（应用心理学专业论文）电脑控制式微波炉按键的工效学研究.pdf

浙江理工大学硕士学位论文 电脑控制式微波炉按键的工效学研究 摘要 目前，电脑控制式微波炉已成为微波炉行业的主流产品。本研究采用系列目标任务的 实验方法，对电脑控制式微波炉控制面板的按键属性特征进行了研究，并在此基础上，结 合工程心理学的设计原理，设计并验证了新型的微波炉按键操作界面。 本研究共有两个研究五个实验：研究一对微波炉的按键属性特征进行了研究，通过实 验一研究了在不同形状的条件下，微波炉控制面板上按键面积的最小值和最优值；通过实 验二、实验三和实验四分别研究了按键最优的反馈类型，按键最优的听觉反馈类型以及按 键最优的视觉反馈类型。研究二在研究一的基础上，通过实验五，对现有微波炉界面与新 型按键操作界面进行了可用性的对比研究。并在这一系列实验研究的基础上提出若干电脑 控制式微波炉控制面板上按键设计的标准和原则。 由实验结果得出以下几个结论： 1 电脑控制式微波炉控制面板中矩形按键面积的最小值为5 0 衄：、最优值为1 1 0 舢【l l z ； 圆形按键面积的最小值为3 0n 吼：、最优值为7 01 1 1 i i l ：。 2 电脑控制式微波炉控制面板上的按键，只要提供反馈，不论反馈类型如何，均能提 高用户的操作绩效。在视觉反馈、听觉反馈和视听反馈三种反馈类型中，视听反馈是一种 用户最为喜爱的反馈方式。 3 电脑控制式微波炉控制面板上的按键，听觉反馈类型不论是精确听觉反馈，还是非 精确听觉反馈，均能提高操作绩效。但精确听觉反馈要优于非精确听觉反馈。精确听觉反 馈是被试喜爱的反馈类型。 4 电脑控制式微波炉控制面板上的按键，视觉反馈位置无论是在按键上反馈，还是在 显示屏上反馈，均能提高操作绩效；视觉反馈形式无论是颜色突显反馈、下划线突显反馈， 还是相框突显反馈，均能提高操作绩效。按键反馈和颜色突显反馈是被试主观最喜欢的反 馈形式。 5 微波炉操作界面上按键的设计，应该遵循操作次序、任务状态明确、操作提示三个 原则。 关键词：电脑控制式微波炉；按键；系列目标任务；操作绩效 浙江理工大学硕士学位论文 e r g o n o m i cs t u d y o nk e y - p r e s so fc o m p u t e r - 够p em i c r o w a v eo v e n a b s t r a c t n o w a d a y s ，c o m p u t e r - 帅em i c r o w a v eo v e nh 觞b e c o m et l l em a i l l 臼e n dp r o d u c to fm i c r o w a v e o v e ni n d u s t r y t h er e s e a r c he x p l o r c dt 1 1 e 删b u t e so fk e y p r e s si l lc o m p u t e r - t y p em i c r o w a v e o v e n sc o n 昀1p a n e l b ys e r i a l 吣e tt a s k a n do n 也eb 撕s ，c o m b i n e d 、忻t h 廿l ed e s i 盟呻n c i p l eo f 姐g i n e e r i n gp s y c h 0 1 0 9 y ，n e wm i c r o w a v eo v e ni n t e 如c ew 觞v e 而矗e d i i lm i ss t u d yt l e r ew e r ef i v ee x p e r i m e n t si n 咖p h a s e s i i lt 1 1 ep h 2 u s eo ，t l l er e s e a r c he x p l o r e d t 1 1 ea n r i b u t e so fk e y - p r e s s e x p e r i m e n t1i i e s t i g a t e dt l l em i t l i m 哪s i z ea 1 1 do p t i m a ls i z eo ft l l e k e y p r e s si nd i l j f e r e ms h a p ec o n d i t i o n s e x p e r i m e n t2i n v e s t i g a t e dt l l eo p t i m a lf e e d b a c kt ) ，p eo f m ek c y - p r e s s e x p e r i m e n t3a i l de x p e r i m e m4i 1 1 v e s t 迢a t c dt l l eo p t i