（机械设计及理论专业论文）基于虚拟技术的产品可用性设计研究与应用.pdf

摘要 可用性既是产品的一个基本自然属性，也是产品竞争力的核心。随着科学技术水 平的不断发展和产品智能化水平的不断提高，产品的可用性已在消费者决定是否购买 产品的诸因素中占据了越来越重要的地位，因此，提高产品的可用性已成为提高产品 竞争力的核心。然而，目前我国企业在进行各种类型的产品设计中，都存在着不同程 度的可用性问题，这不但给用户的使用带来了困难，同时也减弱了产品的竞争力。因 此，如何保证设计的产品既符合用户的需求又方便易用，即可用性问题，便成为一个 永恒存在而又必须不断深入研究的问题。 论文将目前国内外企业针对界面设计的可用性理论引入到工业产品设计中，从产 品设计的角度对工业产品的可用性设计原则、流程和方法进行了探讨性研究，提出了 基于虚拟技术并和产品设计流程相结合的工业产品可用性设计流程和方法，并通过一 个具体设计实例的可用性分析、设计与评估，对以上理论进行了运用和验证。具体研 究工作如下： 一首先阐述了可用性研究在工业产品设计中的重要性和必要性，并对目前国内 外可用性研究工作的现状和发展趋势进行了系统的分析。 二以针对软件界面设计的可用性理论为基础，根据产品设计的特点，对工业产 品设计中的可用性含义以及研究方法进行了探讨；同时从产品的可用性设计方法角 度，对国内外部分典型的产品设计案例进行了分析，并结合设计心理学、人机工程学 及设计符号学理论，按照可用性的五个属性，总结了工业产品的可用性设计原则。 三根据国内中小企业的特点、可用性工程方法和产品开发流程，利用基于p c 机的虚拟产品设计技术即主要采用c a d 软件和虚拟现实软件相结合的虚拟设计方 法，提出了基于虚拟技术并和产品设计流程相结合的产品可用性设计流程和方法。 四在以上理论和方法的指导下，通过对元斗电子( 东莞) 有限公司的5 1 音响 系统的可用性分析、设计与评估，验证了论文主要理论和方法的可行性和实用价值。 该论文的创新点在于：将目前针对软件界面设计的可用性理论运用到工业产品设 计的全过程，并提出了结合产品开发流程和虚拟展示技术的产品可用性设计流程和方 法，让用户最大程度地参与到产品设计过程中，并能在虚拟产品上全方位地体验到产 品的使用过程，使得整个设计过程都充分体现了可用性设计理念，并为国内中小企业 的产品可用性设计与研究提供了一定的参考。 关键词：虚拟现实、可用性、可用性设计、产品设计、工业设计 t h e s t u d y a n d a p p l i c a t i o n o fu s a b i l i t yi n p r o d u c td e s i g nb a s e do nv i r t u a lr e a l i t y a b s t r a c t u s a b i l i t yi sn o to n l yab a s i cn a t u r eb u ta l s ot h ec o r ec o m p e t i t i v e n e s so ft h ep r o d u c t w i t ht h ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , a n dc o n t i n u o u sr i s i n go ft h e i n t e l l i g e n c el e v e l o ft h e p r o d u c t ，u s a b i l i t yp l a y sm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t r o l ei n c o n s u m e r s d e c i s i o nt ob u yp r o d u c t s s o t 0r a i s et h eu s a b i l i t yo ft h ep r o d u c th a sb e c o m e t h ec o r eo f r a i s i n gt h ep r o d u c t sc o m p e t i t i v e n e s s h e w e v e l ) t h e r ea t es o m eu n s o l v e di s s u e s o fu s a b i l i t yi na l lk i n d so fp r o d u c td e s i g ni no u rc o u n t r yc u r r e n t l y , w h i c hn o to n l ym a k e p r o d u c t sd i 硒c u l tt ou s e ，b u ta l s ow e a k e nt h ep r o d u c t sc o m p e t i t i v e n e s s t h e r e f o r e ，t h e p r o b l e mo f u s a b i l i t y m e e t sc o n s u m e r s n e e d sa n de a s yt ou s e - i sa ne t e r n a la n de s s e n t i a l i s s