基于無意識認知的交互設計研究

摘 要： 根據當前認知心理學中無意識認知的研究進展，剖析了可用性、用戶體驗和無意識認知之間的關系，提出可用性和用戶體驗的最終目標就是要達到無意識認知，在此基礎上無意識認知交互設計被定義為：為了達到無意識認知目標而進行的一切交互設計活動。根據無意識認知交互設計理念，結合以人為中心的設計思想，構建無意識認知交互設計流程。該流程最大的特點是用無意識認知評估取代以往的可用性和用戶體驗評估。最后，通過實例應用無意識認知交互設計的理論和方法，證明了在該理論和方法的有效性。

關鍵詞： 交互設計； 無意識認知； 可用性評估； 用戶體驗

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）12?0022?04

Abstract： The ultimate goal of usability and user experience， which is to reach the unconscious cognition， is presented by analyzing the relationships among user experience， usability and unconscious cognition in the context of the current research progress of unconscious cognition in modern cognitive psychology. The unconscious cognition interaction design is defined as all the interaction design activities for the achievement of the unconscious cognition. The unconscious cognition interaction design process was established according to the unconscious cognition interaction design concept and human?centered design thought. The most important characteristic of the process is to replace the previous usability and user experience assessment by unconscious cognition assessment. The validity of unconscious cognition interaction design theory and method was proved by the actual application of the unconscious cognition interaction design.

Keywords： interaction design； unconscious cognition； usability assessment； user experience

0 引 言

當前，交互設計作為一種以用戶為中心的設計，重點關注人的交互行為，其目的是為了提高產品的可用性和用戶體驗[1]。由于“可用性”和“用戶體驗”在概念和評估方法上存在著差異，到目前為止，還沒有有效的手段能實現可用性和用戶體驗的統一，交互設計依然缺乏系統的科學理論和方法作指導。如今，無意識認知研究的進展為建立一個統一可用性和用戶體驗的系統的設計理論和方法提供了一個契機。

本文通過分析可用性、用戶體驗和無意識認知之間的關系，提出了以達到無意識認知為目的的交互設計理念，并在此基礎上結合以人為中心的設計思想，構建了無意識認知交互設計流程，最后通過對人機界面的改良設計，驗證了無意識認知交互設計的思想和方法。

1 基于無意識認知的交互設計理念

交互設計的目的就是要達到可用性目標和用戶體驗目標，即一個良好的交互設計不僅要能幫助用戶實現高效的交互，而且在交互過程中能讓用戶產生積極的情感體驗。雖然在一般情況下，高可用性能讓用戶高效、便捷的使用產品，提升用戶的滿意度，從而獲得更好的用戶體驗。但是可用性與用戶體驗之間往往也存在一定的差異。可用性根據ISO[2]和Nielsen等人的定義[3]以及常用的評估方法來看，更偏重于外在的理性評價標準。而用戶體驗到目前為止還沒有公認的明確定義，就目前設計界對用戶體驗的評論來看，大多偏重于主觀的心理感受，主要涉及的是個體情感層面，往往采用主觀報告法來界定。由于可用性和用戶體驗的界定和評判標準不同，這就造成了可用性和用戶體驗在很多情況下并不一致。例如：盡管筆直而平坦的高速公路讓汽車行駛起來效率很高，擁有很好的可用性，但是用戶往往對于沒有變化的路面會感覺無聊，甚至會打瞌睡，情感體驗不佳。而盤山公路因為道路曲折，路面狹窄而不平坦，汽車的行駛效率不是很好，可用性差，但是正是這路面的變化才讓駕駛員的控制欲望得到了展現，同時沿途帶來的不同風景，也讓人的情感體驗得到了提升。由此可見，交互設計領域依然沒有系統的設計理論能統一可用性和用戶體驗。但是，認知心理學中無意識認知理論的研究進展為建立統一可用性和用戶體驗的設計理論提供了契機。現代認知心理學研究發現，人腦除了意識認知系統之外還存在一個無意識認知系統。相對于意識認知系統的緩慢、串行、不受情感影響，需要花費很多腦力的意識控制過程，無意識認知系統是個快速、自動、無需花費很多腦力、受情感和習慣支配而不受意識控制的加工過程[4?7]。因此，高效、情感化的行為正是人腦無意識認知系統的加工結果，大量的科學實證研究也證明了這點[8?11]。