m a la u d i t o r yf e e d b a c kt y p e 姐do p t i m a lv i s u a lf 醅d b a c kt ) ，p e r e s p e “v e l y o nt h eb a s i s0 fm ep l 瑚eo n e ，e x p e r i m e n t5 m l d i e di i l i c r o w a v eo v e nb yc o m p a r i n gp r e s e n ti n t e r f 配e 锄dn e wi i l t e r f i a c e i i la d d i t i o 玛w e p r o p o s e d v e r a l li r l t e 娟a c ed e s i g np r i n c i p l e so fc o m p u t e r - t ) ，p em i c r 0 、v a v eo v e nb a s e do n 曲 e x p e r i m e n t a ls t u d i e s t h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o w e dt l l ef o l l o 、析n gc o n c l u s i o i l s 1 w h e nt h ek e y - p r e s sp r e s e n t e dc u l 虬t l l em i i l i m u ms i z eo fk e y - p r e s sw 弱3 0 m m 2 1 1 1 e o p t i m a ls i z eo fk e y - p r e s sw 舔1 1o m m 2w h e nt l l ek e y p r e s sp r e s e n t e dr e c t a n g u l 牡a n dt 1 1 e o p t i m a ls i z eo fk e y - p r e s sw 觞7 0i i l 】m 2 、h e nt l l ek e y - p r e s sp r e s e n t e dc 毗u l a l 2 n e r e 、v a sn os i 印i f i c 觚td i 债r e n c ei no p e r a t i o np e 墒册锄c e 锄o n gt l l ef o l l o 晰n gt h r e e t 阳e s ：t i l ev i s u a lf e e d b a c l 【n l ea u d i t 0 d ，f e e d b a c k 觚d 也ev i 刚脚- a u d i t o 巧f e e d b a c k h o w e v e r e a c ho ft h e s et l l r e e 诧e d b a c kt ) r p e si no p e r a t i o np e r f o m 孤c ew 嬲b e t t e r 血a 1 1t 1 1 a to fn 0f e e d b a c k t ) ，1 ) e t h ed a t ao f 驯b je c t i v e 勰s e s s m e n ts h o w e d 也a tt 1 1 ev i s 吼l a u d i t o 搿f i e e d b a c kw 嬲t l l e 0 p t i m a lf e e d b a c kt ) ，p e 3 b o t l lt 1 1 ep m c i s i o na u d i t o 巧f e e d b a c k 锄dm en o n - p r e c i s i o na u d i t o 拶c 锄m a l ( eb e t t e r p e 渤m 锄c e 1 1 1 ep r e c i s i o n 叫d i t o d ，f e e d b a c kw a sb e t t e rt h a l lt 1 1 en o n p r e c i s i o nf e e d b a c k a n d 鲫巧e c t sp r e f e r r e dp r e c i s i o na u d i t o 巧f c e d b a c kt on o n p r e c i s i o na u d i t o qf e e d b a c k 4 t h el o c a t i o no fv i s u a lf e e d b a c ke i t h e ro nt 1 1 ek e yo ro nt l l es c r e e n ，b o t l lo ft h e mc 锄m a