（设计艺术学专业论文）基于软件界面交互性的声音设计研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 随着计算机、通讯和互联网技术的飞速发展，新一代信息产品的人机交互 界面问题越来越受到人们的关注和重视。但一直以来，对于信息产品，尤其是 软件产品的用户界面的研究一直围绕着视觉通道展开，而对于声音和听觉通道 的问题却几乎无人问津。这一方面使视觉通道信息过载，不堪重负，另一方面 也阻碍了用户界面向更加自然和高效的多通道界面方向发展，使声音本身许多 优于视觉信号的特征没有得到有效地利用。因此本文着重从基于软件界面交互 性的声音设计问题入手，通过对软件界面本身、声音自身的相关属性以及有关 软件u i 中的声音要素等问题的分析，在软件交互设计流程中，为实现通过声音 要素提高软件的使用效率、易用性、用户满意度等目标，着重分成前期、中期、 后期和可用性测试四个阶段来展开论述，从而得出一套较为完善的软件u i 中的 声音的设计方法，并在后期通过一款i m 软件中声音元素的设计案例证明了其可 行性。通过本课题的研究不仅为相关领域的研究总结出了一套完整的方法，更 是丌创了一种新的研究思路，对多通道界面技术的应用极具实践意义。 本文的主要框架可分为四大部分： 第一部分为提出问题，主要是第一章的内容。着重引入了有关软件u i 中声音 设计的相关问题，并阐明了课题的研究背景及现状、方法与意义和主要创新点。 第二部分为分析问题，主要包括第二章、第三章和第四章。着重分析了有 关软件u i 的定义、特征、发展、交互性和一般性设计方法，分析了有关声音的 物理、人机、认知和审美属性并着重阐述了声音要素在软件u i 中的分类与作用、 特征与使用环境以及一般性设计方法等，为后期的问题解决做好了铺垫。 第三部分为解决问题，主要包括第五章和第六章。主要是在第二部分的基 础上，分成前期、中期、后期和可用性测试四个阶段，分析并得出了一套较为 完善的基于软件u i 交互性的声音设计方法，从而使问题得到解决。 第四部分为案例分析与总结，主要是第七章和第八章。着重通过一款i m 软 件中声音元素的设计案例证明了上述方法的可行性，并进一步对整个课题的研 究工作进行了归纳和总结。 关键词：软件用户界面、声音属性、交互设计、声音设计、听标与耳标 武汉理工人学硕十学位论文 a b s t r a e t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h ec o m p u t e r , c o m m u n i c a t i o na n di n t e m e t t e c h n o l o g y , t h eh u m a n c o m p u t e r i n t e r a e t i o ni n t e r f a c eo ft h en e wg e n e r a t i o n i n f o r m a t i o np r o d u c t sg e t sm o r ea n dm o r ep e o p l e sa t t e n t i o n b u ta l la l o n g ，t h e r e s e a r c ho fu if o ri n f o r m a t i o np r o d u c t s ，e s p e c i a l l ys o f t w a r e ，h a sb e e nc a r r i e do u t a r o u n dt h ev i s u a lc h a n n e la n da l m o s tn oo n ec a np a ya t t e n t i o nt ot h ep r o b l e m so f s o u n da n dh e a r i n gc h a n n e l 。a sar e s u l t ，f o ro n et h i n g ，t h ei n f o r m a t i o no ft h ev i s u a l c h a n n e lw a so v e r l o a d a n df o ra n o t h e r , i tb l o c k e dt h eu it ot h ed e v e l o p m e n to fm o r e n a t u r a la n de f f i c i e n tm u l t i c h a n n e li n t e r f a c e a n dm a n yc h a r a c t e r i s t i c so ft h es o u n d b e t t e rt h a nv i s u a ls i g n a l sh a v en o tb e e ne f f e c t i v eu s e d t h e r e f o r e ，t h i sa r t i c l ef r o mt h e s o u n dd e s i g np r o b l e m sb a s e do ns o f t w a r ei