基于示能性理論的產品可用性認知系統發展及其特點分析

文/ 劉小路 王 敏 （福州大學 工藝美術學院）

基于示能性理論的產品可用性認知系統發展及其特點分析

文/ 劉小路 王 敏 （福州大學 工藝美術學院）

引言

作為從知覺心理學引入設計領域的一個術語，“Affordance”被譯為“示能性”、“可供性”或“賦予性”等。唐納德·A·諾曼（Donald A. Norman）將吉布森的“直接知覺論”（Theory of Direct Perception，1979）延伸至產品設計領域進行討論。前期研究者們（蓋弗、麥克格瑞奈爾和哈特森等）各自所闡述的示能性理論雖有一定的前后傳承關系，但仍然具有不同的范疇和指向，并未構建起一種認識與評價體系加以分析。此文試圖在諾曼和蓋弗等人研究的基礎上，從示能性理論在實體與虛擬產品設計領域中的不同闡述入手，分析已有的主要觀點和尚未涉及之處，進一步從復雜系統的視角揭示產品可用性設計需考慮的不同屬性。

1 從示能性到社會能指

詹姆斯·杰羅姆·吉布森（James Jerome Gibson，1904－ 1979年 ）1977年首次提出示能性概念，本意是闡述環境與動物之間可感知（或暗示）的互補（Complementarity）關系。1在一些文獻中，可操控性也被解釋為生物體（organism）與其環境之間的關系，作為吉布森最初提出這一理論的描述。事實上，吉布森在文獻中使用的是Animal，而非Organism。諾曼將這一術語引入設計領域，分析產品之于用戶的可操作屬性。按諾曼的觀點，示能性概念為設計師重新定義產品提供了理論依據，所闡述的物品形（態）組合方式和材料，成為設計師可借助的“示能”要素，以達到提升產品可用性。

不僅如此，諾曼除了提出“感知的示能性”之外，還將吉布森提出“物理的示能性”（Physical Affordance ）轉變為“真實的示能性”（Real Affordance）。諾曼的示能性理論貢獻在于：1. 示能性傳遞（或提示）了產品的性能且可能被用戶所感知，——其功能可能確實存在也可能并不存在；2. 示能性向用戶提示了如何有效利用產品，以提升其可用性；3. 示能性需要依靠操作者的體驗、知識閱歷、文化背景或生活方式進行相關判斷；4. 對示能性理解的正確與否，可導致操作（更加）困難或簡易。1部分觀點引自：Andy Loewy. The Affordance Principle - Promoting User Awareness in the Beginning Industrial Design Studio. The Proceedings is published in conjunction with the 25th National Conference on the Beginning Design Student, held at Louisiana State University, Baton Rouge, LA, March 12th- 14th, 2009. P:151.

2008年，諾曼試圖以能指（Signifiers）取代引起混淆的示能性一詞——他甚至明確地提出要忘記示能性，而應當去關注能指對于設計的價值。他談到了對這一詞的誤用：“將這一理論介紹至設計領域之時，所指的是能夠感知的示能性。自此，該術語被廣泛運用并誤用。結果引起混淆并成為通過文章探討該詞意義的學者們的一個金礦。”2Donald A. Norman. Signifiers, not affordances. ACM Interactions, volume 15,issue 6.2008.P:18-19.諾曼還認為在由人與技術構成的社會中，提供記號的線索就是社會能指（social signifiers）。他之所以提出以社會能指取代示能性的理由，就在于社會能指的范疇要比示能性更為寬廣。

這也顯示了諾曼對這一問題的探討進入到了費迪南德·索緒爾（Ferdinand de Saussure）的符號學理論的框架之中——索緒爾認為，符號是由能指和所指（signified）兩部分共同組成。他分別以“能指”和“所指”替代了“聲音形象”（sound image，或譯為“語言模式”）及“理論”，來闡述其對于語言符號本質的見解。實際上，諾曼轉而以能指替代示能性概念，并沒有消減設計領域對示能性理論的研究熱情。