l ( e b e t t e r o p e r a t i o np e 墒r m a i l c e a n d 也ef o l l o 州n gt l l r e ef 0 朐o fv i s 岫lf e e d b a c k ： c o l o r h i 曲l i 曲t i n gf e e d b a c k ，u n d e r l i n eh i g h l i g h t i n gf e e d b a c ka 1 1 d 触m eh i g h l i g h t i n gf e e d b a c k ，出lo f n 浙江理工大学硕士学位论文 t l l e mc a nm a k eb e t t e ro p e r a t i o np e r f b r m a l l c e t h ed a t ao fs u b j e c t i v e 觞s e s s m e n ts h o 、e dt l l a tm e k e yf e e d b a c k 觚dc o l o r h i g l l l i 曲t i n gf e e d b a c k 、豫st l l eo p t i m a lf i e e d b a c kt ) r p e 5 t h ek e y p r e s sd e s i 驴洫c o m p u t e 卜t y p em i c r o w a v e0 v e nw 觞s u p p o s e dt 0f o l l o w l r e e p r i n c i p l e s ：o r d e r l yo p e r a l i o n ，c l e a r l yt 舔ks t _ a t ea n do p e r a t i n gh i t s k 巧r w o r d s ： c o m 【p u t e r - t y p e m i c r o w a v e o v e n ；k e y - p r e s s ； s e r i a l t a r g e tt a s k ；o p e r a t i o n a l p e d 0 m l a n c e u i 浙江理工大学硕士学位论文 l 前言 随着我国经济的发展，微波炉生产和设计技术不断成熟，微波炉行业整体规模不断扩 大，2 0 0 9 年国务院办公厅将微波炉纳入到家电下乡项目中【i 】。目前，电脑控制式微波炉已 逐渐成为微波炉电器的主流产品。用户对微波炉的操作主要是通过控制面板上的按键来完 成的。设计合理的按键属性特征可以提高用户使用微波炉的绩效，提升用户在使用产品过 程中的愉悦度。相反，不符合用户心理的按键属性特征会使得用户在使用微波炉的过程中 产生困惑，降低绩效，同时降低用户的满意度。 对于微波炉控制面板上的按键，我国颁布的相关要求均未对按键的设计( 例如：按键 形状和面积、按键反馈方式等) 进行说明【2 捌。由于没有强制的国家标准对微波炉控制面板 上按键的属性进行规定，所以，市场上微波炉控制面板上按键的设计多种多样，各不相同。 目前关于微波炉的研究主要集中在微波炉的技术功能上【4 5 1 ，对微波炉操作界面的研究 相对薄弱，缺乏对微波炉界面设计方面的实证研究。另外，在市场调查中发现，电脑式微 波炉控制面板上按键设计元素和设计风格存在较大差异，同时用户对微波炉按键的使用存 在着许多问题。因此，有必要对电脑控制式微波炉控制面板上的按键属性进行研究。 本研究采用了系列目标任务的研究方法，对电脑控制式微波炉控制面板上按键的属性 ( 包括按键形状和面积、按键反馈方式等) 进行了系列研究，通过实验研究发现问题，改 进现有微波炉界面，提出按键设计原则，在此基础上通过实验的方法设计并验证微波炉按 键操作界面。 本研究实验结果可以直接应用于微波炉界面按键的设计和优化，并为按键设计原型提 供科学的依据。 2 研究背景 首先，回顾有关电脑控制式微波炉控制面板按键的相关研究，然后在此基础上提出问 题，并阐述本研究的构思，最后提出研究目的、意义以及创新点。 2 1 相关研究 2 0 l o 年4 月检索知网、维普、e b s c o h o s t 、e l s e v i e r 、g o o g l es c h o l a r 等国内外知名数 浙江理工大学硕士学位论文 据库，均未找到关于电脑控制式微波炉控制面板上按键的研究成果。与此相关的文献主要 集中在电脑控制式微波炉控制面板的研究、家用电器控制面板中按键设计的研究、触摸屏 按键属性的研究、以及小屏幕显示的工效学研究等领域。下面主要介绍这四个方面的研究。 2 1 1 电脑控制式微波炉控制面板的研究现状 根据控制面板上控制器结构的不同，微波炉可以分为两类，一类是机电控制式微波炉， 它的外观特征是控制面板上设计有两个机械旋钮。