n t e r a c t i v ei n t e r f a c e ，t h r o u g ht h ea n a l y s i s o ft h es o f t w a r ei n t e r f a c e ，r e l a t e dp r o p e r t i e so fs o u n da n dv o i c ee l e m e n t si ns o f t w a r e u i i nt h ep r o c e s so fs o f t w a r ei n t e r a c t i o nd e s i g n ，t oa c h i e v et h ea i mo fi m p r o v i n gt h e e f f i c i e n c y , e a s eo fu s ea n dc u s t o m e rs a t i s f a c t i o nb ys o u n de l e m e n t s ，c a r r i e do u tt h e d i s s e r t a t i o no nf o u rs t a g e si n c l u d i n gp r o p h a s e ，m e t a p h a s e ，a n a p h a s ea n du s a b i l i t yt e s t t h e r e b y , w ec a ng e tas e to fm o r ec o m p r e h e n s i v em e t h o d so fs o u n dd e s i g n i n s o f t w a r eu i a n df i n a l l yp r o v e di t sf e a s i b i l i t yt h r o u g ht h es o u n dd e s i g nc a s eo fa ni m s o f t w a r e t h r o u g ht h es t u d yo ft h i si s s u e ，w ec a nn o to n l yg e tac o m p l e t es e t o f 。 m e t h o d sf o rr e l a t e df i e l d s ，b u ta l s oo p e nu pan e w k i n do fr e s e a r c hi d e a a n di th a s g r e a tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ef o rm u l t i c h a n n e li n t e r f a c et e c h n o l o g y t h em a i nf r a m eo ft h i sa r t i c l ec a nb ed i v i d e di n t of o u rp a r t s ： t h ef i r s tp a r ti sc h a p t e ro n e f o c u so nt h ei n t r o d u c t i o no ft h es o u n dd e s i g ni s s u e s i ns o f t w a r eu ia n dc l a r i f yt h es t a t u s ，r e s e a r c hb a c k g r o u n d ，m e t h o d s ，s i g n i f i c a n c ea n d m a i ni n n o v a t i o np o i n to ft h i sa r t i c l e t h es e c o n dp a r ti n c l u d e sc h a p t e rt w o ，c h a p t e rt h r e ea n dc h a p t e rf o u r f o c u so n t h ea n a l y s i so ft h es o f t w a r eu id e f i n i t i o n ，c h a r a c t e r i s t i c s ，d e v e l o p m e n t ，i n t e r a c t i o n a n dg e n e r a lm e t h o d s ，a n da n a l y z e dt h er e l a t e dp h y s i c a l ，t h eh u m a n 。