（电路与系统专业论文）盲人手机界面的交互设计和评估[电路与系统专业优秀论文].pdf

盲人手机界面的交互设计和评估 摘要 人机交互( h c i ) 领域经过了2 0 多年的发展，随着新技术的不断出现，尤 其是互联网、移动通信、无处不在计算技术等的普及，已扩展成为- - f 7 新兴学科 交互设计( i n t e r a c t i o nd e s i g n ) 。交互设计是指设计支持人们日常工作与生 活的交互式产品。交互设计是一种设计规程，包含了一些很好的和实践指南和方 法。交互设计是一个跨学科的领域，包含了软件工程、人工智能、人类工效学、 计算机语言、认知工效学和社会心理学等等学科。交互设计涉及的应用领域非常 广泛，包括了工业设计、人机交互设计，甚至其自身也成为_ 个重要的商业领域， 网站咨询，新生公司和移动计算行业都已意识到交互设计在成功的交互式产品中 起着关键作用。 近年来国际上兴起了利用非语音声音表示数据的听觉显示技术研究，使人机交互 过程更加自然。盲人手机界面应用听觉显示技术，为盲人用户而设计，也适合在 特殊场合下的正常人使用。本文介绍从交互设计的角度，运用听觉显示技术，设 计和评估盲人手机界面的过程：首先进行用户需求分析，针对输入和输出分别提 出了两种方式，并使用v c + + 建立了原型；然后使用原型对输入方式和输出方 式进行了评估和比较，根据评估的反馈和总结意见改进了原型；最后进行第二次 评估，并给出总结改进意见。 关键词：交互设计，以用户为中心的设计，原型，评估，迭代，耳标，听标 i n t e r a c t i o n d e s i g na n d e v a l u a t i o no f b l i n dm o b i l ep h o n e a b s t r a c t t h ef i e l do fh c i ( h u m a uc o m p u t e ri n t e r a c t i o n ) h a s d e v e l o p e df o ra b o u t2 0y e a r s ， a n dw i t ht h ec o n t i n u o u se m e r g e n c eo fn e wt e c h n o l o g i e s , i th a se x p a n d e dt ob ea r i s i n gs u b j e c t ，i n t e r a c t i o nd e s i g n i n t e r a c t i o nd e s i g nm e a n st h ed e s i g no fi n t e r a c t i v e p r o d u c tt h a ts u p p o r to u rl i f ea n dw o r k i n t e r a c t i o nd e s i g ni sac r e t e r i ao fd e s i g n i n g , i n c l u d i n gm a n yg o o dg u i d e l i n e sa n dm o t h o d sf o rp r a c t i c e i n t e r a c t i o nd e s i g ni sa i n t e r d i s c i p l i n ec o n c e r n e dw i t hs o f te n g i n e e r i n g , a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e , e r g o n o m i c s ， c o m p u t e rl a n g u a g e s ，c o g n i t i v es c i e n c e ，s o c i a lp s y c h o l o g y , e t c i n t e r a c t i o nd e s i g nh a s b e e na p p l i e dt oav e r yb r o a da r e a , i n c l u d i n g i n d u s t r yd e s i g n ，h u m a n - c o m p u t e r i n t e r a c t i o nd e s i g n , a n di t s e l fh a sb e e nai m p o r t a n tb u s n e s s n e t w o r kc o n s u l t a n t ，r i s i n g c o m p a n i e s , a n dt h em o b i l ec o m p u t i n gi n d u s t r yh a v ec o m et or e a l i z et h a ti ti s i n t e r a c t i o nd e s i g nt h a tt a k et h ek e yr o l ei nt h es u c o e s so fan e wi n t e r a c t i v e p r o d u c t r e c e n