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语音超文本界面设计的实验研究崔艳青 浙江入学硕士学位论 语音超文本界面设计的实验研究 摘要 语音超文本是利用超文本组织信息的语音系统。该系统能满足视觉缺失或视 觉受限场合用户的特殊需要，具有广泛的应用前景。语音超文本界面的工效学研 究直接推动了界面的优化设计，从而促进了语音超文本系统的发展。本研究试图 对语音超文本系统中信息组织与呈现进行实验探索，以期为语音超文本界面的优 化设计提供心理学依据。 本研究包括三个实验。实验一主要研究语音超链接数目与放试作业绩效之删 的关系，以确定语音超链接的广度；实验二考察语音超链接时间间隔和输入指示 对被试绩效的作用模式：实验三探索视觉辅助信息对语音超文本作业绩效的影 响。实验在模拟的语音超文本系统中进行，以正确率和完成任务时间作为评价被 试绩效的依据。 本研究获得以下结论： 1 ) 语音超链接数目应该控制在3 个以内； 2 ) 当语音超链接数目大于3 时，被试选择作业中存在目标位置效应，对语 音超链接系列两端的项目作业绩效最高，对中间的项目作业绩效最低： 3 ) 语音超链接时间间隔的适当增大可以提高被试作业的正确率； 4 ) 输入指示对绩效的作用受到呈现通道的影响，使用听觉通道显示时，输 入指示降低了被试的作业绩效，但是使用视觉通道时，它对被试绩效有 促进作用； 5 ) 语音超链接数目指示可以提高被试完成任务的续效。 关键词：语音超文本语音超链接广度输入指示数目指示 堡童墼兰查墨堕堡生堕壅壁塑壅 堡塑童 塑竖查兰塑主兰堕兰兰 e x p e r i m e n t a lr e s e a r c ho na u d i o h y p e r t e x ti n t e r f a c ed e s i g n a u d i o h y p e r t e x t i sa na u d i t o r ys y s t e m ，w h i c hp r e s e n t s s p e e c hi n f o r m a t i o nw i t h h y p e r t e x ts t r u c t u r e a n di tc a nb ew i d e l yu s e di nt h ec i r c u m s t a n c e sw h e r ev i s u a l i n f o r m a t i o ni sl i m i t e do rc a n n o tb eu s e ds u c ha sv i s u a l l yi m p a i r e du s e r si no r d e rt o p r o m o t et h i sa u d i o - h y p e r t e x ts y s t e mi n t op r a c t i c a lu s e ，m a n yr e s e a r c h e so fu s e r i n t e r f a c e sf o rt h es y s t e mn e e dt ob ed o n e t h i ss t u d yt r i e dt op r o v i d es o m eg u i d e l i n e s o fu s e ri n t e r f a c e d e s i g nb yt e s t i n gt h ee f f e c t i v e n e s so fd i f f e r e n ti n f o r m a t i o n o r g a n i z i n gs t r u c t u r e sa n dp r e s e n t i n gm e t h o d si nt h ea u d i o h y p e r t e x t t h r e ee x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e di nt h i ss t u d y t h ef i r s te x p e r i m e n tt e s t e dt h ee f f e c t o fa u d i oh y p e r l i n kn u m b e ro nu s e rp e r f o r m a n c e m e a n w h i l et h eb r e a d t hi nt h e a u d i o h y p e r l i n kd e s i g nw a si n v e s t i g a t e d t h es e c o n de x p e r i m e n tw a so nt h ee f f e c to f t i m e o u ta n da u d i t o r yp r o m p t so nu s e lp e r f o r m a n c et