另一类是电脑控制式微波炉，它的外观 特征体现在控制面板主要由一些轻触按键和显示屏组成。 关于电脑控制式微波炉的控制面板，国外没有研究。国内研究主要关注高龄者在使用 微波炉过程中所遇到的困难。例如：吴佳卿( 2 0 0 4 ) 通过调查访谈法，发现高龄者在使用 微波炉过程中所遇到的问题主要是文字和图像读取难度大，以及时间设定操作困难【6 1 。林 振阳、杨志雄( 2 0 0 6 ) 对高龄者使用e 化后的家电产品微波炉进行了调查研究，结果显示， 大部分高龄者对微波炉功能操作界面上的某些图像( 强解冻符号、解冻符号和混合符号) 存在混淆【7 1 。 2 1 2 家用电器控制面板中按键设计的研究现状 关于家用电器控制面板中按键设计的研究，目前主要集中在设计艺术领域。这些研究 大都是从设计艺术学的角度，对按键的特征进行了分析和归纳，但均未用到实证的研究方 法。例如：杜娜( 2 0 0 7 ) 对家用洗衣机的界面设计进行了研究，认为洗衣机界而的按键， 边长和直径都不宜超过3 0 咖，按键的操作方式应遵循顺序操作的原则嘲。林影丽( 2 0 0 5 ) 对冰箱的界面设计进行了研究。在按键方面，她认为，冰箱的按键应设计为长方形，按键 大小应与食指操作相适宜，按键形式应设计成微凸式【9 】。杨足( 2 0 0 4 ) 对老年人使用家电 的人机界面设计进行了研究，他认为在设计按键时，应把按键形状、按键大小、按键颜色 等因素结合起来考虑【1 0 1 。 2 1 3 触摸屏按键属性的研究现状 国外对触摸屏按键属性的研究比较多，研究的范围也非常广泛，从相关的研究内容来 看，主要集中在按键面积、按键间距以及按键反馈上： 2 浙江理工大学硕士学位论文 ( 1 ) 按键面积 p e l ( 1 ( a 等人( 2 0 0 6 ) 研究了用户单手拇指操作p d a ( p e r s o n a ld i g i t a la s s i s t 锄t ) 触摸屏 时，在无间距条件下正方形按键面积的最优值【l l 】。研究表明，在所采用的五种大小的正方 形按键面积中，单独任务以边长9 2 n m l 为按键的最优值，系列目标任务以边长9 6 姗为按 键的最优值。h e r b e n 等人( 2 0 0 4 ) 研究了用食指操作触摸屏，有间距条件下正方形按键面 积的最小值【1 2 1 。研究表明，在所采用的四种正方形按键面积中，2 0 i n i l l 2 的面积值既不会降 低用户的操作绩效，同时也使用户对此有较高的满意度。m i z o b u c h i 等人( 2 0 0 2 ) 研究了按 键面积与操作绩效的关系，发现随着按键面积的增大，被试操作按键输入速度增快，错误 率减少【13 1 。 ( 2 ) 按键间距 h a r a d a 等人( 1 9 9 6 ) 研究了正方形按键面积和按键间距的最优值，发现当按键间距为 3 i m n 时，被试的按键速度要显著地快于0 l 砌、6 咖、1 2 姗、2 1 l 姗的条件。按键间距为o i 姗 时，被试的按键错误率显著地高于其他条件【1 4 1 。后来，h a r a d a 等人( 1 9 9 7 ) 又研究了矩形 按键的最优间距，发现按键间距为3 m m 时，反应时显著地小于o1 1 1 i n 、1 2i i u n 、2 1 咖的条 件。而主观评价的结果则表明，被试最喜爱的按键间距为6 m m f l 5 】。 ( 3 ) 按键反馈 反馈存在着不同的形式，总体而言，主要有视觉反馈、听觉反馈、动觉反馈以及触觉 反馈。通过设计合理的反馈，可以提高操作绩效。一般来说，反馈与操作接近同步，对当 前状态及变化的反馈越多，操作的效果就越好。在需要连续快速操作时，应提供即时反馈， 而非延迟反馈1 1 6 1 。 关于触摸屏上的按键反馈，b e n d e r ( 1 9 9 9 ) 研究了正方形按键面积与按键听觉反馈之 间的关系。发现当按键的边长为1 0 眦l 时，听觉反馈能显著提高操作绩效。而当按键边长 为3 0 m m 时，是否提供听觉反馈对被试的操作绩效无显著影响【1 7 1 。b r e w s t e r ( 2 0 0 2 ) 也研究 了正方形按键面积与按键听觉反馈之间的关系，研究表明如果在按键上加上了声音反馈， 那么按键大小可以从1 6 像素1 6 像素减小到8 像素8 像素。同时，被试在操作绩效上不会 有明显地下斛1 引。 2 1 4 小屏幕显示工效学的研究现状 国内外对小屏幕显示工效学的研究比较多，研究的范围也非常广泛，从相关的研究内 容来看，主要集中在以下几个方面： 3 浙江理工大学硕士学位论文 ( 1 ) 图标显示 图标显示主要研究在小屏幕显示的条件下，影响图标可识别性的因素。h u a n g ( 2 0 0 7 ) 研究了小屏幕上图标的可识别性。