在交互設計中，可用性目標和用戶體驗目標的實現都是圍繞用戶為中心的設計而展開的。一個滿足可用性目標的設計體現為用戶行為的高效，而滿足用戶體驗目標的設計則會讓用戶產生更多的良好情感體驗。事實上，由于行為高效和情感化正是人腦無意識認知系統的加工結果[12]。因此，可用性和用戶體驗的最終目標其實就是要達到無意識認知加工，這也就是交互界面設計的最終目標，如圖1所示。

在此，把無意識認知交互設計定義為：為了達到無意識認知目標而進行的一切交互設計活動。無意識認知交互設計理念的提出統一了可用性和用戶體驗的評價標準，為建立系統、科學的無意識認知交互設計方法奠定了基礎。

2 無意識認知交互設計流程

交互設計的核心其實就是以人為中心的設計方法論。圖2為2010年國際標準化組織發布的交互系統中以人為中心的交互設計流程[13]。圖2中流程圖反映了交互設計典型的基本設計步驟，具有以下幾個特點：

（1） 整個設計都圍繞“用戶”而展開。用戶參與到設計流程的每個階段并參與用戶測試，設計師根據對用戶的研究來指導產品的開發，從而達到圍繞用戶為中心進行設計的目的。

（2） 迭代設計。該設計過程不再是線性的，而是一個反復評估不斷改進的循環設計過程。產品在每次循環開發過程中不斷地改進，最終達到用戶的需求標準而結束迭代過程。

圖2僅僅是以人為中心的一般設計流程，在實際應用中，各步驟之間往往需要根據實際情況進行合并或改動。為了簡化設計，提高設計效率，根據以人為中心的設計理念，無意識認知交互設計基本流程的構建如圖3所示。

首先是計劃階段，對以人為中心的交互系統的開發進行可行性分析并制定完整的計劃；其次是用戶調研，通過調研需要明確用戶人群，確定用戶的目標、任務以及工作環境等必要信息；接著是需求定義，根據對特定用戶的研究，分析產品能滿足用戶需求的各種不同功能，區分主要和次要的功能需求；然后確定無意識認知引導方向，即根據用戶的需求，確定能引導用戶無意識認知的交互系統設計原則和標準；接下來是原型開發，設計師采用模型的方式來表達交互系統成熟之前的設計概念，通過不斷地迭代設計，使原型最終成為滿足用戶需求的交互系統；最后是無意識認知評估，是整個設計流程中最重要的環節，無意識認知評估標準采用內隱測量方法，以無意識認知指標為評價標準，如果用戶測試的結果達不到無意識認知指標，那么重新返回到原型開發，繼續進行改進設計，直到用戶測試滿足無意識認知指標為止，最終形成滿足用戶需求的新的交互系統。無意識認知交互設計流程與其他“以用戶為中心”的設計過程最大的不同點在于設計評估階段采用了對用戶無意識認知的評估，具有以下特點：

（1） 無意識認知評估實現了對可用性和用戶體驗評估標準的統一，體現了“以用戶為中心”設計理念的深入發展。傳統的可用性和用戶體驗不僅各自評估的側重點不同，而且評估內容眾多。例如：可用性就包括有效性、效率、滿意度等至少3個方面內容，用戶體驗不僅沒有完整統一的概念而且考察內容也是各種各樣、千差萬別。這就導致不同考察內容對應的評價標準多樣，缺乏一致性，同時也給評價標準的取舍以及評估結果的解釋帶來了困境。就像前面所述，可用性和用戶體驗的最終目標其實就是為了達到無意識認知，因此，根據用戶是否采用無意識認知加工為標準建立評估體系實現了可用性和用戶體驗評估過程的統一，簡化了評估內容，消除了以往多個評估標準之間的不一致性、矛盾性甚至沖突性，深化了“以用戶為中心”的設計理念。