t l y , t h ea u d i t o r yd i s p l a yt e c h n o l o g yi sr i s i n gw h i c hu s et h en o n s p e e c h s o u n dt oe x p r e s sd a t a ，a n dw i l lm a k et h eh u m a n - c o m l u t e ri n t e r a c t i o nm o r en a t u r a l t h eb l i n dm o b i l ep h o n ei sd e s i g n e df o rt h eb l i n dp e o l p e ，a n da l s oc a nh eu s e db y s i g h t e dp e o p l ei ns o m es p e c i a lo c c a s i o n , w i t ht h ea u t i t o r yd i s p l a yl 尉：h n o l o g y t h e a r t i c l ei n t r o d u c et h ep r o c e s so fd e s i g na n de v a l u a t i o no ft h eb l i n dm o b i l ep h o n ew i t h t h ei n t e r a c t i o nd e s i g nc r e t e r i a , f h s t l ya n a l y s et h eu s e r sn e e d b r i n gf o 研a r dt w o i n p u t m o d e sa n dt w oo u t p u tm o d e s ，a n dm a k eu pp r o t o t y p e s ；s e c o n d l ym a k ee v a l u a t i o nt o e v a l u a t ea n dc o m p a r et h ei n p u ta n d o u t p u tm o d e s ，i n p r o v et h ep r o t o t y p e sa c c o r d i n gt o t h ef e e d b a c ka n dr e s u l to fe v a l u a i o n ；a tl a s t ，m a k ee v a l u a t i o na g a i n ，a n ds u m m a r i z e t h eb e t t e r m e n t k e y w o r d s ：i n t e r a c t i o nd e s i g n ( i n ) ，u s e r - c e n t e r e dd e s i g n ( u c d ) , p r o t o t y p e , e v a l u a t i o n ，i t e r a t i v e , e a r c o u s ，a u d i t o r yi c o n s 盲人下机界面的交互i 殳计和评估 第一章引言 h c i ( h u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i o n ) 是未来的计算机科学。我们已经花费了 至少5 0 年的时间来学习如何制造计算机以及如何编写计算机程序。下一个新领 域自然是让计算机服务并适应于人类的需要，而不是强迫人类去适应计算机。 d a nr 0 l s e n 【1 l 在很长一段时间里，电脑业界头号问题一直是效率问题，5 0 年来形成了让程 序员来控制整个软件工业的习惯。程序员从自己的角度出发，习惯将软件设 计的结构复杂、功能繁多而容易控制，而对于用户来说，他们只希望产品容 易操作，使用方便。解决这个矛盾的方法是：我们需要一个交互设计的过程， 将交互设计与软件开发分离进行，而且设计应当在开发活动之前开始。 1 1 交互设计的意义 现代的设计不仅仅是实现手段和目标，而是学习设计新的沟通方法：过去为 个人而设计，现在为通过机器相连的人群而设计，让人们通过机器沟通、协作、 共事。这时结构是首要的，而不是技术。以下简要介绍交互设计的历史，从中我 们可以看出交互设计对于改变计算机发展和我们的生活有着重要的实践意义。 计算机出现之前，没有交互设计这个学科。那时的工具的设计非常周到：使 用简单，容易控制，材料耐磨，手感好，使用过一段时间后，使用者会非常喜欢。 当出现了计算机，出现了编程，交互式的机器出现了。计算机接口由各种切换面 板和转盘组成，用于控制一组寄存器。设计目的在于更快速，更大的机器，设计 的硬件系统只为了供工程师使用。机器的控制和界面的设计都着重于对机器的操 作。人要适应机器，使用机器的语言，详尽考虑机器可能出现的各种问题。人与 机器的交互重点是：人对机器的操作。 软件出现以后，人机的交互由操作转向使用应用程序和工具。人们仍然要稍 微努力的适应机器。2 0 世纪7 0 年代末8 0 年代初，随着监视器和个人工作站的 出现，交互设计应运而生了田。