（设计艺术学专业论文）面向儿童的软件交互界面设计研究.pdf

西北工业大学硕士学位论文 摘要 本课题来源于国家科技部高技术研究发展计划( 8 6 3 计划) 科技攻关项目 “面向产品创新的计算机辅助概念设计技术的研究( 2 0 0 2 a a 4 1 1 1 1 0 ) ”和西北 工业大学工业设计研究所承担的陕西省资助研究项目“陕西省文化产业信息化 发展研究” 本文通过对软件交互界面设计现状、面向儿童的软件交互界面现状的分析 和研究，在市场调研的基础上，分析、研究儿童的生理特征、心理特征、认知 特征等，提取有关软件界面设计的相关特征，并且综合运用图形化交互界面设 计理论、符号学、认知心理学、设计艺术学等理论，提出了以儿童为中心的面 向儿童的软件交互界面的设计方法。总结出面向儿童的软件交互界面设计的总 体原则以及面向儿童的软件交互界面的具体设计方法。最后，以一款儿童软件 界面设计为实例，验证了上述方法与原则。 本文为设计师设计面向儿童的软件交互界面提供较为系统的原则与方法， 填补了现今国内关于面向儿童的软件交互界面设计研究这一空白，为今后相关 理论的研究奠定了基础。 关键词：设计艺术；儿童；软件界面；人机交互；界面设计 西北工业大学硕士学位论文a b s t r a e t a b s t r a c t t h i sp a p e rs c e m sf r o mt h ep r o j e c to fn a t i o n a lh i g ht e c h n o l o g yr e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n tf r o g r a m ( 8 6 3p r o j e e t ) , n a m e d r e s e a r c ho nc o m p u t e ra i dc o n c e p t d e s i g n t e c h n o l o g yf o rp r o d u c t ( n o 2 0 0 2 a a 4 1 1 1 1 0 ) a n daf u n d e dr e s e a r c h p r o g r a mo fs h a a n x ip r o v i n c e ， t h es h a a n x ip r o v i n c ec u l t u r ei n d u s t r yi n f o r m a t i o n d e v e l o p m e mr e s e a r c h b yr e s e a r c h i n ga n da n a l y z i n gt h ec u r r e n ts t a t u so fs o f t w a r ei n t e r f a c ed e s i g n a n ds o f t w a r ei n t e r f a c ed e s i g nf o rc h i l d r e n ，a n db a s e do nm a r k e ti n v e s t i g a t i o n ，t h i s p a p e ra n a l y z e d a n dd i s t i l l e dt h e p h y s i o l o g yc h a r a c t e r i s t i c ，p s y c h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c sa n dc o g n i t i o nc h a r a c t e r i s t i c so f c h i l d r e nf o rs o f t w a r ei n t e r f a c ed e s i g n ， a n dc o m b i n e dt h o s ew i t h g r a p h i c i n t e r f a c e d e s i g n , s e m i o l o g y , c o g n i t i o n p s y c h o l o g ya n dd e s i g na r t , a d v a n c et h e ”c h i l d r e nc e n t e r e dd e s i g n ”m e t h o da n d p r i n c i p l eo fs o f t w a r ei n t e r f a c ed e s i g nf o rc h i l d r e n f i n a l l y , t o o ka s o f t w a r ei n t e r f a c e d e s i g na sa ne x a m p l e ；v a l i d a t e dt h ef e a s i b i l i t ya b o u tt h i sm e t h o da n dp r i n c i p l e t h i s p a p e ro f f e rt h ed e s i g n e ras y s t e m i cm e t h o da n dp r i n c i