基于眼動追蹤的游戲類鼠標造型特征設計研究

宋珂凡

關鍵詞：語義認知 情報分析 眼動追蹤 用戶意向 鼠標造型

引言

技術發展，不僅鼠標的形式、種類愈加繁多，如體感式、沉浸式追蹤鼠標，便攜、多功能、游戲鼠標層出不窮，而且作為電腦使用過程中必不可少的配件和操作工具，鼠標設計需在滿足使用需求前提下兼顧用戶感性需求從而提高用戶的使用愉悅感。文章旨在關注用戶在購買過程及其使用過程中的潛在情感需求，從而達到有效設計的目的；文章研究內容對后續游戲鼠標的感性設計提供了依據，通過認知語義法提取現有用戶及其設計師的意向信息，根據標桿產品情報分析法進行造型提取并繪制相應的造型曲線作為實驗樣本。最終根據實驗數據得出用戶滿意度較高的造型意象。目前的理論研究主要集中李雪瑞[1]等人在借助生物基因工程構建產品基因網絡用以指導造型優化以及利用感性工學[2]指導產品造型設計；應用研究領域對于游戲類鼠標產品的造型還有待深入，電子競技行業的興起使得游戲類鼠標應用范圍廣泛程度提高，游戲類鼠標具備更加合理的研究價值，且已有的研究針對性不強，研究更多停留在舒適度以及功能技術研究方面，對于產品的外形、材質、加工工藝的涉足較少；綜上，理論和應用層面對于構建鼠標造型語義及利用定量分析的方法得出符合用戶情感需求造型曲線的研究涉及較少。文章巧妙運用語義認知以及標桿產品的反饋進行扒取，以解決用戶隱性情感需求的挖掘問題，在構建游戲類鼠標設計模型中，最大程度地減少設計過程中不必要的成本需求，達到優化設計流程，提高設計效率的目的。

一、造型語義認知

造型語義認知即就是意向認知，是一種主觀的意識活動，是個體通過對客觀實體的感知，產生心理形象，經過情感、想象等大腦思維的加工和重構，從而在主體的大腦中形成深層的審美形象。鼠標造型的意向認知主要分為兩個方面，即基于鼠標造型的形態和語義雙重通道分別進行編碼的過程。產品造型中的形態是指形狀，主要是對鼠標的造型、顏色、表面處理、細節處理等方面的認知，并且經過大腦進行信息轉化總結形成一系列的形態認知模型；而后者造型語義認知是對于認知的語言化表達，是形態認知的前提和基礎。

二、用戶意向信息提取

用戶意向信息提取的過程按照語義認知的三個層次進行，將現有產品的風格語言重新定義，排除刻板印象對于意向提取結果的影響。通過面向設計物進行語義抽取收集，并將其作為客觀對象進行分析，抽取內容進行認知歸類，根據認知語義的歸類方法[3]歸為三類，第一層為對象層L、場景層S和象征層T。對象層L主要包含：產品表象特征①特點：產品顏色、形狀、表面處理等直觀屬性；②表象特征語義：鋒利、蛇等。

場景層S包含行為語義 ①指研究對象的傾向性行為屬性，如產品移動、旋轉；②空間屬性：研究對象的空間描述，如產品曲線前窄后寬等；③產品風格屬性語義：如產品鋒利、圓潤、鈍感、速度等

象征層T則主觀性較強，也就是使用者主觀感受，①情感語義，產品對于使用者體現出來的運動感、速度感、體量感等，在進行造型語義提取的時候內容傾向于產品的對象層和場景層語義構建提取。

（一）造型語義信息提取

造型語義的抽取，為樣本獲取和后續目標意象的反推提供依據。采用問卷調查法及半結構式訪談法對于鼠標進行造型提取，通過開放性的問題得出造型風格語言，設計采取全程錄音，按照認知語義的歸類過程對用戶意向中的游戲鼠標語義進行捕捉和分析；針對調研分析整理產品造型信息的不同語義層次的內容，針對開放式問題：你認為羅技G502鼠標哪一點比較吸引你？或直白式問題：你認為某品牌產品的風格是什么？并對調研過程中的回答進行口語化剔除，提取產品特點認知的語義并根據構建的語義結構進行相應統計，對于自然語言進行初步處理得到相應的語義集，調研預計30人左右作為被試進行開放式問答采訪，對采訪結果錄音，調研結束后進行文本轉化，剝離口語化語言后將其與認知結構相匹配。