h el a s to n ew a so nt h ee f f e c to f v i s u a la i d so nu s e rp e r f o r m a n c e m a i nc o n c l u s i o n so f t h i sr e s e a r c ha r ea sf o l l o w i n g ： 1 ) n u m b e ro fh y p e r l i n ki na u d i oh y p e r t e x ts y s t e m ss h o u l dn o tb em o r et h a n t h r e e 2 ) i ft h en u m b e ro fa u d i o h y p e d i n kw a sm o r et h a nt h r e e ，t h es e r i a l - p o s i t i o n e f f e c t ( r e c e n c ye f f e c ta n dp r i m a c ye f f e c t ) i nt h es u b j e c t s p e r f o r m a n c ew a s f o u n d 3 ) w i t h i n8 0 0m s ，t h el o n g e rt h et i m e o u tb e t w e e na u d i o h y p e f l i n k s ，t h eb e t t e r t h es u b j e c t s p e r f o r m a n c e 4 、e f f e c t s o fi n p u t p r o m p td e p e n d e dm u c ho nm o d a l s i n p u t p r o m p t j o m a u d i t o r ym o d a li n t e r f e r e dw i t hs u b j e c t s o p e r a t i o n ，w h i l ee x t r av i s u a la i d s e n h a n c e dt h e i rp e r f o r m a n c e 5 )s u b j e c t s w * r f o r m a n c e w a s s i g n i f i c a n t l yi m p r o v e d i ft h en u m b e ro f a u d i o h y p e r l i n kw a sp r o m p t e db e f o r et h ea u d i o h y p e r t e x tp r e s e n t a t i o n k e yw o r d s ：a u d i o - h y p e r t e x t ，a u d i o h y p e r l i n k ，t t m e o u t ，i n p u t - p r o m p t n 堕燮查墨堕垦茎塑壅笙堑塞 崔艳青 浙江大学硕士学位论文 1 引言 超文本( h y p e r m x t ) 是利用结点和超链接组织信息，让用户自主控制 阅览进程的信息呈现形式，它是近年来人一计算机交互( h u m a nc o m p u t e r i n t e r a c t i o n ，h c i ) 中颇受关注的领域。最近超文本的设计思路又被引用到 语音系统中，出现了应用超文本方式组织语音信息的语啻超文本 ( a u d i o h y p e r t e x t ) 系统。 1 1语音超文本的发展 2 0 世纪以来，人一计算机界面领域的研究取得了长足的进展，继开发 了成熟的图形用户界面( g r a p h i cu s e ri n t e r f a c e ，g u i ) 后，为满足特殊用 户需求的界面系统也受到研究者的广泛关注，语音界面就是一个典型的例 子。语音界面不仅满足了视觉缺失用户的需要，而且解决了图形用户界面 中视觉显示面积受限的问题，因此具有广泛的应用前景。然而与图形用户 界面相比，基于听觉通道的语音界面也带来了一些新问题。语音系统的信 息传递速度较慢，并且信息呈现序列化，这势必增大用户的认知负荷，从 而影响系统的可用性。 针对语音系统存在的问题，目前主要有两种解决途径。第一，提高语 速。提高语速可以直接提高语音信息的传递速度，但是语速提高的同时， 也会降低信息的可懂度，而且语速变化的范围也不大。第二，引入超文本 的信息组织方式，选择性地呈现信息。把超文本引入到语音信息的组织中， 让用户在与系统的交互中选择路径、控制进程，用户有可能跳过无关信息， 尽快定位所需的内容，从而提高人与语音系统的信息传输效率，这就是语 音超文本的明显优势( r a m a n & g r i e s ，1 9 9 4 ；p e t r i e & m o r l e y e ta l ，1 9 9 7 ； j a m e s ，1 9 9 7 ) 。 