基于人機工程的圖像處理類軟件界面交互研究

摘 要： 軟件的設計開發涉及到很多學科領域，如人機工程學，設計心理學，美學，語義學，信息學，計算機科學等。本文著重于研究人機工程原理在圖像處理類軟件界面上的應用，通過人的感覺特征、人體測量學、認知心理學和設計心理學的幾個人機工程學方面，探究圖像處理類軟件界面設計特點與規律。

關 鍵 詞：圖像處理類軟件 人機工程 軟件界面 交互設計

1.界面設計中的研究方法

1.1人機工程學簡介

人機工程學（Er g o n o m i c s），在美國有人稱之為人類工程學（Human Engineering），在歐洲有人稱之為人類工效學（Engonomics），日本稱之為人間工學，其他國家大多引用西歐的名稱。人機工程學不同的命名充分的體現了人機工程是“人體科學”與“工程技術”的結合。從科學性和技術性方面，人機工程學可以這樣定義：人機工程學是研究“人-機-環境”系統中人、機、環境三大要素之間的關系，為解決系統中人的效能、健康問題提供理論與方法的科學。[1]

現代人機工程學研究的方向是：把人-機-環境系統作為系統來整體研究，以創造最適合于人操作的機械設備和作業環境，使人-機-環境系統相協調，從而獲得系統的最高綜合效能。隨著時代的發展，人機工程學也將緊隨科學技術的發展而發展，與其他學科的相互交錯相互滲透更加深入。[1]軟件界面設計中也普遍運用到人機工程學，其中的人是用戶，機是指軟件，而環境則是界面。如何處理好人-機-環境的關系，是設計人員需要著重考慮的。

1.2人機工程學在軟件界面設計中運用的重要性

以用戶為中心（user centered）是一種設計思想，而不是具體的設計方法\"它來源于以人為本的設計價值觀，認為機器應該適應人，減輕人的體力和腦力負擔，成為人的輔助者。[3]運用人機工程學原理去研究軟件界面設計，真正的將一款軟件設計成為用戶服務的軟件，與未考慮以用戶為中心的軟件界面設計相比，其優勢在于以下幾個方面：1.讓用戶獲得更加高級的使用感受。人機工程學可以為界面設計提供大量的數據，以優化界面排布、色彩、圖形文字大小等。讓用戶在使用過程中更加愉悅，軟件的交互感更強。2.提高軟件工作效率。以用戶為中心的設計可以研究用戶在使用過程中最關注的地方，著重將用戶使用和頻率高的部分優化，進而提高工作效率。3.提升軟件自身價值。如今軟件市場競爭激烈，圖像處理類軟件更是是如此。一款軟件能夠從眾多軟件中脫穎而出，被大眾所認可，在豐富完善軟件功能的同時，也需要有一個讓用戶滿意的界面。

1.3人機交互特點

人機交互（Human Computer Interaction）是指人與機器之間的信息交互，故可稱為人機對話或人機通信。為和研究的內容靠近，本文的人機交互僅限于人與計算機系統的交互。這里所說的“交互”指的是信息交換，即計算機用戶與計算機系統（如軟件、硬件）之間的信息交換。[1]

人機交互的特點主要有兩個：第一是人與機交互是雙向的，即人傳達給機器一個信息，同時機器還會反饋給人一個信息，這樣人和機器就實現了對話，這種對話語言就叫做交互。第二是交互手段的多樣性。早前人機對話僅僅是通過鼠標、鍵盤來實現的，但是隨著技術的不斷進步，這種對話語言呈現多種形式，例如聲音、觸摸。交互手段的增加意味著人與機器對話更加便利、準確，進而增強了用戶體驗。

2.圖像處理軟件簡介和特點分析

計算機軟件大體分為兩大類，一類是系統軟件，另一類是應用軟件。其中操作系統就是最基本的系統軟件，比如Windows、Linux、Mac等；應用程序則十分豐富，可以細分成許多小的類別，其中圖像處理軟件就是其中重要的一個類別。

照片處理軟件是一類對數碼照片進行分析、修復、美化、合成等處理的軟件，在圖形圖像處理領域，照片處理軟件屬于圖像處理軟件的分支，是專門針對數碼照片工作的軟件。[2]

2.1 圖像處理軟件特點

軟件呈系列性。現在許多大公司都將自身的軟件群組成系列，共同進行推出、更新以及維護，這樣做的好處在于公司橫向產品線較長，為方便管理這些軟件，推出了系列產品來。

操作區域最合理化。圖像處理類軟件屬于工作軟件，在使用過程中，用戶需要使用大量不同類型的工具，并且盡可能觀察到更多圖片的細節。

用戶需求不同。對于普通用戶來講，需求層次較低，僅僅需要簡單的圖像處理功能。對于設計師來說，則需要更加強大的圖像處理功能，滿足復雜作圖的需求。

應用領域范圍廣。許多行業都有對于圖片處理的需求，典型的行業有：平面設計、工業設計、計算機設計類：包括網頁設計，軟件界面設計，交互設計等等、攝影。隨著軟件功能的不斷擴大，現在的圖像處理軟件還可以制作簡單的動畫和三維效果的圖像，因此還可以應用于影視、建模等領域。

3.圖像處理類軟件界面設計中人機交互的詳細研究

目前主流圖像處理軟件數量較多，同時不同軟件定位也各不相同。專業的圖像處理軟件有Adobe的photoshop系列；基于應用的處理管理、處理軟件picasa等，還有國內很實用的大眾型光影魔術手，非主流軟件有美圖秀秀，動態圖片處理軟件有Ulead GIF Animator，gif movie gear等。[2]通過幾款有代表性軟件的界面進行分析，得到了一些規律，并且加以人機工程學原理分析。