c o m p u t e r , t h e c o g n i t i v ea n da e s t h e t i cp r o p e r t i e so fv o i c e ，a n dc l a r i f i e dt h er o l ea n dc l a s s i f i c a t i o n ， i i 武汉理t 大学硕士学位论文 c h a r a c t e r i s t i c sa n de n v i r o n m e n t ，g e n e r a ld e s i g nm e t h o d so fs o u n de l e m e n t si n s o f t w a r eu ia n dp a v e dt h ew a yf o rt h es o l u t i o ni nl a t t e rp a r t t h et h i r dp a r ti n c l u d e sc h a p t e rf i v ea n dc h a p t e rs i x f o c u so nt h ed i s s e r t a t i o no n f o u rs t a g e si n c l u d i n gp r o p h a s e ，m e t a p h a s e ，a n a p h a s ea n du s a b i l i t yt e s t ，a n dg o tas e t o fm o r ec o m p r e h e n s i v em e t h o d so fs o u n dd e s i g ni ns o f t w a r eu i t h e r e b y , t h e p r o b l e mi sr e s o l v e d t h el a s tp a r ti n c l u d e sc h a p t e rs e v e na n dc h a p t e re i g h t f i n a l l yp r o v e di t s f e a s i b i l i t yt h o u g ht h es o u n dd e s i g nc a s eo fa ni ms o f t w a r e a n df u r t h e rs u m m a r i z e d a n dc o n c l u d e dt h ew h o l es u b je c t k e y w o r d s ：s o f t w a r e u s e ri n t e r f a c e ，a t t r i b u t eo fs o u n d ，i n t e r a c t i o nd e s i g n ，s o u n d d e s i g n ，a u d i t o r yi c o na n d e a ri c o n 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权 保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 日期：型幽 武汉理- t 大学硕士学位论文 第1 章引言 当前，随着计算机、通讯和互联网技术的飞速发展，关于用户界面( u s e r i n t e r f a c e 简称u i ) 的设计问题越来越引起人们的重视，无论是软件界面、网 站、还是移动设备( 如：手机、m i d 等) 的界面都使人们不得不面临一个新的问 题，即关于信息产品的设计问题。与传统产品不同，信息产品往往有着更为复 杂的交互行为和使用流程，人们很难像坐上一把椅子一样简单地去使用他们， 相反却时常伴随着反复的学习、认知和试验。由于操作复杂、难于理解，我们 经常会看到人们对花了很多钱买的数码产品因无法顺利操作而感到沮丧、懊恼， 甚至大发脾气。然而，信息产品终归只是产品，是人们达到目的的一种工具， 设计的目的就是要让产品更加贴近于人，而不是让人去适应产品。因此，面对 有着更加复杂行为和操作流程的信息产品，如何使其易用、好用，为用户满意， 是新一代设计师所必须面对的问题。 1 1 研究课题的提出 当然，面对新兴的问题和挑战，设计师们并非无动于衷，他们亦在展开研 究、总结经验、探索思路，形成了许多可行的设计策略和方法。例如可以在设 计前期开展用户研究，探索用户的使用行为和心理，分析其使用目标和期望； 在中期展开面向行为和操作流程的交互设计，通过构建角色、分析需求、定义 交互框架和反复的优化与迭代，使软件产品的行为切合用户的期望，操作流程 更加简单、易于学习；最后将前期规划转换为视觉设计并投入开发和测试。 然而，设计中有一个问题一直在被忽视，从传统的工业设计到当今的信息设 计，几乎很少有人考虑到它，那就是关于声音的设计和研究。尽管“在现实环 境中，人类从外界获得的信息约7 0 来源于视觉，而听觉约占1 5 2 0 ”。但声 音是除了视觉以外的最重要的信息获取途径。许多产品在设计过程中都十分注 重声音的运用，例如电话的铃声、汽车的关门声、打火机的开盖声，甚至咀嚼 饼干所发出的声音都需要精心的设计；而在更加关注用户体验和交互行为的u i 1 张勇，王成虚拟仿真系统中的声音设计叨齐齐哈尔大学学报，2 0 0 4 ，2 0 ( 1 ) ：4 0 武汉理工大学硕士学位论文 设计中，随着社会对专业的细分不断加剧，人们对界面易用性的需求不断提高， 声音这一特殊要素的设计就显得格外重要。 1 2 课题的研究背景及现状 但就研究的现状看，现阶段大部分的工作都集中在界面的视觉设计上，对 听觉界面关注的较少。