表1 - 1 视觉超文本界面与语音超支本界面差异比较 输出设备输入设备催息内窖感觉通逮编码方案时空依存性 视觉趣视觉终端鼠标、指文字、图、视觉为主色调、亮度、在空间维度 文本 点设备簿 表、图像 对比度、面展开不受 等积、距离等时间限制 语音超耳机、音按键、语语音、声听觉为主音高、音强、在时间维鹰 文本籍等音识别系音音色、旋律、展开，不受 统等时问间隔等空间限制 如袭1 1 所示，语音超文本与视觉超文本之间存在很大差异，因此， 视觉超文本的设计思想不能直接推论到语音超文本系统中。早期研究通过 对视觉超文本语音化的方法建构语音超文本系统，它们的可用性水平普遁 语音超文本界面设计的实验研究崔艳青浙江大学硕学位论文 较低( y a n k e l o v i c h l e v o w c ta l ，1 9 9 5 ；j a m e s ，1 9 9 7 ) 。 语音超文本系统的建构应该根据用户听觉通道的特点，使用语音( 包 括声音) 界面的元素表征信息，而不能简单类比视觉超文本的设计思路， 通过视觉超文本语音化来实现。在d a h n i ( d e m o n s t r a t o ro ft h ea c c e s s h y p e r m e d i an o n v i s u a li n t e r f a c e ) 和a h a ( a u d i oh t m la c c e s s ) 等研究中都 采用了这个设计思路，它们成为后来研究的典范( r a m a n g r i e s ，1 9 9 4 ； m o r l e y p e t r i ee ta l ，1 9 9 8 ；j a m e s ，】9 9 7 ，1 9 9 8 ) 。 a t & t 等四家公司2 0 0 0 年联合推出了基予x l 垤l 的语音超文本语言 v o i c e x m 【，并已被w 3 c ( w j r l d 晰d ew e bc o n s o r t i u m ) 组织确定为语音超 文本系统设计的语言标准，这对语音超文本系统的开发及其商业化具有极 大的推动作用( l u c a s ，2 0 0 0 ) 。 1 2语音超文本的信患表征 语音超文本系统的设计首先要解决信息衰征问题，即如何使用界菌元 素把语音超文本系统中的结构与内容表现出来。这至少包含以下两个方面 的含义，其一是语音超链接的表征方式，即采用什么编码方案使超链接从 语音背景中突显出来；其次是结点内微观结构的表征，即如何表征结点内 容本身存在的结构关系，例如标蹶、段落、引用等( j a m e s ，1 9 9 7 ，1 9 9 8 ) 。 通常使用的语音界面元素分为语音信号和非语音信号两类，非语音信 号又可分为可听化( s o n i f i c a t i o n ) 、听标( a u d i t o r yi c o n ) 和耳标( e a r c o n ) 等三种( 董士海、王坚等，1 9 9 9 ) 。 可听化是指为标定事件或属性而对声音菜一物理维度( 如音高、音强 和音色等) 的调整，例如在语音超文本系统中，可以使用男女声的变化来 区分超链接锚点和语音背景。昕标是用于表征事件或属性的日常生活中存 在的声音。例如，敲门声应用到语音界砸中可表示收到新的电子邮件。耳 标是为表征计算机对象或交互信息而人为构造的非语言音频，它是图形用 户界面中图标的听觉对应物。例如，w m d o w s 操作系统中就引进了很多短 的音调序列来表征事件( 董士海，王坚等，1 9 9 9 ) 。 j a m e s ( 1 9 9 6 ，1 9 9 7 ，1 9 9 8 ) 在a h a 中对上述界面元素在语音超文本 中的应用进行了比较系统的研究。她认为，这些语音界面元素均可以用于 语音超文本中的信息表征，但其适用的表征层次有所差异。可听化适用于 表征语音超链接锚点( a n d a o r ) ，而昕标和耳标则适用于表征语音超文本结 点的微观结构。另有研究表明，虽然可昕化可以帮助用户正确地检测超链 接，但是它又影响甸子的可懂度和主观评价，因此使用听标或者耳标表征 语音超链接更合适( m o r l e y & p e t r i ee ta l ，1 9 9 7 ，1 9 9 8 ) 。 语音超文本界面设计的实验研究崔艳青 浙江大学硕士学位论文 m o r l e y 和p e t r i e 等( 1 9 9 7 ，1 9 9 8 ) 还对语音超文本系统中语音界西元 素的类别数进行了研究。他们认为同一个系统中语音界面元素数一般应该 少于7 个；即使通过较长时间的学习，用户仍然难以掌握1 0 个以上界面元 素的意义。 1 3语音超文本的组织结构 语音超文本的构建首先要利用自然语音或语音合成技术( t e x t t o s p e e c h ，t t s ) 产生语音材料，然后将语音材料合理分割并加以重新组织。 