公共電子設備的人機交互界面設計研究

莊楚池+路由

摘 要：在搭載可讀性更強、人機互動更通暢的屏幕界面已成為公共電子設備的必然趨勢的背景下，從分析公共電子設備屏幕的使用功能和環境出發，在理解顯示材料特性的優勢與局限性的基礎上，利用提高視覺搜索績效之信息突顯方法，進行更符合產品需求及人機交流的界面設計。

關鍵詞：公共電子設備 界面設計 人機交互 材料特性 視覺搜索

檢 索：www.artdesign.org.cn

Abstract ：Since the application of screen has become popular in the public electronic equipment market， this paper aims to study how to design a better interface for these products. It starts from analyzing the functional requirement and working environment of those public electronic equipments， and also concerns about the material characteristics of the special screen materials as well. Moreover， with the efficient use of the visual search techniques， which makes the surface more efficiently and convenient to use， it finally comes to a better human-computer interaction design for the public electronic equipments.

Keywords ：Public Electronic Equipment， Interaction Surface， Human-Centered， Material Characteristic， Visual Search

Internet ：www.artdesign.org.cn

一、引言

智能手機乃至智能便攜設備已于消費市場中風生水起，各式搭載電子顯示屏的產品陸續粉墨登場。公共設施已經逐漸進入全體電子顯示時代，從路邊公交車站邊的LED告示屏，到商業建筑外墻的巨大廣告屏，它甚至入侵了各種各樣的鏡子——做起了數字顯示廣告。不論是昂貴如汽車內設，或是家常如電飯煲，都不約而同地采用了電子顯示屏作為產品賣點——電子顯示屏于產品人機交互中起到公認的促進和簡化作用。

當然一款搭載彩色LED顯示屏乃至于電容式觸摸屏的電話產品，與一款只有標準小長方格樣式液晶顯示屏的電話產品相比較，并不能斷定前者一定比后者“人機”，顯示屏畢竟只是一個改善人機關系和用戶體驗的方式，但我們仍不免落入俗套，鑒于其的確是目前人機體驗設計方案中的最優解，阿恩海姆分析知覺時提到，視知覺在人類知覺世界過程中起著舉足輕重的作用。顯然視知覺的改善被運用到絕大部分的產品改進中，而其中發展勢頭迅猛的電子顯示屏幕乃至其界面成為產品主角。

為電子產品等增加電子顯示屏幕的確能夠極大優化使用體驗，其中最重要的功能是給予用戶足夠清晰的使用反饋。使用反饋能夠在指引用戶高效率地完成其預期，增加用戶對于機器的控制感，從而達到優化交互體驗的目的。

二、人機界面設計因素

研究顯示，對液晶顯示器人機系統功能影響的主次因素順序依次為：觀察距離、照明水平、字符大小、字符/背景顏色、觀察角度。其中觀察距離、照明水平及觀察角度與產品使用環境及材料特性有關，而字符大小、字符/背景顏色則由界面設計基于搜索績效決定，但字符大小應以觀察距離等客觀因素為設置前提。

（一）公共電子設備屏幕的使用環境分析

通過三星的產品展望會及一些分析指出，用戶對智能手機等消費電子產品屏幕的需求多集中在高清、大屏幕等要素上，而另一方面，對于停車場票箱等公共電子設備屏幕的設計要求，則并非如此。

公共電子設備的屏幕多用于告知機器工作狀態，或一些公共信息，簡單來說，乃一個電子公告板。因此，公共電子設備屏幕首先需要能夠將信息清晰顯示。所幸公共電子設備并沒有如智能手機等便攜智能設備那樣受到產品體積大小的限制，因此制造工藝和成本都更為低廉的LED單色顯示屏成為許多公共電子設施顯示功能“夠用”的首選。當然這些如今充斥街頭的顯示屏并不足夠“美觀”。因此室內公共電子設備的屏幕已由彩色電子屏占據主流地位，如今室外公共電子設備屏幕也逐漸由彩色電子屏取代。

表1從五方面分析公共電子設備顯示屏及一般消費電子產品顯示屏使用環境之異同。

（二）基于使用環境及材料顯示特性的公共電子設備屏幕設計分析

顯示器主要有陰極射線管（CRT）和平板顯示器（FPD）兩大類，其中CRT類已幾近被后者所取代。主流FPD顯示器包括液晶顯示器（LCD）、有機致電發光（OLED）、LED等。但這些顯示屏的弊端也非常明顯，例如液晶顯示器（LCD）的顯示視角小、對比度和亮度不穩定等不足之處直到薄膜晶體管（TFT）成功研制才被解決[1]，其外液態光學膠也被認為是優良的改善方法[2]；被廣泛使用的LED顯示屏技術，就存在隨著觀察角度增大而亮度大幅下降以及均勻性的嚴重劣化的兩大弊端，使曾得LED顯示技術使用范圍受到極大的限制，直至表貼LED技術的顯示屏技術出現，才使顯示屏各角度的亮度維持幾乎的穩定。[3]endprint