u i 是用户与机器多通道交互的媒介，这其中不仅包括视 觉的界面，也同样包括听觉的界面，完整的u i 设计应是综合了视、听等多通道 交互的互补性均衡设计。界面中如果失去了声音要素的表达，整个效果就会大 打折扣，甚至出现操作的单调、乏味和失误。因此，在界面设计研究中，对声 音要素的分析研究应该引起足够的关注和重视。 在当前的u i 设计中，声音要素不仅应用在特殊人群( 例如盲人或弱视群体) 的无障碍设计、正常人的特殊操作状态( 例如人在开车时无法长时间地注视界 面的情况) 、语音交互技术等领域，同时也应用在与视觉要素的配合设计中。例 如在我们点击w i n d o w s 操作系统中某个按钮时，不仅会看到按钮被按下去的效 果，同时会听到一声清脆的“咔嗒”声，从而给我们操作行为一个良好的回馈， 使我们知道刚刚进行的操作被成功响应。当然，声音除了作为交互反馈信号外， 还有很多功能，例如信息提示、警告、辅助、加强记忆、分担过载信息等。好 的声音设计不仅可以提高人们的工作效率，减少失误，而且可以使人获得听觉 的愉悦。 然而相对于较为成熟的视觉设计而言，声音在u i 中的设计却发展得极为缓 慢，相应的研究也得不到足够的重视。例如，针对个性化要素而言，许多软件 都有很多视觉上的个性化套装，被称为“皮肤”：但却很少有声音的套装出现。 大部分的声音设计工作依然是由许多从审美取向出发的视觉设计师或从工程技 术角度入手的软件工程师来完成的，因此必然存在着声音设计的不合理性和个 性化不足等问题。随着软件技术的不断发展，用户界面也越来越朝着与用户更 加自然的交互方向发展，v r ( v i r t u a lr e a l i t y 虚拟现实) 技术、语音技术、行 为感应技术等新兴技术也越来越多地融入到用户界面的研究中。例如微软公司 新推出的“s u r f a c e ”电脑( 如图卜1 ) ，就像茶几一样摆在人们的面前，人们不 仅可以通过手势动作即可对其进行操作，而且可以通过声音感知到其各种运行 状态，完全颠覆了之前的人机交互方式。可以预见，在不远的将来，触觉、味 2 武汉理人学硕十学位论文 觉、嗅觉等感官要素都可能会融入在人机交互中，而声音在用户界面中的作用 也将会更加突出。因此，现阶段对u i 中的声音要素的研究，意义是十分重大的。 图卜l 微软推出的“s u r f a c e ”计算机 1 3 课题的研究方法与意义 13 l 课题的研究方法 本文围绕课题的研究主要采用了咀下研究方法： ( 1 ) 系统分析法 所谓系统分析法足指把研究对象看成是一个整体，一个相互作用的大系统 柬展开分析。系统足指对复杂事物总体的统称，系统论的基本方法是将研究的 对象当作一个系统体，研究系统的结构和功能，及系统各要素之间的关系，从 而加以调整或改善，以达到优化的目的。 h n p j h ib a i d uc o r e ds w i n 9 7 7 1 武汉理工大学硕士学位论文 本文将软件界面作为一个系统来加以研究，从中分析出声音要素的作用、 功能、使用条件以及设计方法等：研究如何把“以用户为中心”的宗旨在其设 计过程的各个环节中体现，以增加用户对产品的体验性，在各环节间建立起有 机的连接，以及更合理便捷的人机交互方式，从而达到系统优化整合的目的。 ( 2 ) 模型分析法 所谓模型分析法往往是用于科学研究中，把一个复杂对象进行抽象，暂时 去掉其影响小的因素，而保留其关键性因素，这样可以使研究对象更加具有针 对性。由于这种对象往往在真实世界不存在，而只是一种假设或科学工具，因 此将其称为模型。 本文用到的模型主要是针对软件界面交互性而展开的前期用户分析，由于 使用软件产品的用户人群比较复杂，很难进行定性的研究，因此可以运用角色 设定的方法，将复杂多样的用户人群抽象成具有代表意义的虚拟角色，并赋予 其真实的特征和行为，从而有针对性的进行研究，以提高效率。例如，针对一 个产品可以设定出首要角色、次要角色、甚至反面角色等，以帮助后期描述其 使用的过程和方式。 ( 3 ) 定性研究法 所谓定性研究是针对定量研究而言的，并非通过大量的数据分析得出结果， 而是针对特定的对象进行有针对性的分析。它不像定量分析只能回答那些诸如 沿某个轴减少多少的问题，而能够以丰富的、多元的形式详细回答“什么是”， “怎么样”，及“为什么 等问题，尤其适合社会科学领域的问题。 在本文中会介绍到定性研究常用的涉众访谈、用户观察、焦点小组等分析 方法，可以以一种更有用的方式帮助我们理解产品的问题域、上下文和约束条 件。它也能更快和更容易的帮助我们识别产品用户和潜在用户的行为模式。 ( 4 ) 脚本提纲分析法 所谓脚本，实际上是一种描述语言，通常在电影或动画制作中较为常用， 它用于描述通过具体化来构思问题解决方案的方法，使用具体的故事来构造和 讲述设计方案，这种叙述性语言能够有效使用和激发创造性视觉技巧，从而可 以作为产生和确认设计思想的一种强大工具。 在本文中，这种方法主要用来描述用户在使用产品过程中的各种情况，对 1 a l a nc o o p e r , r o b e r tr e i m a n n ，詹剑锋等译软件观念革命：交互设计精髓【m 】北京：电子工业出版社， 2 0 0 5 4 武汉理工大学硕士学位论文 声音问题的各种反映等，通过这种方式可以定义声音出现的位置、所传达的信 息和交互方式等。 ( 5 ) 目标导向分析法 此种方法是由交互设计大师a l a nc o o p e r 先生发明的，主要用于软件的交 互设计中，通过前期对用户的分析，重点关注其目标属性，期望值等，而后通 过角色设定、交互框架分析等来构造相应的方案以满足用户的目标。将用户目 标作为核心，以目标为导向来展开设计和分析是其根本特征。 本文也着重介绍并引入了其分析方法和流程，通过此种分析来确定用户对 声音问题的目标要求，并根据其行为特征来构造相应的声音方案来满足其需求。 另外，本文还使用了用例驱动、枚举、可用性测试等方法来分析软件界面 交互性及有关声音属性等方面的问题，在此不一一列举。 1 3 2 课题的研究意义 本课题用提出问题、分析问题并在此基础上进一步提出方法解决问题的思 路首先阐明了关于如何对待有关软件u 工中的声音问题，并在此基础上对其涉及 到的有关声音和u i 的相关问题进行了有针对性的分析，最后通过目标导向和可 用性测试等手段总结出了一套较为完善的解决问题的方法，回答了如何进行软 件u i 的声音设计的问题，并通过实例证明了其可行性。尤其是从用户体验性的 角度，对基于软件u i 交互性的声音设计问题进行了初步探索，并形成了一套以 用户为中心的声音设计方法，这对同类问题的研究和实践都具有一定的可借鉴 意义。 1 4 论文的创新点 由于声音问题在设计领域一直得不到足够的重视，因此该领域的研究存在 着关注度不够、成果较少、手段匮乏等问题。而对于软件u i 中的声音的设计问 题，研究成果更是少之又少，因此本文提出并展开此问题的研究本身即是一种 创新。而且，本文为使研究更有针对性，舍弃了网络和移动设备的相关软件u i 的方向，也放弃了有关盲人用户和语音技术等热点领域的介入，专注于计算机 软件产品交互性的声音设计问题。另外，本文还包括以下一些创新点： ( 1 ) 总结并分析了声音相关的属性和规律，有关软件u i 的定义、特征、 武汉理工人学硕十学位论文 发展、交互性和一般性设计方法，声音要素在软件u i 中的分类与作用、特征与 使用环境以及听标与耳标的设计方法等。 ( 2 ) 分析并阐述了渗透于整个软件交互设计流程中的声音要素的前期用户 研究、角色设定、用户目标和需求分析，中期针对声音的脚本和用例描述及需 求列表分析，以及后期的声音制作步骤等，从而形成了一整套完整的声音设计 方法来解决问题。 ( 3 ) 分析并总结了贯穿于整个设计流程中的针对声音的可用性测试方法， 并对其操作实施进行了详尽的描述。 ( 4 ) 通过一套针对i m 软件u i 的声音设计案例的分析，不仅充分阐明了此 套方法的使用过程和原理，而且更进一步证明了此方法的可行性和实践意义。 6 武汉理t 大学硕士学位论文 第2 章关于软件界面的交互性问题 2 1 有关软件界面的定义、特征和发展 2 1 1 软件界面的定义 在牛津英语字典( o e o ) 中，关于界面的定义为：界面是一个地方、区域或者 是一种设备，两个系统、组织或者人之间的交互行为在这里进行1 。因此，从广 义层上讲，它更指的是一种信息处理的关系发生的介质或者是一种交互行为产 生的介质。比如使用手机产品既包含了信息的处理又包含了操作的方式。又如 我们进门出门时，是用推的方式还是拉的方式还是侧滑的方式，这也是一种界 面。门把手是否具有相应的操作暗示，操作又是否方便进出等，这些都是属于 广义的界面设计范畴。 而对于界面问题的关注极其发展更多的是存在于计算机领域，即所谓用户 界面( u s e ri n t e r f a c e 简称u i ) 又称人机界面( h u m a n c 0 m p u t e ri n t e r f a c e 简称 h c i ) ，它是指人类用户与计算机系统之间的通信媒介2 或手段，它是人机双向信 息交换的平台和接口。它不仅仅包括输入输出设备，如：键盘、鼠标、显示器、 扬声器和麦克风等( 这些仅仅提供了界面的技术基础) ，更重要的是基于硬件之 上的软件系统，这些软件定义了人机对话的机制和协议。人机交互的基本模式 如图( 2 - 1 ) 所示，人机交互界面与设计模式紧密相关。人机交互界面的设计是 包括信息理论、认知心理学、信息设计学、社会学、工程学、工效学等等在内 的一个综合性工作。好的人机界面美观易懂、操作简单且具有引导功能，使用 户感觉愉快、兴趣增强，从而提高使用效率。人机界面是计算机与人之间通信 和对话的接口，是计算机系统的重要组成部分。计算机的发展，推动着人机接 口技术和人机界面的发展；同时，随着计算机技术的不断发展，软件在计算机 中所占的比例也越来越大了，而在软件研制中，人机界面的设计和开发在整个 系统研制中所占的比重很大，约占4 0 一6 0 。由于用户并不会直接和计算机的 软硬件程序和源代码打交道，而只和界面进行交互，因此界面就成为各种计算 1 李清水听觉界面极其应用开发甲台的实现【j 】浙江大学硕士学位论文2 0 0 2 2 2 董士海，王坚等人机交互和多通道用户界面【m 】北京：科学出版社，1 9 9 9 7 武汉理丁大学硕士学位论文 机产品( 软硬件都包括) 的表现体，当用户评价一个计算机产品是否易用时，不 一定会评论产品所运用的技术，但是通常会对界面进行评价，因此，人机界面 作为人机通信的途径，其效果好坏直接影响到一个软件的功能、使用及推广。 