隐喻在界面设计中的应用研究综述

胡佳琦 张凯

关键词：隐喻 界面设计 Citespace 综述 趋势

引言

起初，隐喻作为修辞学中的一个重要概念被人们熟知，在20世纪80年代，隐喻的作用开始受到重视，被看作是人类普遍具有的思维方式和重要的认知工具，因此也开始被应用于研究不同的学科当中。随着软件行业的快速发展，以互联网为核心的信息技术的广泛应用，界面设计这一领域正在不断地扩大，用户界面日趋丰富，通过界面设计发挥软件功能及提升用户体验是众多软件开发者及设计师的目标。隐喻作为一种认知手段和思维方式，在用户界面的设计中发挥重要的作用。对当下隐喻在界面设计中的应用研究现状进行分析，探索研究重点及发展趋势，为后续的理论及应用提供参考。

一、国内外发文量分析

通过Web of Science核心合集数据库进行隐喻在界面设计中的应用研究相关外文文献的查阅，检索式为TS=metaphor ANDTS=interface design，选择时间跨度为2010-2020年，共检索出280篇文献，数据下载时间为2021年8月3日。综合上述文献年发文量得到图1。

通过CNKI数据库对国内隐喻在界面设计中的应用文献进行查阅，检索式为SU=（“隐喻”）AND SU=（“界面设计”），选择时间跨度为2010-2020年，共检索到42篇文献。包含有学术期刊17篇、学位论文24篇以及会议1篇。数据下载时间为2021年8月3日。

国外关于隐喻在界面设计中的研究开始较早。1995 年，托马斯·埃里克森在他的研究中表示过用户界面中，经常有意识地使用隐喻，并将其运用在设计上，优秀的隐喻设计有自己的工作方法，糟糕的隐喻设计会降低系统的可用性[14]。

国内关于隐喻的研究开展的较晚，其中对于隐喻在界面设计中的应用最早开始于2000年，截至2009年仅发表3篇论文，包含2篇学位论文及1篇会议文献。在2001年8月10日的全国计算机辅助教育学会第十届学术年会当中首次提出了计算机界面中隐喻的文化观及其设计步骤，以此设计使用户在熟悉的文化、生活背景及应用环境下愉快地学习或操作计算机[13]。大部分隐喻在界面设计中的应用文献集中于2010后发表。

二、主要研究国家及机构分析

对Web of Science中导出的国外有效文献按照国家和机构分析，得到国家发文量分布图，如图2。目前隐喻在界面设计中的应用研究主要集中在美国，德国，英国，意大利，中国等国家。将文献导入Citespace中，节点选择国家，得到国家合作關系图，如图3。正如图3中显示美国和德国的研究力量较为集中，其发文量及与各国合作也相对较多。

三、关键节点文献分析

（一）国外关键节点文献分析

2009年Antle AN等人通过开发和评估交互式音频环境来探讨具身隐喻在支持人们理解增强空间中物理交互的可能性方面可能发挥的作用。使用具身图式作为将全身输入动作与音频输出响应关联起来的交互隐喻的基础，通过成人和儿童学习分别使用含有隐喻映射音频环境和不含隐喻映射的音频环境的比较实验来证明和探索这种方法的好处。实验结果表明，具身隐喻提高了可用性，但反馈的可发现性、可感知性和结构同构的表面性等因素也可能起到了中介作用。他们将实验的主要发现概括为一组关于依赖物理交互的嵌入式风格界面设计的建议[1]。

2009年Antle AN等人在美国计算机学会人机交互分会关于创造力和认知的会议记录中通过具身隐喻来支持理性的想象一文，对三个设计实践进行案例分析，为如何更好地设计基于隐喻的嵌入式交互模型提出了一些建议[2]。

2011年Hurtienne Jorn等人在研究如何创造出满足用户广泛的经验和认知能力的交互产品，提出了初级隐喻理论来指导移动设备的包容性手势设计，并探讨其作为设计指导来源的有效性。他们对12个预测空间手势与抽象互动内容关系的主要隐喻进行了测试。