当时最大的挑战之一就是开发能够为工程师之外 的人使用的计算机，以支持涉及人类认知的任务。例如，计算、编写文档、管理 账户和草拟规划等。为实现这一点，计算机科学家和心理学家共同设计了用户接 盲人下机界面的交互设计和评估 口，计算机科学家和软件工程师开发了高级编程语言、体系结构、软件设计方法 和基于命令的语言以协助完成这些任务，而心理学家则提供有关人类能力( 记忆、 决策等) 方面的信息。 鼠标的诞生，是交互设计史上的里程碑事件，将电脑改变成为一套极易直觉 操控，并具有图形指示、人性化界面设计的双向互动工具【3 1 。无法设想，如果没 有鼠标，电脑普及化的步伐，以及各项先进的功能，能否如此快速地发展起来。 当时的交互式计算技术围绕着办公室系统的图形用户界面( g u i ) 展开了大规模 的研究和开发。许多研究工作是关于小部件( 菜单、视窗、调色板和图标等) 的 设计，特别是如何在g u i 中最有效的组织和表现它们。 后来流行的软件( 如w o r d s t a r ) 非常复杂，引起了用户的抱怨和激烈的行业 竞争。电子制表软件l o t u s1 - 2 3 的成功归功于软件本身的使用简捷和合适的功 能，引起了人们对软件设计中易学性、易用性、减少错误，节省时间的重视。人 们开始以专业的高度强调：软件是帮助人们进行一项任务，而不仅仅是一个易于 控制的工具。2 0 世纪8 0 年代后期，美国计算机学会( a c m ) 和电气及电子工程 师协会( i e e e ) 建议把“用户界面设计”作为计算机科学的正式课程，这标志 着人们已经开始重视系统的“可用性”和“用户体验”1 4 】。 从交互设计的历史可以看到，交互的方式从复杂到简单；交互设计促进了技 术以产品为载体快速的传播、进步；交互设计的中心从机器逐渐转向用户；交互 设计成为一种设计的规程，是研究、设计计算机系统所涉及的各个学科和领域的 共同基础。 1 - 2 交互设计的发展 1 2 1 发展趋势 随着多媒体界面、多通道界面交互技术的发展，拓宽交互范型成为交互设计 的趋势，使之超越“桌面”。交互范型是在构思交互设计时候的主导思想或思考 方式。多年来，交互设计领域的主要范型就是开发桌面应用，主导部分就是设计 能够运行于g u i 或w i m p ( w i m p 指“视窗、图标、鼠标和下拉式菜单”或者 “视窗、图标、鼠标和指示器”) 界面的应用软件。近年来，研究人员提出了许 2 育人于帆界面的交互设计和评体 多其他交互范型，用于指导未来的交互设计和系统开发，包括： ( 1 )无处不在计算技术( 嵌入环境平台的技术) 1 5 l 。 ( 2 ) 渗透性计算技术( 各种技术的无缝集成) 。 ( 3 ) 可穿戴的计算技术( 可穿戴) f 6 j 。 ( 4 ) 可触摸的用户界面，扩充现实，物理虚拟集成 7 1 。 ( 5 ) 顺从环境( 顺从用户需要的计算机) 。 ( 6 ) 工作日世界( w o r k a d a y w o r l d ，技术应用的社会问题) 8 1 。 随着社会文明进步，对人文关怀的逐渐重视，交互设计也更关注助残领域。 盲人阅读器、电子行走助手等设计也纷纷投入研究。英国国家盲人学会、贸易与 产业部和英国电信公司曾合作编写了一份手册，解释不同类型的残疾对使用电话 的影响，也提出了一组电话特征，用于协助残疾人使用电话1 9 1 。 交互设计越来越标准化。随着交互设计理论和实践的发展，一些相关的学术 组织针对设计的具体领域发展了系列标准( s t a n d a r d s ) ：与h c i 和可用性相关 的标准是在国际标准化组织( 1 s o ) 和国际电工委员会( i e c ) 的赞助下发展的1 1 0 1 。 标准的发展经过了数年，早期发表的文献可能经过一个版本又一个版本的重要修 正，直到最后一致的认可。i s o 已正式发布了许多的国际标准【1 1 l ，最主要的是两 个标准系列： ( 1 )i s o9 2 4 1 。( 1 9 9 2 2 0 0 0 ) 使用视觉显示终端办公的人类工效学要求 ( 国标g b t ( 凇等效采用) 。 ( 2 )i s o1 3 4 0 7 1 9 9 9 以人为中心的交互系统设计过程( 国标g b 厂r x x x x 等效采用) 。 交互设计对产品的成功，技术进步，乃至对人们的生活方式的影响越来越大， 也越来越引起各国政府、学术机构和公司的重视，发展迅速。 1 2 2 国际发展概况 交互设计是由人机交互技术( h c i ) 扩展而来的。h c i 技术自从兴起于二十 世纪九十年代，大学机构的h c i 研究是非常重要而影响深远的。人机交互在国 外的发展，主要是从国家资助的大学和实验室研究开始，然后在一些商业公司的 工业实验室得以发展和应用，再以合适的形式成为商业产品进入商业竞争【1 2 1 。 3 盲人下机界向的交互设计和评估 纵观h c i 的发展历史，许多公司h c i 方面的著名成就，都是深深的植根于 大学研究的，比如对图标的直接操作，鼠标的研究，w i n d o w 风格界面的研究。 实际上，今天所有的主要界面风格和应用程序都受到了大学和实验室研究的重大 影响。这些大学和实验室多都由政府资助。如果没有这些研究成果，很多在h c i 领域的进展也许根本不会产生，因而，商业产品的用户界面的使用和学习也将比 现在困难的多。