3.1 軟件界面設計內容

軟件用戶界面作為計算機軟件與用戶之間的交流橋梁，應具備美觀、易懂易操作、易學習、用戶友好等特點，因此軟件界面設計越來越受到重視。軟件界面設計具體包括啟動界面的設計、軟件整體框架風格設計、按鈕控件設計、窗體面板設計、菜單界面設計、圖標設計、軟件產品包裝等多領域設計。

用戶能夠直接接觸到軟件的地方即是設計人員需要考慮的地方，界面設計具體包括以下幾個內容：啟動界面設計、整體框架界面風格設計、工具面板設計、菜單欄設計、圖標設計等。啟動界面：啟動界面是用戶使用軟件必然見到的一個畫面，由于很多圖像處理軟件啟動過程中需要加載大量的程序以及插件，往往需要較長的時間，同時啟動速度也與用戶電腦的硬件配置有關系，因此有時用戶會長時間面對這個畫面。整體框架界面風格設計：軟件框架界面的風格可以傳達出軟件的定位?；蛘哒f框架設計是一款軟件界面的靈魂，它決定了整個軟件的風格走向。工具面板設計：工具面板是使用者接觸最多的部分，因此在設計過程中應具有更好的交互感，簡單易用則是它的設計原則。菜單欄設計：菜單欄是每款軟件都保留的部分，軟件的所有功能都能在菜單欄里找到。圖標設計：圖標廣泛存在于軟件界面之中，圖形語言的信息傳達是通過圖形的視覺形態傳達圖形的指涉含義，是形義共同作用的結果。圖形與圖像的直觀性和通識性克服了文字語言交流中的障礙、準確快速地傳遞著信息。

3.2 人機工程學在其中的應用

前文總結了圖像處理類軟件在界面上的特點以及人機工程學方法運用到軟件界面設計中的重要性，因此在軟件設計中必然加入人機工程學研究理論和研究方法。以下從人機工程學的三個方面來探究圖像類軟件界面設計規律。

3.2.1 設計心理學在其中的運用

圖像處理類軟件的用戶基本可分為兩大類，一類是專業用戶，另一類是非專業用戶。兩類用戶對于軟件的功能需求基本相同，都是處理圖像，但是不同點在于需求程度不同，專業用戶需要對圖像進行更高級更復雜的處理，而非專業用戶則需要快速簡單有效的處理。根據不同種類用戶的需求，軟件在自身界面設計上也進行了相應的調整，分成了許多模塊，讓不同用戶都享有自己的使用空間，進行高效的操作。

用戶使用感受也是設計心理學研究的一大方向，不同軟件可以傳達給用戶不同的使用感受。軟件在設計過程中注重用戶的使用感受，這就是人性化設計。人性化設計是指在產品設計過程中充分考慮使用者生理和心理結構、思維方式等，使人的生活更加方便、舒適，是科學和技術在藝術與人性處的契合點[3]。人性化設計最核心最本質的理念是“以人為本”。軟件界面中的“以人為本”設計體現在：界面的視覺效果“賞心悅目”，界面的布局合理以及界面的層次邏輯清晰。

3.2.2 人體測量學在其中的應用

一個軟件界面中的信息交錯復雜，在界面設計時要考慮不同信息的布局。根據人體尺寸中人轉動眼睛和頭部時的能見度圖像可知，要把最重要和最經常使用的信息盡可能設置在視野中心3°范圍內，一般性的信息在20°～40°內，次要信息設在40°～60°范圍內，對于80°以外的視野范圍，因視覺認讀效率低一般不宜顯示信息。[4] 人眼的水平運動比垂直運動的速度快而且幅度寬，因而顯示信息排列的水平范圍應大于垂直范圍。[4]

在圖像處理類軟件界面中，圖像的顯示是最重要的部分，因此設置在界面中心位置，操作工具顯示信息為次要信息，設置在圖像兩側。界面的上部和下部則顯示不重要的信息和一些使用頻率低的按鈕。

3.2.3 認知心理學在其中的應用

認知心理學的應用主要是兩個方面，1.對界面進行信息結構劃分。按心理學要求，用戶界面中信息的排列應當符合操作信息的邏輯性，因此應該把顯示根據所傳遞的信息或功能進行分組排列。這就涉及到了信息結構的設計，在人機工程學中可以運用卡片分類法和集簇分析法對信息結構進行定量分析，最后以樹狀圖表達出來以供設計人員參考。2.提醒提示的運用。人的記憶是不完善的，經常會有遺忘的情況發生。因此在界面設計中對于需要注意的重要信息應設置取樣提醒裝置，提醒操作著對某個特別的信息源進行取樣。根據人的知覺特性，可以采取亮的、彩色的及變化的特征來引導人的視覺注意。 [4]

4.結語

現如今軟件界面設計倡導“人性化”，“以用戶為中心”的理念，因此在軟件界面設計中加入了人機工程學原理，使得軟件界面在用戶使用過程中更加順暢，提高工作效率。同時根據圖像處理類軟件的特點，運用人機工程學研究方法，為圖像處理類軟件界面的設計提供參考。

參考文獻

[1] 陸敏.基于人機工程的軟件界面設計研究[D].江蘇：南京航空航天大學機電學院，2008.

[2] 季慧.圖像處理軟件界面設計研究[D].湖南：湖南大學軟件學院，2011.

[3] 何曉佑，謝云峰.人性化設計[M].江蘇：江蘇美術出版社，2001.

[4] 柴春雷 汪穎 孫守遷.人體工程學 [M].北京：中國建筑工業出版社，2007.