東南大學(xué) 張雄飛 薛澄岐 沈張帆

摘要：科技的飛速發(fā)展，人機(jī)交互數(shù)字界面以及龐大復(fù)雜的信息隨之而來(lái)。由于與人交互的數(shù)字界面載體多種多樣以及其承載的信息數(shù)量龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且動(dòng)態(tài)多變，因此有必要簡(jiǎn)化界面元素，減少人們操作的認(rèn)知負(fù)荷壓力。圖標(biāo)作為人機(jī)交互數(shù)字界面的重要組成部分，除了具有美觀效果之外，還具有降低界面復(fù)雜度，減少認(rèn)知負(fù)荷，提高工作效率等優(yōu)點(diǎn)。但是目前現(xiàn)有圖標(biāo)參差不齊，甚至有一些語(yǔ)義不明，表意不清的問(wèn)題，以及在設(shè)計(jì)過(guò)程中，圖標(biāo)設(shè)計(jì)的過(guò)于抽象，或者圖標(biāo)元素過(guò)于繁雜，反而增加了人們的認(rèn)知負(fù)荷。文章主要通過(guò)文獻(xiàn)分析法對(duì)國(guó)內(nèi)外圖標(biāo)的復(fù)雜度研究進(jìn)行整理和總結(jié)，并以此提出圖標(biāo)復(fù)雜度可能存在的不同維度，以期能夠?qū)χ蠼档蛨D標(biāo)復(fù)雜度提供可行的思路。

關(guān)鍵詞：數(shù)字界面 認(rèn)知負(fù)荷 用戶體驗(yàn) 圖標(biāo)復(fù)雜度 維度

中圖分類號(hào)：TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069(2017)10-0121-02

Abstract：With the rapid development of science and technology， digital human computer interface and complex information attendant. Because of the diversity of digital interface vectors and the huge amount of information contained in human interfaces， the structure is complex and dynamic， it is necessary to simplify the interface elements and reduce the cognitive load pressure. Icons， as an important component of human-computer interaction digital interface， not only have beautiful effects， but also reduce interface complexity， reduce cognitive load， improve work

efficiency and so on. But at present there are even some semantic icons uneven， unclear， vague problems， and in the process of design， icon design is too abstract， or icon element is too complicated， but increases the cognitive load of people. This article is mainly through literature analysis on the complexity of domestic and international law icon to organize and summarize， and put forward the different dimensions of icon complexity may exist， in order to provide a feasible idea of complexity reducing icon.

Keywords：digital interface cognitive load user experience icon complexity: dimension

引言

隨著科技的飛速發(fā)展，信息呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)和信息化技術(shù)已廣泛應(yīng)用到人類生活的方方面面，計(jì)算機(jī)數(shù)字界面也已經(jīng)成為人機(jī)交互的主要載體。所謂人機(jī)交互數(shù)字界面，是指人與產(chǎn)品進(jìn)行交互的方式和方法，也是人與計(jì)算機(jī)等硬件共同的載體和媒介，其承載的任務(wù)復(fù)雜，呈現(xiàn)的信息量龐大，原理深?yuàn)W，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且動(dòng)態(tài)多變，導(dǎo)致界面信息密度大，操作任務(wù)流多樣，任務(wù)節(jié)點(diǎn)豐富，用戶需要同時(shí)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的多個(gè)任務(wù)界面進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視和精準(zhǔn)操控，時(shí)間壓力巨大，僅僅依靠感性、主觀的界面設(shè)計(jì)，已經(jīng)很難做到讓操作人員快速獲取信息以及作出準(zhǔn)確判斷。因此有必要對(duì)復(fù)雜數(shù)字界面設(shè)計(jì)制定一系列的設(shè)計(jì)規(guī)范，以起到簡(jiǎn)化界面元素，減少操作人員認(rèn)知負(fù)荷壓力的效果。

McDougall等人提出了圖標(biāo)的復(fù)雜度是與用戶感知有很強(qiáng)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)。圖標(biāo)越復(fù)雜，用戶在界面設(shè)計(jì)中就越難以理解和重復(fù)使用。而其他文獻(xiàn)針對(duì)圖標(biāo)復(fù)雜度研究幾乎沒(méi)有，因此文章結(jié)合計(jì)算復(fù)雜度的定義：一件事物的復(fù)雜性可以用描寫(xiě)這事物所用的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的長(zhǎng)度來(lái)衡量。一般認(rèn)為描述一件事物的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，該事物就越復(fù)雜，以及制造業(yè)對(duì)技術(shù)出口復(fù)雜度的定義：生產(chǎn)產(chǎn)品的能力通常用產(chǎn)品出口復(fù)雜度表示，類比到圖標(biāo)復(fù)雜度，對(duì)圖標(biāo)在不同維度下復(fù)雜度進(jìn)行定義。例如針對(duì)圖標(biāo)物理外觀方面的復(fù)雜度，定義為圖標(biāo)內(nèi)部元素?cái)?shù)量或種類越多，圖標(biāo)復(fù)雜度越高。

