聲納人機交互軟件界面的評價模型*

熊思齊　姚直象

(海軍工程大學電子工程學院　武漢　430033)

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聲納人機交互軟件界面的評價模型*

熊思齊姚直象

(海軍工程大學電子工程學院武漢430033)

摘要聲納作為反潛戰的重要裝備,其用戶界面設計對裝備效能發揮有重要影響?；谟脩粜睦韺W和界面設計的相關原理,結合聲納裝備的特點和用戶調查,確定了影響聲納軟件界面質量的主要因素,以此為依據改進現有的軟件質量模型,構建一個實用的聲納人機交互軟件界面評價模型,并對模型的使用進行了說明。

關鍵詞聲納; 人機交互界面; 用戶心理學; 評價模型

An Evaluation Model for Sonar Software User Interface

XIONG SiqiYAO Zhixiang

(College of Electronic Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan430033)

AbstractSonar is an important equipment for ASW, and the design of its human-computer interaction attaches great significance to the effectiveness of sonar itself. The theory of user psychology, human-computer interaction and interface design are applied in this paper. It also follows the user principle and the result of the investigation for the sonar software interface, according to which it modifies the existingsoftware product quality-model, presenting a practical evaluation model for sonar software user interface. Lastly, it elaborates the usage of model.

Key Wordssonar, human-computer interface, user psychology, evaluation model

Class NumberTP391

1引言

隨著海軍裝備現代化水平的不斷提高,聲納交互界面的設計逐漸得到重視,界面的評價問題也就日益凸顯。界面評價一般在聲納設計過程中進行,其主要有兩個作用: 1) 檢查界面是否達到了用戶預期的要求; 2) 盡早地發現界面設計中的問題,避免在界面完成后再做原則性的修改[1]。

現有的界面評價模型是通用的[3],公開文獻中沒有專門關于聲納設計的界面評價模型。本文針對聲納裝備特點,結合用戶調查,總結提煉了影響聲納界面質量的主要因素,在此基礎上改進現有的軟件質量模型,建立了聲納人機交互軟件界面評價模型。

2建立評價模型的方法和原則

2.1模型構建方法

建立軟件界面評價模型時,可參考已有的軟件質量模型。在常見的軟件質量模型中,McCall模型[2]按照“屬性-準則-度量”的層次關系建立了質量特征與質量度量項之間的關系;而Boehm模型則從更大范圍的特征來考慮[4];ISO9126模型將軟件的質量特征分為外部特征和內部特征,并考慮到軟件產品不同階段的形態問題。分析這三個模型后可以發現,雖然它們使用的名稱并不相同,如McCall稱為屬性、準則,Boehm模型稱為特征、準則,ISO模型稱為質量目標、屬性,但實際上三者所采用的結構是一致的,即按照“屬性-準則-度量”的原則分層建立。聲納人機交互軟件界面的評價模型也可參照此結構來建立。

現有的評價模型都是針對軟件質量的模型,但在實際工作中,用戶關心的是界面是否可用,是否好用,而較少關心一些例如軟件占用系統資源等指標[10]。本文基于“以用戶為中心”的原則,在大量用戶調查的基礎上,對現有軟件質量模型進行了相應的改進。

2.2指標的選取原則

選擇合適的指標是建立界面評價模型的關鍵。理論上講,為了科學客觀地反映界面質量特征,應該選擇定量指標,但軟件界面質量中大多數特征并不能定量的描述。因此要不可避免的采用定性指標[7]。在選取評價指標時,應按照以下原則進行:

1) 簡明性:易于被各方理解和接受,并產生一致的理解;

2) 客觀性:盡量客觀地反映軟件用戶界面的本質特征;

3) 易測性:指標容易度量,可以通過計算、測試、統計等方法得到具體數據;

4) 完備性:指標能夠反映聲納人機界面的所有主要質量特征。

3評價模型的建立與應用

3.1影響界面質量的因素

基于用戶心理學和人機交互的原理,結合用戶調查的結果,本文確定了影響界面質量的七項主要因素:

1) 色彩:色彩在人類的生活中發揮著不容忽視的重要作用,恰當的色彩設計能使界面外觀美化,讓用戶心情舒暢,視覺良好,有利于提高用戶的工作效率[5];反之,如果色彩運用不當,則可能破壞界面的造型形象,引起用戶心理上的反感、壓抑,導致其視覺疲勞,從而降低工作效率。