p l et od e s i g n s o f t w a r ei n t e r f a c ef o rc h i l d r e n a n df i l lu pt h ev a c a n c yo fi n t e r f a c ed e s i g nf o r c h i l d r e ni nt h ef i l e do f c h i h a , a n da l e s t a b l i s h e dab a s ef o r t h ef a r t h e rr e s e a r c h k e y w o r d ：d e s i g na r t ；c h i l d r e n ；s o f t w a r ei n t e r f a c e ；h a m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i o n ； i n t e r f a c ed e s i g n ； 西北工业大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 论文研究背景 第一章绪论 我国是一个人口大国，据2 0 0 6 年统计我国1 6 岁以下儿童有3 6 亿左右， 但是儿童和青少年的人均年儿童娱乐消费品消费仅2 0 3 0 元人民币( 2 禾3 6 美 元) ，远低于亚洲儿童人均年儿童娱乐消费品消费1 3 美元和全世界儿童人均年 儿童娱乐消费品消费3 4 美元的水平。如果中国儿童娱乐消费品产费达到亚洲平 均水平，市场规模预计将突破3 0 0 亿元人民币。内地儿童娱乐消费品市场未来 将以每年4 0 的速度增长，到2 0 1 0 年，销售额将超过1 0 0 0 亿元人民币。同时， 我国每年新增人口在1 6 0 0 万左右，相当于澳大利亚的全国人口，由此而带动中 国经济的增长大体可以达到3 至4 个百分点，市场前景非常可观。 近年来，随着我国经济保持持续稳定地增长，人民生活、消费水平的日益 提高，电脑、网络逐渐进入普通家庭，2 0 0 1 年底，家用电脑的拥有量约为9 0 0 万台，现在已远远超过1 0 0 0 万，电脑用软件市场也取得非常可观的发展，教育 软件已经占领整个软件市场的三分之一份额，与办公软件、财务软件形成三分 天下的局面，而面向儿童的各类软件大多具有益智、启蒙、教育的性质，也日 益得到我国家庭的重视。家长对孩子的投资已经从衣食满足开始逐渐转向精神 领域。众所周知，随着中国家庭经济收入的不断提高，社会就业压力的不断增 大，人才竞争愈来愈激烈，父母们的“望子成龙、望女成风”的心情更为迫切， 对于儿童来说，能够较早熟悉、应用电脑、网络，拥有一个好的起步，对于今 后的信息社会至关重要。 然而，相对于面向儿童的多媒体软件的巨大市场需求来说，我国的软件开 发商对于面向儿童的多媒体软件的开发却处于相对滞后，重视程度不够，这与 国内开发商的素质和意识有很大的关系，如何让商家领导管理阶层的素质与意 识提高是当前中国的一大现实问题【2 j 近年来，众多的软件厂商注意到这个巨 大的市场，纷纷涌入这个市场中，这是一个非常好的征兆，但是，有些软件厂 商并没有真正理解什么是儿童多媒体软件，将软件做成题库式，但没有针对用 l 西北工业大学硕士学位论文第一章绪论 户界面进行过任何设计、分析，或者将教材原封不动地搬上光盘，再配以一些 劣质音乐和动画就变成了多媒体教学；所有的教育软件几乎都是在电脑上应用， 而且这些软件并没有真正地体现出使用者与计算机的交互性功能，也没有充分 发挥计算机多媒体的优势，更谈不上优秀的界面、交互性设计，很难达到软件 设计的初衷，导致一些良莠不齐的儿童多媒体软件产品充斥市场之中。 综上所述，面向儿童的软件在我国有着强烈的市场需求，其原因有：第一， 我国儿童人口数量众多，而且发展趋势也很迅猛；第二，随着经济增长，家庭 消费水平提高，父母对于面向儿童的多媒体软件需求增加、购买力增强；第三， 也是最重要的一点，市场上缺乏对于面向儿童用多媒体软件设计的指导性理论、 设计方法、原则，针对儿童设计的多媒体软件设计存在巨大的缺口。 1 2 课题来源及研究意义 本课题来源于国家科技部高技术研究发展计划( 8 6 3 计划) 科技攻关项目 “面向产品创新的计算机辅助概念设计技术的研究( 2 0 0 2 a a 4 1 1 1 1 0 ) ”和西北 工业大学工业设计研究所承担的资助项目“陕西省文化产业信息化发展研究”。 本研究所得出的结论可填充现今面向儿童的软件市场上界面设计及研究这 一空白；可以作为面向儿童的软件界面设计的指导方向；为设计师设计面向儿 童的软件提供较为系统的原则与方法。通过面向儿童的软件界面设计来改善儿 童与面向儿童的软件之间的交互效能，提高儿童学习效率，增加面向儿童的软 件产品亲和力，设计出真正适合儿童使用的软件。突出了人性化设计，体现了 对儿童的关爱和以人为本的设计思想。使儿童与面向儿童的软件达到一种和谐 地互动，真正地为丰富儿童业余文化生活、提高儿童自身科学、文化修养做出 贡献。同时，也可以对有望开发面向儿童的软件的企业公司提供帮助和参考价 值，企业公司开发面向儿童的软件市场，既可满足家庭、儿童这方面产品的需 要，又可使企业获得巨大的经济效益，活跃市场经济。 