u eo f p r o d u c td e s i g na n dn e e dd e e p e ri n v e s t i g a t i o n t h et h e w sp u t st h eu s a b i l i t yt h e o r yi n t ot h ef i e l do f i n d u s t r i a ld e i g n , w h i c hi su s e di n i n t e r f a c ed e s i g na th o m ea n da b r o a dc u r r e n t l y 1 1 l ep r o d u c t su s a b i l i t yd e s i g np r i n c i p l e p r o c e s sa n dm e t h o dl i o mt h ev i e wo fp r o d u c td e s i g na r es t u d i e d ，a n dt h ep r o d u c t s u s a b i l i t yd e s i g np r o c e s sa n dm e t h o db a s e do nv i r t u a lr e a l i t ya n dp r o d u c td e s i g np r o c e s s a r e p u tf o r w a r d , t h e nt h et h e o r yi sa p p l i e da n dt e s t e db yas p e c i f i cd e s i g n t h ec o n c r e t es t u d y w o r ki sa sf c l i l o w s ： 1 t h ei m p o r t a n c ea n dn e c e s s i t yo ft h eu s a b i l i t yr e s e a r c hi np r o d u c td e s i g na r e e l a b o r a t e do n , a n dt h ep r e s e n tc o n d i t i o na n dt h ed e v e l o p m e n tt r e n d so ft h eu s a b i l i t y r e s e a r c hw o r ka th o m ea n da b r o a da l ea n a l y z e ds y s t e m a t i c a l l y 2 b a s e do nt h eu s a b i l i t yt h e o r yi ns o f t w a r ei n t e r f a c ed e s i g n ，t h eu s a b i l i t y sm e a n i n g a n ds t u d ym e t h o d si np r o d u c td e s i g na r es t u d i e da c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fp r o d u c t d e s i g n s o m ed o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lt y p i c a lp r o d u c t sa r ea n a l y z e df r o mt h ev i e wo f p r o d u c tu s a b i l i t yd e s i g n t h e nt h ep r o d u c tu s a b i l i t yd e s i g np r i n c i p l ei s s u m m e du p a c c o r d i n gt ot h ef i v ea t t r i b u t e so f u s a b i l i t yb yc o m b i n i n g w i t ht h ed i s e i p l i n eo f p s y c h o l o g y o f d e s i g n ，e r g o n o m i c sa n ds e m i o t i c s 3 a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fd o m e s t i cs m a l lb u s i n e s s ，u s a b i l i t ye n g i n e e r i n g a n dp r o d u c td e s i g np r o c e s s ，t h ep r o d u c tu s a b i l i t yd e s i g np r o c e 龉a n dm e t h o db a s e do n v i r t u a lr e a l i t ya n dp r o d u c td e s i g np r o c e s sa r ep u tf o r w a r d , w h