结果表明，对小图标而言，背景和图标的高亮度对比可 以提高小屏幕上图标的可识别性【1 9 1 。 ( 2 ) 长文本显示 长文本显示主要研究在小屏幕显示的条件下，长文本以何种方式显示最佳。长文本显 示的方式主要有3 种，快速序列视觉呈现方式( r s v p ) 、跳动引导式和平滑滚动引导式【2 0 1 。 国外主要研究r s v p 和跳动引导式的比较，发现r s v p 要优于跳动引导式，阅读效率( 阅读 正确率阅读速度) 高【2 1 抛】。国内主要研究r s v p 和平滑滚动引导式的比较，结果表明， 用平滑滚动引导式呈现长文本，阅读效率耐2 0 矧。 ( 3 ) 手机网页 关于手机网页的研究，存在的主要问题是怎样将已有的大屏幕网页清晰地显示在小屏 幕上。g l l t 、v i n 等人( 2 0 0 4 ) 比较了鱼眼技术、变焦技术以及平移技术在手机网页上的应用。 结果表明，平移技术的操作绩效最低，鱼眼技术和变焦技术在不同类型的任务上各有优势 【2 4 】。l 锄等人( 2 0 0 5 ) 发明了一种应用于手机网页的新技术总结性微缩( s u m m a d ， n u m b n 2 l i l s ) ，它微缩呈现原始网页，用概括性文字代替全文，并能够自适应于不同尺寸 的屏幕。实验研究的结果表明，s u m m a r yt h u m b n a i l s 这种新技术能够显著地提高被试浏览 网页的操作绩效。并且，被试在体验了缩微界面，单列显示界面和s u m m a d ，t h 啪b n a i l s 界 面之后，一致认为s u m m a 巧t h u m b n a i l s 可用性最好【2 5 1 。 ( 4 ) 手机菜单 手机菜单的研究，主要研究在小屏幕条件下，手机菜单的呈现方式。f i n d l a t e r 等人 ( 2 0 0 8 ) 对手机上的固定菜单和自适应菜单进行了研究，研究表明与大屏幕显示相比，在 小屏幕条件下，高精度自适应菜单在操作绩效和用户满意度上会有更大的优势。然而，高 精度自适应菜单的缺点在于，它减少了用户对于整个界面条目的可察觉性，它使用户学习 新的条目变得更困删2 6 1 。 ( 5 ) 地图导航 对于地图导航的研究，主要的问题是怎样在小屏幕条件下，显示涵盖大量信息的地图。 b u r i g a t 等人( 2 0 0 8 ) 研究了一种用于在小屏幕上显示地图的技术一一激增强化导航 ( z 0 0 m e n h 锄c e dn a v i g a t o r z e n ) 。它是一种整体细节技术。在屏幕中央有一个圆， 显示的是焦点，而圆以外则是背景。它可以实现以焦点为中心进行的平移和放大1 2 7 1 。r o b b i n s 4 浙江理工大学硕士学位论文 等人( 2 0 0 4 ) 也研究了一种小屏幕上显示地图的技术区域激增( z o n e z o o m ) 。它把手 机屏幕分成九个区域，每一个区域对应手机键盘上的一个按键，按下任何一个按键，就可 以看地图上任何想要看的区域【2 钔。 2 2 问题的提出 根据以上相关研究的综合分析，并结合我们的前期调查，我们发现，关于电脑控制式 微波炉控制面板上的按键研究，目前存在着以下问题。 ( 1 ) 对于微波炉界面上的按键设计，还没有形成相关的标准 2 0 0 2 年我国颁布的家用和类似用途电器的安全一微波炉的特殊要求，2 0 0 8 年我国 颁布的家用和类似用途电器的安全一微波炉( 包括组合型微波炉的特殊要求) 中，均 对微波炉生产和使用安全进行了阐释。2 0 0 8 年我国又颁布了家用和类似用途电器包装一 微波炉的特殊要求，对微波炉的包装做出了相关规定。但在这些标准中，均未对微波炉 控制面板上按键的设计( 例如：按键形状和面积、按键反馈方式等) 进行说明，没有形成 可以应用的相关标准。 ( 2 ) 在实际市场调查中，微波炉按键设计各不相同 目前市场上微波炉按键的设计多种多样，各不相同。例如：关于按键反馈类型，现有 微波炉产品提供的按键反馈方式多种多样，有的产品提供听觉反馈( 如：美的l d 2 0 c b q 和美的e g 8 2 3 e a 4 s r ) ，有的产品同时提供听觉和视觉反馈( 如：格兰仕g 8 0 f 2 3 c n 2 l g 1 和格兰仕g 8 0 f 2 3 c n 2 l a 9 ) ，还有一些产品则没有提供任何形式的反馈( 如：美的 m g 8 2 3 l a 3 - n r 和格兰仕p 7 0 d 2 0 t j d 3 ) 。 ( 3 ) 目前还没有关于微波炉控制面板按键属性的实证研究 关于家用电器界面研究，多集中在设计艺术领域，但大多是对现象的描述，例如：杜 娜对洗衣机的界面设计进行了研究。关于微波炉的研究，多集中在技术功能上【4 。5 】，例如， 顾小卫( 2 0 0 7 ) 对微波炉新平台的冷匹配进行了研究。 ( 4 ) 用户在实际操作微波炉的过程中存在着困难 在对用户的访谈中发现，对微波炉按键的操作存在着许多问题。例如，用户不了解不 同按键所对应着的操作功能存在的差异；有的用户使用“光波组合 功能去加热饭菜，而 不是使用“微波 功能。 浙江理工大学硕士学位论文 2 3 研究构思 基于以往研究和现实中存在的问题，本研究主要分为两个研究五个实验： 研究一通过实验探讨微波炉按键的局部特征对用户操作及满意度的影响。该部分 研究由四个实验组成，主要从按键形状和面积以及按键反馈类型来对微波炉按键 的属性特征进行研究。 研究二是在研究一的基础上，结合工程心理学的原理，对现有的微波炉操作界面 进行改进，设计并验证新型的微波炉按键操作界面。 我们希望通过实验研究发现问题，改进、优化现有微波炉界面，并在此基础上提出按 键设计原则，设计新型微波炉按键操作界面。 上述实验及其相互关系如下图2 1 所示。 图2 1 研究构思图 浙江理工大学硕士学位论文 2 4 研究目的与意义 2 4 1 研究的目的 本研究的实验目的有以下四个方面： ( 1 ) 探讨微波炉控制面板上按键面积的最小值和最优值； ( 2 ) 研究按键操作方式的反馈类型，确定最优的反馈方式； ( 3 ) 设计并验证新型的微波炉按键操作界面； ( 4 ) 提出微波炉控制面板上按键设计的标准。 2 4 2 研究的意义 本研究的意义有以下两个方面： ( 1 ) 为改进微波炉控制面板上按键的设计提供科学依据； ( 2 ) 对微波炉界面的按键设计提出标准。 2 5 研究的创新点 本研究的创新点主要有以下三个方面： ( 1 ) 尝试用实验室实验的方法对微波炉的按键操作进行研究； ( 2 ) 尝试对现有的微波炉界面提出了改进和优化； ( 3 ) 尝试对微波炉控制面板上按键的设计提出标准。 浙江理工大学硕士学位论文 3 实验研究 3 1 实验一：不同形状按键的最小值和最优值 3 1 1 实验目的 通过实验的方法，探讨在不同形状的条件下，微波炉控制面板上按键面积的最小值和 最优值。该研究结果可以直接应用于微波炉控制面板上按键的设计。 3 1 2 实验方法 3 1 2 1 实验被试 实验被试共有1 8 名，男女各半，均为在校本科生和研究生，年龄在1 8 2 5 岁之间， 视力或矫正视力正常，均为右利手。男生食指平均宽度为1 4 7 m m ，女生食指平均宽度为 1 3 1 l m ( 食指宽度的测量采用距指尖l 厘米的宽度进行测量【1 2 】) 。 3 1 2 2 实验装置与实验软件 实验装置主要有e w s o n j c l 7 英寸彩色触摸屏。屏幕分辨率为1 2 8 0 1 0 2 4p i x e l s ，刷 新率为6 0h z ，水平频率6 3 9 2 z ，垂直频率5 9 9 6 h z ，时钟频率1 0 8 0 3 m h z ，平均亮度 为1 8 0 c d m 2 。被试按要求在触摸屏上进行实验操作。 实验程序由v b 6 o 软件编制，自动记录反应正确与否，以及被试的反应时间。实验中， 触摸屏电脑的显示器为垂直于桌面9 0 度放置，高度以被试的手臂长短进行调整，使其达 到舒适操作的状态。 3 1 2 3 实验变量及设计 本实验两个实验变量分别是按键形状和按键面积。根据前期市场调查结果，按键形状 主要分为矩形和圆形两种( 如图3 1 所示) 。参照根据人机工程学中规定【2 9 】，按键面积大小 设置为1 0 n n 2 、3 0m m 2 、5 0m m 2 、7 0m m 2 、9 0m m 2 、1 1 0m m 2 、1 3 0m m 2 、1 5 0m m 2 和1 7 0 m m ：九种水平。按键间距恒定为无间距，圆形条件下即为圆两两相切。 实验界面的设计模拟微波炉控制面板的设计。控制面板面积为2 0 6 8 7 m m 8 3 9 2 m m ， 显示屏面积为5 3 3 9 m m 2 5 9 7 m m ( 根据随机抽样的市场调查结果，取3 2 款微波炉控制面 板和显示屏的平均值) 。 b 浙江理工大学硕士学位论文 a 、矩形按键 图3 1 实验界面示例 b 、圆形按键 实验采用被试内设计，每名被试参加1 8 种不同条件下的所有试验。每名被试共参加 2 1 6 次试验，其中每种条件下重复1 2 次。所有水平间实验顺序均为随机出现。实验因变量 有正确率和反应时，其中正确率为被试在每种实验条件下，按键正确反应的次数占总按键 次数的百分比；反应时是指在三次连续按键反应都正确的试验中，每次按键所需要的平均 时间( 单位为毫秒) 。 3 1 2 4 实验任务 实验任务采用系列目标任务( n es e r i a lt a r g e t 协k ) 【1 ，要求被试按照显示屏上随机呈 现的3 个数字，在触摸屏上的按键区域中，使用右手食指指肚依次按下这3 个数字。 3 1 2 5 实验流程 首先是绩效测试。