现在，人机界面技术作为计算机软件领域的关键技术之一，已成为了研究热点。 图2 - 1 人机交互的基本模式 u i 是指人与机器之间存在的一个相互作用的媒介，人通过视觉和听觉等感 官接受来自机器的信息，经过脑的加工、决策，然后做出反应，实现人一机的 信息传递。我们可以把人机界面看作一个有着交互行为的大系统，在分析人机 界面系统模型时，建立并分析人的行为模型，从而建立并设计人机界面。可见 研究人机界面就是研究机器怎样适应人的有效工作的问题。在人机界面设计中， 机器适应人就必须是机器怎样把信息传达给人和人怎样有效操作机器的人机交 流的问题。在当前的信息产品领域中，用户界面可以包含于软件产品、移动设 备( 如：手机、m p 3 等) 和网络产品等。本文研究的声音问题主要是针对计算机 软件产品的用户界面来展开。 武汉理工大学硕士学位论文 2 1 2 软件界面的特征 目前计算机软件的人机交互界面的主流是w i m p 界面，w i m p 是图形用户界面 主要设计元素的缩写，包括窗口( w i n d o w s ) 、图标( i c o n ) 、菜单( m e n u ) 、指点设 备( p o i n t e r s ) 等。也有人认为w i m p 是指窗口、图标、鼠标( m o u s e ) 和下拉菜单 ( p u l l d o w nm e n u ) ，这两种定义方式大同小异，没有什么本质区别。w i m p 成为 用户界面的主流有几方面原因：首先，它具有爽目的视觉效果，如丰富多彩的 背景、多种不同风格的字体和漂亮的图标等等；其次，菜单界面与命令行界面 相比，用户只需要再认而不是记忆系统命令，大大降低了记忆负荷；第三，基 于窗口的显示方式以前所未有的视野让用户看到了计算机内存储的信息，同时 也提高了人机交互的带宽：最后，图形用户界面具有一定的文化和语言独立性， 并可以提高视觉目标搜索的效率1 。用户界面应尽可能的至于用户的控制之中， 并尽量减少用户的记忆负担，现可将用户界面的设计原则总结为： ( 1 ) 一致性原则。界面的概念模式、显示方式等应保持一致性，在类似的情 况下具有一致的操作序列：如在提示、菜单和帮助中产生相同的术语：具体是指 在不同的应用系统中都具有相似的界面外观、布局、相似的交互方式以及相似 的信息显示等。界面设计保持高度一致性，用户就不必进行过多的学习就可以掌 握其共性；还可以把局部的知识和经验推广使用到其他场合。人机交互设计的一 致性原则，对构成易学易用的界面是极为重要的。 ( 2 ) 提供信息反馈。系统的反馈是指用户从计算机一方得到信息，表示计算 机对用户的动作所做的反应。如果系统没有反馈，用户就无法判断他的操作是否 为计算机所接受，是否正确，以及操作的效果是什么。反馈信息的呈现方式可以 是多种多样的，如文本、图形和声音等，给用户心理上的暗示，避免用户焦急。界 面中同时应有导航功能，提示用户从一个功能跳到另外一个功能。 ( 3 ) 提供用户误操作的保护和恢复机制以及强有力的帮助机制并使界面操作 尽可能的便捷。 2 1 3 软件界面的发展 回顾下界面的历史，它起初产生于计算机学科，并有计算机领域“代 的 概念。用户界面的发展每一代又似乎包含着前一代，有着更新和继承、交替的 1 蒋成高结构化浏览技术及其在用户界面设计中的应用明浙江大学博士学位论文2 0 0 1 ：5 - 6 9 武担理j 。大学硕+ 学位论文 现象，代与代之f 哪并非是脱胎换骨般的不相干的全新内涵。它大致历经了手工 操作、命令语占和图形用户界面三个阶段。在计算机发展的最初阶段，人机之 间通过语言中的输入输出功能进行交互( 这是通过电源插线，纸带打孔完成的) ， 用户对系统的运行很少干预，在进行系统设计时基本不考虑人机界面的凼素。 自从1 9 6 3 年命令行界面m 现后，人机界面的发展经历了命令行界面、w i m p 界面， 正在向多通道界面发展，而声音用户界面是多通道界面的重要组成部分。现将 软件界面的发展历程总结如下： ( 1 ) 命令行界面 这是第一代的人机界面。在这种界而中，人被看成操作员，机器只能做出 被动的反应，而人只能用一种交互通道，即：用键盘输入信息，终端屏幕输出 单一静态字符。其自然性和效率部比较差，界面和应用还未分离1 ( 如圈2 2 ) 。 图2 - 2 命令行界面 ( 2 ) 图形用户界而 随着汁算机技术的进步，罔形用户界面出现并得到长足的发展。7 0 年代施 乐公司在其计算机上首次开发出了位映像显示技术，即屏幕上显示的每个象素 点都受计算机内存中某一位的控制，这为g u i 的发展提供了可重叠窗口、弹出 雷牛* 目月户界f 自的m 。讦估【j l 哈尔壕i 程大学碰i 岸位论2 0 ：。p x ，o ：0 _ 系；i 曩i i：i ”。一l v ：；v ；? 。v l ：j - i ： ：! ：0 ：| _ 车消m * m * m # l 血月，f 发平卉的实珊州* 学埘 学论立2 0 0 2 武汉理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 限定性条件。