i c hm a k eu s eo ft h em e t h o d o fv i r t u a ld e s i g no np e r s o n a lc o m p u t e r st h a ti st h em e t h o do fu s i n gt h es o f t w a r eo fc a d a n dv i r t u a lr e a l i t yo np e r s o n a lc o m p u t e r s ， 4 u n d e rt h ed i r e c t i o no ft h ea b o v et h e o r ya n dm e t h o d ，t h ep o s s i b i l i t ya n dp r a c t i c a l v a l u e so ft h em a i nt h e o r ya n dm e t h o dp u tf o r w a r di nt h et h e s i sa t et e s t e db yt h eu s a b i l i t y a n a l y s i s d e s i g na n de v a l u a t i o no ft h e5 1s p e a k e rs y s t e mo ft h es u p e r g e m se l e c t r o n i c s c o ，l t d t h ec r e a t i v ep o i n t so ft h et h e s i sa l ea sf o l l o w s ：t h eu s a b i l i t yt h e o r yw h i c hi su s e di n s o f t w a r ei n t e r f a c ed e s i g ni sa p p l i e di n t ot h ew h o l ep r o c e s so ft h ep r o d u c td e s i g n , a n dt h e p r o d u c tu s a b i l i t yd e s i g np r o c e s sa n dt h e o r yb a s e do np r o d u c td e s i g np r o c e s sa n dv i r t u a l r e a l i t ya l ep u tf o r w a r d c o n s u m e r sc a np a r t i c i p a t ei nt h ed e s i g np r o c e s st oag r e a td e g r e e , a n de x p e r i e n c et h eu s i n gp r o c e s sb yt h ev i r t u a lp r o d u c ta l l - d i r e c t i o n a l l y ，w h i c hm a k et h e w h o l ed e s i g np r o c e s sf u l lo f t h ep r i n c i p l eo f u s a b i l i t y d e s i g n ，a n dp r o v i d et h er e f e r e n c ef o r t h ep r o d u c tu s a b i l i t yd e s i g na n dr e s e a r c ho f d o m e s t i cs m a l lb u s i n e s st os o m ee x t e n t z h a n gy u a n ( m e c h a n i c a ld e s i g na n dt h e o r y ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rc h e nx i a n g h e 、z h a n ga w e i k e yw o r d s ：v i r t u a lr e a l i t y ，u s a b i l i t y 、u s a b i l i t yd e s i g n ，p r o d u c td e s i g n ，i n d u s t r i a ld e s i g n 西安工程大学学位论文知识产权声明 本人完全了解西安工程大学有关知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间 学位论文工作的知识产权归属西安工程大学。本人保证毕业离校后，使用学位论文工 作成果或用学位论文工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工程大学。