2) 布局:布局包括界面的風格、控件及菜單設置、顯示區域劃分等內容[6]。聲納界面顯示的信息數量較多,一個合理的界面布局,可提高用戶操作時的舒適感,有效減輕用戶的記憶負擔,使用戶更高效的控制系統,如圖1為Microsoft的界面,其整體風格簡潔明快,圖形文字搭配合理,不同控件容易區分,界面布局設計良好。

圖1　微軟界面

3) 語言:系統的語言信息是系統的核心內容。好的語言表達應當專業、準確,并且方便用戶理解,使得系統易于和用戶進行交互。語言風格應當和系統的功能和內涵相匹配;系統語言兼顧專業性的同時需要避免過于晦澀,在語法上盡量使用主動句和肯定句;語言不應過于繁瑣,簡練的語言方便用戶的識別和記憶。

4) 響應:在人機交互中,用戶界面的響應時間是關鍵性能之一。系統的響應時間定義為從用戶激活系統的一個活動(如回車或點擊鼠標)到計算機屏幕或打印機開始提供結果為止的一段時間。人機對話系統中人們要求系統的響應時間盡可能快,過慢的響應時間會使用戶焦慮和不滿。

5) 一致性:一致性一般包含界面整體風格的一致性、交互方式的一致性、與同類裝備專業術語的一致性等。一個具有良好一致性的界面允許用戶把已從界面中獲得的經驗運用到新的任務中去,從而較快地掌握界面的操作規律,同時也能夠有效避免用戶產生理解上的歧義,增加用戶對界面的控制。

6) 易學性:易學性是指系統操作方法容易學習,能夠在短時間內被新手用戶掌握從而使新手用戶能夠在較短時間獨立操作系統完成某項任務[10]。聲納系統雖然主要面向熟練用戶,但新手用戶的培訓也不應被忽視,一個易學的系統可以降低新手用戶入門的難度,縮短培訓周期。

7) 操作:用戶操作是人機交互的基本內容。一個好的界面應該讓操作變得容易,而不是增加用戶的負擔,操作過程中用戶控制權的大小很大程度上決定了用戶最終的滿意度。如圖2為“印象筆記”的界面,在同一交互層中,有三個菜單鍵可以調出“設置”和“同步”選項,過多的控件指向同一操作可能會造成用戶知覺的混亂。

圖2　“印象筆記”界面

3.2建立評價模型

在總結影響界面質量的主要因素的基礎上,本文基于“以用戶為中心”的原則和聲納裝備的特性,以現有軟件質量模型為基礎,構建聲納人機交互軟件界面評價模型。

計算機軟件用戶界面的設計涉及六大方面[1],McCall、Boehm、ISO模型都采用了這六個方面作為一級指標,分別是正確性、可用性、效率、維護性、一致性、移植性。本文將這六項作為聲納軟件用戶界面的候選屬性層,逐一分析、篩選和改進。

1) 正確性(correctness)

在軟件設計中,正確性的定義是:在預定情況下,軟件滿足設計規格說明及用戶預期目標的程度,它要求軟件本身沒有錯誤[2]。

用戶界面評價存在模糊性,不同評語之間沒有明顯的界限,比如“穩定”和“不穩定”;同時還帶有一定主觀色彩,比如“好看”與“不好看”。用正確性這樣界限分明的屬性來描述這些因素是不合適的,因此本文將正確性調整為合理性(rationality),其含義為:界面的外觀、系統語言、整體布局等方面表現的合理程度,是否符合一般用戶的認知規律和普遍生活經驗。合理性主要包含三個方面:

(1)外觀合理性:界面的色彩、圖片造型、字體、文字大小的合理性;

(2)內容合理性:系統術語是否準確、易懂、簡潔,顯示圖像是否清晰,是否有必要的標題或提示信息;

(3)布局合理性:界面的區域劃分。信息顯示、菜單設置的合理性。

2) 可用性(availability)