政府资助一些尖端的人机交互技术，建立了智力资本，为尖端的 系统训练了研究队伍，在2 5 年内，关于人如何同计算机交互，革新了思想。 x e r o x ，m m ，a t & t 和其他一些公司的工业研究实验室，在发展这一技术和使 它以合适的形式进入商业竞争方面，扮演了一个及其重要角色。 随着对交互设计需求的日益增长，出现了越来越多针对交互设计的咨询公 司。s w i m 公司就是其中之一。其业务就是协助客户设计交互式产品。i d e o 是 另一家专门从事交互设计的设计公司，在全世界设立了多家分公司。i d e o 在这 个领域有着2 0 多年的经验，为其他公司设计产品、服务及工作平台，倡导的是 新型的用户体验。i d e o 为无数的客户开发了数千种产品，每个产品都体现了 i d e o 独特的“以用户为中心”( u s e r - c e n t e r e dd e s i g n ，u c d ) 的设计思想。据 不完全统计，出于商业或者研究目的，目前国外从事h c i 相关研究的公司和研 究机构接近3 0 0 家，分布在欧洲，美洲，澳大利亚和东亚，其中美国的数量最多， 有八十余家，英国次之，四十多家。商业公司的主要业务包括： ( 1 )用户需求调查业务。 ( 2 ) 软件和硬件产品或者原型的设计、可用性评估和优化。 ( 3 ) 网页的可用性在线评估。 ( 4 ) 搜索引擎、数据库的功能设计、优化。 ( 5 ) 多媒体广告的方案设计、评估。 商业和非商业研究机构的主要研究方向有： ( 1 )与具体设计领域相关的调研。 ( 2 )各种固定或者便携的实验方案。 ( 3 ) 各种可用性测试软件：记录反应时间、分析数据。 ( 4 ) 构思设计一些概念产品。 ( 5 ) 系列产品的设计风格指南。 4 盲人于机界面的交互设计和评估 1 2 3 国内发展概况 九十年代，随着互联网和计算机科学在我国的迅速发展和普及，交互设计的 理念在国内兴起，1 9 9 6 年和2 0 0 2 年先后在我国召开了“第一届多通道界面国际 会议i c m i 9 6 ”和“第五届亚太c h ! 国际会议a p c h i 0 2 ”1 1 3 1 。在北京、上海、 天津、深圳等城市，应用交互设计的公司纷纷兴起，主要业务包含：网站的设计、 软件界面设计、f l a s h 动画、平面广告设计、多媒体设计。许多交互设计相关的 网站和交流平台也相继建立，交流设计心得、方法，整合学习的资源等等，比如 d e d r e a m ( h t t p ：w v o s d e d r e a r a c o m ) ，中国设计i 习( h t t p ：w w w d e s i g n l o n ) ，中国优艾 i 网( h t t p ：w w w c h i n a u i e o m ) ，人机交互大全( h t t p ：w w w h e i c o m c 1 1 ) 。 交互设计技术已经引起了国家的重视，在国家“8 6 3 ”计划、国家9 7 3 重点基 础研究发展计划和国家自然科学基金的支持下，我国已经开展了一些与交互设计 相关的研究。目前我国从事交互设计的主要学术机构及其主要研究方向如下： ( 1 )北京大学人机交互与多媒体实验室，主要研究方向为图形软件与可 视化、人机交互与用户界面、虚拟现实。 ( 2 ) 清华大学计算机系人机交互与媒体集成研究所，主要研究方向为人机 交互与普适计算，媒体信息处理与理解。 ( 3 ) 清华大学电子系智能图文信息处理研究室，在国家“8 6 3 ”计划和国家 自然科学基金的支持下对超大字符集、超多种字体的汉字识别，复杂印刷文本版 面信息的获取，以及网络化的人机交互式查错、纠错方法等方面，进行了深入的 研究和探索。 ( 4 )中国科学院软件研究所人机交互技术与智能信息处理实验室，主要研 究方向为人机交互技术和实时智能技术。人机技术方向在国家8 6 3 计划，国家自 然科学基金和国家9 7 3 重点基础研究发展计划下，研究多通道用户界面，虚拟现 实环境下双手交互技术，多模式人机交互中信息融合的理论与方法，自然和谐的 人机交互理论和方法等课题。 ( 5 )浙江大学智能人机交互与虚拟现实实验室，主要开展人机对话系统和 智能多通道用户界面的设计与评价、虚拟现实系统及其新型界面的研究和开发。 ( 6 )微软亚洲研究院交互设计中心，主要致力于交互设计和软件快速原 型制作，为微软其他部门的研究和产品提供用户界面设计、原型、可用性测试。 5 盲人于机界面的交互设计和评估 通过更关注交互设计，特别是将交互设计融入到软件生产的过程，来提高软件质 量。 1 3本文的工作 本文在交互设计的理论指导下，利用听觉显示技术，实现对盲人手机界面的 设计和评估，探索盲人手机研究。本文的主要工作是： ( 1 )根据需求分析，对输入方式和输出方式分别提出了两种方案，并使 用v c + + 建立原型； ( 2 )利用原型对输入方式和输出方式的可用性进行评估；根据评估的反 馈改进了原型； ( 3 )再针对改进部分进行迭代评估，根据评估结果总结改进意见。 本文的基本结构如下： 第一章旨在阐述交互设计的意义、发展及现状，概括本文的主要工作。 第二章介绍交互设计的基本理论，概述了交互设计的概念、目标和应用领域， 详细介绍了交互设计的基本过程，评估使用的具体范型、技术和评估框架 d e c i d e 。 