学院有权保 留送交的学位论文的复印件，允许学位论文被查阅或借阅；学校可以公布学位论文的 全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 黧篓繇靴z 娜屋 指导老师签名：1 身狗痧易弓钦7 函乞f 日期：土柙7 ，7 西安工程大学学位论文独创性声明 禀承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的学位论文是我个人在 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，学位论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，不包括本人 已申请学位或他人已申请学位或其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研 究所作的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了感谢。 学位论文与资料若有不实之处，本人承担相关责任。 学位论文作者签名：张沟 日 期： 砷；7 第1 章绪 论 1 1 引言 1 1 1 选题依据和背景情况 绪论 随着全球一体化市场的逐步形成，市场竞争日趋激烈。同时，工业产品的技术含 量大为增加，社会的消费观念也不断发生变化，产品的功能己不再是消费者决定是否 购买产品的最主要因素，而产品的创新性、外观造型、宜人性、环保性等因素愈来愈 受到重视，在竞争中占据突出地位，尤其是产品的可用性( u s a b i l i t y ，也被译为易用性) 已被提升到前所未有的高度，成为众厂商角逐的焦点。飞利浦中国区总经理郭立为在 西安举行的“超越未来”飞利浦消费电子亚洲巡回展上指出“3 c 电子易用性最重要”。 p c b s d 项目领导人摩尔也提到“易用性至上”的观点。如果一个产品具有良好的可 用性不但可以提高用户的工作效率，而且可以降低生产成本；但可用性设计不好的产 品浪费钱不说，而且可能造成一定的安全问题。在欧盟等国家，产品的可用性设计问 题已经上升到了法律的高度：雇主在法律上有义务保证雇员使用的系统有良好的可用 性1 1 l 。 近年来有各式各样的电子小设备涌入市场，从m p 3 随身听、家庭影院，到媒体 中心和无线音响系统等，但消费者很难自行安装和使用这些产品。研究发现，美国消 费者平均花上2 0 分钟试图搞懂一项设备的操作方式，然后放弃。路透社2 0 0 6 年3 月9 日国际报道：一位研究员6 日表示，消费者送回商店修理的故障产品中，有半数 功能完全正常，他们只是不知道如何操作f 2 j 。技术的发展使得技术产品的功能越来越 多，其使用操作也变得日益复杂，为此厂商要为消费者准备一本厚厚的使用说明书， 然而在实际使用过程中大多数人根本不愿意或极少看说明书，这样就导致产品的有些 功能从来没被使用过。因此，如何保证设计的产品符合用户需求、方便易用，即可用 性问题，便成为一个永恒存在而又必须不断深入研究的问题。 产品的可用性涉及到人可能与之交互的系统的各个方面，包括安装、维护等过程， 它指的是产品对用户来说有效、易学、高效、好记、少错和令人满意的程度，即用户 能否用产品完成他的任务，效率如何，主观感受怎样，实际上是从用户角度所看到的 产品质量。产品的可用性具有如下五个属性【3 】：( 1 ) 可学习性：系统应当容易学习； ( 2 ) 效率：系统的使用应当高效；( 3 ) 可记忆性：系统应当容易记忆；( 4 ) 出错： 系统应当具有低的出错率；( 5 ) 满意度：系统应当使用起来令人愉快。 目前国内企业产品的可用性研究工作刚刚起步，其主要问题是测试工作还不能同 第1 章绪论 产品设计有机地结合起来，而且用户极少能被允许在产品的原型上进行一些实际的操 作来发现可用性问题，更不用说定量地测量用户的表现和对产品的满意度【4 l 。作为一 种理想的状态，产品可用性应该和产品的设计过程有机地结合起来，以测试的结果来 改进产品的设计。这样可以有效地节约设计成本，提高产品的竞争力。 因此，系统化的、基于产品开发流程的做法，才是可用性设计前进的正确方向。 要使人能真正参与到产品设计过程中就必须利用先进的技术即虚拟现实技术。虚拟现 实是一种高度逼真的模拟人在自然环境中的视、听、动等行为的人机界面。简单地说， 是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。虚拟现实技术不仅指那些戴着头盔和 手套的技术，而且还包括一切与之相关的具有自然模拟、逼真体验的技术与方法，它 的根本目标就是达到或者部分达到真实体验和基于自然技能的人机交互，能够达到或 者部分达到这样目标的系统都可称为虚拟现实系统【5 1 。用户能利用虚拟现实技术参与 设计过程，并体验虚拟产品。这样既能解决目前可用性设计的问题还能降低产品开发 成本，缩短产品上市周期，最终给企业带来更大利润。正因为此，本课题选为基于虚 拟技术的产品可用性设计研究与应用。 1 1 2 选题目的和意义 基于虚拟技术的产品可用性设计，能解决传统产品设计中存在的一系列问题，对 产品开发厂商来说，可以减少后期维护，降低开发成本，缩短工期，提高用户接受度， 增强产品竞争力，提高企业信誉度，给企业带来更多的商机：对用户和使用单位来说， 可以提高用户生产效率，减少培训和技术支持费用，提高用户工作的舒适满意程度， 提高系统建设投资效益和使用效益。 1 2 国内外可用- 眭研究现状综述 1 2 1 国外可用性研究现状综述 国外对可用性研究的热度和深度远远早于和高于国内。欧洲是人机交互基础领域 的主要贡献者【6 】。