隱喻在界面設計中的應用研究綜述

胡佳琦 張凱

關鍵詞：隱喻 界面設計 Citespace 綜述 趨勢

引言

起初，隱喻作為修辭學中的一個重要概念被人們熟知，在20世紀80年代，隱喻的作用開始受到重視，被看作是人類普遍具有的思維方式和重要的認知工具，因此也開始被應用于研究不同的學科當中。隨著軟件行業的快速發展，以互聯網為核心的信息技術的廣泛應用，界面設計這一領域正在不斷地擴大，用戶界面日趨豐富，通過界面設計發揮軟件功能及提升用戶體驗是眾多軟件開發者及設計師的目標。隱喻作為一種認知手段和思維方式，在用戶界面的設計中發揮重要的作用。對當下隱喻在界面設計中的應用研究現狀進行分析，探索研究重點及發展趨勢，為后續的理論及應用提供參考。

一、國內外發文量分析

通過Web of Science核心合集數據庫進行隱喻在界面設計中的應用研究相關外文文獻的查閱，檢索式為TS=metaphor ANDTS=interface design，選擇時間跨度為2010-2020年，共檢索出280篇文獻，數據下載時間為2021年8月3日。綜合上述文獻年發文量得到圖1。

通過CNKI數據庫對國內隱喻在界面設計中的應用文獻進行查閱，檢索式為SU=（“隱喻”）AND SU=（“界面設計”），選擇時間跨度為2010-2020年，共檢索到42篇文獻。包含有學術期刊17篇、學位論文24篇以及會議1篇。數據下載時間為2021年8月3日。

國外關于隱喻在界面設計中的研究開始較早。1995 年，托馬斯·埃里克森在他的研究中表示過用戶界面中，經常有意識地使用隱喻，并將其運用在設計上，優秀的隱喻設計有自己的工作方法，糟糕的隱喻設計會降低系統的可用性[14]。

國內關于隱喻的研究開展的較晚，其中對于隱喻在界面設計中的應用最早開始于2000年，截至2009年僅發表3篇論文，包含2篇學位論文及1篇會議文獻。在2001年8月10日的全國計算機輔助教育學會第十屆學術年會當中首次提出了計算機界面中隱喻的文化觀及其設計步驟，以此設計使用戶在熟悉的文化、生活背景及應用環境下愉快地學習或操作計算機[13]。大部分隱喻在界面設計中的應用文獻集中于2010后發表。

二、主要研究國家及機構分析

對Web of Science中導出的國外有效文獻按照國家和機構分析，得到國家發文量分布圖，如圖2。目前隱喻在界面設計中的應用研究主要集中在美國，德國，英國，意大利，中國等國家。將文獻導入Citespace中，節點選擇國家，得到國家合作關系圖，如圖3。正如圖3中顯示美國和德國的研究力量較為集中，其發文量及與各國合作也相對較多。

三、關鍵節點文獻分析

（一）國外關鍵節點文獻分析

2009年Antle AN等人通過開發和評估交互式音頻環境來探討具身隱喻在支持人們理解增強空間中物理交互的可能性方面可能發揮的作用。使用具身圖式作為將全身輸入動作與音頻輸出響應關聯起來的交互隱喻的基礎，通過成人和兒童學習分別使用含有隱喻映射音頻環境和不含隱喻映射的音頻環境的比較實驗來證明和探索這種方法的好處。實驗結果表明，具身隱喻提高了可用性，但反饋的可發現性、可感知性和結構同構的表面性等因素也可能起到了中介作用。他們將實驗的主要發現概括為一組關于依賴物理交互的嵌入式風格界面設計的建議[1]。

2009年Antle AN等人在美國計算機學會人機交互分會關于創造力和認知的會議記錄中通過具身隱喻來支持理性的想象一文，對三個設計實踐進行案例分析，為如何更好地設計基于隱喻的嵌入式交互模型提出了一些建議[2]。