（2） 無意識認知評估采用內隱測量方法[14]，增強了設計評估的可靠性。傳統的設計評估方法，例如：觀察法、訪談法、文案法、啟發式評估、可用性測試、問卷調查法、卡片收集法等，只能評估基于意識的外顯行為，很難觸及用戶與系統交互過程中的無意識認知過程，由于人的行為很多時候是由內隱的無意識認知加工來主導，因而采用這些評估方法獲得的外顯行為數據很多時候無法解釋用戶行為的不一致性。無意識認知評估采用內隱測量方法（主要采用眼動、腦電以及功能性磁共振成像）來考察行為背后的認知模式，探查用戶的無意識認知加工過程，因而相對以往傳統的外顯行為測量方法，增強了設計評估的可靠性。

3 無意識認知交互設計方法在交互界面設計中

的應用

為了驗證無意識認知交互設計的理論和方法，進行了實例應用設計。按照上述無意識交互設計的一般流程，選用了美的MB?WFS4017TM型號智能電飯煲的交互界面進行改良設計。該型號電飯煲原始界面如圖4所示。最后通過評估標準獲得的新的交互界面如圖5所示。

整個設計改良過程中，最重要的是無意識認知評估階段，該階段采用了眼動測試方法。

無意識認知的眼動評價指標的確定：根據認知心理學研究發現，視覺信息加工過程中存在兩個階段，早期的前注意階段和后期的集中注意階段[15?17]：前注意階段進行無意識的平行加工，無需注意，不受意識支配，眼跳能迅速指向目標物；集中注意階段是有意識參與的系列加工，受意識控制，需要消耗注意資源，眼跳按一定的空間序列進行，相比前注意階段緩慢。前注意加工可以在200～250 ms內快速完成視覺信息搜索[18]，人類無法意識到這些前注意加工過程，眼動技術可以客觀的獲取前注意階段的無意識加工信息。在各種眼動指標中，首次注視時間（Time to first fixation），因為可以精確地測量從實驗開始到第一個注視點進入興趣區所用的時間，即用戶真正搜索的時間，被認為是反映前注意階段無意識認知加工相對最有效的指標[19?20]。因此在評估階段，設定首次注視時間為250 ms，作為設計是否達到無意識認知的評判標準。

實驗儀器采用Tobbi X120型眼動儀和19寸戴爾電腦組成的桌面視線追蹤系統。被試：被試20名，均為在校大學生，以往沒有使用過該型電飯煲經驗，年齡平均為20.5歲，無色弱、色盲、右利手、裸眼或矯正視力正常。

實驗材料：根據測試任務要求，把設計好的界面分解成對應的功能步驟圖片，被試眼動測試過程中，通過用鼠標點擊切換圖片，每個界面圖片都設有正確點擊的興趣區，這些興趣區對應了實際的操作步驟。如圖6所示，最后獲得的新的電飯煲界面在電腦顯示器上的呈現步驟。由于最后的界面采用了以LED燈光互動的方式，當進行完成當前層級任務，下級層級任務的燈光即亮起，因此每個步驟的圖片都有所不同。

實驗程序：實驗前，被試先閱讀測試電飯煲界面說明書，了解電飯煲各操作功能，而后被告知需要完成的模擬任務（比如：現在是晚上19：00，希望在第二天早晨7：30能喝到小米粥），接著了解眼動實驗流程和基本操作。在被試熟悉了整個實驗流程后，進入眼動實驗室進行測試，直至完成任務。

最后根據記錄的首次注視時間與標準值250 ms進行比較，如果大于250 ms繼續進行迭代設計，直至測試結果小于或接近250 ms為止。最后獲得如圖5所示的符合無意識認知目標的交互界面。

4 結 論

綜合上述，無意識認知交互設計理論的提出統一了可用性和用戶體驗的評價標準，為交互設計建立系統的科學理論和方法提供了新的方向。任何一個以人為核心的交互設計流程中，設計評估是最重要的環節。以往大都通過測量用戶的外顯行為來考察可用性和用戶體驗，往往導致多個評估標準之間的不一致性、矛盾性甚至沖突性。