1 3 论文主要研究内容 本论文是基于目前我国国内面向儿童的软件交互界面设计的现状，以儿童 2 西北工业大学硕士学位论文 第一章绪论 这一特殊群体为研究对象，通过理论，实践的分析、总结，提出了一套针对于 面向儿童的软件交互界面设计的理论方法，以求能够填补国内这一研究领域的 空白，为实际设计工作提供指导。研究内容主要分为以下几个部分： 1 通过对交互界面相关理论，对软件交互界面的相关理论：图形化用户交 互界面设计、符号学、认知心理学的研究、分析，总结软件界面设计的一些原 则，用于指导面向儿童的软件交互界面设计。并以此为支撑进行系统地设计研 究，建立面向儿童的软件交互界面设计的框架结构。 2 系统的分析了儿童在视觉、空间知觉、思维特征、记忆特征等方面的心 理特征，以及记忆，思维，智力，学习等方面的认知特征，并且结合儿童特有 的游戏心理机制，并就此分析、总结出面向儿童的软件界面设计的启示。 3 依据对儿童心理和认知的特征和以儿童为中心的软件界面设计理念，建 立了面向儿童的软件界面设计原则、方法。其中包括用户细分、以儿童为中心 的体验设计等。 4 概括总结出面向儿童的软件交互界面设计的设计原则，包括图形、符号 形象化的界面设计、简洁、易用的界面设计、游戏性、参与性的界面设计、趣 味性、文化性的界面设计、友好的、宜人的界面设计。同时概括总结出面向儿 童的软件交互界面设计的设计方法，具体的图形界面设计元素的设计方法、以 及交互性的设计等。 1 4 论文结构 第一章绪论 介绍本论文的研究背景，课题来源及研究意义，以及主要研究内容。 第二章交互界面的现状及分析 简单介绍了交互晃面的发展历程、现状、发展趋势，并且介绍了面向儿童 的软件交互界面国内、国外的现状，最后从对儿童软件界面设计的市场进行了 需求分析。 第三章软件交互界面设计相关理论研究 研究、分析了图形化用户交互界面设计、符号学、认知心理学这三门与界 面设计息息相关的理论，并且根据这些理论总结、提取出面向儿童的软件交互 3 西北工业大学硕士学位论文第一章绪论 界面设计的一些启示。 第四章几童特征分析及对软件界面设计的启示 系统的分析了儿童在视觉、空间知觉、思维特征、记忆特征等方面的心理 特征，以及记忆，思维，智力，学习等方面的认知特征，并且结合儿童特有的 游戏心理机制，并就此分析、总结出面向儿童的软件界面设计的启示。 第五章面向儿童的软件交互界面的设计原则与方法 以前几章中研究的界面设计理论、儿童特征为指导，概括总结出面向儿童 的软件交互界面设计的设计原则，包括图形、符号形象化的界面设计、简洁、 易用的界面设计、游戏性、参与性的界面设计、趣味性、文化性的界面设计、 友好的、宜人的界面设计。同时概括总结出面向儿童的软件交互界面设计的设 计方法，具体的图形界面设计元素的设计方法、以及交互性的设计等。 第六章面向儿童的软件交互界面设计实践 以小学高年级阶段的儿童为对象设计软件交互界面实例，验证了上述方法 与原则。 第七章结论 对全文做总结性陈述，说明论文的主要工作成果和不足之处。 4 西北工业大学硕士学位论文 第二章交互界面的现状与分析 第二章交互界面的现状及分析 2 1 交互界面的发展 自从2 0 世纪5 0 年代，电脑问世以来，短短地数十年间，电脑领域发展突 飞猛进，从最早的第一代电脑，即1 9 4 6 年美国宾州大学的两位教授制造的重约 3 0 吨的晶体管电脑开始，经历了第二代电脑、第三代电脑，直到1 9 7 2 年以美 国英特尔( 玳t e l ) 公司推出8 位元微处理器( c u p ) ，以及苹果公司推出的苹 果二号( a p p l e ) 电脑为标志的第四代电脑，电脑在世界范围内取得爆炸性 的普及，逐渐走出办公室等专业领域，步入普通老百姓家庭。最初，电脑的使 用者都是一些计算机专家，他们精通机械语言，并且当时还没有意识到交互界 面这个概念，接着，电脑开始介入工业界以及商业界，电脑的直接使用者拓展 到一些数据计算或者是数据处理专家，6 0 年代以来，出现了小型机，接着远距 离终端、分布式操作系统等相继出现，电脑开始进入非计算机专家用户领域， 此时，非专业人员常常要面对电脑复杂而烦琐的指令和数据输入所带来的困惑， 由此引发了“人要如何与电脑打交道才方便”这样的问题，也就是人机交互问 题。 交互界面( i n t e r f a c e ) ，是人与电脑之间传递、交换信息的媒介，是用户使用 计算机系统的总和操作环境，通过交互界面，用户向电脑系统提供命令、数据 等输入信息，这些信息经过电脑系统处理后，又通过交互界面把产生的信息回 馈给用户( 图2 1 ) 。 交互界面 输入 操作方式 输出 显示方式 图2 1 交互界面 5 西北工业大学硕士学位论文第二章交互界面的现状与分析 人们对于人机系统关系认识问题探索由来已久，在电脑出现的不足半个世 纪的时间中，交互界面技术经历了巨大的变化，经历了命令界面、图形界面、 多媒体界面等主要发展阶段【3 l 。 命令语言交互界面是最早使用的一种控制电脑系统运行的交互界面。它由 用户驱动的语言，即由用户发起和控制对话，用户按照命令语言的语法输入命 令给电脑，然后电脑解释命令语言，完成命令语言规定的功能并显示运行结果。 命令语言交互的主要设备是键盘，在进行交互时，用户必须精确地输入电脑可 以接受的命令，因此用户需要记忆许多命令和功能键。