第三章介绍盲人手机界面的设计工作：首先阐述听觉晃面的主要技术概念、 研究意义，并总结了听觉界面的设计原则；然后对目标用户群进行需求分析，设 计手机界面的基本功能。针对输入部分提出了按键方案和鼠标方案，针对输出部 分提出了听标和耳标方案；最后叙述了使用v c + + 建立原型的过程。 第四章以d e c i d e 框架为指导，对原型进行了可用性评估；根据第一次评 估的总结和改进意见对原型进行了改进；再对改进原型进行了评估，总结了改进 意见。 第五章对整个设计和评估的过程进行了总结。 6 盲人手机界面的交互设计和评估 2 1 交互设计概述 第二章交互设计理论 人机交互( h c i ) 领域经过了2 0 多年的发展，随着新技术的不断出现，尤 其是互联网、移动通信、无处不在计算技术等的普及，h c i 领域已扩展了一门新 兴学科交互设计( i n t e r a c t i o nd e s i g n ) 。交互设计是一个交叉学科，涉及计算 机图形学、软件工程、计算语言学、人类工程学、认知科学、社会心理学等范畴。 2 1 1 交互设计的概念 交互设计( i n t e r a c t i o nd e s i g n ) 作为- - f 关注交互体验的新学科在二十世纪 八十年代产生了，i d e o 的一位创始人b i l lm o g g r i d g e 第一个意识到了软件界面 和工业设计有同等的重要性，使用了s o f t f a c e ( 软面) 这个词汇来描述它，( 以区 别s o f t w a r e 和i n t e r f a c e ) 作为一个工业设计者，他也许更关心界面的形式，而不 是行为。八十年代中期，b i l lm o g g r i d g e 开始与b i l lv e r p l a n k 一起工作，开始注 重交互行为的设计，并开始称之为交互设计( i n t e r a c t i o nd e s i g n ) 【1 4 1 。 狭义上，交互设计是指人机交互( h u a m n - c o m p u t e ri n t e r a c t i o n , h c i ) 设计， 尤指人机系统的界面设计。这与软件工程形成了对比，后者侧重于为特定的应用 设计软件解决方案。以建筑行业作个类比，交互设计与软件工程的关系就如同房 屋结构与土木工程之间的关系。交互设计在某种意义上是工业设计的思想在软件 业的延伸和发展。 广义上，交互设计是指设计支持人们日常工作与生活的交互式产品，已经超 越了人机交互的领域。设计的产品可以包括：手机、计算机、家电遥控、a t m 、 自动售货机、闹钟、图书馆信息系统w i n o g r a d 把交互设计描述为：“是人类 交流和交互空间的设计”f 1 5 】。从这层含义来说，它就是关于寻找支持人们的方 法。从这个角度来看，广义上的交互设计在设计内容和设计对象上是人机交互设 计向其他设计领域的延伸。 交互设计是一个跨领域的学科( 图2 1 ) ，成功的交互设计需要理解用户如何 7 盲人手机界面的交互设计和评估 作用和响应具体事件，以及用户与事件之间如何通信和交互，因此也就需要有多 个学科的人员( 如心理学者和社会学者) 参与。同样，也需要理解如何设计不用 类型的交互式媒体，并赋予其有效且富有美感的交互方式，因此需要各种不同的 专业人员参与设计，包括美术设计师、艺术家、动画设计师、摄影师、电影行家 和产品设计师。交互设计涉及多个学科，包括软件工程、人工智能、人类工程学、 计算机语言学、认知科学、社会心理学等。 学术学科 设计实践 认知人类 计篾塾支持的 工程学 协作( c s c t ) 跨学科颁域 图2 1 交互设计与其相关的各个学科、领域的关系 2 1 2 交互设计的目标 编程是一件艰辛的工作。为了在激烈的行业竞争中取胜，程序员必须尽可能 的简化开发的过程。程序的易用性与简化开发过程产生了矛盾。能够反映出用户 的观点的使用简单的界面开发比较困难，而开发起来比较简单的界面又只能反映 程序内部的复杂工作。大量的实践证明，那种以技术为主导的开发方式，经常导 致用户体验( u s e re x p e r i e n c e ) 成为一个糟糕的妥协，“产品将不是被设计为用户 使用的产品，而是被设计为一堆技术的载体，设计开发人员的所作所为显得好 像技术比产品更重要。”【s o c t tb e r k u n ，微软公司】。因此现今提倡的设计开发方式 是以用户为中心( u s e r - c e n t e r e d d e s i g n ，u c d ) 的设计。 交互式系统设计应能满足用户的需要，在理解用户需要的过程中，首先应该 8 盲人手机界面的交互设计和评估 明确设计的目标。交互设计的目标可以从两个角度来衡量：可用性目标和用户体 验目标。可用性通常是要保证交互式产品易学、使用有效果、能给用户带来愉快 的体验。它涉及优化人们与产品的交互方式，使得人们能更有效地进行日常工作、 学习。用户体验指的是用户在与系统交互时的感觉如何，这里需要使用主观性的 属于来描述用户体验的本质。表格2 1 列出了可用性和用户体验的具体目标。 