問答總共調查被試為30人，（其中經常使用游戲鼠標25人，從未使用過游戲鼠標5人）問卷結果的錄音進行文本化處理之后結果如下：（調研對象A）我認為羅技502產品的造型鋒利、棱角較多，使用過程手感不錯，還可以自由加減配重，靈敏度較好，按鍵多能夠滿足按鍵需求大的問題。調研結果內容進行分析形成語義串，即就是對自然語言的初步處理，從調研結果的語言中提取產品認知信息，上述調研對象的描述可以形成的語義串為：造型鋒利、棱角多、手感舒適、靈敏度高、按鍵多等，對語義串來進行規則化處理，根據語義串的內容實質進行劃分，根據肖恩克語義[4]知識理論，可以分為腳本、主題、目的和計劃的四種類型進行文本分類，對調研結果中所有的自然語言進行剝離并規則化語義處理，文本處理內容如下表1所示；

結合語義場景層和對象層區分通道提問方式，減少語義詞混淆帶來的調研結果不明確的問題，分析調研結果得出產品的造型意向主要集中體現產品外觀前半部分傾向于鋒利、后半部分圓潤，風格男性被試傾向于霸氣的、女性被試傾向于雅致的，因此可以判斷出不同性別的傾向有所不同，依據訪談過程中的造型曲線進行偏好曲線繪制，組合匹配形成用戶意向產品造型，初步擬定其主特征線走向，主特征線能夠反映產品的整體感覺和風格，對于產品構造極其重要，結合問卷調查結果求取意向交集為后續貝塞爾曲線模型[5]獲取提供初步依據。

（二）標桿產品情報分析法進行造型提取

分析世面上的已有標桿產品，根據上述建立的語義結果，利用數據可視化結果可以得知市面上已有產品的可用性、易用性程度，通過互聯網對市面上已有的產品整合進行數據分析，對產品語義進行二次提取，獲取更豐富的用戶期望形容詞，用以統計得出鼠標模型的側面曲線輪廓模型，根據不同結果構建用戶Likert七級量表，最后根據產品基因造型進而確定得出符合用戶期望值的造型，產品形容詞的比重經由已知用戶和設計師共同探討后取整，產品的七級量表類型如圖1所示：

用戶期望形容詞量表分為三個層次，形成三組形容詞詞對“伶俐、圓潤”“雅致、霸氣”“體量小、體量大”，據此針對已有的產品進行意向形容詞打分，最后得出適用性較高的前三款產品，可得用戶對于產品的造型意向主要集中于游戲類鼠標產品的造型需求鋒利性大于柔和性、豐富性大于簡單性。

（三）造型特征曲線確定

定義特征線的幾何坐標，將產品幾何條件下的最左端作為基準等比例縮放成統一的幾何尺寸，通過貝塞爾曲線方程將特征線轉化為硬點坐標進行繪制得到樣本曲線，每個線段由曲線描點P和控制點C，則I（i，j）=（Pi，Pj，Ci ）1≤i≤n j=i+1并且公式中的i、j、n均為自然數，其中Pi 代表線段的起始錨點；Pj 代表線段的終止錨點；Ci 代表線段的控制點，通過貝塞爾曲線方程將特征線轉化為硬點坐標進行繪制得到樣本曲線，其特征曲線基因由此表示曲線描點（Pi，i=1，2，3…，n）和控制點（Ci，i=1，2，3…，n），得出貝塞爾參數化方程為

基于上述意向信息得出初步貝塞爾參數化方程，根據方程繪制非定性特征曲線。在進行造型繪制時將其分為不同空間視圖下進行，繪制多項意象特征曲線，根據設計師的評價篩選合適的造型特征，對照標桿產品使其貼近設計標準后作為實驗樣本。

三、設計方法運用

（一）基于眼動實驗的鼠標特征線造型提取

1.實驗環境及設備

本實驗在南京理工大學的實驗室進行，盡量做到無噪聲或在舒適范圍內的分貝。光線問題，室內的光線采用40％的日光燈照明，照明條件正常；實驗使用Tobil Pro公司X3-120型號的便攜式眼動儀[6]，可以記錄人眼球運動的軌跡、注視點、注視時間等特征，在界面設計中被廣泛使用，該實驗設備能夠滿足設計所需要的數據支持。

2.實驗人群及指標

實驗被試為20名南京理工大學的碩士研究生，其中男、女生各十人，為保證實驗的準確性，所有被試須單獨進入實驗室，（所有人均視力良好無色盲色弱）；實驗指標：為了減少其他變量對實驗結果的影響，所以此次實驗采用單一變量范式；在前期數據支持下的二次實驗需要保證熱度區域A、B、C對應的實驗自變量A（S1 S2 S3）、B（S4 S5 S6）、C（S7 S8 S9）的數據應該采用拉丁排列方式減少實驗順序對于實驗結果的影響。

