圖形用戶界面設計中的認知研究

伍婧勁　胡瑞芳

摘要：通過研究認知心理學基本理論，分析了圖形用戶界面認知的過程，并結合用戶需求提出了兩種典型的用戶認知模式。在此基礎上，結合典型產品案例分析，對不同用戶認知模式中的認知過程進行研究，得出了兩種典型用戶認知模式下的圖形用戶界面設計特征和規律，為設計出真正好用的圖形用戶界面以及在設計中發現問題、規避風險提供了有力依據。

關鍵詞：圖形用戶界面;認知過程;信息加工;認知模式

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）07-0095-03

信息時代，圖形用戶界面作為一種友好的人機交互方式，已經滲透到我們日常生活的方方面面：從早上喚醒你的手機鬧鈴，到出門騎共享單車，到中午外賣平臺點餐，再到買東西移動支付。用戶在使用圖形用戶界面的過程中不斷進行著認知活動，其認知活動進行的順利度、體驗感，直接反映出界面是否能夠滿足用戶需求、是否好用。研究圖形用戶界面的認知過程和用戶認知模式，可以深刻理解人在使用圖形用戶界面時的心理活動和大腦活動。

1 圖形用戶界面

界面是指人與機器之間信息交互和操作交互的橋梁與紐帶[1]。界面有硬界面和軟件界面兩種形式。硬界面指人操作機器所接觸的實體按鍵、旋鈕和手柄等，軟界面指通過軟件和顯示設備呈現的以視覺信息為主的非實體界面。

圖形用戶界面，即通過圖形方式視覺化計算機操作環境的用戶界面。在圖形用戶界面中，計算機畫面上顯示圖標、按鈕、窗口、菜單等圖形，表示不同含義，用戶通過鼠標指針設備等對其進行操作，實現與機器的交流。

圖形用戶界面出現后，用戶無須關注計算機內部復雜的信息處理和存儲過程，也不再需要記憶復雜難懂的命令行，對計算機系統的狀態和運行過程的理解和操作都通過用戶界面實現。易于理解和操作的圖形用戶界面降低了計算機的使用門檻，讓計算機的使用普及起來，而不再僅限于極少數專業人員。這個過程中，圖形用戶界面的易于認知起著至關重要的作用。

2 圖形用戶界面中的認知過程分析

認知心理學研究客觀事物的信息由人體接收后的信息加工過程，它將人類的認知心理比作計算機對數字信息的加工過程，包括對外界刺激的接收、編碼、分類、儲存、提取等。

認知是一種信息加工過程，是感官對外界信息進行提取后，通過一系列的加工，最后在大腦中得以解釋的過程。該過程包括了感覺、知覺、記憶、判斷、思維、推理、學習、想象、概念形成和語言等在內的廣泛的腦功能。認知功能是人體大腦高級機能的重要功能之一，認知活動是非常復雜的腦活動過程。

圖形用戶界面是信息的載體，人對圖形用戶界面的認知過程可看作人對文字和圖形的信息加工過程。圖形用戶界面設計中用戶認知是用戶在圖形用戶界面使用過程中的信息加工過程，研究圍繞用戶對界面信息的獲取、加工、輸出過程中的基本要素和規律展開。

圖形用戶界面得到用戶注意后，認知過程就開始了。用戶通過注意獲取界面信息，繼而形成感覺;感覺持續輸出，結合過往的知識經驗深化和組織形成知覺;知覺形成后，進一步通過想象將當前信息進行延伸、擴展;想象結合記憶將以往的舊場景加上新獲取的信息加工完善形成新場景;記憶將當前信息進行存儲，供大腦需要時檢索使用;思維根據已有的知識結構和獨特的個體特征進行判斷、解決問題，指揮行為;行為與圖形用戶界面產生交互，圖形用戶界面發生視覺改變向用戶反饋行為的有效性及結果。此時，完成一次圖形用戶界面的認知循環，如圖 1所示。用戶在對圖形用戶界面的使用中，會不斷地重復這個認知過程，最終滿足用戶的使用需求。

注意具有指向性、局部性和移動性，用戶完成一次圖形用戶界面的交互操作通常需要注意在多個目標之間移動數次。感覺具備普適性但也有個體差異，人人都有感覺，但人人的感覺都不同。知覺受到個體知識經驗經歷影響，具有較大的差異性和獨特性;知識越廣泛、經驗越豐富，知覺就越完善。記憶是以往的知識經歷在頭腦中的累積與存儲，在提取時進行恢復和使用;記憶包括長期記憶與短期記憶;記憶通常與現實有一定偏離，并且會在回憶中不斷地被大腦加工。思維是大腦的創造性活動，主要表現在形成概念以及解決問題中，思維結合內外部信息，做出判斷、指揮行為。