基于對(duì)數(shù)字界面的研究，簡(jiǎn)化數(shù)字界面元素，減少操作人員認(rèn)知負(fù)荷，優(yōu)化用戶體驗(yàn)減少人為失誤成為當(dāng)務(wù)之急，而圖標(biāo)開(kāi)始在其中扮演起關(guān)鍵角色，作為交互數(shù)字界面的重要組成部分，圖標(biāo)是交互界面設(shè)計(jì)師和用戶都能解的一種語(yǔ)言，圖標(biāo)的設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)單、 自然、友好、方便、一致，能夠快速地被識(shí)別與記憶，消除用戶與計(jì)算機(jī)的溝通障礙、讓用戶通過(guò)圖片快速獲取信息。圖標(biāo)不僅可以增強(qiáng)美觀效果，而且具有跨越語(yǔ)言障礙，傳遞信息，降低交互界面復(fù)雜度，降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，減少認(rèn)知負(fù)荷，降低學(xué)習(xí)壓力，提升工作效率等優(yōu)點(diǎn)。但是事實(shí)上目前現(xiàn)有圖標(biāo)良莠不齊，部分圖標(biāo)在設(shè)計(jì)時(shí)主要基于設(shè)計(jì)師自身的理解，忽視了交互界面設(shè)計(jì)中以人為中心的基本思想，難以和用戶進(jìn)行有效深入的信息傳遞和交流，在此過(guò)程中出現(xiàn)一些語(yǔ)義不明，表意不清的問(wèn)題，增加了用戶的認(rèn)知負(fù)荷。設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)膱D標(biāo)非但不能提認(rèn)知效率，反而會(huì)影響用戶的操作流程，甚造成誤操作。因此需要針對(duì)圖標(biāo)的復(fù)雜度進(jìn)行深入的分析與研究以期能夠從不同維度來(lái)降低圖標(biāo)的復(fù)雜度，提升人機(jī)交互數(shù)字界面中操作人員對(duì)圖標(biāo)的認(rèn)知績(jī)效。最終期望能夠提供一種對(duì)圖標(biāo)設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)意義的思路與規(guī)范，讓圖標(biāo)能夠發(fā)揮其真正應(yīng)有的作用。

二、國(guó)內(nèi)外圖標(biāo)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀分析

國(guó)內(nèi)外學(xué)者、專家在圖標(biāo)設(shè)計(jì)研究方面已經(jīng)取得了眾多的成果。但是針對(duì)圖標(biāo)的復(fù)雜度研究少之又少。要探究圖標(biāo)復(fù)雜度，首先要找到從哪些維度對(duì)圖標(biāo)進(jìn)行分析。而關(guān)于圖標(biāo)分類法的研究解釋了各種類型的圖標(biāo)代表對(duì)象的方式，并且提供設(shè)計(jì)者創(chuàng)建規(guī)則，通過(guò)該規(guī)則圖標(biāo)更符合用戶的認(rèn)知心理學(xué)。圖標(biāo)分類的研究對(duì)尋找圖標(biāo)復(fù)雜度研究所需維度具有很大幫助。

（一）國(guó)外圖標(biāo)設(shè)計(jì)研究

國(guó)外對(duì)圖標(biāo)的研究已經(jīng)比較深入，主要從物理外觀，用戶認(rèn)知等方面進(jìn)行研究。首先是基于圖標(biāo)物理外觀的分類，長(zhǎng)期以來(lái)已經(jīng)被廣泛接受。其中代表人物Lodding將圖標(biāo)分為表征、抽象和任意。表征圖標(biāo)定義為一般表示對(duì)象的示例。抽象圖標(biāo)是那些表達(dá)概念而不是顯示對(duì)象本身的圖標(biāo)。任意圖標(biāo)定義為根據(jù)特定慣例創(chuàng)建和設(shè)計(jì)的圖標(biāo)。Gittins則主要集中在圖標(biāo)的形式上，基于形式、類型和顏色，提出了相關(guān)圖標(biāo)和關(guān)鍵圖標(biāo)的分類方法，相關(guān)圖標(biāo)定義為允許用戶識(shí)別所表示的對(duì)象且推斷圖標(biāo)的圖形屬性。Gaver提出了計(jì)算機(jī)圖標(biāo)的三個(gè)類別：名詞，符號(hào)和隱喻。他定義名詞圖標(biāo)與被表示的對(duì)象具有映射關(guān)系，這和Lodding的表征圖標(biāo)意義相近。符號(hào)圖標(biāo)需要學(xué)習(xí)和理解，與表示對(duì)象具有任意關(guān)系。隱喻圖標(biāo)使用圖標(biāo)的特征來(lái)表示整個(gè)事物，例如使用刀和叉代表餐館，用鬧鐘表示時(shí)間等。Lindgaard等人根據(jù)是抽象的還是描述性的，對(duì)圖標(biāo)進(jìn)行了一個(gè)簡(jiǎn)單的分類，分為描述性圖標(biāo)，象征性圖標(biāo)，混合圖標(biāo)三類。