至今，顯示屏的材料顯示特性勉強能滿足戶外顯示屏的角度及亮度要求。據參數，如今顯示屏可視角度多為左右方向80度，上下方向分別為80度與60度。

另一方面，也需要注意顯示屏點距標準，以保證圖畫顯示精度。點距，則兩個像素點之間的距離。點距的選擇主要取決于人機距離，如一個停車場票箱，與目標用戶距離大多于一臂之長，其顯示屏則需采用小于16mm的點距模組，才能達到顯示精度要求。

（三）基于搜索績效特性的公共電子設備屏幕設計分析

由公共電子設備屏幕功能分析可知，此屏幕最主要功能及設計要點在提高視覺搜索績效，故除了分析目前尚不能改變的屏幕材料特性造成的使用效果影響，更需專注于通過界面設計提高其搜索效率及改善用戶體驗。

顯示界面，以組成內容劃分，由文字、圖片、顏色、動畫等元素組成；由二維元素劃分，由點線面、顏色組成。文字的顯示則更有顏色、大小、畫面分別、底紋、反顯、動作等突顯因素。

而事實上產品界面只需要提供用戶需要的信息，而不是整個屏幕處于同樣程度的突顯狀態，一系列研究證明用戶的搜索策略對用戶搜索績效有明顯影響[4]。因此亦有學者對各種屏幕充斥濫用提出質疑，上海更對此提出環境光學指標。故在對公共電子設備進行設計、尤其對與周圍性質不同的產品屏幕界面進行設計的過程中，需要為用戶提供更高效率的信息“突顯”服務。

“突顯”即指“通過特定的顯示設計影響用戶注意資源在備選項目中的優先分配策略，已達到縮短平均搜索時間，迅速從多個干擾中查找目標相的目的。”[5] 借鑒計算機顯示常見的目標顯示方式有顏色、下劃線、箱框和底紋等。[6]

其中顏色突顯被認為是重要乃至最理想的凸顯類型。 顏色突顯因此被廣泛運用于目標突顯設計中。使用顏色進行突顯，首先要注意顏色代表的廣泛含義如下表。選擇對應指示所選用的顏色應當于顏色隱含的指示意義一致。同時為了避免界面使用戶眼睛緊張，應當避免使用高純度的顏色如純正紅色或純藍色。[8]

另一方面，使用顏色進行突顯時，應當同時注意顏色的明度對比。明度強對比能提高視覺搜索績效，而明度弱對比則相反，其中明度等級段越高，則明度值相鄰的弱對比顏色突顯績效稍高。[9]明度強對比的界面設計在提高搜索績效的同時也作為無障礙設計的設計因素。

三、小結

公共電子設備顯示屏幕的作用很大程度在于使用戶能夠準確高效接受信息并進行操作，其中重點突出的便是界面的可讀性與搜索績效。因此屏幕人機界面不僅在依托最新顯示技術的基礎上，需要參考環境亮度、人機使用距離等環境因素，更需要盡可能采用字體、顏色對比等突顯方法有效提高搜索績效，以優化公共電子設施的人機交互體驗。

注釋

[1] 林明祥. 顯示技術發展與研究現狀[J].信息技術，2013（22）：81.

[2] 吳添德，余雷，鐵斌. 實現LCD下可視性的光學設計及實施工藝[J].液晶與顯示，2012，28（1）：86-91.

[3] 程德詩，李達紅. 從LED器件技術進步看戶外顯示屏發展趨勢[J]. 現代顯示，2012（5）：30-32.

[4] Hans-Christoph Nothdurft. Attention shifts to salient targets[J]. Visual Research， 2002， 42：1287-1306.Fisher， D. L.， Coury， B. G.， Tengs， T. O.， & Duffy， S. A. Minimizing the time to search visual displays： The role of highlighting[J]. Human Factors， 1989， 31（2）：167-182.

[5] 孔燕、葛列眾、王勇軍. 黑白背景下4種顏色突顯工效的比較研究[J].人類工效學，1999，5（4）：12-14.

[6] 李宏汀，李偉，王平飛. 彩色背景下的顏色突顯研究[J]，應用心理學，2011，17（1）：62-69.

[7] T. Jost， N. Ouerhani， R. von Wartburg， R. Mueri， & H. Hügli， Assessing the contribution of color in visual attention[J]. International Journal of Computer Vision and Image Understanding（CVIU）， 2005， Vol.100：107-123.Fisher， D. L.， Coury， B. G.， Tengs， T. O.， & Duffy， S. A. Minimizing the time to search visual displays： The role of highlighting[J]. Human Factors， 1989， 31（2）：167-182.

[8] Richard Rothrock， Virginia Martz. Good Screen Design. In： International Conference on Accelerator and Large Experimental Physics Control Systems[C]， 1995， Oct.-Nov. 29-3. Chicago， USA.

[9] 丁月華，劉強，潘孝富，李杰，騰瀚. 明度弱對比的顏色突顯對視覺搜索效果影響的實驗研究[C]，Proceedings of the 2007 International Conference on Industrial Design，2007，Volume 1/2：587-591.endprint