可用性工程从八十年代起在西方国家已经成为在产品设计过程中被 广为接受并行之有效的方法，九十年代以来开始在美、欧、日等国普遍应用，是发达 国家工业界广泛采用的一种先进的开发方法【7 】。 国外许多大公司，如：n o k i a 、m o t o r o l a 、s i m e n s 、p h i l i p s 、n 丌、d o c o m o 、s a m s u n g 、 l g 、m i c r o s o f t 、m m 、a p p l e 等，多年前就早已使用了用户需求分析及用户研究这 方法，通过对用户进行深入研究来提高产品的可用性p 1 。 目前已经开发了几十种乃至更多的可用性工程方法，按照可用性工程在产品生命 第1 章绪论 周期中的工作领域，可用性工程方法可以大致分为规划、标准运用、早期原型、专家 评估、用户评估和用户主观评估六大类1 9 。这些方法在多年的实际运用中不断完善和 成熟，己被工业界普遍接受和采用。 虽然国外很多公司都在开发成熟的以用户为中心的设计实践，但大多数只能做到 力所能及，他们也希望在设计和开发的整个过程中能够更好地把原型制作和测试 部分集成到一起【l o l 。 1 2 2 国内可用性研究现状综述 随着我国科学技术的发展和近几年来可用性、可用性工程这些概念的引入，产品 的可用性研究也日益受到重视，且研究步伐在不断加快。国内可用性测试最初大多来 自外资企业。西门子、微软等国际大型企业的中国分公司都已经成立了用于可用性测 试的实验室，开展了可用性测试方面的研究，并且将研究成果应用到实际的测试中去。 中国国内的大型企业，包括海尔和联想，也已经开始关注可用性测试及其作用。例如， 联想集团在编撰“天骄和天瑞双模电脑”的用户手册时就使用了可用性测试，最终制 作出了更好的用户手册】。 国内产品可用性研究的工作主要有三个方面【1 2 】：产品用户模型的研究，交互设计 的研究和产品设计的检测和评价。然而也相应存在一系列的问题( ”1 ：( 1 ) 目前国内的 用户研究大多和市场研究、市场调研等同起来，所以使得调研的有效数据减少；( 2 ) 目前大多数公司都还只是注重创意，在可用性方面却考虑甚少；( 3 ) 可用性测试目前 应用的还比较少，大多数的设计公司都只是让几个设计师一块来选方案，而不是让用 户来选择，所以说国内产品可用性测试的水平还相对较低。 可用性工程在中国的发展面临以下障碍：( 1 ) 企业缺乏有效的常规手段来处理 可用性问题：( 2 ) 企业严重缺少具有广泛学科背景的人才：( 3 ) 企业对同用户交流的 提升主要还是依赖于经验的积累；( 4 ) 在设计阶段几乎没有让用户参与的活动；( 5 ) 原型开发仅仅被用于演示。 尽管有这么多的障碍，在未来的几年内，中国的产品可用性研究还是会得到长足 的发展。因为随着经济技术水平的不断提高，市场对产品的可用性要求也会越来越高： 其次我国已具备了可用性研究发展的良好的组织和技术条件，如2 0 0 4 年4 月成立了 中国可用性专业协会；中国欧盟系统可用性合作项目( s e s u n - s i n oe u r o p e a ns y s t e m s u s a b i l i t y n e t w o r k ) 在2 0 0 5 2 0 0 7 年间，将开展一系列可用性课题合作研究。同时还有 一些高等院校成立了产品可用性的测试中心。 第1 章绪论 1 3 论文的主要工作 由于目前在该课题研究条件下不具备专用的虚拟现实设备，如：数据手套、高分 辨率头盔式显示器、三维音响系统，和可用性测试分析仪，如：眼动绩效分析仪、操 作任务分析仪和其他实时监视设备等，因此本课题的研究是采用基于p c 机的虚拟产 品设计方法进行可用性理论研究和设计实例验证。 论文将目前国内外企业针对界面设计的可用性理论引入到工业产品设计中，从产 品设计的角度对工业产品的可用性设计原则、流程和方法进行了探讨性研究，提出了 基于虚拟技术并和产品设计流程相结合的工业产品可用性设计流程和方法，并通过一 个具体设计实例的可用性分析、设计与评估，对以上理论进行了运用和验证。具体章 节安排如下： 第一章明确了选题依据、背景情况、目的及意义，阐述了可用性研究在工业产品 设计中的重要性和必要性，并对目前国内外可用性研究工作的现状和发展趋势进行了 系统的分析。 第二章介绍了可用性的概念、可用性工程方法、可用性设计的意义等可用性相关 理论。 第三章以针对软件界面设计的可用性理论为基础，根据产品设计的特点，对工业 产品设计中的可用性含义以及研究方法进行了探讨，对国内外部分典型的产品设计案 例进行了分析；同时结合设计心理学、人机工程学及设计符号学理论，按照可用性的 五个属性，总结了工业产品的可用性设计原则；并根据产品开发流程和可用性工程方 法，提出了基于产品设计流程的产品可用性设计流程和方法。 第四章介绍了虚拟产品设计的相关理论和本课题研究采用的虚拟现实软件，并对 基于虚拟技术的产品可用性设计方法、流程迸行了探讨。 第五章在以上理论和方法的指导下，通过对元斗电子( 东莞) 有限公司的5 1 音 响系统的可用性分析、设计与评估，验证了论文主要理论和方法的可行性和实用价值。 第六章总结论文的主要研究内容，提示了有待进一步研究的问题。 第2 章可用性工程概述 2 1 可用性的概念 2 可用性工程概述 可用性( u s a b i l i t y ) 是产品的一个基本自然属性，也是产品竞争力的核心。