基于設計一致性原則的3D打印機造型研究

曹惟思+李剛

摘要：本文運用設計交互一致性原則，對3D打印機的造型進行深入研究，提出了基于用戶體驗的一致性原則的交互方式，探討了3D打印機外觀造型的設計方法，即在設計目標、產品外觀、用戶行為三方面具體分析，并通過建立新的模型列舉驗證，驗證了設計一致性原則在3D打印機外觀上的可行性。

關鍵詞：3D打印；設計一致性原則；用戶體驗；外觀設計；創新設計

0引言

交互設計是實現人與產品之間的互動，創造出便于使用的學習方式。同時它也實現了人一機相處的一種新的行為模式。交互一致性原則作為交互設計原則的一個分支點，它包含設計目標一致、外觀一致、行為一致三部分。本文通過分析stratasys公司的3D打印機的造型，研究了其3D打印機造型的局限性，以交互一致性原則在3D打印機形態中的運用為例，設計了一種新的外觀。

1設計一致性原則的概念

交互設計一ID，由IDE0公司創始人之一比爾·摩格理吉提出。研究表明，大多數用戶在使用一款新產品時會遇到各種問題，其原因是設計師在設計一款產品時容易受到慣性思維的影響，難以保證用戶與產品之間的設計一致性。設計師在設計產品時只有要在交互設計的原則指導下進行，才能完成良好的設計創作。

李潔雪在《多終端產品移植中的一致性設計與研究》一文中探討了一致性原則從網頁端到手機端的運用，主要從視覺和交互一致性兩方面重點作了說明，并在在學校圖書館APP中實踐運用。因為移動端與手機平臺的差距較大，加上APP手機端的頁面較多，難以達到交互一致性原則中的行為一致性原則；華曉清的《論網站頁面的一致性原則》中只在頁面布局、頁面顏色搭配、導航欄的分布、頁面標準元素功能四個方面進行論述，忽視了用戶在操作頁面的行為保持一致性：賀華洲的《商務休閑男裝品牌個性與產品風格一致性設計研究》中把握了男裝品牌單個與整個風格的一致性，用戶在穿戴不同款式的品牌服裝時應使用同樣的行為方式沒有把握到位。

2現有3D打印機造型設計具體設計一致性局限性

3D打印機的設計目標有很多種類，我們可以采用5W2H中的5W則來列舉一種情況說明（如表1），Who-從未接觸過3D打印機，第一次使用3D打印機的初級用戶：What-在3D打印機外觀上做減法，使用戶使用起來更加舒適，以3D打印機外殼為目標造型：Where-用戶直接與3D打印機接觸的部分，即3D打印機外殼操作屏幕按鍵為目標；When-用戶在已設的時間內打印出自己所需要的產品，，縮短用戶的目標時間；Why-為了使用戶在初次使用3D打印機時用既定的時間打印出自己需要的產品，即目標原因。這一系列的事件始終圍繞著目標一致性展開：外觀一致性體現在系列3D打印機的外觀上：3D打印機不會成單個出現，而是被設計成各種系列。

美國3D打印市場龍頭企業一Stratasys公司旗下的3D打印機分別有理念系列、設計系列、生產系列、牙科系列這四大系列。

理念系列下面有Mojo、uPrint SE、uPrint SE Plus三款產品。理念系列的3D打印機設計目標是降低成本，節省公司的資金投入。從外觀上看理念系列的3D打印機除了在主色調保持一致外，在個體上沒有突出系列的感覺；Mojo、uPrint SE、uPrint SE Plus三款產品雖是一個系列，但是卻沒有衍生出一致的產品基因，產品尺寸、比例上差別較大。

設計系列3D打印機的設計目標一致性體現在能夠快速地縮短設計周期和開發周期、消費者能根據自己的目標一在自己家中打印產品，節省打印機周轉時間和精力。與理念系列相同，設計系列的3D打印機在造型上沒有統一風格，沒有在細節上合理的搭配色彩。在行為一致性上設計系列表現出來的依舊是應該減少繁瑣的行為事件，讓用戶使用3D打印機時操作更方便。

生產系列3D打印機的設計目標是實現精簡生產。便于實現就地建廠，生產系列的3D打印機具有體量感。因為體積龐大，生產系列的交互形式也較多，所以在交互頁面上難免會產生類似的選項，這就要求生產系列在設置交互頁面的時候要充分考慮到操作界面按鍵的一致性，以保證用戶使用每一個界面的行為一致。

Stratasys牙科系列的設計目標在于未來數字化。牙科系列的3D打印機形態各異，大小不一，顏色也不相同，每一款機器的主色調都不一樣，沒有遵循外觀一致性的原則。與其他三款一樣，用戶在使用牙科系列時用戶界面的關鍵設置應該保持相等的數量，否則違背了行為一致性原則。

設計一致性原則在Stratasys公司的四個系列上得到了充分的體現，從用戶需求、產品外觀、人機交互三個方面逐一論證。

3設計一致性原則在3D打印機中的運用

基于對Stratasys公司三種不同類型的3D打印機造型上的分析，新的造型設計（圖1）基于設計一致性做了改良。目標一致性一這款3D打印機的目標人群是白領精英人士，此款3D打印機針對這一人群的特點，以他們的品位為設計目標，在3D打印機外觀上做了改進：外觀一致性一這款3D打印機只是系列中的一種，它們在外觀上都以方形為主，在面與面上進行分割、重構，如圖2：行為一致性原則一這款3D打印機的觸摸屏在右下方，交互方式比較簡單，即打開、設置模式、結束，設置模式都有返回按鈕，點擊返回鍵即用戶的使用行為，返回按鈕的設計體現了設計的一致性原則，如圖3。市面上80%的3D打印機都是物理按鍵，在外觀上既不美觀又不便于操作，由于目標群體是商務人士，增加了觸摸屏的功能，與市場上的3D打印機相比功能提高了20%。這樣操作就趨于簡單，顯示也更為清楚。根據在網絡上的調查顯示，市面上的3D打印機功能單一，由于這款3D打印機的外形比較方正，與市面上的3D打印機相比，在加工工藝上較簡單，生產成本相對于普通3D打印機降低了30%：由于目標群體是商務人士，增加了觸摸屏的功能，這樣操作就趨于簡單，顯示也更為清楚。

4結論

本文對交互一致性原則進行分析研究，探索了設計一致性原則在3D打印機造型中的運用。以人為中心的設計理念是交互一致性原則的核心，通過創新3D打印機外觀，在設計目標、產品外觀、用戶行為三方面對3D打印機外觀進行改良，對3D打印機的外觀進行分割與重組，設定人物模型框架，分析了用戶心理，實現了在3D打印機外觀設計上的交互一致性原則。endprint