声音在使用时也会有一些限定性的条件，例如要考虑声 音的掩蔽效应，不能同时有多种声音被激活，否则不仅使信号失去焦点，而且 也会引起人们的厌烦，降低用户体验，再如作为信息提示的声音要有所区别， 否则容易使人们引起混淆，搞不清到底是哪一个。 辨明声音的使用条件，可以使我们的分析更加具有针对性，为后续的分析 展开创造条件并做好铺垫。 4 3 软件u i 中声音要素的一般性设计方法 由于软件u i 中的声音要素有其独特的性能和使用条件，因此在构造这种声 音要素时也有着其独特的规律性和方法，早期的学者在研究中发现，可以根据 自然音和乐声的区分来构造声音设计方法，经过不断的探索和尝试以形成了相 对比较完善的两种声音设计方法，即听标法与耳标法。 4 3 1 昕标法 我们把使用自然声音的听觉界面设计方法称为听标( a u d i t o r yi c o n ) ，而 把使用乐声的听觉界面设计方法称为耳标( e a ri c o n ) 。听标是计算机事件和属 性与通常的有声事件和属性之间的映射。即把我们与现实世界日常交互中发生 的声音映射到提供声音反馈的界面事件和对象上，使人们能够利用他们现有的 听觉技能来聆听计算机1 。使用听标的方法进行界面交互，可以明显降低视觉负荷 并提高操作绩效，大大减少操作中错误的发生。自然声音的一个最大特点就是 它们带有极易被人们理解的大量信息。研究表明：9 5 的人能够将声音和它的声 源对应起来。特别是当这些声音来自同一个声源时尤为明显。 另外，听标法还具有许多优点。例如：它们不需要专门的学习，很容易记 忆，尽管它们并不都具有直觉意义；还有，当把声音和视觉结合使用时，听标 可以使用和它们的图标对应物类似的方式，这是一种理想的方式，它会产生非 常容易理解的界面。但听标法也具有许多问题，比如：很难给界面中的所有的 事件和物体找到合适的对应声音，如什么样的声音对应一个列表框等。来自现 实世界的声音映射不一定总是合适的，用户很可能把听觉界面中的日常声音和 背景声音或者是噪音混淆，原因在于我们听的是发声的物体和事件，不是声音 1 董士海，王坚等人机交互和多通道用户界面【m 】北京：科学出版社，1 9 9 9 年5 9 6 3 武汉理工人学硕十学位论文 的音调和音色。尽管自然声音相互间有着天然的区分度，但是多个声音同时发 生时就成了噪音，从而变得难以区分。而且，很难找到足够的声音而不至于相 互混淆、干扰。 4 3 2 耳标法 耳标是图标的听觉对应物，它是将短的音调序列与动作和物体相联系，可 以通过改变参数来构造更大的单元。理论上来说，耳标可以是任何声音消息，比 如自然声音、单个音符或者乐器的声音样本以及语音等。乐声的很多特性使它 们很适合作为耳标，例如，单个音调、最基本的单音节等构成的单元素耳标，非常 适合表达单个的基本信息( 如简单的错误信息) ，它们简短、意义单一、易于理解 和记忆。同时，利用乐声的其他特性，如音高、音色、音阶、节奏和和声等，可以 组合和派生出比较复杂的音乐结构，称为复合耳标，来表达复杂的信息1 。使用耳 标，可以把u i 的任务和行为划分为不同的小块，然后利用耳标来完成交互。可以 说，任何界面事件，都可以用一套复合耳标来完成。 耳标可以分为单元素耳标、合成耳标、层次化耳标和变形耳标等几种，它 可以被应用在许多方面，比如： ( 1 ) 给层次化菜单提供浏览信息。 ( 2 ) 提高图形用户界面元素( 如按钮、滚动条和菜单等) 的可用性，并使 用并行耳标减短听觉信息的长度。 ( 3 ) 把耳标应用于拖放操作，可以显著减少操作时的工作压力。 另外，合成耳标应比较常用，比如，一个文件使用一个单独的小提琴音符 作为它的耳标，一个删除操作用两个音调下降的管风琴的音调作为自己的耳标。 那么“删除文件”的操作就可以用“删除”和“文件 耳标的合成来表示。 4 3 3 声音与信息映射 目前还没有成熟的映射指导理论可以通过有系统的、完全的实验和调查， 来搞清楚声音形式和功能之间存在的关系。现将在听觉界面中使用声音的一些 一般性原则总结如下： 1 ) 听觉刺激所代表的意义一般应与人们己经习得的或者自然的联系相一 李清水，方志刚等听觉界面的声音使用【j 1 人类工效学，2 0 0 1 ，7 ( 4 ) ：4 1 4 4 3 2 武汉理工大学硕士学位论文 致。例如，高频、低频声音应分别与“高速与“低速”、“向上”与“向下 等意义相联系。选用的信号应尽量避免与己习得的信号在意义上相矛盾。 2 ) 采用声音的强度，频度，持续时间等维度做信息代码时，要避免使用极 端值，代码数目不能超过使用者的绝对辨别能力。 3 ) 尽量使用间歇或可变的声音信号，要避免使用稳定信号，使对声音的听 觉适应减至最小。 4 ) 不同的声音信号尽量分时呈现，其时间间隔不宜短于1 秒。 5 ) 显示复杂的信息时，可采用两级信号，第一级为引起注意的信号，第二 级为精确指示的信号。 6 ) 对不同的场合使用的听觉信号尽可能标准化。 至于听觉界面的应用场合问题，除了针对盲人或者弱视者外，考虑上下文 影响非常重要，在一些用户需要到处走动，并且工作在一个已经视觉过载的任 务的话，声音要素将是最有用的额外反馈。