一項服務于設計研究的視頻案例分析支持1

文/普拉博·薩卡 艾莫瑞希·查克瑞巴蒂（Prabir Sarkar, Amaresh Chakrabarti）（印度理工學院 印度科技大學） 譯／李軼南

一項服務于設計研究的視頻案例分析支持1

文/普拉博·薩卡 艾莫瑞希·查克瑞巴蒂（Prabir Sarkar, Amaresh Chakrabarti）（印度理工學院 印度科技大學） 譯／李軼南

A Support for Protocol Analysis for Design Research

普拉博·薩卡系印度理工學院羅巴爾分校機械材料工程學院助理教授。加盟印度理工學院羅巴爾分校之前，他是美國蓋瑟斯堡國家標準和技術研究院的副研究員。薩卡博士致力于可持續標準和制造的研究，他在印度科技大學班加羅爾分校完成了博士學業，博士論文主攻工程設計中的創造力。薩卡博士的研究興趣包括產品設計、可持續性、創造力和設計研究。

艾莫瑞希·查克瑞巴蒂系印度科技大學班加羅爾分校產品設計制造中心教授。加盟印度理工學院羅巴爾分校之前，負責劍橋大學工程設計中心的設計合成工作。他建立了印度的第一個設計研究實驗室，獲加爾各答大學機械工程專業工學士，印度科技大學機械設計專業工學碩士，劍橋大學工程設計專業博士。查克瑞巴蒂教授是11個國際刊物的編委，設計學會顧問理事會和管理理事會理事，印度國家設計委員會委員。他共同開發了DRM，這一方法論目前得到廣泛應用。他撰寫/主編了10部著作，發表了250篇論文，擁有6項專利。

引言

為任何設計過程開發一個支持機制需要對該過程有著深入的了解。深刻理解設計之所以重要，是因為處理設計問題的活動在決定產品成功與否時扮演了重要角色。在工程活動中，設計研究者們經常運用視頻案例分析的方法來理解工程設計過程——為設計師提供富有成效的支持前提。在設計過程中，設計師產生了大量易被忽略的數據，這些數據對于理解設計過程乃是豐富的源泉。視頻案例分析被廣泛用于針對設計過程展開細節化的經驗主義研究，不僅有助于理解設計過程“是什么”，而且有利于評估設計過程中設計支持的效果。許多研究者已經運用視頻案例分析的方法來理解、領會其過程，包括斯托弗（Stauffer）,恩倫斯皮爾（Ehrlenspiel）和黛拉（Dylla）,布萊辛（Blessing）,弗里克（Fricke）, 杰羅（Gero）和麥克尼爾（McNeil）,岡瑟（Gunther）, 薩卡爾（Sarkar）和查克拉巴蒂（Chakrabarti）。

在視頻案例分析中，設計過程牽涉的活動均被攝像機拍攝下來（例如，設計師的語言和行為被歸類），隨后被轉錄；人們可以閱讀和分析轉錄后的文件，從中發現富有意味的模式。在這些步驟中，要求某位設計師或設計師群體參與一個或一系列的關乎解決設計問題的設計過程。該過程要求設計師們運用自言自語的方式，通過語言表達他們的思維過程。設計階段的所有活動將用視聽設備拍攝下來。然后上述視覺數據被轉換（例如，轉換為文本形式），文本隨后被編碼到不同的類別下，將有助于回答設計方面的種種疑問。最后，設計研究者分析被編碼的文字記錄，揭開設計問題的謎底。視頻案例分析主要包括三個步驟：轉錄文檔，編碼和分析。

不同的研究者們已經證明，運用視頻案例分析的方法來研究設計活動的數量和類型極大，例如：包括工程設計活動、軟件設計以及建筑設計方面問題的解決。這些年來，視頻案例分析的方法已經成為設計研究者們的一種主要研究工具，除了它存在的某些缺點，比如研究某個設計師時，研究主體的行為可能發生某些變化，陳述不夠完整，以及提供無關緊要的信息。然而，在任何基本限制缺席的情況下，這一研究方式在設計研究領域頗受歡迎。

圖1 視頻案例分析活動

視頻案例分析通常也用于驗證認知和信息處理的理論之中。例如，從事設計研究的學生們運用視頻案例分析來驗證他們提出的設計理論。進行任務分析的研究者們也會用到此方法。任務分析基于預先已知的事實和程序，明確說明了人們可用的可替代程序范圍，從而為一項任務找到正確答案。實際上，所有的主要理論框架均關注思維，提倡運用體現思維先后順序的語言表述方式。埃里克森（Ericsson）和西蒙（Simon）曾斷言，思想和“口頭表達”之間最近的聯接體現在研究主體用語言表達他的想法之時。當研究主體遵循自言自語的方式參與設計過程時，他的言論對應體現了他的“內在語言”——原本聽不見的思想。Ericsson和Simon還進行了廣泛的研究，發現對照悄無聲息地完成設計任務的小組，運用自言自語方式完成設計任務的小組，其思維過程（表現的準確性）并未發生變化。