进程控制和结点选择是发展高效语音超文本系统的关键所在( r e s n i c k & v i r z i ，1 9 9 2 ，1 9 9 5 ；m o r l e y p e t r i e ，1 9 9 8 ) 。 裹卜2 语音超文本系统的组织方式 结点选择方式 绝对位鳘相对位置 控自 露宦 制动 进 磊 蓊零 露蓉 方 式 囊曩 露咎 目前的语音超文本系统中，进程控制的方式主要有用户控制和自动控 制两种，见表1 2 。用户控制是指由用户自主控制语音超文本呈现进程的方 式。一个项目呈现完毕，只有用户做出一定操作后，系统才显示下一个项 目。在自动控制方式中，系统按一定顺序依次呈现所有项目，呈现过程无 需用户介入。自动控制与用户控制相比较，减少了用户的交互次数，降低 了用户操作的复杂度，更加适合大型信息系统的表征( r e s n i c k v i r z i ， 19 9 2 ：m a r x s c h m a n d t ，1 9 9 6 ) 。 在自动控制系统中，用户必须按照系统的进程处理信息。因此超链接 时间间隔的设定具有重要意义，但目前尚缺乏系统的工效学研究。 结点选择的方式主要有绝对位置选择和相对位置选择两种。使用绝对 位簧选择的系统中，各结点分别与特定按键对应，用户通过点击相应按键 完成语音超链接的选择。s p e e c h a c t 系统选用了绝对位置的选择方式 ( y a n k e l o v i c h l e v o we ta l ，1 9 9 5 ) 。相对位置选择的系统只提供一个专门 语音超文本界面设计的宴硷研究 崔艳青浙江大学硕士学位论文 m o r i e y 和p e t r i e 等( 1 9 9 7 ，1 9 9 8 ) 还对语音超支本系统中语音界面元 素的类别数进行了研究。他们认为同一个系统中语音界面元紊数一般应该 少于7 个：即使通过较长时间的学习，用户仍然雉以掌握1 0 个以上界面元 素的意义。 1 3语音超文本的组织结构 语音超文本的构建首先要利用自然语音或语音合成技术( t e l - t 0 ， s p e e c h ，r r s ) 产生语音材料，然后将语音材料合理分割并加以重新组织。 进程控制和结点选择是发展高效语音超支本系统的关键所在( r e s n i e k v i r z i ，1 9 9 2 1 9 9 5 ；m o r l e y & p e t r i e ，1 9 9 8 ) 。 袁卜2 语音超文本系统的蛆织方式 结点选择方式 绝对位置相对位置 控自 露宦 制动 进 嘉 蓊霄 国枣誉 式 奏曩 晷咎 目前的语音超文本系统中，进程控制的方式主要有用户控制和自动控 制两种，见表1 - 2 。用户控制是指由用户自主控制语音超文本呈现进程的方 式。一个项目呈现完毕，只有用户做出一定操作后，系统才显示下一个项 目。在自动控制方式中，系统按一定顺序依次呈现所有项目，呈现过程无 需用户介入。自动控制与用户控制相比较，减少了用户的交互次数，降低 了用户操作的复杂度，更加适合大型信息系统的表征( r e - s n i c k v i r z i ， 1 9 9 2 ：m a r x s e h m a n d t ，1 9 9 6 ) 。 在自动控制系统中，用户必须按照系统的进程处理信息。因此超链按 时间间隔的设定具有重要意义，但目前尚缺乏系统的工效学研究。 结点选择的方式主要有绝对位置选择和相对位置选择两种。使用绝对 位置选择的系统中，各结点分别与特定按键对应，用户通过点击相应按键 完成语音超链接的选择。s p e e c h a c t 系统选用了绝对位置的选择方式 ( y a n k e l o v i e h l e v o we ta l ，1 9 9 5 ) 。相对位置选择的系统只提供一个专门 ( y a n k e l o v i e h l e v o we ta l ，1 9 9 5 ) 。相对位置选择的系统只提供一个专门 语音超文本界面设计的实验研究崔艳青 浙江丈学硕士学位论文 的选择按键，用户通过点击选择按键选中当前项目( 即某一个时刻正在呈 现的项目) ，d a h n i 系统是相对位置选择的一个实例( m o r l e y & p e t r i e ， 1 9 9 8 ) 。相对位置的选择方式易于掌握和迁移到其他情景中，但用户一旦 熟悉了系统的使用方法后，绝对位置选择的绩效更高( r e s n i c k & r z i ， 1 9 9 5 ) 。 目前的交互式电话系统( i n t e r a c t i v ev o i c er e s p o n s e ，i v r ) 中大多采用 绝对位置的选择方法，所有项目均与特定的按键之间存在映射关系，用户 通过点击相应的按键完成选择。交互式电话系统对所有接键均提供输入指 示，这可以给新手提供充分的信息支持( s c h u m a c h e r h a r d z i n s k ie la l ， 1 9 9 5 ) 。