2 走向產品可用性認知系統

示能性理論在產品設計領域得到快速發展：一方面被作為一個兼及硬件與軟件設計、物品外在與內在屬性為一體的設計框架研究；另一方面，對示能性理論研究的深度和廣度使得其趨向于形成一個復雜的產品可用性分析系統：在這個系統中，又分為不同的亞系統可供進一步分析。原因是隨著用戶消費需求的不斷提升和新技術的應用，產品設計也相應地呈現出多樣化趨勢；同時，一些以前未被考慮的因素，以及不確定的因素（偶發或錯誤信息）也影響著設計師和用戶的認知與判斷。

據統計，設計領域目前對示能性理論的文獻主要分三類：1.以吉布森的觀點為基礎進行理論拓展；2.以諾曼的示能性概念為基礎并納入到產品可用性分析中；3.就上述二者的觀點提出新見解。3Andy Loewy.The Affordance Principle - Promoting User Awareness in the Beginning Industrial Design Studio.The Proceedings is published in conjunction with the 25th National Conference on the Beginning Design Student, held at Louisiana State University, Baton Rouge, LA, March 12th-14th, 2009. P:150.這其中，蓋弗對示能性理論的圖示，不僅進一步深化了吉布森和諾曼所闡述的觀點，而且還傳遞了這樣的信息：即示能性并非是一次可以完成，視覺所接受的信息和觸覺信息存在于不同的感知層面，呈現為嵌套式的動作遞進關系：例如，先是通過感知用手抓握門手柄，然后在前一動作的基礎上再采用“推”或“拉”的方式將門打開。 此外，蓋弗還分析了知覺信息在兩種條件（顯現和隱匿）下，存在著四種（關于示能性判斷）不同的可能。而隱匿的示能性顯然需要通過操作者在操作實踐中，以觸覺感知的方式才能加以認識。

麥克·格瑞奈爾和韋恩·霍認識到要區分設計的兩個不同步方面——實用性與可用性，并且也主張將示能性與對信息的感性認識區分開來。具體而言，就是設計師首先要明確的是，在一件物品或界面的設計中實用性與可用性雖然存在關聯，但二者應當有所區別。他們進而認為示能性是一個評價和提升界面設計質量的基本框架，且應當以二元的方式體現：比如對于GUI設計而言，用戶從界面感知到的信息越豐富，（界面的）可用性就越得到提高；同時，示能性所暗示（或傳遞）的信息越翔實，界面的功能性或實用性就越明確——設計方案才有可能在上述兩個方面充分體現的基礎上得到最佳的效果。他們主張設計師必需要懂得區分設計示能性以及設計信息之間的差異。4Joanna McGrenere , Wayne Ho. Affordances：Clarifying and Evolving a Concept. In Proceedings of Graphics Interface 2000.P:184.在對產品實用性與可用性的考慮中，以用戶、界面（可用性）和功能性（實用性）三要素為參照，試圖說明用戶對信息的接受以及示能性的反應直接影響著對GUI（產品）設計的評價。

在產品可用性認知系統的發展中，雷克斯·哈特森（H. Rex Hartson）可能是在人－機交互（HCI）領域探討示能性理論最具創造性的研究者之一。他將交互設計語境下的示能性分為四種互為補充的類型（即亞形式）：認知、物理、感官和功能的示能性。不僅如此，哈特森還將諾曼對示能性理論的相關表述予以替換：如以認知的示能性替代感知的示能性，以物理的示能性替代真實的示能性。1H. Rex Hartson, Cognitive, physical, sensory, and functional affordances in interaction design, Behaviour & Information Technology, September-October 2003, Taylor & Francis Ltd, 22(5), P:315.他試圖提示設計師該如何有效地將上述四種類型示能性，納入到具體項目的設計之中予以考量——考慮使用者的需求以及操作差異。

