東南大學 張雄飛 薛澄岐 沈張帆
摘要：科技的飛速發展，人機交互數字界面以及龐大復雜的信息隨之而來。由于與人交互的數字界面載體多種多樣以及其承載的信息數量龐大，結構復雜且動態多變，因此有必要簡化界面元素，減少人們操作的認知負荷壓力。圖標作為人機交互數字界面的重要組成部分，除了具有美觀效果之外，還具有降低界面復雜度，減少認知負荷，提高工作效率等優點。但是目前現有圖標參差不齊，甚至有一些語義不明，表意不清的問題，以及在設計過程中，圖標設計的過于抽象，或者圖標元素過于繁雜，反而增加了人們的認知負荷。文章主要通過文獻分析法對國內外圖標的復雜度研究進行整理和總結，并以此提出圖標復雜度可能存在的不同維度，以期能夠對之后降低圖標復雜度提供可行的思路。
關鍵詞：數字界面 認知負荷 用戶體驗 圖標復雜度 維度
中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A
文章編號：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
隨著科技的飛速發展，信息呈現爆炸式增長，計算機和信息化技術已廣泛應用到人類生活的方方面面，計算機數字界面也已經成為人機交互的主要載體。所謂人機交互數字界面，是指人與產品進行交互的方式和方法，也是人與計算機等硬件共同的載體和媒介，其承載的任務復雜，呈現的信息量龐大，原理深奧，結構復雜且動態多變，導致界面信息密度大，操作任務流多樣，任務節點豐富，用戶需要同時對復雜系統的多個任務界面進行嚴密監視和精準操控，時間壓力巨大，僅僅依靠感性、主觀的界面設計，已經很難做到讓操作人員快速獲取信息以及作出準確判斷。因此有必要對復雜數字界面設計制定一系列的設計規范，以起到簡化界面元素，減少操作人員認知負荷壓力的效果。
McDougall等人提出了圖標的復雜度是與用戶感知有很強關系的標準。圖標越復雜，用戶在界面設計中就越難以理解和重復使用。而其他文獻針對圖標復雜度研究幾乎沒有，因此文章結合計算復雜度的定義：一件事物的復雜性可以用描寫這事物所用的計算機語言的長度來衡量。一般認為描述一件事物的計算機語言的長度越長，該事物就越復雜，以及制造業對技術出口復雜度的定義：生產產品的能力通常用產品出口復雜度表示，類比到圖標復雜度，對圖標在不同維度下復雜度進行定義。例如針對圖標物理外觀方面的復雜度，定義為圖標內部元素數量或種類越多，圖標復雜度越高。
基于對數字界面的研究，簡化數字界面元素，減少操作人員認知負荷，優化用戶體驗減少人為失誤成為當務之急，而圖標開始在其中扮演起關鍵角色，作為交互數字界面的重要組成部分，圖標是交互界面設計師和用戶都能解的一種語言，圖標的設計要求簡單、 自然、友好、方便、一致，能夠快速地被識別與記憶，消除用戶與計算機的溝通障礙、讓用戶通過圖片快速獲取信息。圖標不僅可以增強美觀效果，而且具有跨越語言障礙，傳遞信息，降低交互界面復雜度，降低系統結構復雜度，減少認知負荷，降低學習壓力，提升工作效率等優點。但是事實上目前現有圖標良莠不齊，部分圖標在設計時主要基于設計師自身的理解，忽視了交互界面設計中以人為中心的基本思想，難以和用戶進行有效深入的信息傳遞和交流，在此過程中出現一些語義不明，表意不清的問題，增加了用戶的認知負荷。設計不當的圖標非但不能提認知效率，反而會影響用戶的操作流程，甚造成誤操作。因此需要針對圖標的復雜度進行深入的分析與研究以期能夠從不同維度來降低圖標的復雜度，提升人機交互數字界面中操作人員對圖標的認知績效。最終期望能夠提供一種對圖標設計起到指導意義的思路與規范，讓圖標能夠發揮其真正應有的作用。