命令语言交互界面的优 点是快速、高效、精确、简明、灵活，而且不占用显示时间和屏幕空间，使屏 幕显示紧凑和高效。但是，命令语言交互界面的缺点也异常明显：它要求用户 记忆众多烦琐的命令和功能键，并且可识别性差，只适用与熟练型或专家型用 户，它的所有优点只有对能够熟练掌握命令和功能键的用户才真正存在。 图形用户交互界面( g r a p h i c a lu s e ri n t e r f a c e ，简称g u i ) 是当前交互界面 的主流，它起源于2 0 世纪6 0 年代，是一种使用图形的方式，借助菜单、按钮 等标准界面元素和鼠标操作，帮助用户方便地向电脑系统发出指令、启动操作， 并且将系统运行的结果同样以图形方式显示给用户。图形用户交互界面的基本 元素有：窗口、下拉式菜单、按钮、滚动条、图标、鼠标等，用户通过这些基 本元素与电脑实现交互。图形用户交互界面具有非常大的优势：它采用图形交 互的方式，极大地方便了非专业用户的使用，人们不再需要死记硬背大量枯燥、 烦琐的机械式命令，而可以通过窗口、菜单方便地进行操作，可以直接对屏幕 上的对象进行操作，比如拖动、删除、点击，甚至放大、旋转等等，用户执行 操作后电脑会立刻反馈信息或者结果，真正做到了“所见即所得( m t y o us e e i sw h a ty o ug e t ) ”。但是，图形用户交互界面也存在一些缺点：需要占用较大 的屏幕空间、难以表达非空间性的抽象信息的交互等等。 媒体( m e d i a ) 是信息传播的载体，如图像( i m a g e ) 、声音( a u d i o ) 、文 字( t e x t ) 等。多媒体技术是一种将人类各种交流表达形式如数字、文字、声 音、图形、图像、视频等进行综合处理( 包括存储与传输) 的技术。多媒体交 互界面是以多种媒体信息的交互为对象，目的在于人与电脑之间的多感官、多 6 西北工业大学硕士学位论文第二章交互界面的现状与分析 功能、多通道的通信并完成人对电脑的充分操作和控制。多媒体交互界面是使 用多种信息建立逻辑连接而集成的一个交互系统，它融视、听、图文、影像于 一体，给用户提供各种感觉通道便于接受信息，同时使用户获得一种美的享受， 它丰富了信息表现形式，发挥了用户感知信息的效率，拓宽了电脑到用户的通 信带宽，使用户可以交替或同时利用多个感觉通道进行交互。 2 2 软件交互界面设计的现状及发展趋势 2 2 1 软件交互界面设计的现状 软件交互界面经过这么多年来的发展，图形用户交互界面( g u i ) 是已经 逐渐演变为当前众多操作系统，网页、应用软件交互界面的主流形态1 4 1 。图形 用户交互界面这一概念最早是由2 0 世纪6 0 年代被道格拉斯恩格尔巴特提出， 7 0 年代由施乐公司帕洛阿尔托研究中心进一步完善。我们现在的普遍意义上的 g u i 便是由此产生的。而最早应用图形用户交互界面的软件是一家公司为电子 制表软件而设计的，这款软件就是具有传奇色彩的v i s i c a l c 。( 图2 2 ) 其后， 美国苹果( a p p l e ) 公司发布的m a c i n t o s h 操作系统、美国微软( m i c r o s o f t ) 公 司发布的w i n d o w s 操作系统真正把电脑带入图形用户交互界面时代，以 m a c i n t o s h 、w i n d o w s 为平台的众多应用软件也纷纷采用图形用户交互界面，相 关理论越来越成熟，设计水平日益提高。 图2 - 2v i s i c a t c 近年以来，社会逐步步入信息社会，以电脑为首的众多信息产品纷纷亮相， 7 西北工业大学硕士学位论文第二章交互界面的现状与分析 对社会发展起到了巨大的推动作用，同时多种多样的信息、数码产品也极大的 丰富了社会群众的文化生活，乃至对人们的生活习惯都造成了天翻地覆的变化 电脑操作平台、应用软件产品、手机通讯移动产品、p d a 产品、数码产品、智 能家电产品、游戏产品以及网络，纷纷导入人性化、操作简便、富有美感的图 形用户交互界面，起到了非常有效的互动作用( 图2 3 ) 。 p d a 操作系统图形化界面 视频游戏( v i d e og a m e ) 图形化操作界面 8 西北工业大学硕士学位论文第二章交互界面的现状与分析 网站图形化界面 图2 3 而有关图形用户交互界面的研究、应用，国外众多公司、研究机构早已走 在了前面，并且取得了可观的成果m 。纵观国际相关产业在图形化用户交互界 面设计方面的发展现状，许多国际知名公司( 比如以p h o t o s h o p 产品为代表， 专门制作图形图像设计软件的a d o b e 公司等) 早己意识到g u i 在产品方面产生 的强大增值功能，以及带动的巨大市场价值，因此在公司内部设立了相关部门 专门从事g u i 的研究与设计，同行业间也成立了若干机构，以互相交流g u i 设计理论与经验为目的。 相比国外，我国的图形化用户交互界面设计的研究与应用相对处于落后状 态，众多国内公司或者是对图形化用户交互界面没有足够的认识，没有意识到 其巨大的市场价值，或者是图形化用户交互界面设计水平滞后，抄袭、仿造现 象严重，这对于提高产业综合素质，提升与国际同等业者的竞争能力等等方面 无疑起了制约的作用。