另一方面，如果用户工作在一个视 觉简单的任务，并且物理工作环境相对嘈杂和紧张的话，那么额外的视觉信息 将是更合理的解决绩效问题的办法。一般声音传达信息的方式可以有以下三种： ( 1 ) 抽象任意映射。这种映射方式依赖社会传统意义，比如警报声报警， 掌声表示鼓励，十字表示基督等等。 ( 2 ) 普通映射。这种映射方式依赖声源的物理特性和声音产生的物理意义， 比如乐器的声音和乐器的物理设计之间的关系、一幅图画与它所描绘的场景之 间的关系都是普通映射。 ( 3 ) 隐喻映射。要呈现的物体和呈现的系统之间有一定的相似性，不是完 全任意，但是不使用物理意义，比如树形图来表示家谱就是一个很好的例子， 树形图本身不是家谱，但是它和家谱之间有很好的类比性，它们的结构相同。 再如：下降声调表达“下落”的意义也是隐喻映射1 。 抽象任意映射和隐喻映射之间差别非常明显，但是普通映射和隐喻映射， 以及普通映射和抽象任意映射之间的界限，都是很容易混淆的。因此也可将其 分为类比映射和抽象映射。听标大体上应该归类于类比映射，而耳标是属于抽 象映射的。耳标是主观地映射到界面中的事件和物体的，没有任何相似性限制， 因此，耳标更多的是关注界面设计时的审美、工效特性，这在听标设计中几乎 是不可能的。正因为耳标的设计方法相对更为自由，界面中复杂的信息可以利 1 李清水听觉界面极其应用开发平台的实现叨浙江大学硕士学位论文2 0 0 2 2 武汉理工大学硕士学位论文 用结构化声音参数化的耳标来传达。 本章主要有针对性的分析了软件u i 中声音要素的分类、作用、特征及使用 条件，并阐述总结了当前常用的两种声音设计方法：听标法与耳标法。分别论 述了其各自的特征和优缺点，并在此基础上进一步阐述了声音与信息的映射关 系。为使声音要素能够在软件设计过程中更加有针对性的为用户服务，下一章 将详细分析并阐述基于软件u i 交互性的声音设计流程、方法及制作原理。 武汉理t 大学硕士学位论文 第5 章基于软件u i 交互性的声音设计方法 通过前面的章节，我们已经详细分析了有关软件界面的交互性问题、有关 声音自身的相关属性以及有关软件u i 中声音要素等问题，通过对这些问题的前 期分析，可以对本课题有一个比较深入的理解与认知，为后续的研究工作做好 了铺垫。但本课题的核心问题是如何完成基于软件u i 交互性的声音设计问题， 其具体的操作流程和实现方法是什么、可行性如何等。本文接下来的两章就将 就此问题展开论述。 在阐述这种基于软件u i 交互性的声音设计方法之前，我们首先要搞清楚的 是为何要进行这种声音设计，也就是其目标是什么? 其实在当前的软件u i 设计 中，声音并非占据主导作用，它在很大程度上是起到一种辅助作用，但在很多 时候却是无可或缺的。软件u 工是包含了复杂认知与回馈行为的交互性过程，用 户对其的使用往往具有更高的体验要求，其目标结构就类似下图( 5 1 ) 的金字 塔结构，即以可用、易用为前提来追求更高的审美体验。而声音要素在这其中 的作用不仅是满足其可用性目标，更是为了提升产品的用户体验，使其获得更 高的体验满足( 如图5 2 ) 。因此，笔者认为应将声音要素放置于软件u i 交互设 计的整个流程中加以分析和考量，因为这是一个综合整体的过程，无法将其从 中分离开来。软件u i 交互设计过程主要包括四项基本活动：标识需要并建立 需求。这是一个人的需要到产品需求的转换过程。开发满足需求的一些候选 方案。即从产品的需求到产品的设计构思。选择最佳方案，构建设计的交互式 版本。即从产品的构思到产品的实现。评估整个过程的设计结果。即对产品 和设计进行评估的过程1 。( 如图5 3 ) 以下我们便从前期、中期和后期三个阶段 来展开有关声音要素在此流程中的分析、描述及实现。 1 鲁晓波信息设计中的交互设计方法【j 】科技导报，2 0 0 7 ，2 5 ( 1 3 ) ：1 8 - 1 9 武汉理下大学硕士学位论文 图b - 1 用户目标的金字塔结构 i l u l 囊； # l l i u l i t ii 警键乞 4 一f 黼j i l l t l l l l 。i m l l i t ， 一 +。，撇影，。扩矿，、缱 ， l u l i l ；嚣 ：i l l ；t l t l l l i i i t l l m i 。”一 il u i t i l 羹震童 ，“。 图5 - 2 可用性和用户体验目标1 1 鲁晓波信息设计中的交互设计方法【j 】科技导报，2 0 0 7 ，2 5 ( 1 3 ) ：1 8 1 9 武汉理= 大学硕士学位论文 图5 - 3 软件u i 的交互设计流程幽 5 1 前期有关声音的用户研究和需求分析 前期的研究主要围绕针对用户的研究、构造虚拟的抽象用户模型( 即角色 设定) 及其目标和需求的分析等来展丌。由于声音要素是实现软件功能、交互 性和提升产品用户体验的重要指标，因此必须运用交互设计的方法在其整个设 计流程中进行分析和定义。 5 1 1 围绕声音问题展开的用户研究 用户研究的目标土要是获取有关用户信息及行为的数据，并根据商业计划 和技术性限定条件进行有针对性的目标分析和筛选得出有价值的数掘结论和 指导性意见t 为后期的设计分析和展丌做好铺垫工作。用户研究常用的方法有： 涉众访谈、主题专家( s u b j e c tm a t