2011年Hurtienne Jorn等人在研究如何創造出滿足用戶廣泛的經驗和認知能力的交互產品，提出了初級隱喻理論來指導移動設備的包容性手勢設計，并探討其作為設計指導來源的有效性。他們對12個預測空間手勢與抽象互動內容關系的主要隱喻進行了測試。

兩個年齡組（年輕人和老年人）參與者被要求對給定的抽象關鍵詞和空間維度的動作做出二維觸摸和三維自由形式的手勢。研究表明基于初級隱喻和意象圖式理論可能是一種有價值的用戶界面設計策略，該方法對多點觸摸和自由形式的手勢交互是有效的。其次，所提出的方法似乎特別適合于尋求包容性設計。研究結果表明，雖然年輕組和老年組在先前經驗和認知能力方面存在顯著差異，但在隱喻一致性方面幾乎沒有年齡差異。第三，在所有被調查的物理到抽象的映射中，所有參與者的理論預測的實質性或近乎完美的一致，表明植根于認知語言學研究的映射報告確實可以作為基于手勢的界面的設計指南[3]。

2011年Gamberini L等人在有形交互設計中的隱喻體現一文中提出了一種以人為本的迭代設計方法來設計基于隱含隱喻映射的交互式學習系統。研究者們設計了MoSo實體，一組交互式工件，用于兒童學習抽象聲音概念（音高、音量、節奏），這種基于隱喻的動作被映射到聲音變化，使兒童能夠根據與動作相關的概念來構建他們對每個聲音概念的理解。對MoSo 的評估顯示，所有參與者都能夠在幾分鐘的探索后成功地與工件進行互動[4]。

（二）國內關鍵文獻分析

1.隱喻的構建：馬佳琦在基于隱喻的手持移動交互設備研究中探索性的提出了基于隱喻的手持設備交互設計的理念及故事化交互設計方法[11]。廖志勇在圖形界面的隱喻設計研究中提出圖形界面設計構筑隱喻的基本方式是歸納和聯想，通過歸納和聯想，發現事物與事物之間的相似性和聯系，從而獲得適當的隱喻解從而進行隱喻設計。[10]。汪海波，薛澄岐，佘醒，郭會娟在圖形用戶界面的隱喻設計研究中解讀了設計師和用戶隱喻耦合模型，并提出界面設計的具體途徑：概念隱喻、符號隱喻以及行為隱喻，同時論述了用戶圖形界面隱喻的局限性[9]。王怡和趙鋼在研究中提出了移動交互界面擬物化設計方法[7]。姚江和封冰在對用戶界面設計中隱喻的研究一文中闡述了隱喻的兩個主要特點：傳達操作和情感引導，并且提出用戶界面中隱喻的三種方法，即分別是從“物的形態”出發建立隱喻，從“物的功能”出發建立隱喻以及從“物的道理”出發建立隱喻[8]。任美琪和謝慶森對手機界面中的圖標的隱喻設計進行了研究[15]。綜上所述，學者們都針對各自的研究提出了構建隱喻的方法。

2.隱喻認知模型的建立：劉超的研究以移動端為載體，通過構建概念隱喻認知模型，功能隱喻認知模型，結構隱喻認知模型以及行為隱喻認知模型進行界面隱喻設計[12]。汪海波等人在圖形用戶界面的隱喻設計研究中解讀了設計師和用戶隱喻耦合模型，用戶通過自己的經驗，把直觀的界面形式解讀為抽象內涵，實現對界面正確地理解和交互。設計師根據自己的知識和經驗，將抽象的信息通過隱喻轉化為直觀的界面視覺形式，引導用戶的認知進行界面交互;當這兩者達到一致或者某種耦合時，界面隱喻就能發揮作用，是好的設計;反之，就是不恰當的隱喻，會誤導用戶[9]。因此，隱喻交互方法的運用關鍵在于理解用戶的隱喻認知模型。設計師通過隱喻認知模型能夠建立起自己的設計模型與用戶模型之間的聯系，從而為隱喻設計提供依據和建議。