視頻案例分析也用于研究設計師的思考行為，可見于其他研究領域，例如：認知心理學、認知科學、行為分析、設計調查和訪談、可用性測試和教育心理學等領域。典型的視頻案例分析需要基于視頻錄像生成的文本（參見“當前可用工具分析”），總體而言，一個小時的視頻錄像將耗費研究者七到八小時的時間用于完成轉錄文本工作。因為一般來說，研究者通常在研究工作中，需要將若干小時時長的視頻錄像加以轉換，因此，亟需合適的服務用于轉換視頻案例的支持。然而，目前為視頻案例分析提供的支持，往往效率低下，價格高昂，要求有大量的實踐經驗，并且普遍來看，并非專門針對視頻案例分析而設計。因此，研究者常常被迫使用視頻播放器播放視頻錄像，然后用電子數據表以手工的方式產生轉換文本。一些軟件可用于轉換音樂作品和醫療記錄，然而，這些軟件所具有的功能與為分析視頻案例而理應具備的功能迥異。大體上來說，一款專門用于設計研究的軟件，必須價格低廉，且能處理多種文檔格式，可為從事視頻案例分析的設計專業新生提供引導或使用說明。進一步而言，我們希望了解，理想的視頻案例分析軟件應具備哪些明確的特征？我們怎樣才能開發和評估這樣的一款新軟件？

在本文的研究中，我們首先須深入理解視頻案例分析的全過程。然后辨別目前設計研究者常用的轉換視頻錄像的各款軟件工具，并在各軟件之間展開比較。隨后，我們對富有經驗的設計師們展開研究，找尋用于視頻案例分析的理想軟件應具備哪些特征。運用上述反饋結果，我們提出開發一款滿足上述需求的軟件，對它進行評估并分析它的使用效果。

深入理解視頻案例分析的過程

如前文所述，典型的視頻案例分析包括三個步驟：

（1）設計師解決設計問題，拍攝用于事后分析的視頻錄像；

（2）形成轉換文本；

（3）編碼，分析，得出結論。

以下幾個小節細化描述上述步驟。

設計師解決設計問題，拍攝用于事后分析的視頻錄像。

設計實驗是解決問題的過程，個體設計師或設計師群體立足于解決特定的設計問題，一般而言，處于受控的環境中。這些過程的不同方面被拍攝記錄下來，以便隨后進行分析。首先，設計師被告知將要解決某一特定的設計問題，無論是以單打獨奏的方式，還是團隊作戰的方式完成。其次，他們試圖解決問題，在紙面或其它媒介上表達他們的想法。在此過程中，要求設計師們以口語化的方式表達他們頭腦中的所思所想，我們稱之為“自言自語的規約”（詳見圖1，對于一個完整的視頻案例分析，將在下一部分進行描述）。這種語言的表達方式需要具備一定的實踐經驗，因為當一位設計師采用自言自語方式完成某項設計任務時，較之于沉默寡言式的完成任務，他們必須提供大量增加的交流內容，即使得他們的思維決策和行為可供觀察、可以記錄。研究者們通常在實踐環節訓練設計師，涉及如何用口頭語言表述他們的所思所想，經過訓練，研究主體運用語言表達思想也會變得越來越自然剴切。設計師做的一切事情（例如，用手勢表達觀點，寫下他們的想法，繪制草圖等）通過視聽設備記錄下來。視聽記錄和所有的書寫材料以及繪制的草圖，構成了設計研究者開展進一步分析的原始素材來源。

自言自語的視頻案例

在自言自語視頻案例中，參與者（本文中為設計師）在完成一系列明確任務時，伴隨自言自語的語言表述。當他們在執行預先設定的設計任務時，要求參與者在動手做的同時還要說出來，用語言表達他們的所見、所想、所做、所感。他們的言論有助于研究者理解設計過程，而非局限于僅僅關注其結果。自言自語的設計視頻目前居于主流地位，它有利于拍攝記錄設計實踐過程，包括參與其中的個體設計師，因為以團隊形式工作的設計師自然會存在相互間聽得見的交流磋商，或者會在紙上寫出或畫出他們的想法。通過視聽設備記錄上述過程，隨后上述記錄被轉換成文字或文本。