二、國內外圖標設計研究現狀分析
國內外學者、專家在圖標設計研究方面已經取得了眾多的成果。但是針對圖標的復雜度研究少之又少。要探究圖標復雜度，首先要找到從哪些維度對圖標進行分析。而關于圖標分類法的研究解釋了各種類型的圖標代表對象的方式，并且提供設計者創建規則，通過該規則圖標更符合用戶的認知心理學。圖標分類的研究對尋找圖標復雜度研究所需維度具有很大幫助。
（一）國外圖標設計研究
國外對圖標的研究已經比較深入，主要從物理外觀，用戶認知等方面進行研究。首先是基于圖標物理外觀的分類，長期以來已經被廣泛接受。其中代表人物Lodding將圖標分為表征、抽象和任意。表征圖標定義為一般表示對象的示例。抽象圖標是那些表達概念而不是顯示對象本身的圖標。任意圖標定義為根據特定慣例創建和設計的圖標。Gittins則主要集中在圖標的形式上，基于形式、類型和顏色，提出了相關圖標和關鍵圖標的分類方法，相關圖標定義為允許用戶識別所表示的對象且推斷圖標的圖形屬性。Gaver提出了計算機圖標的三個類別：名詞，符號和隱喻。他定義名詞圖標與被表示的對象具有映射關系，這和Lodding的表征圖標意義相近。符號圖標需要學習和理解，與表示對象具有任意關系。隱喻圖標使用圖標的特征來表示整個事物，例如使用刀和叉代表餐館，用鬧鐘表示時間等。Lindgaard等人根據是抽象的還是描述性的，對圖標進行了一個簡單的分類，分為描述性圖標，象征性圖標，混合圖標三類。
之后是基于用戶感知的圖標分類方法，雖然基于物理外觀的分類已經被大量接受和應用，但是明顯可以看出來它們提出來的觀點相
互之間的邊界是模糊的。因此圖標需要一種更加動態的分類方法，同時由于用戶體驗在人機數字界面的作用越來越大，基于用戶感知的圖標分類也由此產生。McDougall等人提出了計算機圖標的五個分類標準：具體性，語義距離，熟悉性，復雜性和美學吸引性。具體性定義為表示顯示世界中的對象的圖標的具體程度，而語義距離指的是圖標機器表示對象之間的語義差異，與具體性和語義距離相比，其他三個標準是源自用戶感知的新概念。熟悉性考慮用戶對圖標的認知理解和使用圖標表示的頻率。復雜性是與用戶感知有很強關系的標準。圖標越復雜，用戶在界面設計中就越難以理解和重復使用。美學吸引力來自另一個認知系列，但是也與其他標準相關，并且評估一個圖標至關重要。高水平的具體性和熟悉度的簡單圖標可以容易地喚起用戶的美學吸引力。
除了這些圖標分類的研究，國外學者對圖標設計需考慮的因素以及可能對圖標搜索產生影響的因素也進行了研究。Y. Batu Salman在緊急醫療信息系統的圖標設計案例研究中指出圖標設計考慮的四個關鍵因素：造型質量、信息質量、意義和隱喻。Risto Nasanen在圖像對比度和清晰度對視覺搜索計算機圖標的影響中指出隨著對比度和銳度的增加，搜索時間，每次搜索的固定次數和固定持續時間首先減少，然后保持中等水平恒定不變。Tomas Lindberg調查間距和單個界面元素的大小對人類視覺系統中圖標處理速度的影響。Kuo-Chen Huang調查研究了圖形／背景顏色組合，計算機圖標的類型以及圖標／背景面積比對屏幕視覺搜索性能的影響。
（二）國內圖標設計研究