文章根據無意識認知交互設計理論提出了以無意識認知指標為評價標準的評估過程，實現了對可用性和用戶體驗評估標準的統一，并以此為核心構建了無意識認知交互設計流程，最后通過美的MB?WFS4017TM型號智能電飯煲交互界面的改良設計實例，借助無意識認知的眼動評價過程，初步驗證了無意識交互設計理論和方法的有效性。

當前，無意識認知交互設計研究目前還處于起步階段，未來只有把無意識認知交互設計的理論和方法應用于更多的實例應用中，才能在實踐中不斷完善和發展。

參考文獻

[1] PREECE Jennifer， ROGERS Yvonne， SHARP Helen. Interaction design beyond human computer interaction [M]. USA： John Wiley Sons Inc， 2002.

[2] ISO. Guidance on usability： ISO FDIS 9241211 [S]. [S.l.]： ISO， 1997

[3] NIELSEN J. Usability engineering [M]. Boston： Academic Press， 1993.

[4] SLOMAN S A. The empirical case for two systems of reasoning [J]. Psychological bulletin， 1996， 119： 3?22.

[5] KAHNEMAN D. A perspective on judgment and choice： Mapping bounded rationality [J]. American psychologist， 2003， 58： 697?720.

[6] DIJKSTERHUIS A， NORDGREN L. A theory of unconscious thought [J]. Perspectives on psychological science， 2006 （1）： 95?109.

[7] EVANS J S. In two minds： dual?process account of reasoning [J]. Trends in cognitive sciences， 2003， 7： 454?459.

[8] GOEL V， DOLAN R J. Explaining modulation of reasoning by belief [J]. Cognition， 2003， 87： 11?22.

[9] NESSLER D， MECKLINGER A， PENNEY T B. Perceptual fluency， semantic familiarity and recognition?related familiarity： An electrophysiological exploration [J]. Cognitive Brain Research， 2005， 22： 265?288.

[10] WANG， X. T. Emotions within reason： resolving conflicts in risk preference [J]. Cognition and Emotion， 2006， 20： 1132?1152.

[11] BERLIN H A. The neural basis of the dynamic unconscious [J]. Neuropsycho analysis， 2011， 13： 5?31.

[12] NICK Braisby， GELLATLY Angus. Cognitive psychology [M]. Oxford： Oxford University Press， 2012.

[13] International Organization for Standardization. Ergonomics of human?system interaction Part 210： Human?centred design for interactive systems： ISO 9241?210 [S]. [S.l.]： International Organization for Standardization， 2010.

[14] 謝偉，辛向陽，胡偉峰.產品設計中用戶的內隱測量方法研究現狀[J].機械設計，2015，32（2）：105?110.

[15] TREISMAN A M， GELADE G. A feature?integration theory of attention [J]. Cognitive psychology， 1980， 12（1）： 97?136.

[16] HUMPHREYS G W， CINEL C， WOLFE J， et al. Fractionating the binding process： neuropsychological evidence distinguishing binding of form from binding of surface features [J]. Vision research， 2000， 40（12）： 1569?1596.

[17] FRIEDMAN?HILL S， ROBERTSON L C， TREISMAN A. Parietal contributions to visual feature binding： evidence from a patient with bilateral lesions [J]. Science， 1995， 269（5225）： 853?855.

[18] HEALEY C G， ENNS J T. Large datasets at a glance： Combining textures and colors in scientific visualization [J]. IEEE Transactions on visualization and computer graphics， 1999， 5（2）： 145?167.

[19] IRWIN DE， BROCKMOLE JR. Mental rotation is suppressed during saccadic eye movements [J]. Psychonomic bulletin review， 2000， 7： 654?61.

[20] THEEUWES J， GODIJN R， PRATT J. A new estimation of the duration of attentional dwell time [J]. Psychonomic bulletin review， 2004， 11（1）： 60?64.