它指 的是产品对用户来说是否方便易用，是否符合用户的需求和期望，是交互设计的基本 而且重要的指标，是对可用程度的总体评价。 i s o9 2 4 1 - 1 1 国际标准对可用性作了如下定义：产品在特定使用环境下为特定用 户用于特定用途时所具有的有效性( e f f e c t i v e n e s s ) 、效率( e f f i c i e n c y ) 和用户主观满 意度( s a t i s f a c t i o n ) 1 3 1 0 其中：有效性指用户完成特定任务和达到特定目标时所具有 的正确和完整程度；效率指用户完成任务的正确和完整程度与所使用资源( 如时间) 之间的比率；满意度指用户在使用产品过程中所感受到的主观满意和接受程度。 可用性设计是以产品目标用户研究为基础，以提高产品可用性为目的的一种设计 理念，基本宗旨是强调在产品开发过程中以用户为中心的设计方法论( u s e r - c e n t e r e d d e s i g n u c d ) 。 2 2 可用性工程 可用性工程( u s a b i l i t ye n g i n e e r i n g ) 是交互式产品系统的一种先进开发方法， 包括一套工程过程、方法、工具和国际标准4 1 ，它应用于产品生命周期的各个阶段， 核心是以用户为中心的设计方法论，强调以用户为中心来进行开发，能有效评估和提 高产品可用性质量，弥补常规开发方法无法保证可用性质量的不足。 2 2 1 可用性工程的生命周期 可用性工程生命周期模型强调的是，要想使可用性活动左右产品的设计。最好的 办法就是在设计开始之前开展尽可能多的可用性工作，这样就不必为了满足可用性方 面的要求而更改设计，也会避免开发那些不必要的功能。 可用性工程生命周期模型的具体阶段如下【3 】：( 1 ) 了解用户：不仅要了解个体用 户特征，用户当前的任务和需要的任务，同时还要分析任务的底层功能上的原因及用 户的演变。此处的用户除了使用者之外，还包括安装人员、维护人员、系统管理人员 以及其他支持人员。( 2 ) 竞争性分析：对现有产品或同类竞争产品各自不同的设计问 题处理方法进行比较性分析。( 3 ) 确立可用性目标。( 4 ) 并行设计：由3 - 4 名设计人 员独立进行并行设计，以产生尽可能大的多样性。( 5 ) 参与型设计：以用户能够理解 第2 章可用性工程概述 的方式向用户展示设计方案，让用户参与设计过程。( 6 ) 整体界面的协同设计：为了 实现整体界面的一致性，每个开发项目都必须有一个唯一的权威，来对界面的各个方 面进行协调。( 7 ) 指南应用和经验性分析：在任何特定项目中，应当使用若干不同层 次的指南：适用于所有用户界面的通用指南，针对所开发系统类型的种类专用指南， 以及针对特定产品的产品专用指南。所有这些指南都可以用作经验性评估的依据。( 8 ) 原型：原型技术的主要目的就是节省时间和成本来开发那种可供真正用户进行测试的 东西。( 9 ) 实验性测试：就是用户测试以进行界面评估。( 1 0 ) 反复设计：为解决特 定可用性问题而进行的设计变更可能会引入新的可用性问题，因此要把反复设计与评 估结合起来。( 1 1 ) 从现场使用中搜集反馈：在产品发布以后，可用性工作的主要目 标就是搜集可用性数据，以用于下个版本和今后新产品的开发。 此外，世界著名的可用性工程大师j a k o bn i e l s e n 还提出了一套简单可行的简化 可用性工程方法【3 1 即强调( 1 ) 访问用户现场；( 2 ) 借助剧情来建立原型；( 3 ) 应 用简化自言白语方法；( 4 ) 进行经验性评估。通常，在一个特定的项目中，不可能应 用以上的所有可用性方法，而且精深的可用性术语和精密而昂贵的可用性实验室设备 会让许多公司和开发人员望而生畏。因此比较简单的方法可能更容易在实际的设计实 践中被采用。 2 2 2 可用性活动的优先顺序 目前可用性工程界提出了很多可用性方法，但每种方法都有自身的特点和重要 性。j a k o bn i e l s e n 对1 3 位可用性工程专家进行过一次调查，让他们根据对最终界面 可用性的重要性给3 3 种可用性方法打分，结果得分最高的六种方法是p l ：( 1 ) 反复 设计：4 7 分：( 2 ) 对用户当前任务的任务分析：4 7 分；( 3 ) 用真实用户进行的实验 性测试：4 5 分；( 4 ) 参与型设计：4 4 分；( 5 ) 在设计开始前访问顾客现场：4 3 分： ( 6 ) 在系统安装运行后进行现场研究，以了解系统的实际使用情况：4 3 分。因此在 实际使用过程中可以根据实际情况优先考虑对最终界面可用性因素影响最大的可用 性方法，以便使用最少的资源得到更好的结果。 2 2 3 可用性测试 由于在般项目设计和开发的过程中一个主要的问题就是缺乏反馈，若反馈是发 生在资料交付给客户之后，也就是说问题是被用户发现的，这些问题不仅会降低用户 的满意度，而且会增加修改资料的成本，也会让用户建立对产品质量的负面印象，因 此在设计过程中进行可用性评估以发现和改进可用性问题是十分必要的。 可用性测试是针对特定用户和特定任务来进行度量的最基本的可用性方法，它通 第2 章可用性工程概述 常分为四个阶段：( 1 ) 准备；( 2 ) 介绍；( 3 ) 测试；( 4 ) 事后交流。