優秀的圖形用戶界面設計應當遵循視覺系統對外界物體的感知規律，優化視覺思維過程，從而達到最優的認知結果。

3 圖形用戶界面設計中的用戶認知模式及案例分析

用戶是指圖形用戶界面的使用者。圖形用戶界面中的用戶認知是用戶在使用過程中的信息加工過程：用戶對圖形用戶界面信息獲取后，基于已有的知識經驗對信息進行加工和輸出。認知活動和操作圖形用戶界面的行為動作相結合，以此達到用戶使用圖形用戶界面的需求和目的，同時在使用過程中沉淀下來對于該用戶界面的印象、態度和情感，形成用戶體驗，直接反映出界面是否能夠滿足需求、是否好用。

圖形用戶界面設計中的用戶認知根據需求與目的的不同可分為目標導向型認知與情感獲取型認知兩個大類。

目標導向型認知以完成某一相對明確的任務為目標。用戶使用界面時通過獲取界面信息，經過認知加工，篩選出任務相關信息并進行交互操作，直到順利完成任務。整個認知過程目的明確、相對高效，對信息的加工過程中傾向于只關注與完成任務有關的部分，側重于理性思維。該類型的圖形用戶界面應簡潔、高效、易用，具備較強的容錯性和一致性，流程清晰易懂，突出關鍵信息和交互操作的部分。用戶體驗很大程度上由使用過程是否順暢決定。

情感獲取型認知以獲得某一心理價值為導向。用戶使用界面時并不一定具有特別明確的目標和任務，通常處于“隨便看看”“打發時間”、感覺有點無聊或孤獨這樣的心理狀態，來獲取某一類的感興趣的信息。在獲取與加工信息的過程中，更加側重于感受自身的情緒、情感狀態。整個認知過程中通常思維處于發散狀態，強調主觀感受。該類型的圖形用戶界面應美觀、豐富、情感化，以呈現內容為主，交互簡單明了。用戶的使用體驗很大程度上由使用過程中獲取到的情感價值決定。

結合認知理論研究對典型案例中的視覺元素和操作流程進行分析，可以總結出指導圖形用戶界面設計的一些原則和規律。

以用戶量數億的微博和微信為例進行分析。微博和微信都是社交類應用程序。微博基于用戶關系進行信息分享、傳播以及獲取通過關注機制分享簡短實時信息，具備廣播式的特點。微信是向特定用戶發送語音短信、視頻、圖片和文字等形式內容的即時通訊工具，具備點對點、私密性的特點。

微博的使用過程中，絕大多數用戶以瀏覽感興趣的內容為主，典型認知為情感獲取型認知。用戶進入應用后，界面上的色彩、圖形、布局和字符等獲取用戶注意，用戶形成感覺，繼而結合知識經驗形成知覺：當前內容是白花綠葉的花卉圖片;記憶與想象結合對當前信息進行加工：看到過類似的景物？覺得美？同時對當前場景進行存儲;思維根據個體特征進行判斷：是否感興趣？查看詳情或者跳過？如果感興趣則點擊圖片進一步查看，界面也會反饋以放大的圖片給用戶;不感興趣則上滑頁面，頁面則呈現下一條內容作為反饋。

結合以上微博使用過程中初步基礎的一個認知過程分析，我們可以看出：在情感獲取型認知中，圖形用戶界面設計的重點在于如何更好地展示內容以及如何向用戶提供他感興趣的內容。用戶如果在瀏覽中不斷地獲取到想要的信息，情感得到滿足，就會增加使用時間和頻率。相反，如果用戶在使用過程中無法獲取到想要的內容，需求得不到滿足，就會放棄使用。

微信的使用過程中，最重要的功能在于通訊，有目標地查看消息或者發出消息，因此典型認知為目標導向型認知。用戶進入應用后，界面上的色彩、圖形、布局和字符等獲取用戶注意（首先獲取用戶注意的是未讀消息的紅色提示），用戶形成感覺，繼而結合知識經驗形成知覺：當前有未讀消息;記憶與想象結合對當前信息進行加工：未讀消息來自朋友、公眾號或者系統等，同時對當前場景進行存儲;思維根據個體特征進行判斷：是否要處理未讀消息。行為根據判斷結果點擊某條未讀消息進行查看，頁面則反饋以該條聊天頁面;或者上滑頁面瀏覽更多對話。

結合以上微信使用過程中初步基礎的一個認知過程分析，可以看出：在目標導向型認知中，圖形用戶界面設計的重點在于突出關鍵信息并以高效的方式引導用戶完成目標任務。用戶的關注重點在于能否順利、快速地完成目標任務。

4 結束語

通過分析用戶在圖形用戶使用中的認知過程，可以將每個看似平淡無奇的使用動作分解成數個認知過程，其中的細節可以幫助我們探究用戶行為的深層次原因;再結合用戶認識模式的分析，準確定位用戶需求，繼而找到不同類型的圖形用戶界面設計中需關注的不同側重點，為設計人員研究提供理論依據與設計支撐，幫助他們設計出更加好用的圖形用戶界面。

參考文獻：

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【通聯編輯：李雅琪】

收稿日期：2021-11-20

作者簡介：伍婧勁（1986—），女，四川眉山人，碩士，工程師，研究方向為航空電子設備的人機界面設計。