近年来，随着中国r r 产业，移动通讯产业，家电产业、 游戏产业等的迅猛发展，电脑等信息化产品在办公、家庭领域的迅速普及，可 以预见的市场潜力、商业价值巨大。 2 2 2 软件交互界面设计的发展趋势 软件交互界面经过命令语言交互界面、图形用户交互界面、多媒体交互界 面的发展，人机交互的自然性在设计中的地位越来越重要，今后的软件交互界 9 西北工业大学硕士学位论文第二章交互界面的现状与分析 面设计将会有如下一些趋势【6 l 。 多通道交互晃面。随着多媒体技术的迅猛发展，使得电脑到用户的通信带 宽大大提高，可以预见，未来，多通道交互界面一定会大显伸手。所谓多通道 交互界面，旨在充分利用一个以上的感觉和运动通道的互补特性来捕捉用户的 意向，增进人机交互的自然性，充分运用人的感觉通道、运动通道，协同合作， 来实现自然的、高效的人机通信。 虚拟现实交互界面。虚拟现实( v i r t u a lr e a l i t y ，简称v r ) 是美国国家航 空和航天局及军事部门开发的一项高新技术。它通过电脑向人输出仿真的环境 信息，这些信息跟随使用者的视线、动作、语言、位置等信息变化而变化，给 人以逼真的交互体验。虚拟现实交互界面借助虚拟现实技术，给用户以身临其 境的感受和体验，它将会大大改变目前交互界面简单、单一、不直观、不自然 的交互方式，为未来的交互界面提供了种全新的、更加友好的、更加直接的 用户界面，将会对信息化社会的发展产生巨大而深远的影响。 基于w e b 技术的交互界面。随着i n t e r a c t 、无线设备以及移动通信技术的 发展，我们已经进入互联网时代，用户更加广泛，使用需求更加灵活 7 1 。用户 可以通过互联网与其它用户提供的信息进行交互，w e b 技术的出现拓宽了人机 交互的形式，用户可以通过友好的图形化界面轻松的与全世界分享各种信息， 达到了人一机一人的完美互动。 2 2 3 面向儿童的软件交互界面的现状 随着个人电脑( p e r s o n a lc o m p u t e r ) 、网络( i n t e m e t ) 的普及、渗透，信息时 代的到来，对人们生活带来巨大的变化，应用信息技术、图形图像技术、网络 的崭新的娱乐、教育方式相继出现，比如视频游戏、网络教学、电教课件等等， 这些变化同样也对儿童这一特殊群体产生了深远的影响，近年来，即使一般家 庭的儿童，也有机会接触到新媒体，新的交互方式，而一些教育机构，如学校、 幼儿园等更是可以采用这些新技术结合传统儿童教育、娱乐方式，对儿童的教 育、娱乐、乃至身心健康起到很好的引导、塑造1 8 】。 国外方面，儿童这一特殊用户群体市场已经渐显成熟，趋于完善，并且国 西北工业大学硕士学位论文第二章交互界面的现状与分析 外儿童已经较好的融入了信息社会，据美国儿童有线电视广播公司尼克罗迪恩 o n l e 调查，美国6 7 的儿童通过网络获得信息，6 5 则是玩游戏，4 9 的 儿童在聊天室聊天或使用b b s ，4 8 的儿童利用互联网进行创造性活动，4 6 的 儿童下载网上资料。可见，国外的儿童网络普及率已经相当的高了。目前，国 外针对儿童的产品市场，同时，面向儿童的交互应用也已经走在了时代前列， 并且取得了一定的成果，无论是面向儿童的网站、教育、娱乐软件、设施导航 系统等，数量众多，且都比较有新意，富有设计意味，而且取得了比较令人满 意的交互效果。例如由麻省理工大学媒体技术的教授n i c h o l a s n c g r o p o n t e 发起 的，专门针对儿童用户设计开发的笔记本电脑o l p c ，不仅外观造型新颖、别 致，而且，设计师特别为该电脑设计了美观、交互性出色的图形化操作界面。 再例如国外某个面向儿童的网站的图形化界面设计，不仅布局合理，按钮、图 标等图形化界面元素也构思巧妙，整体效果趣味、美观，能够极大的调动儿童 k 的积极性，可以说是一个成功的面向儿童的交互界面设计实例。( 图2 - 4 ) o l p c 电脑外观造型 西北工业大学硕士学位论文第二章交互界面的现状与分析 o l p c 图形化操作界面 国外某个儿童网站界面 图2 - 4 国内方面，儿童用品市场由于原本发展、起步就落后于国外，面向儿童的 软件交互界面设计更是无法与国外相提并论。虽然近年来各种面向儿童的多媒 体产品如电教、科普软件等纷纷涌现，市场规模、种类已经文化含量比起以往 也有所提升，但是凸现出的问题也同样突出，首先，国内针对儿童这一特殊用 户群体还没有取得足够的认识、对待，众多儿童信息产品的交互界面设计或者 是根本不重视交互界面设计，只是简单的将一些图形元素随意堆砌，不仅不美 观，而且交互性极差，又或者是借鉴、抄袭国外相关设计，原创要素极少。而 且国内针对面向儿童的软件交互界面设计的研究少之又少，相关理论不成熟， 不足以指导实际设计工作。例如某个儿童教育软件界面设计，文字、构图、图 形化界面元素、色彩等等都是随意堆砌，缺乏统一感，不够美观，并且交互性 1 2 西北工业大学硕士学位论文 第二章交互界面的现状与分析 差。( 图2 5 ) 国内某个儿童用软件界面设计 图2 - 5 2 2 4 面向儿童的软件交互界面设计的发展趋势 随着新技术的不断发明、完善，可以预见，面向儿童的软件交互界面设计 也会进一步发展。 