实验前，主试通过计算机屏幕向被试呈现指导语，使其了解实验具 体程序和要求，并向被试说明实验操作中的注意事项。被试先进行5 次练习以熟悉实验流 程，然后进入正式实验。 正式实验开始时，被试先按“准备 键，显示屏上会随机出现3 个数字，被试按要求按 下3 个数字，每按下一个数字，不论按对与否，都会有一个听觉反馈“嘀”声，按完3 个数 字，即完成一个试验，再按“准备 键开始下一轮试验，被试将重复上述步骤，直到完成 全部实验。 计算机自动记录每个数字的反应结果正确与否，同时还记录了完成一个试验被试的反 应时。实验进行到一半时，被试休息3 分钟。为了抵消按键的顺序效应，不同水平间按键 的形状和，面积均为随机呈现。 绩效测试结束后，进行主观评价，即被试对不同形状和不同面积的按键进行对偶比较。 1 9 浙江理工大学硕士学位论文 在矩形条件下，被试对以上九种面积两两比较，选择一个可以接受的最小值；在圆形条件 下，评价方法相同。对偶比较采取两个不同的面积进行比较时，在空间不同方位呈现。为 了防止空间误差，同一对对偶比较的两个不同的面积在空间上互换，每对比较两次。 整个实验过程约为2 5 分钟。 3 1 3 数据分析与结果讨论 实验结果由s p s s l 7 0 软件包处理。 为了保证被试反应数据的相对稳定性，在统计被试正确反应时数据时，依据3 个标准差 原则将原始数据中的异常数据( 占总数据的0 6 2 ) 删除，然后再计算各种实验条件下的 反应时的均值，以及各种实验条件下的正确率。 在不同形状、面积按键条件下，被试的反应正确率和反应时，见表3 1 和表3 2 。其中反 应时为正确条件下的反应时。 1 0 匣上v州掣鉴穴鞲簌cb申耀。鼎 曲0 v 甘卜v 甘o n 甘卜 n n v o 卜 甘寸v h 【o 心o 兮v 卜9 n _ - g v h o 寻 1 v 甘【寻 o v 寸o 0 n o 6 v o i 籁霹 卜9 v 呻苌 8 v o 卜z o o 兮v 西 吲h 寸v 甘9 v o o o o v 器o n _ 【v n o o n v 一o ov 一寸v 呻o 9 甘9 n v n o 卜兮v _ o o o 9 v h h 兮 n 9 v h i 甘 o o 兮v 呻o 【n 9 v 器 n 9 v 崎n 9 v 甘甘n o o o o 寸甘- 9 v 吩_v h o 9 卜 碘凰 碘墩 籁露 o = 0 9 i o 一 o _ 【一 。卜 。一 。星一 器旧掣辎 葵漤魁辎 寥v 醉器茸翅岖g雉辎卜章壤裂辎娶旧葵戬匣海in僻 议皋扑书匿扑k上剐h凑 o ，一 一 。 戗叫暮楼蓬星曙糕导群。燃 甘啦n 甘卜o 一一 o 甘一 。呻一 。卜一。卜一 o o no n n 一甘o n n o n一n o 甘可 癸函碘最 o = o 【 o 【 o 卜 o o e 、重v鼷旧裂辎 葵瓮掣辎 蛞曝壶斛v眯躲辚基肇莨g掣k掣辎、f，蜗星猷郑詹一c僻 趔略掣辎g似辎墨口状。星。一卜壶则怒幕忙轼1憾辎七b鄹羞怒n柑。憋n群羞咚莨始制球婚辎七怒心h球怒1球喇趔艄心v愍n辑羞翠靛窿窿赵萃漤最蒸柚蜮冥裂辎漤撩g。蚕。一鞭懿帷球1婚鞋七增岳球。怒苌喇憋曝鞲蝴子 懈赵辎漤埭g。量ioh状娶旧。最奉。懿爨忙述g群羞曜靛求骝簌廿僻。n“僻国眯螵馨丑跫霞g罐耧卜棼娥趔辎器旧，葵淤匡恃树 o 6 h v 寸n 甘卜 卜o o h v 甘甘甘卜 o _ 8 = v 口i 甘卜 o 吩9 h v _甘_【卜 6卜_v 卜回兮卜 甘o一一nv o 0 n oh v 卜o卜。卜 卜8寸nv o0【 o寸卜寸v 旧o i o h 簌霹 b 卜z n n v 吩n 0 v 卜 卜0甘hv h 8 = v n 卜n 甘卜 n 式寸_ v 口9 n 卜 吩z_【v 的“o 卜 _ n 寻曲h v 呻卜 o o i = v o 0 寸卜 曲oo【v 口o n 卜 卜呻6 0 h v 吲h 6 o n n - n n v n o 卜 o 9 h v 【o 0 0 卜 o n o 卜h v 曲寻o 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。这也表明，被试认为3 0 l t u i l ：的按键 是能够接受的圆形最小按键的理想值。 因此，可以认为3 0 伽n ：的圆形按键设计中可以接受的圆形按键最小面积值，低于该值， 则用户的绩效会有明显下降，满意度也会下降。 当圆形面积大于7 0 m m ：时，正确率大于9 5 ，可以获得令人满意的操作绩效，可以认 为该值为圆形按键设计的最优值。 3 1 4 结论 根据上述分析，本实验得出以下结论： ( 1 ) 电脑控制式微波炉控制面板中矩形按键面积的最小值为5 0 r t u i l ：、最优值为1 1 0 1 3 浙江理工大学硕士学位论文 ( 2 ) 电脑控制式微波炉控制面板中圆形按键面积的最小值为3 0 n n ：、最优值为7 0i r l i i i ：。 