國內對圖標的研究雖未成體系，但是也是各說紛紜，很多研究都用到了腦電和眼動等生理裝置來進行試驗。為理論依據增加了數據支撐，對圖標的研究做出貢獻。浙江大學宮勇等人通過腦電實驗研究了形象圖標和抽象圖標在語義匹配和語義不匹配條件下的加工過程，得出了與形象圖標相比，抽象圖標所需反應時間長，正確率低。錢曉帆等通過ERP實驗發現隨著熟悉度的增加，形象優勢逐漸消失。形象圖標在類別分揀進程中處理的特稱信息量較抽象圖標少。袁天昊等通過梳理產品用戶界面中圖標元素設計，將圖標分為擬物、扁平和符號化三種表現形式。而周笠嘯等人將圖標分為語意、語構、語用和語境四個維度進行探討，認為語意維度包括造型和隱喻兩方面，語構維度包括圖標元素表現和結構，語境維度則是圖形界面環境以及用戶使用環境，而語用維度包含用戶的思維模式，聯想模式和文化背景。東南大學梅雷萌將圖標分為形態、結構、情境三個維度。而張晶則從語義的角度將圖標分為熟悉性，相關性，相似性三個維度。解放軍信息工程大學張濤的碩士畢業論文圖標認知因素分析及其應用研究了四個方面，圖標尺寸對認知的影響，圖標形狀相似性對認知的影響，圖標數量對認知的影響，以及圖標分組對認知的影響，也是利用了眼動裝置進行了生理數據的采集。
隨著圖標的作用越來越大，某些圖標對應的分類標準也逐漸增多，圖標的類別屬性越來越模糊，例如某個圖標即從抽象和具象來說可以是抽象圖標，也可以按照風格來分位扁平化圖標或者是符號化圖標，還可以從圖標的邏輯上分為動作圖標。
三、圖標復雜度分析
通過以上對國內外圖標的分析，可以得出圖標的研究主要依從國外的觀點，從物理外觀和用戶認知兩個方面來進行研究，國內外學者也都闡述了各自的分類依據和探究的切入點。綜合來看，都是基于兩個方面，首先是從圖標本身出發，對圖標元素的解析，對圖標元素所傳達的意義進行歸納。其次是用戶對圖標的認知，用戶與圖標之間的交互，從用戶與圖標的關系出發來進行研究。
圖標復雜度的研究也可以從這兩方面入手，首先從圖標本身出發，一方面基于圖標的物理外觀進行復雜度分析，以圖標元素種類和數量等多少作為標準。另一方面基于圖標語義進行復雜度分析，以單語義和多語義為標準。設計實驗，探究操作人員的搜索績效。其次從用戶對圖標的認知來分析，依據對圖標的認識的熟悉度為標準，結合認知心理學中學習–再認范式，進行圖標復雜度的試驗探究。
總結與展望
本文調研圖標分類以及圖標復雜度研究現狀發現，圖標的分類進行的研究比較多，而圖標的復雜度研究則微乎其微，究其原因，圖標雖然功能強大，作用明顯，在數字界面中占據重要位置，但是由于其目標小，常常被人們忽略。其次是對于圖標復雜度沒有明確的定義，對于同一個圖標大家可能會產生截然相反的判斷，這也阻礙了圖標復雜度的研究。對于圖標復雜度的定義還幾乎處于空白，這對圖標復雜度的研究影響巨大，因此對圖標復雜度進行定義，從不同維度對圖標進行分析研究十分必要。通過對圖標文獻的分析總結，最終我們將圖標復雜度劃分為基于圖標物理外觀的呈現復雜度(CP)和基于圖標語義的語義復雜度(CS)，以及基于用戶認知的認知復雜度(CC)，這個劃分也符合了人類由淺入深的認知加工次序，顯示了圖標屬性與復雜度之間的映射關系。
隨著體驗時代的到來，數字界面正以不同的載體和方式出現在各行各業。而大數據到來，使得數字界面呈現內容更加龐大，結構更加復雜，識別難度也逐漸增加，這對操作人員的認知績效以及操作正確率產生了巨大影響，圖標作為美化界面，減少用戶認知摩擦的關鍵因素需要進行深入的研究。本文通過文獻綜述和對圖標相關領域的研究，對圖標復雜度進行了三個維度的劃分，以期能夠對之后的降低圖標復雜度的研究提供一定的幫助。
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