一方面，图形化界面设计研究日趋完善，相关理论愈发成熟，设计方法不 断推陈出新；同时，随着儿童群体越来越受到社会的重视，越来越多的设计师 投入到面向儿童的软件交互界面的研究与设计之中来，研究符合儿童生理、心 理、认知习惯的图形符号语言、设计方法与设计原则。可以预见，在未来的一 段时间之内，以图形界面方式为主流的面向儿童的软件交互界面设计依旧会是 主要设计方式，这种方式在众多设计师、研究学者的努力之下会更加完美，从 而达到巅峰状态。 另一方面，当今的设计界涌现出很多崭新的、激动人心的新型态交互方式： 多媒体交互界面、多通道交互界面、虚拟现实交互界面等等，都将用户与电脑 之间的距离拉的更近，使人机交互愈发直观、便利，这些新技术对于儿童这个 自身具有鲜明特征，同时也具有众多特殊限制的群体来说，更加有用武之地。 这些全新技术在面向儿童的软件交互界面设计的应用，一定会给儿童与电脑的 交互方式带来天翻地覆的变化。 1 3 西北工业大学硕士学位论文第二章交互界面的现状与分析 最后，当今社会中w e b 技术的飞速发展，必然也会影响到面向儿童的软件 交互界面设计。将网络化、信息化技术融入面向儿童的软件交互界面设计之中， 势必会打破传统的儿童一电脑的单对单、线状的交互方式，儿童将会有更多的 机会参与到人一机一人的网状交互之中来，这对儿童的早期教育、知识面拓展 等都将会做出巨大的贡献，同时也会赋予儿童交互界面设计师更多的挑战与机 会。 2 3 面向儿童的软件交互界面需求分析 现在我国的儿童软件市场中从事研制开发的厂商约有1 5 0 家左右，开发出 的软件更是种类繁多，据调查大约在3 0 0 0 种以上。其中绝大多数产品都是电教 类型产品，存在着许多不足之处，例如有些产品交互性极差，仅仅是把传统的 单方面灌输的教学模式披了一件多媒体的外衣，极度缺乏与儿童的互动。并且 基本所有的产品软件交互界面都缺乏设计，不仅不美观，文化性、美感匮乏， 而且图形界面设计元素可是说是胡拼乱凑，只是一些互不相关、与软件主题毫 无丝毫联系、严重缺乏统一感的图标、按钮等等的简单堆砌，可以看得出来产 品制作过程中很少或者根本没有界面设计师、交互设计师的参与，并且缺乏一 些关于面向儿童的软件交互界面设计理论的指导，其最终的效果我们可想而知 了。 图2 - 6 1 4 西北工业大学硕士学位论文 第二章交互界面的现状与分析 例如上图( 图2 6 ) ，软件交互界面可谓是色彩斑斓，炫目异常，或许这样 会带给人一些美感，但是，制作者却忽视了一个问题：这种花里胡哨的界面会 不会分散用户的注意力呢? 儿童作为一个特殊群体，从儿童认知心理研究中， 我们可以得知，儿童思维活跃，注意力难于集中，容易分散精力，类似这种色 彩复杂，重点无法突出的交互界面，会产生预期的效果吗? 图2 7 再例如上图( 图2 7 ) ，简单的几个图形、按钮的单调堆砌，再配以一个背 景。一个成功的软件交互界面设计，不仅仅是要求界面美观、交互性好、操作 简单，界面的主题性、文化性同样是一个重要的因素，我们在设计软件交互界 面时，应该给整个软件赋予一个大主题，这样设计出来的软件才能具有统一感， 同时能够使用户感觉到一股浓郁的人文气息，给界面赋予了一定的文化底蕴。 而儿童作为一个特殊群体，如果我们在为儿童做界面设计时考虑到主题性，更 是能使儿童产生角色代入感，增加儿童的学习兴趣。 图2 8 再例如上图( 图2 - 8 ) ，这是某个儿童软件交互界面中的图形式交互按钮， 一些莫名其妙的图形，缺乏组织、缺乏构图的任意摆放，更可怕的是当用户不 堕! ! 三兰竺奎兰堡主兰垡堡奎翌三雯銮三墨亘塑婴鉴兰坌堑 知其所谓，把鼠标移动到按钮上时竟然不会弹出文字说明，我们可以想象这样 的设计对用户带来的困惑，至少也会让用户感觉到挫折感。 图2 9 再例如上图( 图2 9 ) ，这是某个儿童软件中的一个小智力游戏，内容是让 儿童摆放火柴得出正确答案，但是，当儿童满心欢喜地用鼠标点击图中的火柴 图像，打算用鼠标拖拽火柴从而尝试得出答案时，结果却是火柴根本无法拖动， 原来，游戏的要求是你在现实中找一盒火柴，按照屏幕中的图案摆放，然后再 自己摆弄。这本来是很好的一个展现儿童与软件互动，展现交互性的机会，结 果却是这样的让入哭笑不得。 以上只是简单的举了一些我在市场调研中遇到的例子，事实上，目前市场 中的产品的界面设计中存在的问题绝对不止这些。可以看出，我国当前的面向 儿童的软件交互界面设计理论处于异常匮乏的时期，设计无法跟的上市场需求， 滞后于市场需求。 2 4 本章小结 交互界面经过近几十年的不断发展、完善，已经形成了一套比较系统的设 计方法，而菌向儿童的软件界面设计才刚刚起步，本章通过研究交互界面的发 展、现状、未来趋势，面向儿童的交互界面的现状，存在的不足，以及对儿童 交互界面的需求分析，凸现了构筑面向儿童的软件交互界面的必要性。 1 6 西北工业大学硕士学位论文第三章软件交互界面设计相关理论研究 第三章软件交互界面设计相关理论研究 3 1 图形化用户交互界面设计理论 图形化用户交互界面( g r a p h i c a lu s e ri n t e r f a c e ，简称g u i ) 已经无可争议 地成为当前交互界面的主流。