基于人因工程学的KTV触摸

3109318006 程晓宇
基于人因工程学的KTV触摸屏界面设计
如果说鼠标的发明，把电脑操作带入了一个新的时代，那么触摸屏的出现，则使图形化的人机交互界面变得更为直观易用。

自从1971年美国人Sam Hurst发明了第一个触摸传感器以来，触摸屏技术就广泛地应用于工业和服务业。

利用这种技术使用者只要用手指轻轻地碰触计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，这样摆脱了键盘和鼠标操作，它极大的简化了计算机的使用，使人机交互更为直截了当，即使是对计算机一无所知的人，也照样能够信手拈来。

作为目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式，触摸屏正取代键盘作为新的电脑输入设备。

在KTV等娱乐场所它的应用也越来越广泛，它为我们点歌带来了极大的方便，让我们享受轻松、快捷的娱乐过程。

本文在分析KTV点歌界面设计现状的基础上，依据人因工程学的相关原理提出了触摸屏点歌界面的改进设计。

1. KTV触摸屏界面设计的现状
由于触摸屏是一个诞生才不过三十多年的新产物，所以对于依附与此产品的触摸屏界面设计而言，则更是处在一个摸索发展阶段。

目前KTV点歌界面设计多考虑到娱乐性、艺术性和功能性，追求功能丰富、色彩绚丽，往往忽略的顾客的感受，没从用户的角度去做设计，更不用说考虑人因工程学的要求。

根据实地调查和体验，发现目前市面上的KTV点歌界面设计主要存在以下问题：
1）按钮设计合理。

首先表现在主要功能键不够突出（图1.1），人们来到一个新KTV后，往往要花很长时间适应点歌操作，有时候很难找到常用按钮；其次按钮的布局也不合理（图1.2），按钮的分布散乱，给用户操作带来不便；最后按钮形状不易识别，用户有时很难发现相应的按钮。

图1.1 找不到“切歌”键
图1.2 按钮布局散乱
2）没注意易用性，给用户操作带来了难度。

这里举两个典型的例子：首先是我们在插歌时，往往只能将选中歌曲插到第一个，如果想插到中间，就需要多次使用插歌功能；其次在选择歌星或歌曲时，只能一页一页的翻过，操作起来手指太累。

3）各种装饰过多，分散用户注意力，形成大量视觉垃圾或信息垃圾，引起视觉疲劳（图1.3）。

图1.3 背景画面太吸引眼球
4）缺少信息反馈。

由于触摸屏与键盘不同，点击按钮后不能形成力反馈，所以在设计过程中一定要考虑按钮的信息反馈，以方便用户操作。

5）界面显示信息太多（图1.4）。

人的短期记忆是有限度的，界面信息过多不方便用户短期记忆。

图1.4 谁能一眼记住10个歌星
2. 界面设计基于的人因工程学理论
2.1 认知心理学
认知心理学，从广义上来说，就是关于认识的心理学。

人类认识客观事物，主要就是通过感觉、知觉、注意、记忆、思维想象等来进行，因此，凡是研究人的认识心理过程的，都属于认识心理学。

实际上，这里所指的认知心理学是指纯粹采用信息加工观点来研究认知心理学过程的心理学，也就是运用信息论以及计算机的类比、模拟、验证等方法来研究知识是如何获得、如何存贮、如何交换、如何取使用的。

根据认知心理学，提出以下几点针对用户界面设计的参考：
1）由具体到抽象。

即首先通过多媒体界面给用户提供具体的对象。

然后从具体对象、内容中让学习者归纳出抽象的概念或原理，或用模拟系统来引导出抽象的原理。

2）由可视化的内容显示不可见的内容。

尽可能利用数字、图解、动画、色彩等清晰爽目的对象显示原理、公式或抽象的概念。

3）合理运用再认与再忆，减少用户短期记忆的负担。

所谓再认就是从系统给定的几个可能答案中要用户选择一个正确的或最好的。

再忆即要求用户输入正确的答案或关键字。

4）考虑用户的个别差异，使用用户语言。

2.2 Miller公式
根据心理学家George A. Miller的研究表明，人一次性接受的信息量在7个比特左右为宜。

总结一个公式为：一个人一次所接受的信息量为7±2比特。

这一原理被广泛应用于软件界面中，一般界面上面的栏目选择最佳在5～9个之间，如果界面所提供给使用者选择的内容链接超过这个区间，人在心理上就会烦躁，压抑，会让人感觉到信息太密集，看不过来，很累。

对于信息的分类，不能超过9个栏目。

但如果你的内容实在是多，超出了9个，需要进行分组处理。

2.3 色彩的心理效应
视觉器官在接受外界色彩刺激产生直觉映像的同时，也会自动地引发对应的思维活动，比如情绪、感情、精神及行为等，我们称之为“色彩的心理效应”。

它包括三个方面：色彩表情，色彩联想，色彩象征。

色彩表情是指色彩给人带来的情感或精神上的某种愿望。

无论是有彩色还是无彩色，都具有各自的表情特征。

例如，红色的表情特征是：强有力的色，波长最长，在视觉上形成迫近感和扩张感，易引起注意、兴奋、激动、紧张，因此红色象征着热烈和冲动，常用来表达喜庆、欢乐、革命、进步等一位，同时也具有危险、恐怖、暴力的含义。