哈特森的主要貢獻，是在接受諾曼“分階操作模式”的基礎上，提出了HCI中的“循環交互模式”（Interaction Cycle Model）：他將諾曼模式中的所有內容納入其中，但卻把線性的認知過程（對用戶行為的分析模式）調整為圓形的可往復循環交互的新模式。2H. Rex Hartson, Cognitive, physical, sensory, and functional affordances in interaction design, Behaviour & Information Technology, September-October 2003, Taylor & Francis Ltd, 22(5), P:329.這種模式符合了人－機交互中的操作應答關系，而相異于單向操作情境中的人與日用品之間的關系——諾曼和蓋弗主要是以實物為例進行分析，這或許是導致他們觀點不同的其中一個原因。不難發現，哈特森所闡述的HCI語境中的示能性理論，其實是一個由外在屬性和內在感知綜合而成的認知系統——這個系統將吉布森和諾曼所闡述的示能性觀點均納入其中——無所謂主觀還是客觀，也不討論諾曼是否誤解了吉布森的本意，示能性為使用者“提供”或“給予”了可供判斷的多重信息。正因如此，哈特森在文中提出上述四種類型的示能性需要在HCI研究過程中聯系起來加以考慮。3H. Rex Hartson, Cognitive, physical, sensory, and functional affordances in interaction design, Behaviour & Information Technology, September-October 2003, Taylor & Francis Ltd, 22(5), P:318.也就是只有通過實際操作，用戶才能更深入地認識得到。

近幾年，丹·洛克頓（Dan Lockton）等人將示能性作為一種“意向方法”（Intent Method）和影響用戶行為的工具，通過對ATM設計實踐的分析以求降低用戶的錯誤操作。4Lockton, D., Harrison, D.J., Stanton, N.A. ‘The Design with Intent Method: a design tool for influencing user behaviour’. Applied Ergonomics Vol.41 No.3, May 2010. P: 382相比之下，伊娃·赫奈克爾（Eva Hornecker）將產品的示能性稱之為“可知（感知或觸知）的混合質”（ Tangibles’ Hybrid Nature）， 而試圖超越對示能性的認識局限及分析。5Eva Hornecker,Beyond affordance: tangibles' hybrid nature. 2012 - ACM,Proceedings of the Sixth International Conference on Tangible,Embedded and Embodied Interaction,2012.P:175.在這里，Tangibles既為可感知，又含可觸知之意——赫奈克爾強調直觀的感知為先，認識產品的第一個階段尤顯重要。 此外，海達·M·西格爾達多蒂（Heida M. Sigurdardottir）也對用戶有選擇的意向操作予以了關注。他認為在某些情況下，用戶在實際操作中并不是總依據物品的示能性信息提示，而是具有一定的選擇性和趨向性。例如，人們在使用瓶子或茶壺之時，目光總是關注于瓶口或壺嘴，而不是手握的壺柄，體現出了一種“認識自由”（recognition free）的現象——這也正是在視覺與行動之間所達成的關聯。6Heida M. Sigurdardottir, Suzanne M. Michalak, and David L. Sheinberg. Shape Beyond Recognition: Form-Derived Directionality and Its Effects on Visual Attention and Motion Perception.Journal of Experimental Psychology: General. Vol. 143, No. 1,2014. P:491.

上述對示能性理論的多視角闡述，實際上已構筑了一個產品可用性認知系統。產品設計活動可基于這個認知系統的框架開展，以體現產品對用戶的友好與使用價值。下列兩個因素無疑也推動了這一系統的出現：1.對UCD的研究，促使設計師在產品設計中充分考慮用戶對于產品的感性認識，不再只是以人機工程學的物理尺度來考量產品的設計與使用。2.虛擬產品的設計與應用逐步打破以往單一實體產品的設計與使用格局。尤其是在人－機交互過程中社會、經濟和文化等諸多因素不斷參與其中，進而使產品設計的復雜性和評價要求日益提高。

3 進階式的產品可用性認知系統分析

在從實體產品到交互系統及界面的設計過程中，示能性被視為不同類型產品的設計框架、認知模式或可用性評價系統來加以研究。前期設計研究者們在理論上的差異一方面反映了針對不同類型產品的多元視角；另一方面則體現了隨著設計要求的不斷變化，示能性理論本身也有可延展性以及多學科領域相結合的特點。（附表1）