3.隱喻評價：當前國內對隱喻的研究尚且沒有明晰的評價路徑。梁懷宗在一個面向兒童的界面隱喻分析、設計及評估中將評價路徑分為三部分，分別為交互界面的評估、交互效率的評估以及界面隱喻的評估。在對交互界面進行評估時他采用的是基于任務的嘗試性評估，指用戶在完成一定的操作任務后完成問卷，從而實現定性評估。在交互效率的評估中，通過設置對照組和交互任務，計算對比每組交互任務所用的時間從而實現定量評估。對界面隱喻的評估采用了Alty提出的SMF功能合集的評估方法[15]。馬佳琦提出的界面評價方法分為三部分，即交互界面評估，交互流程評估以及隱喻設計評估，在此基礎上又分別設置評估子因素和下級子因素，以每一部分總分值都為一百的標準對每一因素賦予分值。用戶在體驗操作界面后，對各項因素進行打分。最后分別統計出這三個部分的得分，最終得分必須都達到60分以上才能說明此產品的交互設計方案可行[11]。劉超在基于隱喻理解的移動終端界面交互設計中提出了隱喻評價指標體系，主要分為功能隱喻價值，結構隱喻價值，行為隱喻價值以及情景認知價值五個方面，在此基礎上分別設置二級指標。結合用戶反饋，可用性測試，專家小組等方式，收集整理各個隱喻特征指標的評分和所占權重，最后應用灰色理論計算方法比較不同方案的優劣。綜上評價方法基本根據己有的可用性準則或者其他相關評判準則的基礎上，加入對隱喻設計的評估[12]。

四、國內外熱點主題分析

（一）國外熱點主題分析

將國外近十年的相關文獻導入Citespace中，節點選擇關鍵詞，運行 Citespace 軟件。得到外文文獻關鍵詞聚類圖，如圖4。從圖中可以看到：Metaphor（隱喻）；Tangible user interface（有形界面）；Vitual reality（虛擬現實）；Argumented reality（增強現實）；Usability（可用性）； User interface（用戶界面）；Usercentereddesign（以用戶為中心的設計）等為主要研究熱點。

理論研究熱點主要有Conceptual metaphor（概念隱喻理論）；Image schema（意象圖式）；Human-roboat interaction（人機交互）等。概念隱喻理論是在20世紀8 0年代，L akof f 和Johnston提出了隱喻的一個子類，概念隱喻（1980）。他們認為概念性隱喻比簡單的語言慣例運行得更深。隱喻不僅僅是兩個詞的交互作用，它是目標域和源域之間的交互作用，涉及模式或概念的交互作用[1]。在他們所提出的概念隱喻理論中，隱喻被定義為是知識從來源域到目標域的遷移或映射，人們能夠利用先前的知識和經驗理解以及體驗新的或不熟悉的東西[17]。意象圖式這個術語是由哲學家Mark Johnson提出的，他認為意象圖式是一種循環的、動態的模式和知覺相互作用的運動程序，為我們提供了連貫性經驗和影響的結構。正如我們經歷的成千上萬的感知和活動，如看到一棵樹，我們感覺站得筆直；爬樓梯的動作讓我們聯想到旗桿的形象等。意象圖式不僅是視覺層面的，也可以來自聽覺、觸覺和運動感覺的體驗。在交互設計中，可以將經驗轉換為意象圖式，并且實例化運用于用戶界面中。意象圖式被認為是普遍的和潛在的更復雜的心理表征[3]。

實踐研究熱點主要有2D interface design（2D界面隱喻）；3D interface metaphor（3D界面隱喻）；Multi-objective designmaking（多目標設計）；Information visualiazation（信息可視化）等。雖然隱喻的相關理論較為豐富，但很少有經驗生成的設計知識來體現隱喻是否可以用來支持用戶的理性想象。隨著虛擬現實技術的發展，在物理和數字混合的環境下用戶如何快速的理解系統，許多研究者們開始通過設置具體的實驗來驗證隱喻在界面設計中的有效性。