它的优点已经是有目共睹：它采用图形交互的方 式，直观易懂；用户而可以通过窗口、菜单方便地进行操作，可以直接对屏幕 上的对象进行操作；用户执行操作后电脑会立刻反馈信息或者结果，真正做到 了“所见即所得( 狮m ty o us e ei sw h a ty o ug e t ) ”。因此，研究图形化交互界 面对研究面向儿童的软件交互界面设计具有极大的帮助，能够给我们更多的启 发【。 3 1 1 图形化用户交互界面发展过程 正如文章前面所提到的，图形化用户交互界面这一概念最早是由2 0 世纪 6 0 年代被道格拉斯恩格尔巴特提出，7 0 年代由施乐公司帕洛阿尔托研究中心 进一步完善【1 ”。之后，图形化用户交互界面设计研究继续发展，苹果( a p p l e ) 公司于1 9 8 4 年开发的m a c i n t o s h 电脑是第一个成功使用图形化用户交互界面， 即g u i 的商业电脑。该g u i 将界面隐喻得以贯彻：文件看起来像一张纸，目 录被设计成文件夹的样子，而回收站被设计成垃圾桶的样子，这些设计大胆采 用界面隐喻，将图标设计比喻为现实生活中相关事物，使用户一见即明，并且 产生亲切感，可以说是一个伟大的创举，意义深远。同时，该g u i 还有一整套 诸如计算器、便笺薄、闹钟等用户可以随意在桌面上放置附件，也可以简单地 将文件和文件夹拖动到垃圾桶即可删除文件，同时下拉菜单也被导入( 图3 1 ) 。 1 7 西北工业大学硕士学位论文第三章软件交互界面设计相关理论研究 1 9 8 4m a c i n t o s h 电脑图形化用户交互界面 图3 1 之后，m a c i n t o s h 的图形化用户交互界面一直不断设计发展，从单调的黑白 界面变成8 色、1 6 色、真彩色，并且在稳定性、应用程序数量、界面效果等各 个方面，都取得了极大的进步。苹果的操作系统从7 6 版开始，正式更名为m a c o s ，此后继续发展为m a co s8 、m a co s9 ，直至m a co s9 2 2 以及今天的m a c o s1 0 3 。在2 0 0 0 年，苹果公司发布了其a q u a 界面的m a co sx ，它使用p d f 作为图形布局，借助近年来硬件技术的飞跃发展，界面效果异常美观，也取得 了非常好的交互性( 图3 - 2 ) 。 m a c o s x 图3 - 2 1 8 西北工业大学硕士学位论文 第三章软件交互界面设计相关理论研究 美国微软( m i c r o s o f t ) 公司于1 9 8 5 年发布了第一个版本的w i n d o w s 。之后， w i n d o w s 继续发展，g r i n d o w s1 0 、w m d o w s2 0 、w i n d o w s3 0 ，接着到1 9 9 5 年w m d o w s9 5 发布、1 9 9 8 年w i n d o w s9 8 发布、2 0 0 1 年w i n d o w sx p ，到2 0 0 6 年新一代操作系统v i s t a 的发布，从图中可以看出，g r m d o w s 操作系统同样在 一直进化、完善( 图3 3 ) 。 w i n d o w s1 o w i n d o w s9 5 1 9 茵北工业大学硕士学位论文第三章软件交互界面设计相关理论研究 w i n d o w sx p v i s t a 图3 3 同时，基于m a c 、w i n d o w s 的众多应用程序、软件也导入图形化用户交互 界面，并且不断改进、完善，无论是在美观方面还是交互性方面，都给我们很 好的研究案例。 西北工业大学硕士学位论文第三章软件交互界面设计相关理论研究 3 1 2 图形化用户交互界面的特性 与其它形态的界面( 如印刷品、电视媒体、文本界面等) 相比，图形化用 户交互界面有其特征。只有对其特性有深刻的认识、理解，我们才能更合理地、 有效地指导面向儿童的软件交互界面设计研究工作，充分发挥这些特性的优越 性。一般地来说，图形化用户交互界面主要具有以下的一些特性。 1 可视性 视觉是人类获取信息的主要途径。可视性在人机之间架设起一个宽阔的信 息通道，它是图形化用户交互界面的基础。文本、图形图像、动画、视频被广 泛使用。但是，可视性也往往受到显示设备的影响与限制，成为设计中的不确 定因素。 2 交互性 系统应向用户提供主动的和被动的交互，比如用户发出命令，系统产生反 馈，或者是系统给出信息，用户做出响应。交互性应该具有灵活性，系统可以 根据用户和工作情况的不同提供不同的界面和工作方式，也应该允许用户自主 地选择交互的方式。 3 透明性 系统应该是容易被用户理解的，它以一致性的方式进行交互和工作，不管 系统的后台工作方式或实现方式多复杂，用户随时都可以了解系统的工作情况 并能预测系统的后台工作方式或实现方式有多复杂，用户随时都可以了解系统 的工作情况并能预测系统的行为和结果。 并且，一个设计良好的界面能够帮助用户将注意力集中在他所做的工作上， 界面本身毋须分散用户太多关注，不应该成为用户交互的障碍，用户应该能够 自然的进行他的工作，而作为工具的界面好比是透明的，不会对用户的人机交 互造成困难。 4 直接操纵性 可视性带来的直接好处就是用户可以以他们在现实生活中的行为方式来进 行界面操作，即隐喻。