從研究目的來看，示能性理論應用于設計領域并不只是為了探討用戶與產品間的外在的物理或可感知的屬性，而是研究在不同情境下用戶與產品之間所達成的認知與有效操控關系：既包括對產品外在（顯性的）形與色的可視、可感、可觸及可用性的直觀評價，也包括對其內在（隱性的）功能與可操控性的進一步分析認識。其實，蓋弗也已談到這一點：“或許最重要的是，示能性并不是讓我們只關注技術或用戶，而是二者之間最重要的交互（關系）。”所以要充分認識產品必需通過感知和觸覺認識之外的第三種方式——理性分析，來發掘隱匿存在于深層的使用功能。

表1 示能性理論的系統化發展趨勢及概念模式比較

設計師需關注產品的多重屬性：用戶間不僅存在著社會身份、文化背景、教育水平、個人素養、行為模式（或習慣）和生活方式等多種差異，也存在使用環境和身體素質（健康）等差異影響。圍繞著產品如何向用戶準確和正確地傳遞設計師想要預設的（功能與操作）信息，最終實現產品可用、適用、易用和舒適度等組成的進階式結構。所以，與以往研究的關注不同，產品與用戶之間達成的示能性不僅能夠體現“是否可用”與“如何操作”等方面的關系，更應當視為以產品為媒介的人與人（即設計師與用戶）之間、人與環境之間、物理與心理之間、需求與供求之間多重屬性關系。

相應地，產品設計質量評價及參考，也要考慮用戶與某類產品間可能會達成的“預示”關系。因此，相對完整的可用性認知系統主要包括以下六個方面屬性的示能性：1. 環境——環境屬性：地域、氣候條件、使用場所等；2.物（產品）——物理屬性：形態、肌理、色彩、體量、堅固度等；3.人——用戶屬性：性別、年齡、職業、生活方式、行為習慣等；4. 制造屬性：材質、制造工藝、可回收、可利用等；5.消費屬性：品牌、質量、購買力、消費方式、消費周期等； 6.交互屬性：用戶處于站立、座、躺臥的操作狀態，對實物的抓、握、提、拉、推，以及對用戶界面的圖標、指令等的點擊（按）、下拉、觸摸、輸入等。上述六個方面的屬性均可為影響用戶行為的一種人為“干預”要素，而賦予產品在功能和操作過程中體現出明確的導向性。

示能性提示了產品可用性認知系統呈進階式結構：能夠更全面詳細地分析不同因素在產品設計中的作用及相互關系，以致幫助設計師尋找到影響產品的問題所在。可從視覺感知、操作感知和分析認知三個基本的交互層面，體現不同類型的物品（產品）在各層面所具有的獨特屬性。這表現在：其一，在顯性層面主要是通過視覺感知獲取物品（產品）的信息——這些信息的獲取可能是有針對地選擇，也有可能是下意識的感知；其二，在視覺感知的基礎上，通過實踐操作加以認識，這一層面就是中間層——即不能通過視覺感受得到又不難以認知；其三，是隱性層面的示能性。該層面既不能通過視覺或觸覺感知獲得，甚至也不能輕易地在初步的操作中所認知，這就需要操作者（或設計師）在理性分析（也不排除憑借經驗）的基礎上得到認識，才能充分地發掘其具有的某種潛在的使用功能。

4 觀點

示能性理論無疑為產品評價提供了實踐依據。在產品可用性認知系統中，產品與用戶之間達成（或可能達成）的操作關系具有一定的隱匿性，通過實際操作才可能被進一步認知。這決定了在產品可用性測試中，產品操作信息是否準確而避免產生歧義。