形成文本

圖2 一個典型的文本

視聽案例研究的文字信息在文本中得以采集，聲音數據被轉換為文本格式，典型的文本格式包括每次開始講話的“時間戳”，和特定設計師的講話內容，用于標記哪位設計師講話的辨識符號（一種代碼通常賦予一位設計師，以便錄入相應信息以及隨后進行辨認），以及各人相應的講話。轉換的文本通常還包括對所做手勢的細節、寫在紙上的文字和所繪草圖的描述等。轉換文本一般會錄入到電子數據表里，以便晚些時候進行分析。

轉錄工作十分冗長乏味，要求若干小時的手工勞動。研究者（通常也被稱之為編碼者）得認真傾聽、觀看視聽文件，中途暫停錄音來記錄相應的部分，把語言信息輸入到電子文檔中，然后進行下一段的工作。正如前文所說，編碼者必須標明講話從何時開始，講話者的姓名（僅針對團隊設計師的設計實驗而言），所有視頻錄像中語言的、非語言的信息（包括所做的手勢等）。如果講話錄音比較模糊，研究者可能得耐心反復播放、收聽若干次，直到最終完全弄清楚。所有這些工作既耗時又枯燥乏味。

編碼、分析和得出結論

研究者運用獨特的、預設的編碼對轉換文本中的講話內容進行歸類，有助于辨識設計活動隱含的趨勢和頻率，從而最終解答研究問題。這些編碼可能來自其他研究者，他們早先為某些研究對象而設（如果通過重復使用早先報道過的研究工作中曾出現的編碼，研究目的可以實現的話），或者設計研究者可自行創建為當前研究對象特意自設的編碼。編碼體現研究者感興趣的、基于問題意識的設計過程的方方面面，這些編碼有意識的為更加深入地理解設計過程的相關方面而服務。同一個文本可能被其他研究者用于探索設計過程的不同方面，因此，不同系列的編碼可能會被用于同一個文本中進行歸類。

視頻案例分析范例

假設設計研究者希望確定頭腦風暴環節（Brainstorming Session）會出現怎樣的概念設計活動，他可能會舉辦一個設計師們運用頭腦風暴技巧嘗試解決給定問題的設計會議，隨后，這些會議的轉換文本得以產生，研究者選擇用哪些編碼為概念設計會議中發生的各種設計活動講話內容進行歸類。例如，研究者也許會用“PU”作為“問題理解”這個詞語的縮寫編碼，“SG”作為“方案生成”的編碼，“SE”作為“方案評估”的編碼，正如尼德馬撒（Nidamarthi）所做的那樣（請參見表2，顯示了部分典型的轉換文本）。

依據這種編碼方式，可以進行不同類型的分析。例如，研究者也許希望從設計會議囊括的各種活動中，分析一些言行的出現頻率而獲得一般性的結論。持續時間長短（運用時間戳加以計算）可以表明每一項活動的所用時間，因此通過附加每一次設計活動中設計師講話的時間，對它們加以比較，研究者即可以辨別出哪些活動設計師最為投入。下一步，研究者可以確定耗費在每項設計活動上的時間、每項活動的頻率、活動結果的創造性之間是否存在某種聯系，以便理解它們之間的相互影響。基于上述發現，研究者也許會在某項活動的頻率和結果的創造性之間建立富有說服力的關聯，然后聚焦于開發一項有助于設計師提升此類活動質量的支撐。正如前述建議的那樣，晚些時候，同一個轉換文本也許會被帶有不同研究目的的其他研究者使用，引導文本的使用朝著多元化語境背景和問題研究的方向演進。

圖3 不同轉錄工具的分析

當前可用的分析軟件

理想情況下，語音識別軟件能夠將視頻錄像自動地轉換為文本格式。然而，語音識別軟件（例如，“龍自然說”軟件，“微軟word 2003”的語言條，或者最新的“語言識別軟件”轉錄援助）無法自動將設計師視頻案例轉換為文本，特別是設計師團隊參與設計活動時尤其如此。即使只有一位設計師參與設計活動，這些軟件也要求事先廣泛地訓練設計師的語音，因為每個人的口音和說話語速往往千差萬別。除此之外，上述軟件沒有一個能記錄非語言的信息，比如設計師所做的手勢和所繪的草圖，這些都是與設計過程密切相關的豐富資源。因此，手工轉換方式是目前最佳也最現實的一種處理方式。