表2 1 ：可用性目标和用户体验目标 可用性目标用户体验目标 使用有效果( 能行性)令人满意 工作效率高( 有效性)令人愉快 能安全使用( 安全性) 有趣 良好的通用性( 通用性)引人入胜 易于学习( 易学性)有用 使用方法易记( 易记性)富有启发性 富有美感。 可激发创造性 让人有成就感 让人得到感情上的满足 用户体验目标与可用性目标不同，关心的是用户从自己的角度如何体验交互 式产品，可用性目标更为客观，采用明确的衡量标准，从产品的角度来评价系统 多有用或多有效，是交互设计的核心。图2 2 描述了二者的关系【1 6 l 。 令人满足一一有趣、感满足令人满足 情蜃满足 二：卢有启发性一 图2 2 ：可用性和用户体验目标的关系 9 盲人于机界血的交互设计和评估 2 1 3 交互设计的应用领域 交互设计的应用领域十分广泛，涉及工业设计和人机交互两大方面，并在不 断的拓展之中。 工业设计方面，交互设计主要是日用品或者公用设施等等的外观、功能、交 互方式的设计。可以大到一个机场、工业生产线、交通灯的设计，小到一个水阀、 相机快门、电源开关的设计。设计的且的主要是方便人们的使用，减少出错，提 高效率，使人们在使用产品的同时获得成就感和愉快的使用体验。许多产品在经 过精心的交互设计之后，提高了用户的满意度，更能获得用户的信赖与支持，这 使得商家越来越重视产品的交互设计。 人机交互( h c i ) 设计是交互设计领域中快速发展和应用的一个重要方向。 人机交互的研究已经成功的从根本上改变了计算机的发展。当计算机的速度提 高、生产成本降低以后，人们开始思考如何让计算机的使用更符合人的思维方式 和习惯。设计的中心从计算机转为用户。h c i 是一个综合性学科，研究以计算机 为基础的交互技术的设计，工具和评估技术。涉及的领域包括，计算机和信息科 学( 信息系统，软件工程，人工智能) 行为科学( 认知科学，认知心理学，社会 学，组织心理学，社会心理学) 。人机交互成为交互设计的一个重要的应用方向。 人机界面要友好，功能要完善、使用方便、高效、令人愉快。 随着互联网和通讯技术的产生发展，计算机技术领域的不断拓展和普及，尤 其是无处不在计算技术、多通道识别技术、多通道用户界面的发展和普及，交互 设计的应用领域不断扩展，已经远远超越了工业设计和人机交互的的范畴，交互 设计师关心更加简单自然的交互方式，方便人们工作和生活，通讯和娱乐等等。 交互设计是一个以用户为中心，目标导向的学科。网站咨询、新生公司和移 动计算行业都已意识到交互设计在成功的交互式产品中起着关键作用。随着对交 互设计需求的日益增长，出现了越来越多针对交互设计的咨询公司。从另一个角 度来讲，交互设计已经成为一个重要的商业领域。 2 2 交互设计的过程 在交互设计中，我们应使用以用户为中心的开发方法，理解产品的应用以及 1 0 盲人手机界面的交互设计和评估 产品的目标应用域。这意味着，我们要以用户，而不是技术来指导产品的设计。 2 2 1 交互设计的基本活动 本质上，交互设计过程涉及4 项基本活动：标识用户需要并建立需求；开发 满足需求的候选设计方案；构建设计的交互式版本；评估设计，即评估它的可接 受性。 1 、标识需要并建立需求 为了设计能够支持人们的产品，必须了解谁是目标用户、交互式产品应提供 哪些支持。这些需要构成了产品需求的基础，也是随后设计、开发的基础。在以 用户为中心的方法中，这活动是最基本的，对交互设计也非常重要。 尽可能理解用户、用户的工作、工作的环境，这样开发的系统才能保证用户 达到他们的目标，这个过程称为“标识需要”；从用户的需要中，提炼出一组稳 定的需求，作为后续设计的孥实基础。需求不一定是主要文档，也不是一成不变 的限制，但是要保证在设计以及搜索反馈的过程中，需求不会根本改变。这项活 动的最终目标是提出一组需求，称为“需求活动”。需求是来自于数据搜集和数 据解释，而且是基于对用户需要的正确理解而“建立”起来的，暗示着需求与 所搜集的数据之间存在着对应关系。因此也使用“建立需求”来描述这个活动。 2 、开发候选设计方案 提出满足需求的构思，是设计的核心活动。可划分为两个子活动：概念设计 和物理设计。概念设计是制作产品的概念模型，描述产品应该做什么、如何运作、 外观怎样；物理设计考虑的是产品的细节，包括要使用的色彩、声音和图像、菜 单设计以及图标设计。 3 、构建交互式版本 交互设计就是设计交互式产品，评价设计的最佳方法就是让用户与产品交 互，这就需要构建设计的交互式版本。但这并不意味着它必须是能够运行的软件 版本，可采用多种技术来实现“交互”。制作这类交互式版本的过程称为“制作 原型”( p h o t o t y p i n g ) 。 原型是实际的一种受限表示，用户可尝试与它交互并探索它的适用性。原型 可以是任何东西，从纸张式的情节串连图到复杂的软件，从粘合的纸板模型到锻 l l 盲人手机界面的交互设计和评估 压的会属模型。借助于原型，当事人能与未来的产品交互，从中获得一些实际使 用体验，发掘新思路。比如纸张原型经济、快捷，适于在设计的早期阶段有效地 发现问题。 低保真原型是与最终产品不太相似的原型。使用与最终产品不同的材料。如 纸张、纸板而不是电子屏幕和金属。低保真原型的优点是简单、便宜、易于制作， 易于修改，适合尝试不同的设计方案。