之后是基于用戶感知的圖標(biāo)分類方法，雖然基于物理外觀的分類已經(jīng)被大量接受和應(yīng)用，但是明顯可以看出來(lái)它們提出來(lái)的觀點(diǎn)相

互之間的邊界是模糊的。因此圖標(biāo)需要一種更加動(dòng)態(tài)的分類方法，同時(shí)由于用戶體驗(yàn)在人機(jī)數(shù)字界面的作用越來(lái)越大，基于用戶感知的圖標(biāo)分類也由此產(chǎn)生。McDougall等人提出了計(jì)算機(jī)圖標(biāo)的五個(gè)分類標(biāo)準(zhǔn)：具體性，語(yǔ)義距離，熟悉性，復(fù)雜性和美學(xué)吸引性。具體性定義為表示顯示世界中的對(duì)象的圖標(biāo)的具體程度，而語(yǔ)義距離指的是圖標(biāo)機(jī)器表示對(duì)象之間的語(yǔ)義差異，與具體性和語(yǔ)義距離相比，其他三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是源自用戶感知的新概念。熟悉性考慮用戶對(duì)圖標(biāo)的認(rèn)知理解和使用圖標(biāo)表示的頻率。復(fù)雜性是與用戶感知有很強(qiáng)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)。圖標(biāo)越復(fù)雜，用戶在界面設(shè)計(jì)中就越難以理解和重復(fù)使用。美學(xué)吸引力來(lái)自另一個(gè)認(rèn)知系列，但是也與其他標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)，并且評(píng)估一個(gè)圖標(biāo)至關(guān)重要。高水平的具體性和熟悉度的簡(jiǎn)單圖標(biāo)可以容易地喚起用戶的美學(xué)吸引力。

除了這些圖標(biāo)分類的研究，國(guó)外學(xué)者對(duì)圖標(biāo)設(shè)計(jì)需考慮的因素以及可能對(duì)圖標(biāo)搜索產(chǎn)生影響的因素也進(jìn)行了研究。Y. Batu Salman在緊急醫(yī)療信息系統(tǒng)的圖標(biāo)設(shè)計(jì)案例研究中指出圖標(biāo)設(shè)計(jì)考慮的四個(gè)關(guān)鍵因素：造型質(zhì)量、信息質(zhì)量、意義和隱喻。Risto Nasanen在圖像對(duì)比度和清晰度對(duì)視覺(jué)搜索計(jì)算機(jī)圖標(biāo)的影響中指出隨著對(duì)比度和銳度的增加，搜索時(shí)間，每次搜索的固定次數(shù)和固定持續(xù)時(shí)間首先減少，然后保持中等水平恒定不變。Tomas Lindberg調(diào)查間距和單個(gè)界面元素的大小對(duì)人類視覺(jué)系統(tǒng)中圖標(biāo)處理速度的影響。Kuo-Chen Huang調(diào)查研究了圖形／背景顏色組合，計(jì)算機(jī)圖標(biāo)的類型以及圖標(biāo)／背景面積比對(duì)屏幕視覺(jué)搜索性能的影響。