然而当用户熟练系统后，输入指示可能给用户的绩效带来消极的影 响，特别是语音超文本系统信息量很大时，这种影响可能更大。因此，对 输入指示方式应该开展进一步的研究。 1 4语音超链接的深度与广度 信息组织的深度与广度是语音超文本设计中的关键问题之一。然而目 前有关深度与广度的工效学研究主要集中在图形用户界面领域，笔者认为， 视觉界面的相关研究结果对语音超文本的设计也有一定的借鉴意义。 菜单广度是指在信息树中处于同一层次上的项目数，深度指信息树中 的层次数目。在如图1 1 所示的菜单树状结构中，菜单深度为3 ，第三层菜 单的广度为1 3 。 图1 - 1 菜单的广度和深度 视觉菜单的深度与广度显著影响菜单的使用效率，深度和广度的增加 均会降低作业绩效。对于给定项目的菜单，深度与广度之间存在代偿关系， 4 语音超文本界面设计的实验研究崔艳青 浙江大学硕士学位论文 但深度增加比广度增加对用户作业绩效的影响更大( n o r m a n ，1 9 9 1 ) 。菜 单广度的影响还受到搜索策略( 自中止搜索或者穷尽搜索) 、扫视时间、操 作时间以及系统反应时间等因素的制约( l e e m a c g r e g o r ，1 9 8 5 ) 。 视觉菜单的研究发现，广度为4 至8 项菜单的用户绩效最高( l e e m a c g r e g o r ，19 8 5 ：m a c g r e g o r l e e e ta l ，19 8 6 ；p i e r c e & p a r k i s o ne ta l ， 1 9 9 2 ) ，即视觉菜单的最佳广度为4 至8 项。如果对菜单项目进行合理的分 类，可能增大菜单的广度( n o r m a n ，1 9 9 1 ) ，p a a p 和r o s k e h o f s t r a n d ( 1 9 8 6 ) 设计了广度超过1 6 项的菜单，用户仍然取得良好的绩效。 视觉超链接广度对用户绩效的效应与菜单广度存在相似的趋势。超链 接广度和深度的增加均会降低用户的绩效，深度增加比广度增加对用户绩 效的影响大，但是视觉超链接的广度范围比视觉菜单的广度更大( l a r s o n & c z e r w i n s k i ，1 9 9 8 ) 。 在交互式电话系统中对深度和广度问题也育所涉及。g o u l d ( 1 9 8 7 ) 提 出语音菜单广度应该限制在4 个以内，而d e v a u c h e l l e ( 1 9 9 1 ) 则提出语音 菜单的广度和深度都应不超过3 。s c h u m a c h e r 和h a r d z i n s k i 等( 19 9 5 ) 提 出语音菜单的项目还受到语音菜单内容的影响，对于命令行式菜单 ( c o m m a n d + l i k eo p t i o n ) 的项目应该限制在4 个以内，实物式菜单( o b i e c t ，l i k e o p t i 0 1 3 ) 项目数可以适当放宽( s c h u m a e h e r & h a r d z i n s k ie ta l ，1 9 9 5 ) 。然而 对于这些假设，目前尚无实证数据的支持。 随着语音超文本系统的发展，系统中包含的信息量越来越大，信息的 组织状况对用户作业绩效的影响更为重要。因此，语音超链接的深度和广 度问题需要进行系统的研究。 1 5问题提出与研究目的 语音超文本作为一种新的界厦形式，目前的研究主要集中在技术开发 领域，有关其界面设计的工效学研究较少。特别是在深度与广度问题上， 目前还尚无实证研究，这些基础研究的滞后阻碍了语音超文本系统的进一 步发展。同时语音超链接输入指示、时间间隔等问题虽然在交互式电话中 有所涉及，但是语音超文本系统与交互式电话系统又有很大不同，因此这 也需要进行进一步的实验探索。 目前语音超文本系统的显示终端包括移动电话、个人数字助理 ( p e r s o n a ld i g i t a la s s i s t a n t ，p d a ) 等。在这些设备上，通常有一定的视觉 显示面积，语音超文本系统中这个显示区域可以为用户提供一些必要的辅 助信息。然而有关视觉辅助信息的设计与应用目前还未引起研究者足够的 重视。 堕童塑三兰_ ；! ! e 矛理塑笪盟窘验研究 崔艳青 浙江大学硕士学位论文 在本研究中笔者以语音超链接设计为中心，对语音超文本界面设计中 的上述问题进行初步的探索。整个研究分两个步骤进行。首先探讨语音超 链接广度、时间间隔等工效学参数对用户绩效的影响，然后在此基础上探 索视觉辅助信息的作用。 本研究包括三个实验： 实验一通过对被试在模拟任务中的作业绩效的分析，研究语音超链接 数目对被试作业的影响，探索语音超链接的广度特征，并对被试语音超链 接选择的认知加工过程进行分析。 实验二通过对语音超链接时间间隔以及输入指示变量的操纵，探索了 这两个变量对被试绩效的作用模式以及对认知加工过程的影响。 实验三探讨超链接数目指示和视觉输入指示两种辅助信息对被试作业 绩效的影响，并对辅助信息在语音超文本设计中的可用性进行讨论。 