智能裝備終端界面交互設計研究

李琪 鄭剛強

摘要：對于智能裝備終端來說，信息準確、高效地傳達得益于界面交互的設計。以高支模監測系統界面交互設計為例，剖析人—機—環境三者間建立的設計系統，從有用、可用、樂用三個角度分析智能裝備終端的界面交互設計，進而得出一套設計原則。以終端的交互界面設計提升智能裝備的用戶體驗，進而提升其附加值，加快智能裝備的發展。

關鍵詞：智能裝備終端；界面交互設計；人—機—環境；設計原則

中圖分類號：TP393.09 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2019）04-0141-04

Abstract： For smart equipment terminals， information is accurately and efficiently communicated thanks to the design of the interface interaction. Taking the interaction design of the high-model monitoring system as an example， the design system established between the human-machine and the environment is analyzed. The interface interaction design of intelligent equipment terminals is analyzed from the three aspects of useful， easy to use and happy to use， and a set of design principles is obtained. The user interface of the terminal is designed to enhance the user experience of the intelligent equipment， thereby increasing its added value and accelerating the development of intelligent equipment.

Keywords： intelligent equipment terminal；interface interaction design；human-machine-environment；design principles

引言

智能裝備隸屬于高端裝備，是目前科技發展的重要一環，對于經濟發展而言有著重要的推進作用。機械裝備的智能化是一個工業發達國家的重要標志，包含先進的制造技術以及先進的核心技術，是先進制造技術、信息技術和智能技術在裝備產品上的集成和融合。[1]對于智能裝備的信息傳達則是由移動終端的交互界面輸出或反饋給用戶，進而由用戶輸入指令。人機界面是否友好、邏輯運算是否準確、數據庫是否合理等性能指標直接影響智能裝備系統的整體使用效果與智能化程度。[2] 拋開單純技術性因素，優良的產品設計內容中，更多是在解決技術性能向使用功能轉化的問題，即創造合理的使用方式、分配產品與使用者之間的能動關系，使產品具備良好的可用性。[3] 當前的智能裝備交互界面大多由工程技術人員基于功能需求進行界面設計。[4]忽略了人、機、環境對交互界面帶來的影響。單純的技術性信息難以實現正確高效的指引，這就需要設計師在現有的技術人員的設計原型基礎之上，結合人—機—環境三方面因素對智能裝備終端的界面交互設計進行深入系統地研究。

1 智能裝備終端交互界面系統構建

智能裝備終端界面作為人與信息交流的媒介，在輸入與輸出中與人互動，其本質是高效準確地傳遞信息。但作為工具的產品，圍繞著“以人為中心”的設計原則是其根本，所依托的機器和環境則是影響因素，三者間的關聯共生則構建出界面交互的設計系統（圖1）。如同工業設計一般，除了產品本身屬性的設計，如造型、材料、顏色、加工工藝，大小等，還需要考慮與整體環境的融合，如使用環境、社會環境、市場環境、人文環境等等，以及作為產品的核心之處“人”。人、機、環境相輔相成，共同構建出約束設計的系統，圍繞著這個系統，“設計”過的信息才能被人們更自然、高效、準確地接收。

1.1 設計系統——人

“人”在智能裝備終端交互界面這個系統中，不僅是使用者這一角色，還包括技術員、設計師。信息最初發起于技術員，經過設計師，再到使用者，設計師在二者中間需要協調其之間的關系。在技術員這一方面，需要滿足信息的準確傳遞，主次輕重，邏輯引導，規避錯誤等直觀需求，還需要滿足界面由圖片向數據轉化的可實現性，持久性，適配性等等隱形需求，這都需要在設計過程中不斷溝通交流，調動數據向圖形轉變的靈活性。在使用者方面，考慮的則更為全面。包括使用者所代表這一人群的年齡、性別、工種、生理特征、心理特征、使用習慣、文化背景等等。由此來分析該類人群對界面設計的需求。如高支模監測系統的使用人群。

作為一款監測建筑高支模的穩定安全的智能裝備，終端操作者多為男性、且是具有一定知識水平的施工員或工程師，通過監測數據確保建筑施工人員的安全。手指粗大為這一類人群的顯著特征，相對應的界面按鈕設計則應放大。在使用習慣上，手持如平板電腦般大的智能裝備終端姿勢分為雙手操作，由左右手分別點擊屏幕，亦或是一手持設備，一手點擊屏幕。雙手操作方式，在界面設計上因該盡量將按鈕向兩側集中，避免手點擊屏幕跨度過大而不舒適或效率降低。一手持一手點操作方式則不受約束，按鈕則可以美學角度出發設計。由此，為適合不同人的使用習慣，按鈕設計上以右列為主要參考，搭配界面信息內容作出相應調整，如圖2。

1.2 設計系統——機

智能裝備終端分為固定型和移動型，如日本馬扎克數控機床和武漢巖聯剪切波測試儀（如圖3，圖4）。智能裝備終端有著不同于鍵盤、鼠標、顯示器的交互方式，類似于平板電腦的直接觸屏操作，但卻沒有其智能和多功能化，無法實現多窗口運行模式。針對于智能設備終端，需要考慮不同設備的差異性，多為專門針對某一型號設備進行設計。在交互界面的設計中，需要考慮品牌DNA、外觀、裝備尺寸以及屏幕尺寸、計算能力、網絡環境、顯示屏的分辨率、色域與色深，以及輸入方式等等，即構建出機器設備的特點與需求進而進行設計。