（二）國(guó)內(nèi)圖標(biāo)設(shè)計(jì)研究

國(guó)內(nèi)對(duì)圖標(biāo)的研究雖未成體系，但是也是各說(shuō)紛紜，很多研究都用到了腦電和眼動(dòng)等生理裝置來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。為理論依據(jù)增加了數(shù)據(jù)支撐，對(duì)圖標(biāo)的研究做出貢獻(xiàn)。浙江大學(xué)宮勇等人通過(guò)腦電實(shí)驗(yàn)研究了形象圖標(biāo)和抽象圖標(biāo)在語(yǔ)義匹配和語(yǔ)義不匹配條件下的加工過(guò)程，得出了與形象圖標(biāo)相比，抽象圖標(biāo)所需反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，正確率低。錢(qián)曉帆等通過(guò)ERP實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著熟悉度的增加，形象優(yōu)勢(shì)逐漸消失。形象圖標(biāo)在類別分揀進(jìn)程中處理的特稱信息量較抽象圖標(biāo)少。袁天昊等通過(guò)梳理產(chǎn)品用戶界面中圖標(biāo)元素設(shè)計(jì)，將圖標(biāo)分為擬物、扁平和符號(hào)化三種表現(xiàn)形式。而周笠嘯等人將圖標(biāo)分為語(yǔ)意、語(yǔ)構(gòu)、語(yǔ)用和語(yǔ)境四個(gè)維度進(jìn)行探討，認(rèn)為語(yǔ)意維度包括造型和隱喻兩方面，語(yǔ)構(gòu)維度包括圖標(biāo)元素表現(xiàn)和結(jié)構(gòu)，語(yǔ)境維度則是圖形界面環(huán)境以及用戶使用環(huán)境，而語(yǔ)用維度包含用戶的思維模式，聯(lián)想模式和文化背景。東南大學(xué)梅雷萌將圖標(biāo)分為形態(tài)、結(jié)構(gòu)、情境三個(gè)維度。而張晶則從語(yǔ)義的角度將圖標(biāo)分為熟悉性，相關(guān)性，相似性三個(gè)維度。解放軍信息工程大學(xué)張濤的碩士畢業(yè)論文圖標(biāo)認(rèn)知因素分析及其應(yīng)用研究了四個(gè)方面，圖標(biāo)尺寸對(duì)認(rèn)知的影響，圖標(biāo)形狀相似性對(duì)認(rèn)知的影響，圖標(biāo)數(shù)量對(duì)認(rèn)知的影響，以及圖標(biāo)分組對(duì)認(rèn)知的影響，也是利用了眼動(dòng)裝置進(jìn)行了生理數(shù)據(jù)的采集。

隨著圖標(biāo)的作用越來(lái)越大，某些圖標(biāo)對(duì)應(yīng)的分類標(biāo)準(zhǔn)也逐漸增多，圖標(biāo)的類別屬性越來(lái)越模糊，例如某個(gè)圖標(biāo)即從抽象和具象來(lái)說(shuō)可以是抽象圖標(biāo)，也可以按照風(fēng)格來(lái)分位扁平化圖標(biāo)或者是符號(hào)化圖標(biāo)，還可以從圖標(biāo)的邏輯上分為動(dòng)作圖標(biāo)。

三、圖標(biāo)復(fù)雜度分析

通過(guò)以上對(duì)國(guó)內(nèi)外圖標(biāo)的分析，可以得出圖標(biāo)的研究主要依從國(guó)外的觀點(diǎn)，從物理外觀和用戶認(rèn)知兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行研究，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也都闡述了各自的分類依據(jù)和探究的切入點(diǎn)。綜合來(lái)看，都是基于兩個(gè)方面，首先是從圖標(biāo)本身出發(fā)，對(duì)圖標(biāo)元素的解析，對(duì)圖標(biāo)元素所傳達(dá)的意義進(jìn)行歸納。其次是用戶對(duì)圖標(biāo)的認(rèn)知，用戶與圖標(biāo)之間的交互，從用戶與圖標(biāo)的關(guān)系出發(fā)來(lái)進(jìn)行研究。

圖標(biāo)復(fù)雜度的研究也可以從這兩方面入手，首先從圖標(biāo)本身出發(fā)，一方面基于圖標(biāo)的物理外觀進(jìn)行復(fù)雜度分析，以圖標(biāo)元素種類和數(shù)量等多少作為標(biāo)準(zhǔn)。另一方面基于圖標(biāo)語(yǔ)義進(jìn)行復(fù)雜度分析，以單語(yǔ)義和多語(yǔ)義為標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究操作人員的搜索績(jī)效。其次從用戶對(duì)圖標(biāo)的認(rèn)知來(lái)分析，依據(jù)對(duì)圖標(biāo)的認(rèn)識(shí)的熟悉度為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)中學(xué)習(xí)–再認(rèn)范式，進(jìn)行圖標(biāo)復(fù)雜度的試驗(yàn)探究。