目前有幾款工具可以輔助手工轉錄文本，包括索尼的錄音機，三洋的微型盒式磁帶轉錄機和飛利浦的轉錄工具包。飛利浦的轉錄工具包雖然相關的硬件價格高昂，但卻包括控制視頻錄像開始或停止的腳踏板。轉錄軟件，例如Transcriber軟件可以降低重播的語速，從而保持與打字人員一致的速度，但這項功能的優勢是有限的，因為依據研究者調查，減緩視頻錄像的播放速度通常會降低講話的清晰度，導致轉錄工作變得更加困難。表格1提供了不同轉換工具間的比較。

圖4 分析轉錄工具

圖3顯示了目前多數可用軟件的設計初衷主要是為了支持轉錄，而非為了用于“視頻案例分析”。此外，上述所有軟件主要是為了醫學和音樂相關的應用而開發。我們認為設計研究者需要一款主要用于視頻案例分析的軟件，它價格不貴，能夠很容易地被用戶定制，允許不同的代碼形式，可以對不同時間間隔中的視頻進行編碼。開發這樣的一款軟件需要理解具體的設計需求，以及理解設計研究者們在研究中運用視頻案例分析存在哪些要求。

確定開發一款轉錄軟件的需求

我們已經進行過調查，了解設計研究者面臨的轉錄視頻案例問題。在這項調查中，要求七位設計研究者（平均每位擁有兩年的設計經驗，包括視頻案例轉錄和分析經驗）確定他們在轉錄時面臨的問題。這些研究者主要運用微軟的Excel軟件轉錄設計師的講話，運用微軟的媒體播放器軟件在后臺觀看和收聽視頻錄像——一條常見的用于視頻案例過程分析的途徑。在結合使用這兩款軟件的過程中，研究者必須頻頻地暫停，在兩款軟件之間來回切換以便完成轉錄工作。一些研究者也運用了其它轉錄工具，包括“轉錄者”軟件，“龍自然說”軟件以及微軟的“Word 2003”語言條。

遵循調查表，我們詢問了三位轉錄人員，就其運用視頻播放器、電子表格進行轉錄一個小時時長的視頻工作中，清晰描述他們遇到的問題。此外，我們還詢問了理想的案例分析工具應具備哪些特征。最后，研究者們確定設計研究的一般方面，即通過運用案例分析可以更好地加以理解，以及可能的相應支持。我們為精心設計的案例分析工具準備了一份需求分析表，如圖4所示。對于表中的每一條，我們建議了可能的解決方案，以下我們將討論其中的部分內容：

1.轉錄需要縮短時間。以計算機為基礎的支持將會使研究者們從搜尋、定位相關知識點中解放出來，因而能夠更好地聚焦于重要的活動。轉錄工作耗時的一個重要原因是它需要設計研究者在轉錄中運用多個軟件，因此，一體化的轉錄環境將是較為理想的。

2.視頻案例分析要求廣泛運用預設的代碼。因此，提供可用于部分轉錄文字的自動隔離和使用不同的代碼將是值得期待的。

圖4 分析轉錄工具

3.捕捉非語言的表達在視頻案例分析中是一項重要內容，因此需要提供編碼來捕捉非語言的數據信息，以便展開進一步的分析。

4.視頻案例分析或許需要理解和分析多位設計師參與其中的視頻，理解和分析其中所包含的語言的、非語言的表述內容，針對此項需求的某些技術支持將是受歡迎的。理想的技術支持將會提供語言的、非語言的若干種編碼方式以及相應的代碼。它還應具備自動重播先前幾個語句的重復功能，這一功能對于輕松理解視頻內容和隨后對多位設計師同時說話進行編碼非常重要。

5.捕捉語言數據分析的上下文語境有時候可能存在問題。例如，當一位設計師向另一位設計師解釋某個想法，或者當某位設計師獨自用語言描述自己的想法，以及當一位設計師在不同的時間點指著多張設計草圖詮釋各自的含義時，提供配合實例的幫助功能，以便支持研究者輸入上下文。

開發一款輔助轉錄的軟件

由于所需的軟件應能滿足圖4中提出的各項需求，這些需求被單獨加以考慮和逐一分析，形成實現上述需求的方式。例如，對于第一項需求，“轉錄工作耗時較長”，我們發現目前的轉錄過程（如前所述）需要在兩個不同的軟件之間進行切換：一個軟件進行播放和觀看視頻（例如Windows的媒體播放器軟件），另一個軟件進行錄入數據（例如微軟Excel 軟件的電子表格）。一體化的操作環境將會減少兩類軟件之間的切換時間。研究者還需要對轉錄內容添加時間戳，如果這一過程能夠自動完成，轉錄時間將會縮短。經過分析理想的可服務于視頻案例分析的每一項需求和必備功能，我們創建了一份最終需求列表，可將這些需求整合到一款具有合適圖形用戶界面的軟件中（參見圖5），表格2顯示了這款新軟件如何逐一滿足了上述需求。