可用性是交互式IT產品一個重要的質量指標,其作為軟件質量指標的定義:在要求外部資源得到保證的前提下,產品在規定的條件下執行規定任務時所具有的功能性、可靠性、易學性和交互效率[2]。由于功能性是軟件功能模塊的質量,故不作為用戶界面的評價指標。在用戶界面評價中,本文將可用性定義為:界面保證用戶順利完成任務的能力?？捎眯灾饕齻€方面:

(1)易學性:界面使用方法容易掌握,具備有效的幫助功能;

(2)效率:用戶使用界面完成任務所占用的時間資源;

(3)可靠性:界面出錯的概率和糾正錯誤的能力。

3) 一致性(consistence)

一致性在ISO軟件質量模型中的定義是典型面向設計者的表述:整個軟件開發項目中使用統一標準設計和編制文檔技術的程度[1]。針對用戶界面的特點,本文對一致性的定義為:界面的風格和交互方式保持一致的程度。一致性包含兩個方面:

(1)內部一致性:界面在任何功能狀態下的外觀風格和交互方式保持一致的程度;

(2)與同類裝備一致性:界面的整體風格和所用專業術語、計量單位等與同類裝備保持一致的程度。

4) 維護性(maintainability)和移植性(portability)

維護性和移植性是軟件設計者關心的指標,一般來說聲納用戶并不需要通過界面來修改軟件,也不需要將軟件系統從一個計算機系統或環境移植到另一個計算機系統或環境中?；凇耙杂脩魹橹行摹钡目紤],本文在構建聲納軟件用戶界面評價模型時,沒有選擇維護性和移植性兩個指標。

綜上,將合理性、可用性和一致性3項作為評價模型的一級指標;外觀合理性、內容合理性、布局合理性、易學性、效率、可靠性、內部一致性、與同類裝備一致性8項作為二級指標;參考現有軟件質量指標“屬性-準則-度量”的指標結構,在2.1節分析影響聲納界面質量的因素的基礎上,為每個二級指標選取了相應的三級指標,共31項。最終形成的評價模型如表1所示。

表1　聲納人機交互軟件界面評價模型

3.3評價模型的應用

在應用該模型對界面進行評價時,可先使用層次分析法[9]確定模型中各層子類指標在其父類指標中的權重,然后運用灰色關聯理論[8]結合模型底層指標的評分對界面進行評價。

4結語

人機交互界面是系統的重要組成部分,隨著裝備交互技術的發展,聲納人機交互界面的重要性日益突出。本文參考軟件質量模型的建立方法,提出了聲納人機交互軟件評價模型的建立方法與指標選取原則,總結提煉了影響界面質量的主要因素,并構建了一個以合理性、可用性和一致性為一級指標的聲納人機交互軟件界面評價模型,為聲納軟件界面的評價提供了基礎。

參 考 文 獻

[1] 蘇克利夫.人-計算機界面設計[M].西安:西安電子科技大學出版社,1991:45-46.

[2] Raskin J. The Human Interface: New Directions for Designing Interactive System[M]. New York: Pearson Education,2000:33-35.

[3] 張曉豐,李克武.軟件用戶界而的評價方法[J].陜西師范大學學報,2005,33(6):175-177.

[4] Boehm B. Software Risk Management: Principles and Practices[C]//IEEE Software,1991:69-74.

[5] 姜葳.用戶界面設計研究[D].杭州:浙江大學,2006.

[6] 霍發仁.人機界面設計研究[D].武漢:武漢理工大學,2003.

[7] 袁玉宇.一個實用的軟件質量評估模型[J].計算機工程,2003,29(5):32-34.

[8] 鄧聚龍.灰色控制系統[M].武漢:華中理工大學出版社,1993:100-102.

[9] 許樹柏.層次分析法原理[M].天津:天津大學出版社,1988:34-40.

[10] 楊飛.工業設計認知心理學研究[D].武漢:武漢理工大學,2003.

[11] 肖國棟,李曉.基于易用性的人機界面評價研究[D].重慶:西南大學,2009.

中圖分類號TP391

DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2016.03.026

作者簡介:熊思齊,男,碩士研究生,研究方向:信號處理。姚直象,男,博士,副教授,碩士生導師,研究方向:矢量水聽器及陣列信號處理。

收稿日期:2015年9月7日,修回日期:2015年10月22日