總結(jié)與展望

本文調(diào)研圖標(biāo)分類以及圖標(biāo)復(fù)雜度研究現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，圖標(biāo)的分類進(jìn)行的研究比較多，而圖標(biāo)的復(fù)雜度研究則微乎其微，究其原因，圖標(biāo)雖然功能強(qiáng)大，作用明顯，在數(shù)字界面中占據(jù)重要位置，但是由于其目標(biāo)小，常常被人們忽略。其次是對(duì)于圖標(biāo)復(fù)雜度沒(méi)有明確的定義，對(duì)于同一個(gè)圖標(biāo)大家可能會(huì)產(chǎn)生截然相反的判斷，這也阻礙了圖標(biāo)復(fù)雜度的研究。對(duì)于圖標(biāo)復(fù)雜度的定義還幾乎處于空白，這對(duì)圖標(biāo)復(fù)雜度的研究影響巨大，因此對(duì)圖標(biāo)復(fù)雜度進(jìn)行定義，從不同維度對(duì)圖標(biāo)進(jìn)行分析研究十分必要。通過(guò)對(duì)圖標(biāo)文獻(xiàn)的分析總結(jié)，最終我們將圖標(biāo)復(fù)雜度劃分為基于圖標(biāo)物理外觀的呈現(xiàn)復(fù)雜度(CP)和基于圖標(biāo)語(yǔ)義的語(yǔ)義復(fù)雜度(CS)，以及基于用戶認(rèn)知的認(rèn)知復(fù)雜度(CC)，這個(gè)劃分也符合了人類由淺入深的認(rèn)知加工次序，顯示了圖標(biāo)屬性與復(fù)雜度之間的映射關(guān)系。

隨著體驗(yàn)時(shí)代的到來(lái)，數(shù)字界面正以不同的載體和方式出現(xiàn)在各行各業(yè)。而大數(shù)據(jù)到來(lái)，使得數(shù)字界面呈現(xiàn)內(nèi)容更加龐大，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，識(shí)別難度也逐漸增加，這對(duì)操作人員的認(rèn)知績(jī)效以及操作正確率產(chǎn)生了巨大影響，圖標(biāo)作為美化界面，減少用戶認(rèn)知摩擦的關(guān)鍵因素需要進(jìn)行深入的研究。本文通過(guò)文獻(xiàn)綜述和對(duì)圖標(biāo)相關(guān)領(lǐng)域的研究，對(duì)圖標(biāo)復(fù)雜度進(jìn)行了三個(gè)維度的劃分，以期能夠?qū)χ蟮慕档蛨D標(biāo)復(fù)雜度的研究提供一定的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 薛澄岐 . 復(fù)雜信息系統(tǒng)人機(jī)交互數(shù)字界面設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用 [M] . 東南大學(xué)出版社 ， 2015

[2] 牛亞峰，薛澄岐，王海燕，李晶 . 復(fù)雜系統(tǒng)數(shù)字界面中認(rèn)知負(fù)荷的腦機(jī)制研究 [J] . 工業(yè)工程與管理，2012，06:72-75+82

[3] Lodding K N. Iconic interfacing[J]. IEEE COMP. GRAPHICS & APPLIC.， 1983， 3(2): 11-20

[4] G. Lindgaard， J. Chessari， E. Ihsen， Icons in telecommunication: what makespictorial information comprehensible to the users， Aust Telecommun. Res. 21(2) (1987) 17–29

[5] S.J.P. McDougall， O. de Bruijn， M.B. Curry， Exploring the effects of iconcharacteristics on user performance: The role of icon concreteness，complexity， and distinctiveness， J. Exp. Psychol. Appl. 6 (2000) 291–306

[6] 宮勇， 楊穎， 張三元，等 . 具體性對(duì)圖標(biāo)理解影響的事件相關(guān)電位研究 [J] . 浙江大學(xué)學(xué)報(bào) (工學(xué)版) ， 2013 ， 6: 011

[7] 錢(qián)曉帆， 楊穎， 孫守遷 . 圖標(biāo)形象度影響早期識(shí)別進(jìn)程: 來(lái)自 ERP 的證據(jù) [J] . 心理科學(xué) ， 2014 ， 37 (1) : 27-33

[8] 袁天昊， 劉永翔 . 產(chǎn)品用戶界面中圖標(biāo)元素設(shè)計(jì)研究 [J] . 設(shè)計(jì) ， 2015 ， 23 :016

[9] 周煜嘯， 羅仕鑒， 陳根才 . 基于設(shè)計(jì)符號(hào)學(xué)的圖標(biāo)設(shè)計(jì) [J] . 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào) ， 2012， 24 (10) :1319-1328

[10] 張濤 . 圖標(biāo)認(rèn)知因素分析及其應(yīng)用研究 [D] . 鄭州: 解放軍信息工程大學(xué)碩士論文 ， 2007