基于信息架構的軟件界面設計研究綜述

張宏婧

（四川大學計算機學院，成都610065）

0 引言

隨著智能移動設備的快速發展，移動互聯網逐漸滲透到了生活的方方面面，移動應用程序也成為我們生活中不可或缺的一部分。面對龐大的市場，移動應用程序的開發者們也在不斷的開發、更新他們的產品。根據《2020年移動應用程序趨勢報告》[1]顯示，2020年新應用程序發布超過20億。對移動應用程序的開發廠商而言，要使應用能夠在激烈的競爭中受到用戶的青睞，除了功能要滿足用戶的需求外，還需要有高質量的用戶界面。軟件的用戶界面作為軟件與用戶溝通的橋梁，是用戶和軟件交互最直接的接口，界面的好壞直接影響應用程序可用性和易用性。

信息架構設計作為軟件界面設計中的一個重要環節，對界面的好壞起到至關重要的作用，一個脈絡清晰邏輯自恰的信息架構可以幫助用戶界面的設計者設計出更加合理，更容易被用戶接受、方便用戶使用的界面。對于交互設計師和界面設計師而言，信息架構設計可以說是工作中最核心的內容之一。信息架構是一個應用的結構的規劃，包含應用的層級關系以及每個層級中包含哪些內容，構成了應用程序的骨架，不僅在產品設計階段決定了后續產品的布局和定位，基于優秀的信息架構還能幫助用戶快速地瀏覽、獲取內容，從而影響用戶對產品的第一印象和使用體驗。然而，由于信息架構的構建需要時間，具有一定復雜性，包括圖書館學、認知心理學和建筑學知識，而且需要相應的設計知識在界面設計中具體實施，要求設計師不僅有設計知識，還要有非常強的邏輯思維能力和全面的整體思考能力，須要掌握系統且科學的設計方法，如何構建優秀的信息架構，如何應用信息架構等問題逐漸出現在應用程序開發者眼前。同時，相同的信息架構在不同應用程序的用戶界面中受到應用風格、產品特性、功能特點等因素的影響，往往有不同的表達方式，如何基于信息架構設計出易用又美觀的用戶界面也就成為一項挑戰性的任務。

為了解決上述問題，很多研究者提出了與信息架構相關的用戶界面研究。本文基于信息架構的理論，對基于信息架構的軟件界面設計流程和方法進行綜述和分析，以期為未來開展關于基于信息架構的界面設計的研究提供可能的方向。

1 信息架構的定義

信息架構（Information Architecture，IA）一詞最早由平面設計師和建筑師Richard Saul Wurman于1975年提出。在《連線雜志》[2]中有關Wurman的文章中，作者Gary Wolf解釋了Wurman的工作有助于“信息的呈現比信息本身更重要”的觀點。在20世紀80年代中期，信息架構主要的作用是作為計算機基礎和數據層的一種設計工具，主要在信息網絡的組織和業務方面起到梳理信息數據的作用[3-4]。

今天的信息架構依然專注于解決訪問和使用當今大量信息的基本問題。信息架構是當今大多數網絡開發項目中逐漸引入的一種新范式，被定義為構建、組織和管理信息的科學，其中可用性在[5]創建的解決方案中起著重要的作用。其主要目的是促進信息的處理和同化，以及理解用戶在定義的信息空間[6]中執行的任務。人們與數字信息環境的交互方式直接受到信息體系結構[7]的影響。

《用戶體驗的要素：以用戶為中心的Web設計》[8]一書中，對網站的信息架構是這樣描述的：信息架構著重于設計組織分類和導航的結構，從而讓用戶可以高效率、有效地瀏覽網站的內容。

《信息架構：超越Web設計》[6]一書中提到，信息架構很難用簡短的一句話進行概括，因為它本身就具有多重含義。在這本書中提到的信息架構不僅是一種關于創建站點地圖、線框圖和網站導航菜單的方式，廣義上的信息架構更是共享信息環境的結構化設計，是數字、物理和跨渠道生態系統中組織、標簽、搜索和導航系統的合成；信息架構創建信息產品和體驗的藝術及科學以提供可用性、可尋性和可理解性，也是一種新興的實踐性科學群體，目的是把設計和建筑學的原理導入數字領域中。

在軟件產品中的信息架構，可能用戶在使用中并不會感受到它的存在，很少會有用戶對軟件評價“這個軟件的信息架構非常好。”但信息架構卻使信息變得更容易理解，用最合適的方式來組織信息，讓軟件好用、易用。

2 信息架構相關研究

當前針對信息架構的研究，主要可以分為兩種，信息架構的構建與評估研究和信息架構的應用研究。

2.1 信息架構的構建與評估研究

關于信息架構在計算機軟件中如何構建的一般流程與方法研究，Lamar[9]研究認為信息架構師定義了網頁之間的關系，同時這些關系反過來定義了用戶在這些頁面之間可以采取的路徑：用戶對站點的總體體驗的一個重要方面。概述了信息架構過程中的主要步驟：理解戰略目標，定義用戶需求，定義所需信息的交互性，創建站點地圖，設計線框圖。Henderson等人[10]提供了一種創新的表達信息架構的方式，解釋了信息架構的每個步驟（需求分析、競爭分析、受眾定義、用戶場景、流程和站點地圖）是如何與每個人的日常生活相關的。