语音超文本界面设计的实验研究能够加深研究者对用户认知特点的了 解，为建立正确的用户模型提供心理学依据。同时，对语音超文本用户操 作特性的探索能为界面设计提供有效的参数，为制定合理的界面设计原则 提供工效学支持。 6 语音超文本界面设计的实验研究崔艳青 浙江大学硕士学位论文 2 语音超文本界面设计的实验研究 2 1 实验一语音超链接数目对绩效的影响 超文本系统中，v o r a 和h e l a n d e r ( 1 9 9 4 ) 把超链接分为嵌入式( e m b e d e d h y p e r l i n k ) 和非嵌入式超链接( s e p a r a t eh y p e r l i n k ) 两类。嵌入式超链接是 指锚点分布在文档内容中的超链接方式，锚点既是文档内容的一部分，又 是超链接的入口。非嵌入式超链接指将锚点独立于文档之外以菜单方式罗 列的呈现方式，锚点仅充当超链接的入口。 应用嵌入式超链接的视觉超文本中，上下文信息为用户对结点的选择 了辅助信息的支持，其作业绩效优于应用非嵌入式超链接的系统( v o r a h e l a n d e r ，1 9 9 4 ) 。进一步研究发现，嵌入式超链接影响被试对其他信息的 理解，而且还可能引起被试的迷路现象( d i s o r i e n t a t i o n ) ( m o h a g e g ，1 9 9 2 ： m c d o n a i d & s t e v e n s o n ，19 9 8 ) 。 与视觉通道相比，人的听觉通道信息传输速率较慢，用户得不到充分 的外部信息支持。在语音超文本中，嵌入式超链接对用户作业绩效的消极 影响更加明显。相关研究发现，嵌入式超链接使语言信息的可懂度有较大 程度下降( w a n g s h e n e ta l ，2 0 0 1 ) 。笔者推测，非嵌入式方式可能更适 语音超链接的表征。v o i c e x m l 系统采用了非嵌入式的超链接表征方式 ( l u c a s ，2 0 0 0 ) 。本研究中笔者将集中对非嵌入式超链接进行探讨。 完成语音超文本作业任务时，用户的绩效还受短时记忆加工特点的影 响，短时记忆容量的有限性决定了语音超链接数目( 语音超链接广度) 应 该有所限制。本实验试图探讨语音超链接的广度特征，并对被试完成任务 的过程进行分析。 2 1 1 实验方法 2 1 1 1 被试 2 0 名浙江大学在校学生( 男、女各1 0 名) 参加实验，被试年龄在2 2 2 8 岁之间，听力正常，矫正视力在l0 以上。 2 1 1 2 实验装置及条件 实验装置主要由兼容计算机、立体声耳机和2 0 键工程键盘三部分组成。 主机c p u 为p i i l 8 6 6 m h z ，2 5 6 m 内存，操作系统为w i n d o w sm e ，显示器 分辨率设定为1 0 2 4 7 6 8 。实验程序用v c + + 编制。 实验环境采用日光灯照明，桌面照度为2 9 0 1 u x ，目标词呈现条件为自 底蓝字。自底的亮度为1 8 5 x 1 0 2 c d m 2 ，目标字的亮度为3 4 1c d m 。除视 语音超文本界面设计的实验研究崔艳青浙江大学硕士学位论文 觉目标外的区域为黑色背景，亮度为3 4 7c d m 2 。语音的平均声强为8 6 5 d b 。 2 1 1 3 实验材料 实验中使用的语音材料由3 0 0 个句子构成，所有句子均由杭州电视台 新闻栏目的专业播音员录制。每个句子均包含主干和并列宾语两部分，并 列宾语为相同范畴的一系列具体名词。例如，请从下列的花卉中进行选择： 玫瑰、丁香、桂花。整个实验共使用哺乳动物、鸟类、水果、蔬菜、家电 品牌、体育项目、花卉、学科、城市、省份和昆虫等t 1 个范畴。 实验中使用的具体名词主要摘自现代汉语分类词典( 董大年、曹永 兴等，1 9 9 8 ) ，根据上述1 1 个范畴，初选出具体名词3 2 2 个，各范畴名词 2 0 到4 8 个不等。正式实验前，请2 4 名在校本科生或者研究生对所有名词 的熟悉度队五点量表进行评价，最熟悉的词记5 分，最陌生的词记1 分。 删除了熟悉分数最小值低于3 的项目。实验最终采用的名词共2 0 4 个，各 范畴1 3 至3 3 个不等。昆虫类用于预备实验，其它1 0 个范畴用于正式实验。 21 14 实验设计与程序 实验采用被试者内设计。以语音超链接数目为自变量，以正确率和完 成任务时间为因变量。语音超链接数目分为2 、3 、4 、5 和6 五种水平。目 标项随机呈现在语音超链接的所有位嚣上，且在每种超链接数目水平中， 各位置上呈现目标的概率相等。实验过程中各数目水平出现的顺序通过拉 丁方平衡。 实验的流程如图2 一l 所示，先播放句子，句子结束后，屏幕上将立即 显示一个目标项目，要求被试输入该项目对应的位置按键。从视觉目标出 现到被试输入的时间间隔记为完成任务时间。 播放句子 呈现目标项目 被试输入 请从下列的花卉中进行选择：玫 瑰、丁香、桂花。 