视觉在接受外界色光刺激的同时，还会唤起大脑有关色彩记忆的痕迹,并自发地与过去视觉经验联系在一起，经过分析想象，形成新的情感体验或新的思想观念，这一过程叫色彩的联想。

它会因人们的年龄、性别、文化修养、职业等因素的不同而有所差别。

表2.1 不同性别人对色彩的联想
另外不同色彩有各自的象征：
红色：热情、活泼、热闹、革命、温暖、幸福、吉祥、危险……
橙色：光明、华丽、兴奋、甜蜜、快乐……
黄色：明朗、愉快、高贵、希望、发展、注意……
绿色：新鲜、安逸、和平、柔和、青春、安全、理想……
蓝色：深远、永恒、沉静、理智、诚实、寒冷……
紫色：优雅、高贵、魅力、自傲、轻率……
白色：纯洁、纯真、朴素、神圣、明快、柔弱……
灰色：谦虚、平凡、沉默、中庸、寂寞、忧郁、消极……在商业设计中，灰色具有柔和，高雅的意象，而且属於中间性格，男女皆能接受，所以灰色也是永远流行的主要颜色。

黑色：崇高、严肃、刚健、坚实、黑暗、罪恶……在商业设计中，黑色具有高贵，稳重，科技的意象，许多科技产品的用色，如电视，跑车，摄影机，音响，仪器的色彩，大多采用黑色。

2.4 人体视觉运动的一般规律
眼睛是我们搜索信息的重要途径，了解视觉运动规律对我们进行界面设计有很大的指导意义。

人因工程学总结的视觉运动规律如下：
a、水平运动比垂直运动快；
b、视线习惯于从左到右，从上到下运动，圆形沿顺时针方向；
c、眼球上下方向的运动比水平方向的运动容易疲劳，估计尺寸和比例也欠准确；
d、眼睛对水平方向的尺寸比对垂直方向估计得要准确
e、在偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，左上方优于右上方，右上方优于左下方，右下方最差；
f、对直线轮廓比曲线轮廓更容易接受。

2.5 人手尺寸和运动的一般规律
手是我们进行操作的主要途径，界面的设计必须考虑人手操作方便。

首先必须了解人手的尺寸测量（图2.1），根据人因工程的测量数据，人的食指直径约为1cm，小指直径为8mm。

其中小指的直径是我们设计按钮大小的最低限度，小于这个值就给操作带来不便。

图2.1 手的测量
其次人手运动规律也是我们要特别关注的，人因工程学总结的规律如下：
a、一般右手较左手运动速度快，故称右手为优势手。

右手由左向右运动又比自右向左运动速度快。

b、手朝向身体的运动比离开身体的运动速度快。

前后往复运动比左右往复运动速度快。

c、从上往下运动比从下往上运动速度快。

d、水平面内的运动比垂直面内的运动速度快。

e、旋转运动比直线运动速度快，而且顺时针运动比逆时针运动速度快。

f、向下按的按钮比向前按的按钮操作准确；水平安装的旋钮比垂直安装的旋钮操作准确。

g、手操纵旋钮、指轮、滑块的准确度，以操纵旋钮为最佳，指轮次之，滑块最差。

3. 触摸屏界面改进设计原则及方案
3.1 设计原则
1）信息量最少原则
根据前文关于Miller公式的介绍得知，人一次性接受的信息量在7个比特左右比较合适，尤其适用于界面设计中，如果信息量超过了这个范围，界面给读者的感受会显得压抑。