高保真原型与最终产品更为接近，使用相 同的材料，适用于向其他人员讲解设计和测试技术问题。例如，使用v i s u a lc + + 开发的软件系统的原型就比纸张式的原型更为真实。本质上，原型是折衷的 产物，在制作原型时，通常需要在深度和广度上进行折衷。这两类原型称为“水 平原型”( 提供了许多功能，但都不详细) 和“垂直原型”( 只提供了少数功能， 但足够详细) 。 4 、评估设计结果 评估要决定产品或设计的可用性和可接受性。这要用到各种评估标准，包括： 用户在使用时的出错数，产品是否吸引人，在何种程度上满足了需求等。评估的 具体范型、技术和许多实际问题，将在下一节详细介绍。 在正式评估之前，先进行小规模试验以测试评估计划是一个好方法。小规模 试验是对评估计划在小范围测试。目的是确保评估计划是可行的。例如，检查设 备及使用说明，练习访谈技巧，检查问卷调查中的问题是否明确，检查试验过程 是否顺利进行。许多评估人员回进行多轮的小规模试验，其过程类似于迭代式设 计，即“取得反馈一修改评估计划一再测试”，重复这一过程直至满意为止。如 果很难找到参与者或者参与者有限，那么可以征求同事们对评估计划的意见。 这个方法快速、且成本较低，可以生却日后的许多麻烦。理论上说，小规模试验 的次数是无限制的，但可能存在某些实际限制。 开发候选设计方案，构建交互式版本以及评估，三个活动是交织在一起的。 对设计方案进行评估实际上是交互设计的核心步骤，其目的是保证产品是可用 的。用设计的交互式版本来评估各个候选方案，并把结果反馈给后续的设计。再 进行评估，再改进，这是一个“设计一评估”的迭代过程，评估贯穿交互设计的 全过程。迭代是交互设计的关键特征之一。 盲人于机界面的交互设计和评估 2 2 2 交互设计的关键特征 在以上的四项交互设计的基本活动中，渗透了交互设计的三个关键特征，包 括上文提到的“迭代”，详述如下： ( 1 )产品的设计和评估以用户为中心。这是交互设计的一个核心观点。 虽然过交互设计过程本身并不能保证让用户参与开发，但是能鼓励对用户的关 注，提供让用户参与评估并提出反馈的机会。 ( 2 )有特定的可用性目标。在设计一开始，就标识出特定的可用性和用 户体验目标，并做明确说明，这有助于设计人员选择不同的候选方案，并在开发 过程中随时检查。 ( 3 )迭代。通过迭代，可以利用反馈来改进设计，不论设计师多么优秀， 用户对新产品多么有想象力，都必须使用反馈来修正构思，而且需要反复若干次。 迭代是不可避免的，设计人员不可能一次就找出正确的解决方案1 1 7 1 。每次迭代 都将揭示一些可改进之处，所以不能假定系统将会在某个时候达到完美的程度。 实际上没有任何系统是完美的，通常项目期限和预算决定何时应结束测试。 2 3 主要评估范型和技术 2 3 1 交互设计的主要评估范型 设计有用且有吸引力的产品需要创造性和各种技巧。把最初的构思演变为概 念设计，再发展为原型的过程中，迭代式的设计和评估有助于确保产品满足用户 需要。任何类型的评估，不论是否“用户研究”，都直接或间接地以某一组常识 ( 基于某种理论) 为基础。与评估相关的这些常识和惯例( 即方法或技术) 即称 为“评估范型”。基本的核心评估范型有四种，各自有着自己的特点： ( 1 ) 快速评估：快速评估是一种常规方法，即设计人员非正式的向用户 或顾问了解反馈信息，以正式设计构思是否符合用户需要，用户是否满意。可以 在任何阶段进行。它强调的是快速了解，而不是仔细记录研究发现。 ( 2 )可用性测试：可用性测试是评测典型用户执行典型任务时的情况，是 在评估人员的密切控制之下实行的，这是它的基本特征。用户执行任务过程中， 盲人手机界面的交互设计和评估 评测人员可以用摄像机记录用户与软件的交互过程。这些数据用于计算完成任务 的时间，用户出错次数，也可以分析用户的行为及其原因。使用问卷调查和访谈 有助于明确用户的观点，了解用户的满意度。可用性测试自2 0 世纪八十年代， 就成为一种主导方法，现在仍是一种主要方法。 ( 3 )实地研究：实地研究是在自然工作环境中进行的，这是它的基本特 征。通过实地研究来理解用户的实际工作情形，以及技术对他们的影响。在设计 产品时，实地研究用于：探索新技术的应用契机；确定产品的需求；促进技术的 引入；评估技术的应用。 ( 4 )预测性评估：在进行“预测性评估”时，专家们根据自己对典型用 户的了解预测可用性问题：另一个方法是使用理论模型。预测性评估的关键特征 是用户不必在场，这使得整个过程相对快速，成本较低。 2 3 2 交互设计的具体评估技术 众多的评估技术，主要有用于以下目的的几类： ( i )观察用户：观察用户有助于确定新型产品的需求，也可用于评估原 型。笔记、录音、录像和交互日志是记录观察的常用方法。评估人员面临的挑战 是：如何在不干扰用户的前提下观察用户。如何分析数据，尤其是分析大量的录 像数据? 如何综合不同类型的数据( 如笔记、图像，草图等) ( 2 )征求用户意见：取得设计反馈的简便方法就是询问用户对产品的看 法。是否具备用户期望那个的功能，用户是否喜欢它，设计是否富有美感。问卷 调查和访谈是这一过程的主要技术。 ( 3 )征求专家意见：专家们借助于启发式原则，通过“角色扮演”的方 法，逐步检查典型用户执行任务的情况，从中找出潜在问题。与实验室评估相比， 这个方法通常成本较低而且能快速完成。