卡片分類法是設計網站信息體系結構的主要方法之一[11]。如圖1所示，在應用該方法時，向具有代表性的用戶提供一堆索引卡，每個索引卡包含一個表示在網頁上提供的信息或服務的單詞或短語。他們被要求將卡片成幾組，然后命名由此產生的組。卡片分類“能夠洞察用戶的心理模型，闡明他們通常在自己的頭腦中對任務和內容進行默認分組、分類和標記的方式”。文獻[12]利用卡片分類的方法對移動平板應用（App）的信息架構展開研究，對其進行方法論層面的探索，并通過具體的設計案例進行應用驗證。然而，這種方法有許多缺點。雖然卡片分類研究的結果在20人甚至更少的參與者中是穩定的[13]，但在軟件開發生命周期早期尋找具有代表性的用戶的過程是耗時且成本高昂的，導致該方法難以被普遍采用。

圖1 卡片分類法流程

針對卡片分類法存在的問題，Katsanos等人[14]提出了一種創新的、基于工具的自動卡片分類（AutoCar?dSorter）方法來設計和評估網站的信息體系結構。該方法采用潛在語義分析算法（LSA）和聚類算法來支持網站架構設計或重新設計的早期步驟，模擬了一個開放式卡片分類實驗。首先，設計器提供Web站點將包含的頁面的描述。然后，該工具使用LSA算法將LSA作為距離度量來創建內容項描述之間語義差異的距離矩陣，用于計算所有Web頁面描述之間的語義相似度。然后利用聚類算法將語義相似的頁面分組，構造信息空間和機器學習技術運行自動分析。最后輸出是一個交互式樹圖，介紹了包含網站導航模型的頁面的推薦聚類。實現了以自動化的方式提供最優的信息架構導航方案。

類似的研究還有文獻[15]，研究了一種基于層次聚類算法對軟件系統信息架構進行自動劃分的方法。該方法通過對各功能點進行特征詞分析，為特征詞添加屬性權值，進行向量化，然后通過層次聚類算法實現對信息架構功能的自動劃分，使用歐幾里得距離計算對象距離，公式為：

最后用卡片分類法進行驗證。該方法在數據處理完畢后依然需要設計師再次處理簡單分類數據，考慮人的記憶影響，過多的分類數量會影響分類質量。

除卡片分類法外，Ren Long等人[16]研究了圖形推理的形式結構與心理模型表征形式之間的關系，發現布局、信息分類等心理模型要素與圖形的形式結構有一定的共性推理，通過探索界面設計信息架構的構建和心理模型表示來研究界面設計信息架構的構建。通過對形式推理和圖形推理心理模型的形式結構的研究和比較，發現隱藏在推理系統背后的信息架構指導是從可用性設計的起源角度出發的。

2.2 信息架構的應用研究

文獻[17]中，提出了一個形式化的方法來表示來自IA概念定義的知識，以及一種機制來將這些知識轉化為分析和設計信息，供軟件工程師處理，以便開發交互式網絡應用。自動從信息架構師輸出的信息架構轉化到軟件工程師所需的用于分析和設計的UML元素，解決了信息架構師和軟件工程師信息傳輸困難的問題。

文獻[18]研究了來自不同文化的網絡訪問者如何將注意力分配到信息架構的四個主要部分（標簽、組織、導航和搜索），探究了網絡訪問者的文化背景如何與不同信息架構中網絡組件的關注相關聯。最終解釋揭示全球網絡社區中特定文化的信息架構的主題，以幫助更好的Web設計和開發。

文獻[19]基于Kuk和Janssen[20]提出的信息體系結構和商業模式的二元性，提出了一個理論框架來理解物聯網和智能社區之間的關系，將智能社區發展的路徑視為一組配置，包括信息架構因素和商業模型模式。利用定性比較分析（QCA）方法，發現智能社區依賴于信息架構和業務模型兩方面，不同的業務模型模式如何受到信息架構的影響。

3 結語

通過對當前信息架構的相關研究的總結和分析，我們可以發現仍然存在以下幾點問題值得深入研究和改進：

（1）傳統的信息架構方法是基于卡片分類法進行構建的，很多研究試圖將這一過程自動化，但這種方法對于導航此類粒度較大的信息分類效果顯著，但對于粒度更小的信息結構劃分效果不好，信息粒度不容易確定。同時由于軟件應用有自己獨特的功能特征和風格，語義分析聚類無法針對每個應用進行調整。因此如何自動化生成合適粒度，又具有針對性的信息架構，是一項具有挑戰性的工作。

（2）信息架構的應用研究多聚焦于如何利用信息架構進行軟件開發，通過信息架構給與軟件開發人員在界面設計和開發方面的幫助。但無法解決從現有界面中抽取信息架構，檢索信息架構等問題，這些領域依然值得探索。