將視圖轉變為Timezone View 可知，2010年，研究主要以用戶界面、可用性、增強現實為主；2011年的研究主要是基于隱喻的可接受性、認知障礙、認知康復、輔助技術、空間隱喻、知識的獲取與分類等方面的研究；2012-2014年研究重點向視覺化、3D用戶界面轉變；2015年研究熱點集中在虛擬現實技術、意象圖式上；2016-2018年的研究是基于意象圖式的概念隱喻理論、色彩、有形的用戶界面的研究，以及開始關注基于教育的人機交互界面設計等；2018年有開始關注健康、以用戶為中心的設計問題；2019-2020年的研究重點是基于虛擬現實的界面設計。

（二）國內熱點主題分析

導入國內相關文獻信息，將節點類型設定為關鍵詞，然后運行Citespace 軟件，得到被引頻次由高到低的關鍵詞列表，由表2可知當前國內隱喻在界面設計中的研究，主要集中在用戶體驗、交互設計等領域。

本文通過將節點類型設定為關鍵詞，然后運行Citespace 軟件，繪制出 2010—2020 各年度的研究主題變化的時區視譜圖見圖6。圖6準確地反映了隱喻在界面設計研究領域中研究熱點的演進情況。

從圖6中可以看出2010 年的研究以隱喻、圖形用戶界面、交互設計為基礎；2011—2013 年研究向人機交互、用戶體驗的方向發展，強調以人為本的設計觀念，有用戶心理模型、用戶認知、手機界面、個人信息管理等方向的研究，進而向操作方式、操作反饋、情感化設計演變；2014-2015年相關研究較少；2016年研究熱度又趨升，開始轉向實踐研究，主要研究熱點有移動端設備、可穿戴設備、多媒體課件、心電檢測儀；2017年研究熱點集中到了認知模型的建立；2018-2020年研究向界面優化、視覺信息設計發展，有政府服務網站、農業信息化、購物軟件等實踐研究。

通過設計實踐案例可以看出，用戶圖形界面的隱喻設計基本從兩個方面展開，一方面是視覺設計，另一方面是操作方式設計。顯示設計主要包括文字、圖標、色彩等的設計；操作設計是指用戶通過一系列的交互動作（例如滑動、按住、晃動、旋轉等）獲得所需信息，也有研究者將其歸納為靜態隱喻設計和動態隱喻設計。所設計的內容根據具體界面的功能需求展開，例如劉超在基于平臺的鬧鐘軟件界面設計實踐中對該產品的功能需求進行總結歸納出顯示時間、變化時間格式、調節亮度、設置多個鬧鐘、夜間照明、橫豎屏切換幾個主要功能，再分別從上述的視覺和操作兩個方面展開界面的隱喻設計。

結語

本文借助CiteSpace軟件中的CNKI及WOS模塊進行數據分析，獲得近十年國內外隱喻在界面設計研究中相應的可視化信息圖譜。其中主要對高被引文獻進行分析，總結出主要研究內容和方法。通過關鍵詞聚類分析和研究熱點時區分布圖，追溯出隱喻在界面設計中應用研究的理論基礎，目前的研究熱點以及未來的發展趨勢。

（一）國內的相關研究與國際研究現狀相比，存在一定的差距，但總體呈現上升趨勢。在國際隱喻理論研究的基礎之上，國內學者提出了不同的構建隱喻的方法，隱喻認知模型以及界面隱喻設計的評價策略。通過對研究熱點及熱點演進分析發現當前國內研究關注的焦點是界面的優化設計，以及關注到了視覺信息設計、農業信息化、運用虛擬現實技術的交互界面等。

（二）通過對國外文獻研究發現，隨著虛擬現實技術的發展，未來是用戶與空間界面之間的2D觸控，3D自由形式手勢甚至是全身運動等更為豐富的交互方式。所以將隱喻移植到不同的應用程序域和交互范例中會是接下來的研究重點。