丁香 由于丁香在并列名词序列的第 二个位置，所以2 为正确辘入 图2 - i 实验流程及范例 实验分两组进行，每组包含1 5 0 个句子，每个超链接数目水平上各使 用3 0 旬，各句的呈现顺序做随机安排。完成一组实验后，休息1 0 分钟， 语音超文本界面设计的实验研究崔艳青浙江大学硕士学位诧文 再进行第二组实验。整个实验共完成3 0 0 个选择任务。 2 1 2 结果与分析 1 ) 语音超链接数目对绩效的影响 正确率和完成任务时间的结果分别见图2 - 2 和图2 - 3 。图2 。2 和图2 - 3 显 示，语音超链接数目是影响绩效的重要因素，随语音超链接数目增多正确 率下降，完成任务时间增长。对正确率和完成任务时间分别进行方差分析。 结果发现，语音超链接数目的主效应均显著( 正确率：f 。4 产1 0 3 2 6 ，p o0 1 ： 完成任务时间：f 。47 6 ，= 7 37 8 ，p 00 5 ) ；超链接数目 多于3 时，随着超链接数目的增多，正确率依次下降，且两两之间差异显 著( p o 0 1 ) 。 语音超文本界面设计的实验研究崔艳青 浙江大学硕士学位论义 表2 1不同语音超链接数目水平问正确率的两两比较 注：p 0 0 5 ，3 个项目时，fc 2 ，3 8 ) = 2 1 1 ，p 0 0 5 ；完成任务时间：2 个项目时， f ( 11 9 ) = o 0 7 ，p o 0 5 ，3 个项目时，f ( 2 3 8 ) - - - - - 2 1 6 ，p 0 0 5 ) ；语音超链接 数目为4 至6 时，目标位置效应显著( 正确摩：4 个项目时，f 。3 瑚，= 48 9 ， p 0 0 1 ，5 个项目时，f ( 4 ，7 6 ) = 8 5 2 ，p 0 0 1 ，6 个项目时，f1 5 , 9 s ，= 3 14 9 ， p 0 0 1 ；完成任务时间：4 个项目时，f 。3 + 5 7 ) = 1 1 5 0 ，p 0 0 1 ，5 个项目时， f 1 47 6 ) = 2 6 8 6 ，p 0 0 1 ，6 个项目时，f 。59 5 ) = 3 81 0 ，p 0 0 1 ) 。 l23456 目标位置 图2 - 4 各超链接数目水平上目标位置对正确率的影响 鑫2 5 0 0 瑚 一2 0 0 0 坚 壹1 5 0 0 幔 根1 0 0 0 5 0 0 l23456 目标位置 图2 5 各超链接数目水平上目标位置对完成任务时问的影响 对各目标位置效应的q 检验结果见表2 - 3 至表2 8 ，检验结果表明，在 正确率和完成任务时间的分析中均得到了相似的趋势，被试对两端的项目 的绩效水平最高，中间项目的绩效最差。 i 兰 伯 郇 蚰 一芒静嚣目 i 萋 至童塑壅查墨里堡盐竺壅竺堡塞堡塑童 塑竖查兰堡圭堂生笙苎 表2 - 3 实验一4 个项目时各目标位置正确率的q 检验结果 表2 - 4 实验一4 个项目时各目标位置完成任务时间的q 检验结果 表2 - 5 实验一5 个项目时各目标位置正确率的q 检验结果 表2 - 6 实验一5 个项目时各目标位置完成任务时间的q 检验结果 1 2 表2 7 实验一6 个项目时各目标位置正确率的q 检验结果 第6 个位置第5 个位置第1 个位置第4 个位置i i 石i 石 _ ；j ：i = ；9 7 5 0 910079506428 6 0 0 0 第；篙置s - s o 一 第；篡置1 8 , 0 0 * s 。 第：篡置3 3 2 2 * 第：篙置3 7 5 0 * * 第3 4 4 n - 立 5 3 5 0 * * 2 6 7 2 + + 3 10 0 4 7 ，o o + + 1 5 2 2 * 1 9 5 0 ”4 2 8 3 5 5 0 + + 2 0 2 8 十+16 0 0 表2 - 8 实验一6 个项目时各目标位置完成任务时间的q 检验结果 第6 个位置第5 个位鼍第1 个位置第4 个位嬖簧2 个债嚣 _ 忑：旦! 班生望生l 一! ! j 型 巡塑；i ! ! 塑 第i ! 位置3 5 1 4 0 。 一 鼍臻斧7 2 6 , 3 7 * * 3 7 4 , 9 7 * 鬈三位置3 3 1 2 3 6 2 9 * 8 8 4 8 9 * * 5 0 9 9 2 * * 鼍翥位置4 4 1 3 9 2 4 0 * 1 0 4 1 0 0 * 6 6 6 0 3 * *m 川 苫位置4 5 1 5 8 2 4 i * * 1 2 3 1 0 1 * 8 5 6 0 4 * * s 。s - ：。吡。 综上所述，语音超链接数目2 与3 时，不存在目标位嚣效应；语音超 链接的数目大于3 时，目标位置效应显著，两端项目的绩效优于中间项目。 因此，数目较多的语音超链接设计应对目标位餐做合理安排。 2 1 3 小结 本实验主要获得以下结果： 1 ) 在语音超链接数目小于( 或等于) 3 时，被试表现出最佳的绩效，语音 超链接的适宜广度为3 个或者3 个以下： 2 ) 当语音超链接数居大于3 时，选择任务中存在目标位置效应，应该把重 要的、常用的超链接项目呈现在靠后或靠前的位置。 