触摸屏作为一种设备的显示窗口，它的界面就是沟通用户和设备的一个桥梁，用户通过触摸屏界面得以操作设备。

触摸屏界面的功能是使用户方便快捷的完成目标操作，而不是通过界面来吸引，留驻用户。

所以在设计过程中，在不遗漏关键信息的前提下，做到信息量的最少化，如果有超出适当范围的信息，则可以分组处理安放在子菜单或下一页中。

2）布局无障碍原则
在用户界面设计中，可用性一直是强调的关键部分，但美学部分也从来没有说过要被忽视。

根据认知心理学理论和视觉运动规律，人们的视觉一般比较习惯接受“平衡”的东西，否则会产生不安全感。

所以说，在用户界面设计中的布局上，平衡性一直是不容忽视的，对于触摸屏的界面设计也不例外。

通常来说，布局平衡的基本概念是：注意屏幕上下左右平衡，不要堆挤数据，过分拥挤的显示会产生视觉疲劳和接收错误，对象显示的顺序应依需要排列。

界面布局形式主要分为两种：（1）正常平衡——亦称"匀称"。

多指左右、上下对照形式，主要强调秩序，能达到安定、诚实、信赖的效果。

（2）异常平衡——即非对照形式，但也要平衡和韵律，当然都是不均整的，此种布局能达到强调性、高注目性的效果。

除了需要考虑平衡性外，由于触摸屏的特殊性，它们的操作需要以手作为指点设备，来点击界面上的按钮，然后再能查阅界面中显示窗口里的信息。

所以界面布局还需要考虑无遮挡性，因为以手为指点设备和鼠标等指点设备最大的区别就是手容易产生对界面的遮挡，一旦布局安排不合理，就会产生视觉上的不通畅。

3）界面一致性原则
一致的外观与感觉可以在应用程序中创造一种和谐。

如果界面缺乏一致性，则很可能引起混淆，并
使应用程序看起来没有条理，甚至可能引起对应用程序可靠性的怀疑。

根据现代认知心理学研究得知，人们接受和辨别信息的程度和观察的时间成正比，在初次使用或者有时间限制的使用条件下，人们对于信息的认识和把握是：信息条理越简明清晰越容易被用户接受和辨别，外形和色彩相近的东西容易被归为一类。

4）颜色合理使用原则
关于颜色的合理使用，可以说是“界面一致性原则”的延续。

因为对于界面一致性的具体设计实现，需要通过颜色的合理使用来体现。

我们在选择色彩时，最重要的是遵循色彩对比度原则：即在浅色背景上显示深色文本或者在深色背景上显示浅色文本。

另外由于颜色能够引发强烈的情感，所以在设计针对普遍用户的程序，一般最好采用一些柔和的、更中性化的颜色。

但是使用少量明亮色彩可以有效地突出或者吸引人们对重要区域的注意。

依据许多程序设计人员的经验，应当尽量限制应用程序所用颜色的种类，而且色调也应该保持一致。

因为一旦一个界面上色彩过于繁多，那么就像在短时间内塞给用户大量的信息一样，会使用户难以接受并且产生迷茫。

一般来说，由于触摸屏只是单独的代表一种设备和应用程序，它不需要用各种复杂的手段来抛出各种不同的信息吸引用户。

所以对于触摸屏界面的设计，同一画面的色彩运用应该尽量简洁，如有必要可用不同层次（如色彩渐变）及形状来配合颜色，增加变化。

画面中活动对象颜色应鲜明，而非活动对象应暗淡，这一点对于色盲用户来说尤为重要。

5）按钮二原则
触摸屏界面上的按钮和网页界面、软件界面最大的不同就是指点设备并非鼠标箭头而是人们的手指。

其次，考虑到KTV房间昏暗嘈杂的特殊环境。

可以对触摸屏界面上的按钮设计提出两点原则：按钮大小原则和按钮感性反馈原则。

（1）按钮大小原则：根据触摸屏需要用手指点击操作以及大多数人都采用食指点击这一规律，界面按钮大小基本和食指的指甲盖差不多大，最小不能小于小指的指甲盖的面积。

如果按钮比这个面积再小，一般用手指触摸点击就能难以产生识别和感应了。

（2）按钮感性反馈原则：所谓感性反馈，就是让用户在感觉上得到一种反馈、操作完成的反馈。

上面已经提到，由于KTV房间昏暗嘈杂，各种干扰性因素比较多，人在有干扰的情况下对于界面信息的把握不再很清晰精确，故而针对这个情况提出了按钮感性反馈。

这里主要采用视觉反馈，即让按钮可以模拟做出突起和凹陷效果（图3.1）。

图3.1 圆形按钮两种状态
3.2 改进方案
3.2.1 界面色彩选择
根据人因工程学的原理，清晰的配色方案（背景色对前景色）有： 黑——黄，黑——白，蓝——白 ， 绿——白，红——黄，红——白，橙——黑，橙——白。

考虑到KTV 照明比较昏暗，声音也比较嘈杂，所以应采用比较柔和的色彩和对比度，并且要给人以安静的心理暗示，故背景色可选择黑色，字体颜色可选择红色或黄色。

3.2.2 界面布局
整个点歌界面按照功能分为状态栏、菜单栏和控制栏三个区块（图3.2），这样使用者能迅速地了解界面内容，并方便快捷地进行操作。

图3.2 点歌主界面
3.2.3 按钮设计
为了体现可识别性强和易操作的要求，从以下几方面对按钮进行设计：
（1）按钮色彩：按钮色彩应与背景色分明。

同是为了体现功能，不同按钮采用不同颜色。

（2）按钮大小：按钮大小基本和中指的指甲盖面积差不多大，最小等于小指的指甲盖的面积。

另外按钮面积按照使用频率的高低，从大到小依次排列。

（3）按钮分布：这里将按钮分为三种：功能按钮、控制按钮和搜索按钮，每种按钮的分布如图3.3所示。

（4）按钮感性反馈：在点击按钮时会模拟出突起和凹陷的效果。

另外当手指移动到按钮上时，按钮会变大，以起到提示的作用。

图3.3 歌曲搜索界面
3.2.4 操作设计
为了解决前面提到的插歌难和翻页累的问题，这里借鉴了iPhone 手机界面的滑屏设计。

整个点歌过程手指可滑动翻页，上下左右都可滑动，翻页速度随心掌控（图3.4）。

还可以上下拖动已点歌曲，随意重排已电歌曲顺序（图3.5）。

图3.4 滑屏翻页
图3.5 随意插歌
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参考文献:
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