示能性所揭示的產品可用性認知系統的特點如下：1.呈現為不同階段的亞系統組成的集合；2.產品所傳遞的信息，（在實際操作中）不能完全避免誤判現象——這要求在設計過程中，需要全面需要考慮用戶的復雜性、執行力和操作習慣等，盡量減少錯誤操作； 3.產品操作信息的設定是可用性的關鍵。產品示能性在人與產品所形成的交互式關系中，通過信息提示、分析、判斷和實施這幾個基本的階段，完成從認知到操作行為的全過程。產品操作信息設定出錯或模糊，將導致操作者產生錯誤判斷。因此，要避免產品出現設計缺陷，對示能性的檢測尤為重要。

（責任編輯：姥海永）

[1]Lockton, D., Harrison, D.J., Stanton, N.A.‘The Design with Intent Method: a design tool for influencing user behaviour’. Applied Ergonomics Vol.41 No.3,May 2010.

[2]Andy Loewy. The Affordance Principle -Promoting User Awareness in the Beginning Industrial Design Studio. The Proceedings is published in conjunction with the 25th National Conference on the Beginning Design Student, held at Louisiana State University, Baton Rouge, LA, March 12th-14th, 2009.

[3]Sudhakar Teegavarapu, Joshua D. Summers, Gregory M. Mocko. Design Method Development: A Case Study And Survey. Proceedings of the TMCE 2008, April 21–25, 2008, Izmir, Turkey.

[4]Heida M. Sigurdardottir, Suzanne M. Michalak, and David L. Sheinberg. Shape Beyond Recognition: Form-Derived Directionality and Its Effects on Visual Attention and Motion Perception.Journal of Experimental Psychology: General. Vol. 143, No. 1,2014.

[5]Jonathan R. A. Maier ? Georges M. Fadel. Affordance based design: a relational theory for design. Research in Engineering Design, Vol. 20, No. 1. (2009).

[6]Donald A. Norman. Signifiers, not Affordance s. ACM Interactions, volume 15,issue 6.2008.

[7]Klaus Krippendorff, the semantic turn: a new foundation for design,Taylor & Francis Group,2006.

[8]Eva Hornecker,Beyond Affordance: tangibles' hybrid nature. 2012 - ACM,Proceedings of the Sixth International Conference on Tangible,Embedded and Embodied Interaction,2012.

[9]Do-Lenh, S. et al. Task performance vs. learning outcomes:A study of Tangible User Interface in classroom setting. Proc. of EC-TEL’10,Springer (2010).

[10]Red, S. D., Patel, S. S., & Sereno, A. B.. Shape effects on reflexive spatial attention are driven by the dorsal stream. Vision Research, February 15, 2012.

Re-recognize on Properties: Analysis on Usability-Cognitive System of Product Based on Affordance Theory

基于示能性理論在產品認知的特點，構建產品的可用性認知系統。從不同視角對示能性進行多重解讀，揭示出產品認知過程中存在視覺感知、操作感知和分析認知三個不同層面間的進階關系，且共同構成了評價產品可用性的認知系統。以示能性理論為產品和UCD研究提供支持為切入點，分析已有研究的主要觀點和尚未涉及之處，并進一步討論人與產品間達成的關系及其認知特點，提出將示能性理論發展為評價產品可用性的認知系統。

The artical aims to analyze usability-cognitive system of products based on Affordance theory, that is visual perception, perception and analysis of operating. By interpreting the multiple meanings of Affordance, the author reveals that the cognitive processes of products refects the progressive relationship between the three Affordance levels and constitutes a cognitive system. Taking the supporting of Affordance theory provide to products and UCD study as a starting point, the artical analyzes the results and the lack of existing research, further more, pointed out the intrinsic relationship and cognitive characteristics of the three levels. In this usability-cognitive system, designers should focus on the basis system reached between interpersonal relationships.

工業設計；產品屬性； 示能性；可用性；認知過程

Industrial design; Product attributes; Affordance;Usability; Cognitive processes

10.3969/J.ISSN.1674-4187.2015.05.011

劉小路，福州大學工藝美術學院副教授、博士，研究方向：工業設計方法。

王敏，福州大學工藝美術學院教授、博士，研究方向：工業設計歷史及理論。