1 3 语音超文本界面设计的实验研究 崔艳青 浙江大学硕士学位论文 2 2 实验二超链接时间间隔和输入指示对绩效的影响 在语音超文本的探索中，很多研究者提出了利用标记语言设计系统的 研究思路。例如，在a h a 模型中，j a m e s ( 1 9 9 7 ，1 9 9 8 ) 提出在h t m l 基础 上设计语音超文本系统的思想，而v o i c e x m l 本身就是x m l 语言的扩展 ( l u c a s ，2 0 0 0 ) 。标记语言的特点决定了标记的设置和参数的确定应该成 为工效学研究的核心问题( j a m e s ，1 9 9 7 ；1 9 9 8 ) 。因此在以下的实验中， 笔者将对语音超链接间隔时间、输入指示和辅助信息等有关问题进行探讨。 当语音超链接系统使用自动控制时，用户必须按照系统的进程处理信 息，因此语音超链接时间间隔必须与用户信息处理的过程协调。语音超链 接时间间隔与超文本系统的效率密切相关( r e s n i c k v i r z i ，1 9 9 5 ) 。 目前大多数交互式电话系统都提供输入指示。这种冗余信息降低了系 统对用户注意资源的要求，这类信息辅助的合理应用对用户的绩效有积极 的作用( s c h u m a c h e r h a r d z i n s k ie ta l ，1 9 9 5 ) 。然而听觉输入指示本身可 能加重用户的记忆负荷，特别当系统信息量较大时，这种影响更加明显。 本实验将探索语音超文本系统中听觉输入指示和超链接时间f b j 隔时绩 效的影响，并分析它们对用户绩效的影响模式，旨在探索语音超文本系统 中相关的工效学原则。 2 2 1 实验方法 2 , 2 1 1 被试 2 4 名浙江大学在校学生( 男、女各1 2 名) 参加实验，年龄在2 1 2 8 岁 之间，听力正常，矫正视力在1 0 以上，均未参加实验一。 2 2 1 2 实验设计 实验以超链接时间间隔、听觉输入指示和超链按数目为自变量；正常 语流中，句子中并列名词问的平均时间间隔为4 0 0 毫秒，本实验的超键接 时间间隔分为4 0 0 毫秒、6 0 0 毫秒和8 0 0 毫秒三种。听觉输入指示是指在每 个超链接项目前插入的对应序号，它与相应项目对应的输入一致。实验审 听觉输入指示分为有和无2 种状态。超链接数目分为3 、4 和5 三个水平。 实验采用3 3 2 的被试者内设计。实验共有18 种处理，每种处理重复 2 0 次，每个被试完成所有处理中共3 6 0 次选择任务。为了抵消实验顺序对 实验结果的影响，对超链接时间间隔和听觉输入指示的实验顺序作拉丁方 排列，实验以正确率、完成任务时间为因变量。本实验中使用的实验材判 和实验设备与实验一相同。 1 4 量音超文本界面设计的实验研究 崔艳青 浙江大学硕士学位论文 2 2 ，2 结果与分析 1 ) 正确率 正确率的实验结果如图2 - 6 。由图2 - 6 可见，语音超链接数目增多或者 增加输入指示时，被试的正确率下降；语音超链接间时间间隔增大时，正 确率增大。 笔者对正确率进行了3 3 2 的三因素方差分析。检验表明：语音超链 接数目的主效应显著( f 。2 ，- - - = 6 44 2 ，p 0 0 1 ) ，两两比较的q 检验发现， 三种超链接数目两两之间的差异均显著( p 0 0 1 ) 。超链接时间间隔的主效 应显著( f ( 2 4 6 ) = 5 1 8 ，p o0 5 ；时间间隔 输入指示：f 。2 ，= 11 6 ，p 0 0 5 ；超链接数目时间间隔听觉输入指示： f 9 2 ) = 0 9 7 ，p o 0 5 ) 。 i 0 0 7 9 5 9 0 l 8 5 8 0r 7 5 一 i - x 无指示4 咻 r - - - 无指示8 0 0 m s - - rr 无指示b o o q s * 育指示d ( 1 0 m s 6 一有指示6 0 0 m s i 一有指示8 0 0 始 j4b 语音超链接数目 图2 - 6 语音超链接时间间隔、输入指示对正确率的影响 可见，增大超链接数目和增加听觉输入指示均导致正确率下降，而语 音超链接时间间隔适当延长则能提高正确率。 2 ) 完成任务时间 完成任务时间的结果见图2 7 所示。由图2 7 可见，语音超链接数目增 多或者增加听觉输入指示均延长了完成任务时间，且统计检验显著( 超链 接数目：f ( 2 ，4 6 ) = 3 8 0 0 ，p 0 0 1 ；输入指示：f ( i ，2 3 ) = 6 6 5 ，p 00 5 ) 。 听觉输入指示和语音超链接数目之间的交互作用显著( f 。2 ，。6 ，= 3 4 2 ， p 00 5 ) 。 实验中其它的变量间二阶和三阶交互作用均不显著( 超链接数目x 时间间 隔：f 49 2 ) = o ，4 5 ，p 0 0 5 ；时间间隔输入指示：fc 24 6 ) = o 0 1 ，p 00 5 ： 超链接数目x 时间间隔输入指示：f1 4 , 9 2