圖形用戶界面的描述

對于播放、轉錄視頻內容而言，圖形用戶界面具有一體化的操作環境（參見圖5），它允許用戶設定視頻的播放時長和暫停的時間，以便研究者能夠向電子表格中輸入轉錄的語言數據。這一功能是自動的，而且持續時間甚至在轉錄時也可加以改變。例如，當幾位設計師一起參加討論時，轉錄人員需要更多的時間來捕捉語言數據。然而，當某位設計師獨自繪制草圖時，轉錄人員需要較短的時間完成此過程的數據轉錄，更長的停頓時間將會在轉錄多位設計師交談的視頻中帶來更多便利。同時還提供的其它功能包括即時停頓和重復播放視頻最后一部分，這樣研究者可以重復收聽和更精確地轉錄模糊的或聽起來令人費解的錄音。圖形用戶界面頂部的菜單允許用戶為轉錄內容設定恰當的代碼。用戶也可針對不同的講話者（視頻中的各位設計師）和非語言的表達使用不同的代碼。這款軟件還具備自動排版錯誤和拼寫的檢查功能，它通過分門別類地瀏覽轉錄文字內容找到類似的代碼和文本，并用于產生代碼的自動摘要。

圖5 一個可行的圖形用戶界面顯示了按鈕、播放的視頻以及創建的轉錄文本

圖形用戶界面為設計研究者提供了一體化的轉錄環境，用戶能傾聽錄音，觀看將要轉錄的視頻，進入電子表格進行操作。這樣，用戶能夠以匹配他們打字速度的進度持續進行轉錄。視頻和電子表格由不同的按鍵和快捷鍵控制。播放和暫停視頻的具體時段是自動的，基于用戶的打字速度和設計師的講話語速。此外，還具備手動操作的保持和重復功能。另外，還提供了可以設定的快捷鍵用于對非語言表述內容進行編碼。一旦視頻的某一段已被轉錄，提供的“進入”命令可使用戶從上次停頓的地方重新開始。對于電子表格來說，選項包括自動的時間戳功能，辨識講話者的快捷鍵（同樣這些快捷鍵還可用于編碼），自動轉換為微軟的Excel表格功能等等。軟件還提供了一個詳細的幫助文件，解釋上述每一項功能如何使用。這款軟件還可顯示研究者開始轉錄工作的時間，從而可計算他們的轉錄速度。

基于設計方面問題考慮而已經開發“轉錄想法”軟件，建議的圖形用戶界面（見圖5），該軟件已廣泛接受來自內部和外部的研究人員評估。在我們的研究中，我們發現運用傳統的轉錄方式，一般而言，一小時的視頻大約需要七到八個小時的轉錄時間。例如，阿梅德（Ahmed）和尼德瑪斯（Nidamarthi）等研究人員已報告過類似的研究結果。運用上述軟件可將視頻時長為一小時的轉錄時間平均縮短為四小時左右。評估結果揭示推薦的圖形用戶界面既有效且對用戶友好，減輕了轉錄過程中的手工疲勞程度。

結語

視頻案例分析經常用于分析設計活動。設計研究者們在轉錄設計活動視聽記錄時面臨著重重困難，最重要的麻煩在于轉錄和分析視聽數據所花費的大量時間。現存常用的用于轉錄的軟件具有好幾項嚴重局限，在這項工作中，我們確定了用戶對理想的視頻案例分析軟件的要求，開發了一款滿足上述要求的軟件，并運用比較研究法評估了該軟件。該款軟件已被幾位設計研究者運用到他們的研究中。

（責任編輯：顧平）

10.3969/J.ISSN.1674-4187.2015.05.001

李軼南，東南大學藝術學院副教授、博士，研究方向：設計藝術。

本文譯自《設計問題研究》雜志2013年（第29卷）第4期。

譯者注：“Protocol Analysis”起初是一個計算機術語，原義為“協議分析”或“規約分析”，但在本文中，結合上下文語境我們了解到，它主要指研究者對某位設計師或設計師群體的設計活動案例（拍攝的視頻錄像）進行分析，因此本文意譯為“視頻案例分析”。特此說明。

1本文為東南大學2011協同創新中心項目（項目批準號為：2242014S30022）和江蘇省哲學社會科學創新團隊項目（項目批準號為：2242014S30019）的階段性研究成果之一。