1 4 浙江理工大学硕士学位论文 3 2 实验二：不同反馈类型的比较 3 2 1 实验目的 在实验一研究结果的基础上，通过实验的方法，探讨微波炉控制面板上按键的最优反 馈类型。该研究结果可以直接应用于微波炉控制面板上按键的设计。 3 2 2 实验方法 3 2 2 1 实验被试 实验被试共有2 4 名，男女各半，均为在校本科生和研究生，年龄在2 1 2 9 岁之间， 视力或矫正视力正常，均为右利手。男生食指平均宽度为1 6 1 7 m m ，女生食指平均宽度为 1 4 0 8 m m ( 食指宽度的测量采用距指尖1 厘米的宽度进行测量【1 2 】) 。 3 2 2 2 实验装置与实验软件 实验采用触摸屏模拟按键的方法来进行。实验装置为e w s o f l i c l 7 英寸彩色触摸屏。 屏幕分辨率为1 2 8 0 1 0 2 4p i x e l s ，刷新率为6 0 i z ，水平频率6 3 9 2 i ( m z ，垂直频率5 9 9 6 h z ， 时钟频率1 0 8 0 3 m h z ，平均亮度为1 8 0 c d m 2 。被试按要求在触摸屏上进行实验操作。 实验程序由v b 6 o 软件编制，自动记录反应正确与否，以及被试的反应时间。实验中， 触摸屏电脑的显示器为垂直于桌面9 0 度放置，被试采取站立的姿势进行操作。 3 2 2 3 实验变量及设计 本实验的实验变量是按键反馈类型，分为无反馈、视觉反馈、听觉反馈、视听反馈( 指 同时提供视觉反馈和听觉反馈) 四种类型。按键反馈的方式均为精确反馈，即当被试按下 一个按键后，该按键颜色会变为红色( 视觉精确反馈) 或者会听到用标准普通话播报的该 按键名称( 听觉精确反馈) 。根据实验一电脑控制式微波炉控制面板按键形状和面积最小 值的实验结果例和市场调查的结果，本实验采用5 0m m ：的矩形按键作为微波炉控制面板上 的按键( 如图3 2 所示) 。 实验界面的设计模拟微波炉控制面板的设计。控制面板面积为2 0 6 8 7 m i l l 8 3 9 2 眦n ( 根据随机抽样的市场调查结果，取3 2 款微波炉控制面板的平均值) 。 1 5 浙江理工大学硕士学位论文 图3 2 实验界面示例 ，簟翟嬲职例臀筠 善 喇 一“ 囊 诧 疆 7 嗡j ： 雩f | 瞒 鬻 铆 ，：； “ 埘 ， ，带 ，：“：。：盖j + 。貔 实验采用被试内设计，每名被试参加4 种不同条件下的所有试验。每名被试共参加1 4 4 次试验，其中每种条件下重复3 6 次。所有被试均先做无反馈类型，其他三种类型间实验 顺序为随机出现。实验因变量有正确率和反应时，其中正确率为被试在每种实验条件下， 按键正确反应的次数占总按键次数的百分比；反应时是指在两次连续按键反应都正确的试 验中，每次按键所需要的平均时间( 单位为毫秒) 。 3 2 2 4 实验任务 实验任务采用系列目标任务( n es e r i mt a r g e t 协k ) 【l l 】，要求被试按照显示屏上随机呈 现的食物和荤晕，在触摸屏上的按键区域中，使用有手食指指肚依次按下这种食物和该食 物的重量。 3 2 2 5 实验流程 首先是绩效测试。实验前，主试通过计算机屏幕向被试呈现指导语，使其了解实验具 体程序和要求，并向被试说明实验操作中的注意事项。被试先进行l o 次练习以熟悉实验流 程，然后进入正式实验。 正式实验中，先进行无反馈类型的测试，被试先按“准备”键，显示屏上会随机出现 食物和重量，被试按要求按下食物和重量，每按一次，不论按对与否，显示屏都不会提供 任何形式的反馈，按完2 次，即完成一个试验，再按“准备 键开始下轮试验，被试将 重复上述步骤，直到完成无反馈类型的所有测试。 视觉反馈类型的测试，是每当被试在触摸屏键盘区域中按下一个按键，都会看到视觉 1 6 浙江理工大学硕士学位论文 反馈，即该按键会变成红色。听觉反馈类型的测试，是每当被试在触摸屏键盘区域中按下 一个按键，都会听到相应的声音反馈。比如，按下“牛奶 键，就会听到“牛奶 的声音。 声音反馈录制声音采用标准普通话，音速、音量恒定，音质清晰。视听反馈类型的测试， 是同时提供听觉和视觉反馈。为了抵消按键的顺序效应及有反馈对无反馈的影响，所有被 试均先做无反馈，其余三种类型间实验顺序为随机次序进行。 计算机自动记录每次按键的反应结果正确与否，以及每个试验完成的时间。 绩效测试结束后，进行主观评价，即让被试填写按键不同反馈类型的评价问卷。问卷 采用五级评分方法( 其中1 为最差，5 为最好) ，从操作效率、易错性和满意度三个维度上 来考察被试对不同反馈类型的主观感受。 每个被试的整个实验过程约为1 5 分钟。 3 2 3 数据分析与结果讨论 实验结果由s p s s l 7 o