许多用户测试是 在专门的可用性实验室中进行的( 典型的可用性实验室的平面图如图2 1 所示) 。 n i e l s e n 和l a n d a u e r 对测试人数和发现可用性问题的关系给出了一个公式( 3 】：发现 的可用性问题( i ) = n ( 1 ( 1 ) ) ，i 是测试人数，n 是可用性问题的总数， 为任一 个测试用户找到任一个问题的概率。按照这个公式的假设条件，只有3 名测试者时回 报率最高( 如图2 2 所示) 。n i e l s e n 的另一个研究表明5 名评估人员就能发现可用性 问题的7 5 ( 如图2 3 所示) 。因此在一般项目开发中进行用户评估测试时选择3 至 5 名用户是合理的。 邑5 0 褶 擎 1 辱2 5 键 图2 - 1 可用性实验室平面图 厂、 36g 测试用户的数量( 人) 图2 - 2 测试用户数量与成本效益比关系图 第2 章可用性工程概述 ； 一 匿 詈 嘲 重 型 旺 旨 暑 哥 划 龌 一一 评估人员数目( 人) 图2 3 评估人员数与发现可用性问题关系图 2 2 4 其他可用性评估方法及其选择 除了可用性测试之外，还有一些其他的可用性方法( 如表2 1 所示) 能够收集辅 助性的数据。这些可用性方法是相辅相成的，它们分别用于可用性工程生命周期中的 不同阶段，各自都有优缺点，因此可以根据参与可用性活动的用户人数来组合适当的 可用性方法，以便在某种程度上相互弥补各方法的不足。 表2 - 1 常用可用性方法汇总【3 l 方法生命周期阶段所需用户人数主要优点主要缺点 篙溅； 绩效竞争性分析 度量最终测试 无 譬篓现兰三：要竺菩饿譬昙 竺曼曼罂箩菜方磊：蔽纂茹 用户碰到的问题 。 至少- 。人 墨芸蓍曩对结果磊譬发现单个可用性 兰竺苎苎兰兰形 ，人 边说成性评估 。 观察 任务分析 后续研究 准确了解用户的错 误想法，测试费用 低 用户感到不自然，熟 练用户感到很难用语 言表述 生态有效性；发现 ，人或以上量裟豸淼煲芸霎搿糠验 征 8 第2 章可用性工程概述 问卷 调查 访谈 焦点 小组 任务分析 后续研究 至少，。人 套詈呈主主罢偏好零耋差譬裂袭翥? 答 任务分析， 。 后续研究 5 人 墨霎。! 鬯至全三 耗时，难以进行分析 竺要户观点和用户琵茹。 体验 一 等耆萎誓 每组s ，人 景羞主翥的结果釜霾起来困难，有效 记录实最终测试， 际使用 后续研究 可发现很常用( 或需要分析程序来处理 至少2 0 入不常用) 的功能，大量数据。侵犯用户 可连续地采集数据 隐私 主： 后续研究 上百人 跟踪用户需求和想 法上的变化 篙要专门部门来处理 回复 2 3 可用性设计的意义 可用性设计和传统产品设计相比有如下优势：( 1 ) 增加客户满意度；( 2 ) 降低服 务成本；( 3 ) 方便客户使用产品，节省时间和成本：( 4 ) 加强与客户的关系；( 5 ) 优 化产品开发过程中的生产和设计成本：( 6 ) 增加产品成功率。 2 4 本章小结 产品的可用性开发应当是一个多学科交叉的过程，它在传统产品开发方法的基础 上，借鉴了许多来自心理学、人类工效学、工业设计、市场营销、媒体传播、人类学、 社会学等领域以人为对象的研究方法，强调以人为中心进行设计开发，因此要想开发 出可用性好的产品就必须要从用户和使用者的角度而不是单从技术角度来观察和分 析问题。 9 第3 章产品可用性设计研究 3 产品可用性设计研究 可用性作为一个重要的标准被提出来主要是来源于网络的发展1 1 4 1 ，目前可用性研 究也主要是针对网站及软件的界面设计进行研究。而可用性的基本含义是指用户使用 产品时的有效性、使用效率和用户主观满意度，因此有必要将可用性理论从界面设计 引入到产品设计中进行研究。 3 1 产品设计中的可用性 从产品设计的角度来说，可用性是指产品方便用户使用，同时用户对产品表示满 意并乐于使用它。这最终可归结到人的生理接受性和心理接受性上。因此对用户的关 注和了解是实现产品可用性的保证，即可从人机工程学和设计心理学两方面来保证产 品的可用性。 3 1 1 产品设计中的可用性含义 产品的可用性主要表现在对产品理解的易用性、操作的易用性、解决问题的易用 性以及产品生产的易用性等方面。 理解上的易用性是指用户可以很好的理解产品给予用户的提示、指令并能轻易 地根据指令完成既定的目的操作上的易用性是指产品操作上的简便、省时省力、不 易出错。解决问题的易用性是指用户在使用产品过程中出现的繁琐问题能轻松得以解 决，同时产品的设计也能方便用户自行或厂商对产品的安装、拆卸和维修等。产品生 产的易用性是指产品的设计能保证产品在满足各方面要求的前提下其生产采用尽量 简单的加工条件、生产工艺等。 产品的可用性含义除了只满足用户方便使用之外，还要使用户表示满意并乐于使 用它，这主要体现在用户的心理感受方面。现在有证据表明，令人愉悦的东西能够更 优地发挥作用，或者更容易学习，并产生更和谐美好的效果【】。由产品外观或功能带 来的任何愉快、积极的情感都可以让人们产生正面情绪，拓宽创造力并且提高对小困 难和小挫折的忍受性。就算产品的设计中存在有小问题也会被忽视掉。因此在满足产 品易用性的同时也要注意外观的迷人性即情感化设计。 