本，而且镜头种类也很难在 短时间内丰富起来，限制了用户的选择，也限制了产品的发展与推广。例如索尼的 n e x 5 c ，它是当今市场上体积最小的单电相机，其采用的镜头卡口为全新的e 卡口， 法兰距仅为1 8 m m ，目前用户可以选择的e 卡口镜头仅有区区的3 款，并且镜头的价格 也远远高于传统的单反镜头，比如e 卡口的1 8 2 0 0 m mf 3 5 6 3 镜头的售价在人民币7 0 0 0 多元，而同样焦段和光圈的仅卡口( 索尼单反镜头卡口) 的镜头则只要4 0 0 0 不到。 另一方面，单反相机经过了几十年的发展，其镜头的种类和数量极其丰富，早已形 成了完整的体系。尤其对于那些专业摄影师和资深摄影爱好者而言，很多人手中都持有 一定数量的单反镜头，他们若要换用轻薄的单电相机，手头的那么多镜头都用不上，十 分的浪费。这同样也给单电相机向高端发展制造了障碍。 相机生产厂商也提供了一些让轻薄型单电相机装上普通单反镜头的办法，例如索尼 单反相机使用的都是法兰距4 4 7 m m 的c t 卡口镜头，只要在n e x 5 c 机身上加装一个转 接环把法兰距拉长到4 4 7 m m ，再在转接环上安装普通单反镜头就可以使用了。但是这 样既增加了使用成本，也丧失了原先的体积优势，更何况通过转接环转接的镜头不能实 现自动对焦，大大降低了使用的便利性。 1 2 数码单电相机人机交互界面设计研究 2 5 单电相机市场现状 目前市场上的单电相机型号主要有：索尼n e x 5 ，n e x 3 ，a 3 3 5 5 ；松下g f 1 ，g f 2 ， g 1 ，g 2 ，g h 1 ，g h 一2 ；三星n x l 0 ，n x l o o ；奥林巴斯e p l l ，e p l 2 ，e p 2 。部分 型号外观见下表： 表2 1 市场主要单电相机外形 t a b 2 - 1 e x i s t i n ge v i lc a m e r a s 1 3 陕西科技大学硕士学位论文 1 4 数码单电相机人机交互界面设计研究 3 相关理论依据 3 1 人机界面 3 1 1 人机界面的定义 所谓人机界面，就是人与机器之间相互产生影响、发生接触的部分，任何涉及人与 机器间信息传播的内容都涵盖在人机界面研究的领域。人机交互的过程中，机器与人的 信息传递处于不断循环的状态，人与机之间存在互为反馈关系的信息影响，从人的认知 模型来分析，人机之间的交互过程可以表述为：机器的状态信息以刺激物的形式到达人 的感受器( 即人眼耳手鼻等感受器官) ，经过的加工器( 大脑) 对信息进行加工处理，然 后在记忆区域与已储存的经验信息进行对照判断，之后再次反馈到加工器中做出相应的 决定，指挥人的效应器( 即肢体语言表情等反应器官) 做出相应反应对机器进行信息输入 改变机器状态，机器接收到信息后根据信息做出相应反馈，然后又会再次形成新的信息 即刺激物传达给人，如此循环形成人机的信息交汇，最终达到是人可以实现任务且在该 过程中获得体验的目的。 图3 - 1 人机界面 f i 9 3 1 m a n - - m a c h i n ei n t e r f a c e 在此过程之中，机器与设备并不只是完成任务的一个简单载体，而应该是与人的生 理与心理特征相切合的物；而人也不只是生物角度所定义的人，除了将自然人从生理特 1 5 陕西科技大学硕士学位论文 征角度作为来分析之外，还应有从心理角度作为社会人的尺度，即研究生理、心理、环 境等对人的影响和功能，也研究人对文化、审美、价值观念等方面的要求和变化，可以 说人机界面的实质就在于人机间的信息交流。 3 1 2 人机界面的分类 为了便于认识和分析设计界面，可将设计界面分类为： a 功能性设计界面，接受物的功能信息，操纵与控制物，同时也包括与生产的接口， 即材料运用、科学技术的应用等。这一界面反映着设计与人造物的协调作用。 b 情感性设计界面，即物要传递感受给人，取得与人的感情共鸣。这种感受的信息 传达存在着确定性与不确定性的统一。情感把握在于深入目标对象的使用者的感情，而 不是个人的情感抒发。“设计者投入热情，不投入感情“，避免个人的任何主观臆断与个 性的自由发挥。界面反映着设计与人的关系。 c 环境性设计界面，即外部环境因素对人的信息传递。任何一件产品或平面视觉传 达作品或室内外环境作品都不能脱离环境而存在，环境的物理条件与精神氛围是不可或 缺的界面因素。 应该说，设计界面是以功能性界面为基础，以环境性界面为前提，以情感性界面为 重心而构成的，它们之间形成有机和系统的联系。【l 】 按照载体的不同，我们将人机界面分为硬界面和软界面： 软界面就是就是我们平时说的用户界面，而硬界面通常指的是产品中直接和用户接 触的实体部分。 3 1 3 人机界面设计的基本特征 一个优秀的人机界面至少应该具备以下八个特征：清晰、简明、熟悉、易响应、操 作一致、有吸引力、高效和容错性。 清晰度是用户界面设计最重要的元素。事实上，用户界面设计的所有目的是使人们 能够与您的系统通过沟通和功能来进行交互。如果人们不知道你的应用程序怎样工作或 在你的网站上应该去哪里，他们会困惑和沮丧，适当的提示、图形的隐喻、隐藏的帮助 等都是非常必要的手段。清晰地的用户界面是很好的，但是，您应该谨慎不要陷人过度 明晰。定义和解释很容易被添加，但是你这样做的同时也增大了冗余。添加过多的解释， 您的用户将不得不花费过多时间去读它们。因此，不仅要保持清晰，而且还要保持简洁。 当你能用一句话解释一项功能的时候就不要用三句话。当你可以用一个单词标记一个项 时就不要用两个。此外，许多设计师努力使自己的界面直观而友好。但直观也就是说可 以自然地、本能地理解和领会。【2 j 1 6 数码单电相机人机交互界面设计研究 3 1 4 人机界面研究的相关学科 人机界面的研究广泛涉及人机工程学、认知心理学、行为学、符号学、语言学、生 理学等范畴，是一门跨学科的综合性科学。 a 人机工程学 人机工程学主要研究界面设计中各类与人身体有关的问题，从系统工程和应用心理 学的角度，应考虑如何使机器的设计和制造能适应、补充和拓展人的能力。初期人机工 程学的特点是：一般只涉及硬件和硬件界面，很少涉及软件和软件界面；一般只涉及人 的体能行为，很少涉及人的认知行为。随着人机工程学的发展，目前已将研究范围扩展 到对软件人机界面进行分析、描述、设计和评估等方面，并考虑拓展人的心理特性。【3 】 可以说人机界面研究属于人机工程学的一个分支，它是人机界面学发展的基石。 b 认知心理学 认知心理学是2 0 世纪5 0 年代中期在西方兴起的一种心理学思潮和研究领域，它研 究人们如何获得外部世界信息，信息在人脑内如何表示并转化为知识，知识怎样存储又 如何用来指导人们的意识和行为认知心理学涉及心理活动的全部过程，是从感觉到知觉、 识别、注意、学习、记忆、概念的形成、思维、表象、回忆、语言、情绪和发展过程。 了解并遵循认知心理学的原理是人机交互界面设计的基础。为了能够设计出让用户 满意的人机界面，必须对人的认知心理