如高支模監測系統宿主為智能裝備移動終端，類似于平板電腦，但需要較厚的殼體進行保護，內置相關檢測設備。原有的屏幕+操作鍵過渡到智能型：去掉按鍵，只有觸摸屏。外形偏向工業化，硬朗的外觀訴說著產品的科技感。在界面設計中需融合產品外觀元素，保持界面與裝備的視效一致性。同時裝備分辨率為1024*800，色深值較低，設計過程中電腦的顯示效果與智能裝備顯示效果不同，這需要在設計過程中不斷地放入設備中調試，尋找最好的顯示效果。

1.3 設計系統——環境

智能裝備終端使用場景也會隨設備的類型而變化。固定型智能裝備終端小環境即為大型裝備，多與裝備融于一體；大環境則為工廠廠房；裝備為直接與電源相連。移動型智能裝備終端則是獨立結構，手持操作，鋰電池供電；大環境由用戶所處環境為主，多為室外，會受太陽光照強度影響。如高支模監測系統應用于建筑工地中，地處室外，在交互界面中需增強信息顯示的對比度，保證強光下依然可以看清且不費眼。智能裝備終端環境方面需分析環境特點及其對設備所帶來的影響，構建出交互界面設計環境系統。

2 界面交互設計原則

2.1 基本層——有用

有用，是滿足用戶對界面的基本需求。在智能裝備終端上則表現為界面的準確、安全、有效。此層面技術人員構建信息架構即可完成，是界面功能的基本體現。由技術人員構建出設計原型，與設計人員討論整體構架，技術人員以產品信息傳達內容角度出發，設計人員則站在人機操作的立場，構成人—信息—人的閉環系統，滿足設計的基本層面，也是界面交互設計的初步。

2.2 擴展層——易用

易用，是在滿足基本功能之后的進一步需求，更注重人機交互，以提升界面交互效率為本。在滿足有用層面后，設計人員與技術人員在進一步討論中提升人機化、操作優化、視覺美化等方面。

人機化表現為操作舒適，按鈕適合人機尺寸，室外操作可視性強，滿足用戶視聽觸的使用。即結合人—機—環境系統構建的需求，考慮人的使用，機器的特性，以及環境的特點。如考慮到智能裝備終端在使用一段時間后屏幕不靈敏的情況，需適當放大按鍵；室外強光下的操作情況，需增強對比度。

在操作優化中，不應再以是否需要訓練、學習來衡量人機交互模式的優劣，而是盡可能避免或減少訓練、學習，降低人的操作負擔。[5]從邏輯統一入手表現為頁面布局層次統一，整體操作層級分明，邏輯流暢。交互引導方面為區分側重點，以表現內容的大小、位置、色彩引導操作步驟。或以彈窗引導使用者正確使用，用顏色圖標等方式突出提示，避免使用者出錯。

視覺傳達上風格與企業文化以及儀器功能特點相匹配，且整體保持風格統一。視覺空間合理構圖，以分割、比例、虛實、方向、色彩、留白等方式平衡畫面，引導視線，強化界面信息。元素表達融合整體風格，且突出邏輯性以及層級關系。視覺感受簡潔而富有細節，便于操作與識別。色彩上降低飽和度，減輕因操作時間過長而眼疲勞現象，降低視覺出錯率。

2.3 延伸層——樂用

樂用，是用戶情感的滿足，以用戶體驗為主直至演變成趨向自然的交互。智能裝備終端主要從用戶心理滿足、品牌形象塑造、文化內涵注入等感性特征增強與用戶間的情感交流。感性特征通常隱藏在細節刻畫中，如交互方式、按鈕造型、界面風格、應用元素、色彩、字體、Logo大小位置等會給予用戶不同的心理感受，進而會塑造用戶對產品的好感度，建立對品牌的信任。

3 結語

界面交互設計是產品與用戶最直接的交流端，隨著智能裝備產業的高速發展，對其越來越重視。智能裝備終端界面交互設計圍繞著人—機—環境依次向有用、易用、樂用三個層次逐步深化，有效的解決交互中所遇到的問題，全面系統地提升用戶體驗，最終達到信息傳達的最佳效果。

參考文獻：

[1] 徐紅衛，周永亮.數說我國高端裝備制造業現狀[J].智慧中國，2018（07）：52-54.

[2] 汪華.智能裝備的發展與檢測[J].科技創新與應用，2015 （33）：153.

[3] 劉永翔.基于產品可用性的人機界面交互設計研究[J].包裝工程，2008（04）：81-83.

[4] 白銘玉，鄭剛強，柳灝.智能裝備工業設計發展現狀與價值分析[J].設計，2017（09）：49-51.

[5] 于東玖，吳曉莉.設計中易用性原則與情感的關系[J].包裝工程，2006（06）：308-309.