例如，用户如果想要删除一个文件，可以用鼠标直接把 它拖拽到回收站，就好比现实中我们要丢弃一个垃圾，我们会拿起它，把它扔 2 l 西北工业大学硕士学位论文第三章软件交互界面设计相关理论研究 进垃圾箱里去。这种隐喻的设计方式的好处是，即使是未经过专门操作培训的 用户同样也能很快的掌握操作。而且具有优良的直接操纵性，当用户通过界面 去完成一项任务时，仿佛就是他本人在直接做这件事，这会给用户工作带来更 高的效率和更大的满足感。 3 1 3 图形化用户交互界面设计的内容 我们在进行图形化用户交互界面设计之时，应该关注以下一些内容。 ，、 邗1 席构设计 、 结构设计是征购图形化用户交互界面设计的基础，在设计的初始阶段，需 要通过对用户研究和任务分析，制定出产品的整体架构。将界面拆分为若干模 块，尝试各种组合的可能性，以便结合后面的各项设计，并进行评估。而且， 软件存在显性的界面和隐性的界面。显性界面的就是直观可以看到的，比如表 层界面上可以看到的按钮、菜单、图标等等。而隐性界面是通过交互会显现出 来的，比如按钮的变化、菜单展开的样子。我们在进行结构设计时候应该对于 这两种形式的界面都要加以考虑。 八 ( 2 交互设计 采用不同的交互方式会引起用户不同的操作行为。良好的交互方式设计将 向用户提供有效的控制、及时的反馈和有益的帮助信息，能够使用户更好地完 成任务，增强用户的信心并且建立对系统的信任。是使用菜单、表格、命令语 言，还是直接操纵，是使用提示框、动画，还是声音信号，如何选取合适的交 互方式要根据具体实现的功能或者是任务流程来正式确定。 3 视觉设计 初始的视觉设计应该尽可能的不要受到软件功能性的限制或者是某种结构 设计的限制，设计师应该充分地发挥创造力，然后再结合各方面因素评估其可 行性。设计风格是平面化还是立体化、是简洁型还是复杂型，是富有时尚气息 还是体现怀旧情绪等等，视觉风格的确定要基于对用户层次的分析、研究，对 任务和产品形象的策划等等因素来最后确定，然后再以此来定位决定整体界面 效果、界面元素的视觉形式等。 西北工业大学硕士学位论文第三章软件交互界面设计相关理论研究 4 可用性设计 交互方式的确定、界面的视觉设计等等，最终的服务对象都应该是可用性 设计。设计师在整个界面设计过程中应该时时考虑到可用性因素，并且随时对 设计进行有效地评估。比如一个图形界面元素按钮的放置位置，我们在设计时 应该考虑到整体界面风格、用户使用习惯、最佳的视觉表现效果等等众多因素， 而不是盲目地、随意地将按钮放在一个任意的位置即可，这样将会使界面的最 终交互效果大打折扣，并且给用户带来挫折感。良好的可用性设计意味着给用 户带来更多的便利，能够赢得更多用户的支持，其重要性不言而喻。 5 综合和反复的设计 上述四个方面的设计在图形化用户交互界面设计中不是彼此孤立的，他们 是一个矛盾又统一的整体，相互影响又相互促进。例如，设计师在确定结构设 计的时候必须也要同时考虑到交互性、视觉效果和可用性的问题，选取某一交 互方式，也就意味着同时就会采取一定的视觉形态的界面元素和一定风格的界 面布局，而界面元素形态和界面风格布局的确定，也要同时考虑到可用性的问 题。总之，设计师在设计一个软件界面的时候，各项工作是综合展开，共同考 虑的。， 3 1 4 图形化用户交互界面设计的一般性原则 1 一致性原则 同一个用户界面中，所有的菜单选择、命令输入、数据显示和其它功能都 应该保持风格的一致性，一致性主要包括以下几个方面。 ( 1 ) 用语、用词的一致性 用户界面中的功能名、提示语句、错误信息等等要统一，控制与命令的名 称要与流行软件和环境软件( 比如操作系统) 尽量保持一致。 ( 2 ) 操作方法的一致性 比如回车键、组合键、鼠标等操作方法的定义应该尽量环境软件的定义保 持一致，或者与常用的流行软件保持一致，例如双击鼠标左键启动程序、c t r l + c 为复制、c t d + v 为粘贴等等。 2 3 西北工业大学硕士学位论文第三章软件交互界面设计相关理论研究 ( 3 ) 界面风格的一致性 同一个用户界面，各个次级界面的设计风格，背景、色彩、按钮、滚动条、 文字的字形、大小等等，都应该保持一致性。这样才会给用户统一感，同时也 便于用户进行操作。 ( 4 ) 数据格式的一致性 要保持数据的显示与输入格式一致，并且输入格式要尽可能的与流行软件 保持一致。 ( 5 ) 系统响应的一致性 系统对于相同或者类似的操作，响应方式应该保持一致，例如相同的信息 应该用相同的方式在相同的位置显示。 2 易用性原则 ( 1 ) 界面显示的信息应该清晰明了，易读易懂。 ( 2 ) 界面的操作应该简单方便，直接有效。 ( 3 ) 能够及时向用户传递准确的信息，执行命令过程中应该及时地显示运 行状态、运行结果，不给用户造成迷惑感。 ( 4 ) 尽量减少用户的负担，要求用户进行判断或记忆的信息应该尽量减少。 3 易学性原则 要使界面具有直观性。功能直观、操作简便、状态明了的界面，用户一学 即会。尤其是对于那些不会经常性的操作电脑，或者是初次接触软件的用户， 易学性尤其重要。 ( 1 ) 界面中要尽量采用形象化的图标和图形图像，如计算器、日历、垃圾 桶等等形象化、有隐喻性的图标。 ( 2 ) 标签名、功能名等用词、用语尽量明了易懂，不含糊。尽可能采用应 用领域中的用词与用语。 ( 3 ) 界面操作过程要尽量与行业的实际流程保持一致性或者相