3.實驗的準備及其流程

實驗前向被試者說明實驗要求，明確實驗任務。被試者依次進入實驗室，以保證每一位被試者都是首次見到實驗樣本，提高實驗準確率。實驗人員準備實驗樣本，實驗人員須向被試者說明實驗的要求和注意事項，安排被試坐在實驗座椅上，具體流程如圖2實驗流程所示；

4.實驗過程及步驟

（1）實驗初期樣本選擇考慮到上述過程中的條件進行選擇實驗；將圖片順序按照不同類型分散排列，以減少類型相似帶來的實驗偏差；

（2）實驗進行前按鍵盤任意鍵進入等待頁面，頁面停留1s，使被試進入準備狀態，集中注意力；

（3）1s后進入目標頁面，記錄被試在目標頁面中注視時間、注釋熱點區域等；目標頁面切換時間為500ms，避免眼部疲勞影響實驗數據。

（4）首先被試需要進入等待頁面，避免其他因素對于實驗結果的影響；停留1S后進入目標頁面一，停留5S進入目標頁面二；依次完成直至實驗結束。

5. 實驗結果

設計特征曲線提取，為了量化造型曲線的顯著性，準確地進行造型特征曲線的提取，其結果主要從熱點區域注視時間、注視點個數、首次注視時間對數據進行分析，對比得出最佳鼠標造型曲線，帶入目標意向的綜合指標值，所有被試對于刺激材料眼動指標K_w的綜合值公式

（二）實驗結果分析

為進一步量化造型曲線提取最能體現用戶期望的特征線，主要通過兩種方法進行，第一步分析AOI區域的總注視時間、注視時間、以及注視點個數，運用眼動指標的趨近公式定量化分析；第二步運用SPSS軟件進行相關性分析驗證影響其AOI區域數據的原因。

1.AOI區域分析

根據AOI劃分不同的區域，排除拉丁排列方式的影響，為排除不確定因素，首先對AOI區域分析可初步判定有關特征曲線的用戶關注程度與曲線復雜程度的潛在關系，且被試對于區域二部分的關注程度大于區域一和區域三，計算其平均注視時間數結合注視點個數數據，如表2所示，結合注視點個數驗證了上述結論，將目標區域眼動指標帶入公式得出刺激眼動指標的綜合值，結果如表3所示；

經過數據分析可以得出，綜合值的處理作為衡量標準的前提下，俯視圖目標意向的顯著性順序為：

2.SPSS軟件分析

為確定曲線控制點復雜程度是否影響AOI區域的關注程度，利用SPSS進行相關分析，將其用于特征線分析挖掘影響用戶注視時間、注視點個數的相關變量，為之后特征曲線特征確立提供數據支持。樣本內容在矢量軟件繪制過程中表明主特征曲線的控制點，控制點個數為C1，C2，C3...Cn，且保證控制點個數的有效性，如表4。

通過軟件生成散點圖的方式，初步判斷兩因素之間是否存在相關性，經過分析區域一與區域二的注視時間存在相關性且相關性顯著，特征曲線存在相關關系，研究單組控制點個數對用戶注視時間以及注視點個數的影響，研究其相關性并進行兩兩相關性分析，以此反映數據的關聯狀態，驗證變量存在正態分布，皮爾遜相關性判斷相關性，結果如表5。

控制點個數與區域注視時間相關，sig＜0.05，且相關性顯著，同理分析控制點個數與區域二注視時間，控制變量被試者以及注視點個數，對控制點個數以及區域注視時間進行偏相關分析，結果均呈顯著性相關，進行下一步分析；據散點圖控制點個數呈非線性相關，為進一步表達兩者關系，其回歸方程采用非線性回歸方程，通過建立回歸模型，排除擬合度低的冪函數與復合函數，通過比對模型二次函數的擬合度高，滿足關系。二次函數方程如下y=β0+β1 x+β2 x 2，代入即可得出關于變量之間的函數方程，如圖3所示。

四、鼠標設計的特征分析及策略

（一）鼠標造型特征設計分析

基于眼動實驗及其數據分析初步判定，鼠標造型特征關注度高低與其控制點個數存在顯著相關性。表明產品的豐富性在不影響用戶認知能力的前提下，會提高其對于產品的關注度。從設計樣本出發對產品造型特征曲線進行演繹重用，在主體造型控制點及其要素保持穩定的前提下，豐富產品形態，加入用戶群體的喜好元素，得出符合用戶個性需求的元素集合；鼠標造型要素的收集過程從相關性較高的造型曲線對應的意象詞匯出發，如科技的、炫酷的標桿產品，分析其所對應的造型元素特點，外形、材質、色彩等并結合最優造型特征曲線特點，針對目標群體的情感要素設計出滿足其生理、心理等多層次需求的產品，提高游戲類鼠標的設計效率和用戶喜愛程度。

