以用戶認知偏好為依據的3D打印軟件界面交互設計

高艷敏

摘要 為保證3D打印軟件界面操作精準性與便捷性，確保操作界面可滿足不同用戶的操作需求，強化用戶體驗，本文對不同類型用戶在操作3D打印軟件界面時的操作行為進行調查與研究，以分析不同類型的用戶認知偏好，以此為基礎提出3D打印軟件界面交互設計方案及測評結果。經過研究與論證，可確定最終設計結果可滿足不同用戶的認知偏好，但依舊存在優化的空間。

【關鍵詞】用戶認知偏好 3D打印軟件 界面設計

隨著科學技術的發展，軟件系統與硬件設備之間的融合也愈發成熟，虛擬現實、人工智能及3D打印軟件成為近兩年技術領域的熱點。但目前，3D打印軟件操作界面的設計尚無法滿足存在認知偏好的不同用戶對于界面操作的需求。

1 基于用戶偏好的3D打印軟件的交互模型

通常的3D打印工作可拆解為選擇（編輯）模型、打印預覽、確定時間、確定打印、打印進度及打印完成。在對用戶認知偏好進行研究與分析中可以確定，對于模型的選擇及編輯工作中，用戶不同，其偏好及選擇也就不同。為明確用戶認知偏好對于3D打印軟件界面交互的影響，分別選擇10名普通與用戶及lO名專業用戶，進行硬聚類算法分析，明確兩種用戶在兩個操作環節中所表現出來的認知偏好。選擇本地模型及定制模型。操作時，用戶可采用默認設置或高級設置。經過硬聚類算法分析，將用戶認知偏好劃分為A、B、C、D四種類型，分別顯示實驗用戶對于3D打印軟件的操作偏好。如表1所示。

1.1 不同類型用戶操作行為分析

基于以上實驗，對不同類型用戶的操作行為進行分析。普通用戶對于3D打印的認知較少，未能明確3D打印軟件的科學技術，以及對于打印模型的設計能力。在打印隨機模型時，普通用戶更加關心模型打印是否可行，以及3D打印成型之后的效果，因而會選擇本地模型及默認設置，以自動打印簡單的模型。普通用戶并不會對打印目標模型設計加以修改，可能會基于打印需求編輯打印尺寸。普通用戶更加關心打印所消耗的時間，對于實際設計參數及技術參數的關心不足。

與普通用戶不同的是，專業用戶具備足夠的技術水平，在實驗中表現出強烈的目的性，會以目的為導向，對打印模型及技術參數進行調整，或自行設計打印模型。專業用戶會主動嘗試多種技術參數的不同組合，對3D打印結果進行比對，以確定更加契合自身實際需求的設計配置，專業用戶會更多地進行個性化地操作與選擇。

1.2 用戶行為的一致性偏好分析

對于兩種用戶而言.在實際的界面操作流程上，具備一定的一致性，具體表現在對基礎流程的操作，都需要進入操作界面，點選模型，確定參數并加以調整，打印預覽，確認打印，查看進度及打印完成。在完成打印動作之后，會返回到主頁面。用戶操作行為的一致性可以概括與總結為兩種類型，分別為自主操作及實時瀏覽。自主操作具體包括界面操作、模型選擇、模型編輯及打印操作。

1.3 用戶行為的差異性偏好分析

不同類型用戶在基礎操作方面具有一致性，但同時也存在操作偏好的差異，具體表現在3D打印的部分流程中，具體表現為3D打印模型選取方面，普通用戶會選擇隨機模型及通用參數，專業用戶會進行設備設置及模型編輯，主要是有兩類用戶的知識背景及技術水平決定的。

1.4 3D打印軟件交互模型設計方法

基于用戶操作認知偏好的異同，對3D打印軟件交互界面模型加以構建，對操作流程加以調整：模型添加一模型點選一模型預覽（編輯）一模型確認一模型打印一打印完成。

在操作中，用戶可通過該交互界面完成操作，打印3D模型。所設計交互模型可劃分目標模型種類，具體包括本體模型、云模型、外部模型及簡易模型等，并基于這一前提，劃分實施瀏覽的階段類型，確保瀏覽模型與信息狀態之間的匹配性。點選模型之后，用戶可通過界面操作進行模型規格編輯、基礎設置、高級設置等，或直接選用默認設置。3D打印正式開始之后，用戶可通過該界面查看打印時間、打印進程及噴頭落點等信息，打印的可進行暫停操作或繼續操作，在完成打印之后，自動跳轉至主頁面。

2 基于用戶偏好的3D打印界面設計與評估

2.1 方案設計

A設計方案：以用戶認知偏好為基礎，設計3D打印軟件交互模型，可通過對圖標的點選來確定打印模型，可對打印模型的數量進行選擇。該交互界面的主頁提供多種基本操作，可采用軌跡球進行界面操作。該設計方案提供常用打印模型及基礎參數，可通過用戶操作指導掌握界面的操作方法。

B設計方案：在界面的主頁面提供打印模型的選擇，點選打印模型即可進行下一步操作。主頁面中對基礎模型及基礎參數加以隱藏，可通過拖動操作控制打印模型的模糊尺寸，或可進行精準尺寸與規格控制。可通過文本提示或語音提示掌握界面操作方法。

2.2 方案測評

為保障更好的界面設計效果，對兩種設計方案進行性能測評工作。同樣選隨機擇專業用戶及普通用戶各10名，隨機選擇設計方案進行進行操作，完成3D模型的打印。經過測試可以確定，A設計方案的測評中，共計產生誤操作69次，分別集中在11個操作環節中，而B方案的測評中，共計產生誤操作35次，分別分布在12個操作環節。相比之下，B設計方案的所造成的誤操作更少，可選用B方案進行3D打印軟件界面的交互設計，并對該方案加以優化及改進，以此減少誤操作的可能性，提高操作精準性。

3 結語

基于用戶認知偏好，提出兩種3D打印軟件界面交互設計方案，并對這兩種設計方案進行測試與評估。經過測試可以得知，其中第二種設計方案更加能夠滿足大多數用戶偏好，但依舊存在一定程度的誤操作問題，依舊需要通過界面優化與改進以避免這一缺陷。

參考文獻

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