3 1 2 产品设计中的可用性案例分析 可用性问题在交互式i t 产品( 计算机软硬件、网站、消费电子产品、仪器设备 第3 章产品可用性设计研究 等) 上表现尤甚，成为厂商和用户所必须面对的挑战【1 ”。下面就对部分产品设计中的 可用性问题进行分析。 知名的卡洛曼壶( 如图3 1 所示) 是j a c q u e sc a r e l m a n 发明的，该茶壶是用来煮 咖啡，而不是用来沏茶的。j a c q u e s 把它命名为受虐者之咖啡壶 1 7 1 。它也是享誉 全球的认知心理学家唐纳德a 诺曼的收藏，它曾被评价为太可爱、让人爱不释手， 但却是无法使用的壶，因为壶把和壶嘴在同一侧。类似该壶只追求外表的新奇和美观， 基本功能的使用却无法一目了然的还有一些漂亮但却无法读出时间的手表 1 8 】( 如图 3 2 所示) 。 图3 1 卡洛曼壶图3 - 2 漂亮但却无法读出时间的手表 某加油站的信用卡付费终端( 如图3 3 所示) 仍然是一个可用性设计不好的例子。 一个很明显的指示就是那个专业的打印出来的标签，恳请你“按这个按钮”。“按这个 按钮”这个标签表示了很多人，至少在一开始是想采用老式的方法付加油费，即到里 面付费给收银员。这个设计的一个失误就是没有将已经建立的任务明显地显示给所有 的用户，以至于这家公司在每一个加油站原先的终端安排好了之后又需要在上面贴上 这个标签【1 9 1 。 图3 - 3 加油站付费终端 在可用性方面做得比较好的产品有联想开天m 8 0 0 0 2 0 】( 如图3 4 所示) ，它在机 第3 章产品可用性设计研究 身顶部设计了一个凹陷的“提手”，让用户单手就能够挪动机器，虽然便携性对于台 式机来说并不是什么关键因素，但是这样的易用性设计无疑还是会给日常使用带来一 些方便。它除了常见的前置u s b 接口之外，还在机箱的上方也设计了u s b 接口和音 频接口，如此一来无论将主机放在桌面上方还是桌面下方，用户都可以轻而易举地使 用各种外接设备。除此之外它还将电源开关和复位按钮也放在了机箱的上方，与顶置 接口设计一样，极大地方便了用户的使用。它的键盘上还有4 个快捷功能键以及电源 开关，所带来的方便是可想而知的。除了以上这些人性化的易用设计之外，联想开天 m 8 0 0 0 的驱动安装设计也十分出色，对于一般的用户而言，安装驱动是一件令人头 痛的事情，而在联想开天m 8 0 0 0 上，只需要将驱动光盘插入光驱，选择自动安装， 它就会将机器所需要的全部驱动逐个安装好，全程都不需要用户的人工干预。 东芝于2 0 0 5 年5 月下旬上市了3 款内置硬盘的液晶电视 2 h 。它有两个专用按钮， 其中一个是“暂时录像”按钮，当突然来电话或想上厕所时，或者想暂时看一下其他 频道的节目时，按下该按钮即可进行录像。当用户办完事回来后再次按下该按钮，即 可通过。追溯播放”欣赏错过的部分。另一个是“新闻快报”按钮，标准设定为按时 间顺序录制n h k ( 模拟广播电视) 的4 组定时新闻节目，录制的新内容自动覆盖旧 内容。用户。回家后按下新闻快报按钮，即可浏览一下最新的新闻报道”。此外因为 电视更新换代的时间长达1 0 年左右，期间可能必须要更换硬盘，用户只要打开底座 的盖子即可轻松更换硬盘( 如图3 5 所示) 。 图3 _ 4 联想开天m s 0 0 0 图3 - 5 东芝内置硬盘的液晶电视底座 在可用性设计方面做得较好的还有一种目前国外发明的延迟式电源插销板。因为 一套音响系统是由很多个独立的音响单元构成的，例如：调谐器、卡座、均衡器、l d 机或v c d 机及a v 功放等。这些单元都需要插入在2 2 0 v 交流电源插销板上。有人 为了方便省事，关机时将插销电源一拔，就全都关掉了；开机时也是一开插销就全都 通电了。这种方法虽然省事，但却存在着隐患。这样操作会产生浪涌电流和反峰电压， 这两个冲击往往会损坏音响器材。一些器材的损坏大多是在开机或者关机的一瞬间产 生，而并非是在正常工作状态时损坏的。各音响单元最好一个一个地顺序开机和关机。 第3 章产品可用性设计研究 正确的开机顺序是按照音源信号流程的方向开机：依次打开卡座、c d 机、l d 机或 v c d 机、调谐器、均衡器，最后开启功率放大器。正确的关机顺序是先关掉功放， 再关其他设备。然而这种延迟式电源插销板的出现大大方便了人们的操作，人们只需 要开关一次就能完成操作，而且防止了浪涌电流和反峰电压同时作用在所有设备上而 损害音响器材现象的发生。它有四组接插口，第一组接插口是直接开关插口；第二组 接插口，当这一路机器开机时，可延时1 秒才接通电源；第三组接插口，当这一路机 器开机时，可延时2 秒才接通电源；第四组接插口，当这一路机器开机时，可延时3 秒才接通电源。关机时与此类似，也同样分别在不同时段内关断电源。 3 2 产品设计中的可用性研究 产品设计中的可用性研究主要是侧重于对人的研究即可以利用人机工程学、设计 心理学对人的生理、心理进行研究并结合设计符号学对产品进行设计。从人机工程学 的角度来说，主要是通过对人体尺寸、人的能力限度等方面来考虑产品设计，以满足 可用性需求。从设计心理学的角度来说，主要是通过对人的心理特征的考虑来满足可 用性需求，用户操作使用一个产品，他们的心理过程往往要经过六个阶段2 2 】( 如图 3 6 所示) ，用户在这些阶段中同时还伴随着知觉、感觉、注意、记忆、思维、想象 等心理过程，产品设计应该提供一定的条件和