（二）鼠標造型設計特征要素

市場上已有產品大多數僅滿足人機工學的要求，沒有從用戶的情感需求出發展開設計，產品難以激起用戶購買欲望。為避免設計師設計過程中所面臨的主觀性較強，造型設計個人特征明顯，導致鼠標造型難以滿足用戶潛在需求的問題。文章從不同用戶對于喜愛的鼠標的造型意象出發得出關注度較高的產品樣本，保證其樣條曲線特征要素在用戶關注的范圍之內。反推設計樣本對應要素特征，為后續游戲鼠標特征設計提供思路。其特征要素主要包含：

1.鼠標造型特征具備科技感

根據前文內容可得，游戲鼠標的使用群體關注度較高的樣本對應的描述大都為內部線條呈流線型、曲率變化豐富，其意象特征主要表現為科技感要素，在符合人機工程學需求的前提下加入彰顯科技感、未來感的符號、色彩、形態元素，搭配對應材質、色彩來滿足用戶的情感需求；且科技感要素可具備指向性，提供用戶快速識別產品使用方法的暗示，使操作者快速上手，獲得心理滿足激發使用產品的欲望；

2.鼠標造型特征具備靈活性

鼠標元素可以通過色彩、材質實現靈活更換，設計可以結合用戶獨特的情感需求定制不同的元素，滿足用戶滿足其附加價值的目的，體現相對應的身份標簽，其次，結合色彩心理學，通過改變不同要素部位的顏色達到減少用戶過度操作鼠標對身體造成影響的問題，如改變燈帶顏色達到提醒作用，開啟防沉迷模式。最后，產品的造型具有靈活可移動特點，適應不同的場景需求，盡可能便捷減少用戶使用過程的負擔，豐富產品造型特征的同時符合用戶的認知需求；

3.鼠標特征要素具備豐富性

在現有技術的基礎上，將全新的技術運用于鼠標外觀設計之中，融入虛擬現實技術方法，提高用戶使用過程中的沉浸感，吸引視覺注意的同時提升產品使用體驗，通過趣味獎勵機制觸發虛擬現實體驗開關，實現產品-人-環境之間的交互，豐富互動過程。

4.鼠標造型特征具有協調性

產品的高效使用與產品造型特征要素傳達的內容息息相關，能否提供提高產品的易用性是評判產品好壞的重要標準。在上述的需求的作用下，產品要素要盡可能地保證鼠標造型特征的整體協調，鼠標大小與符號尺寸的協調性；色彩與材質的和諧性，避免產品比例失衡、要素混亂以及色彩材質搭配不合理導致傳達出錯誤信息降低使用者使用效率的問題，進而提高產品易用性，降低使用者認知摩擦。

通過上述的感性意象元素的維度開展多目標造型迭代優化，繪制游戲鼠標造型曲線，指導設計完成設計實踐。

（三）鼠標特征設計實踐驗證

1.用戶滿意度七點量表圖驗證鼠標造型可用性

產品的造型特征具有不確定性，不能通過定量化的指標直接獲得基因最優解[8]，通過不斷進行用戶滿意度分析得出最符合用戶期望的集合，借助LIKERT量表測試用戶對于造型意向是否滿意，滿意度的公式為F（滿意度）

其中p為被試的總人數，i表示第i位被試者（1≤i≤p）；φi表示第i位被試者的李克特量表值，將文章最終的造型特征曲線作為樣本進行驗證得出被試對其喜好度。表明此設計某種程度上符合用戶意向需求。

結論

鼠標產品的感性意象[9]隨著技術發展變得至關重要，是提升用戶購買欲望及產品易用性必不可少的途徑之一，文章從語義認知分類抽象形容詞結合標桿產品情報分析法獲取實驗樣本，運用眼動實驗數據進行定量分析，在獲取相對有效的樣本前提下進行定量分析，提升實驗結果可靠性，最終分析滿意度較高的特征曲線反推產品意象獲得鼠標特征元素最終進行滿意度驗證。然而文章在實驗的實際操作過程中無法避免實驗樣本偏差性以及被試人群性質單一性對實驗結果造成的影響，所以對于后續的探索傾向于建立參數化系統界面使其趨于標準化及時更新用戶喜好類型。