另外，专业们也会为问题提出解决方案。 ( 4 ) 用户测试：可用性测试的基本目的是通过测量用户执行任务的情况， 比较不同的设计方案。这些测试通常是在受控环境中进行的，方法是让典型用户 执行典型的任务。评测人员搜集各种数据并分析用户的执行效率，包括完成任务 的时间、出错次数和操作步骤。测试结果通常表示为统计值，如均值和标准偏差。 ( 5 )用户的执行任务情况的分析模型：建立人机交互的分析模型，目的 1 4 盲人于机界呵的交互设计和评估 用于设计初期预测设计的有效性，找出潜在的设计问题。g o m s 和按键模型是 其中最常用的技术。 每个范型都有特定的方法和技术，评估技术同评估范型的关系见表2 2 。 表2 2 评估技术同评估范型之间的关系 啦型 快速评估可用性测试实地研究预测性评估 技莱 观察用观察用户实际使用摄像头和交互日观察是实地研究的核 无 户 行为的重要方 志的记录方式，可做 心方法。在现场研究 法 进一步分析，以找出中，评测人员与测试 问题，了解操作步骤， 环境相融合；在其他 计算执行时间类型的研究中，评测 人员只做客观观察 征求用与用户和潜在通过问卷调查了解用评测人员可采用访谈 无 户意见用户讨论，可采户满意度，也可通过的形式，与用户讨论 用个别会谈、集访谈了解更多详情观察到的问题。现场 体会谈或专门研究可采用现场访谈 小组的形式 征求专专家评估原型 无无 在设计初期， 家意见的可用性( 提供专家使用启发 评估报告)式原则预测界 面的有效 用户测无在受控环境中( 类似无无 试实验室环境) ，测试典 型用户执行典型任务 的情况，这是可用性 测试的基本方法 用户之无无无使用分析模型 前情况预测界面的有 的分析效性，或比较 模型用户使用不同 设计方案的执 行效能 2 3 3 评估框架：d e c i d e 周密策划的评估活动有着明确的目标和适宜的问题【1 s l 。本文使用了d e c i d e 框架来指导评估过程，d e c i d e 的核对清单如下： ( 1 ) 决定( d e t e r m i n e ) 评估需要完成的总体目标。 ( 2 ) 发掘( e x p l o r e ) 需要回答的具体问题。 1 5 盲人手机界面的交互设计和评估 ( 3 ) 选择( c h o o s e ) 用于回答具体问题的评估范型和技术。 ( 4 ) 表示( i d e n t i f y ) 必须解决的实际问题，如测试用户的选择。 ( 5 ) 决定( d e c i d e ) 如何处理有关道德的问题。 ( 6 ) 评估( e v a l u a t e ) 解释并表示数据。 1 、确定目标 评估目标决定了评估过程，在计划评估时，应首先明确总体目标。总体目标 可以明确陈述为： ( 1 ) 检查评测人员是否理解了用户需要。 ( 2 ) 确定设计应采用的界面比拟。 ( 3 ) 确保最终界面满足一致性要求。 ( 4 ) 调查技术的引入对工作实践的影响。 ( 5 ) 决定如何修改已有产品的界面，以提高可用性。 这些目标将影响评估方法，即评估范型的选用。例如，在设计用户界面时， 需要进行量化测量以评价界面质量，因此适合进行可用性测试。 2 、发掘问题 为了验证目标，需要确定一组问题，从这些问题的回答中，就可以了解是否 达到了目标。例如：假设目标是“找出为什么客户愿意通过柜台购买纸张式机票， 而不是通过互联网购买电子机票”。这个目标可以分解为以下的问题：客户对电 子机票的态度如何? 也许他们不信任计算机系统，担心交易的安全性；客户是否 有条件通过互联网订票；系统的用户界面是否不够友好，也许极少有人能够完成 整个交易过程。问题可以分解为更具体的子问题，以便进行更细致的评估。例如： “用户界面不够友好”可以分解为：是使用的术语不一致，造成了混淆，还是系 统响应速度太慢，或者是反馈的信息不够明确、充分? 子问题还可以进一步分解 为更细致的问题。 3 、选择评估范型和技术 评估范型决定了应选用的技术类型。选择范型的过程，必须权衡考虑实际问 题和道德问题。例如，最适用的技术可能成本过高，或需要时间过长，或不具备 必要的设备和专门技能，因而需要做出折衷。组合使用不同的技术有助于了解设 计的不同方面，不同类型的数据是从不同的角度看待问题的，“交叉评估”有助 盲人手机界面的交互设计和评估 于全面的了解设计的情况。 4 、标识实际问题 着手进行任何类型的评估之前，都必须考虑并标识各种实际问题，这些问题 包括：用户、设施及设备、期限及预算、评估人员的专门技能。应根据可用的资 源，修改或者替代具体技术。 选择合适的用户参与评估，非常关键。例如，对于可用性测试，通常需要选 择不同熟练程度的用户( 如新手和专家) 以及具备不同技能的用户参与。此外， 取决与产品的类型，应该考虑年龄、性别、文化、教育程度、个性等方面的差异。 如何让用户参与是另一个需要考虑的问题。实验室研究所使用的任务是典型 任务，用户应该花多长时间在评测任务上，不存在硬性规定。对于大多数任务而 言，十分钟太短，两小时太长。任务时间是因评估类型而异的。根据统计，用户 在击键2 0 分钟后，应该稍事休息、走动以免持续性疲劳。应对用户有礼貌，用 户出错时，不能责备用户或让他们感到不自在。评测人员应消除用户的焦虑，让 他们能够放松正常的工作，如鼓励用户；说明是在测试系