两个年龄组（年轻人和老年人）参与者被要求对给定的抽象关键词和空间维度的动作做出二维触摸和三维自由形式的手势。研究表明基于初级隐喻和意象图式理论可能是一种有价值的用户界面设计策略，该方法对多点触摸和自由形式的手势交互是有效的。其次，所提出的方法似乎特别适合于寻求包容性设计。研究结果表明，虽然年轻组和老年组在先前经验和认知能力方面存在显著差异，但在隐喻一致性方面几乎没有年龄差异。第三，在所有被调查的物理到抽象的映射中，所有参与者的理论预测的实质性或近乎完美的一致，表明植根于认知语言学研究的映射报告确实可以作为基于手势的界面的设计指南[3]。

2011年Gamberini L等人在有形交互设计中的隐喻体现一文中提出了一种以人为本的迭代设计方法来设计基于隐含隐喻映射的交互式学习系统。研究者们设计了MoSo实体，一组交互式工件，用于儿童学习抽象声音概念（音高、音量、节奏），这种基于隐喻的动作被映射到声音变化，使儿童能够根据与动作相关的概念来构建他们对每个声音概念的理解。对MoSo 的评估显示，所有参与者都能够在几分钟的探索后成功地与工件进行互动[4]。

（二）国内关键文献分析

1.隐喻的构建：马佳琦在基于隐喻的手持移动交互设备研究中探索性的提出了基于隐喻的手持设备交互设计的理念及故事化交互设计方法[11]。廖志勇在图形界面的隐喻设计研究中提出图形界面设计构筑隐喻的基本方式是归纳和联想，通过归纳和联想，发现事物与事物之间的相似性和联系，从而获得适当的隐喻解从而进行隐喻设计。[10]。汪海波，薛澄岐，佘醒，郭会娟在图形用户界面的隐喻设计研究中解读了设计师和用户隐喻耦合模型，并提出界面设计的具体途径：概念隐喻、符号隐喻以及行为隐喻，同时论述了用户图形界面隐喻的局限性[9]。王怡和赵钢在研究中提出了移动交互界面拟物化设计方法[7]。姚江和封冰在对用户界面设计中隐喻的研究一文中阐述了隐喻的两个主要特点：传达操作和情感引导，并且提出用户界面中隐喻的三种方法，即分别是从“物的形态”出发建立隐喻，从“物的功能”出发建立隐喻以及从“物的道理”出发建立隐喻[8]。任美琪和谢庆森对手机界面中的图标的隐喻设计进行了研究[15]。综上所述，学者们都针对各自的研究提出了构建隐喻的方法。

2.隐喻认知模型的建立：刘超的研究以移动端为载体，通过构建概念隐喻认知模型，功能隐喻认知模型，结构隐喻认知模型以及行为隐喻认知模型进行界面隐喻设计[12]。汪海波等人在图形用户界面的隐喻设计研究中解读了设计师和用户隐喻耦合模型，用户通过自己的经验，把直观的界面形式解读为抽象内涵，实现对界面正确地理解和交互。设计师根据自己的知识和经验，将抽象的信息通过隐喻转化为直观的界面视觉形式，引导用户的认知进行界面交互;当这两者达到一致或者某种耦合时，界面隐喻就能发挥作用，是好的设计;反之，就是不恰当的隐喻，会误导用户[9]。因此，隐喻交互方法的运用关键在于理解用户的隐喻认知模型。设计师通过隐喻认知模型能够建立起自己的设计模型与用户模型之间的联系，从而为隐喻设计提供依据和建议。

3.隐喻评价：当前国内对隐喻的研究尚且没有明晰的评价路径。梁怀宗在一个面向儿童的界面隐喻分析、设计及评估中将评价路径分为三部分，分别为交互界面的评估、交互效率的评估以及界面隐喻的评估。在对交互界面进行评估时他采用的是基于任务的尝试性评估，指用户在完成一定的操作任务后完成问卷，从而实现定性评估。在交互效率的评估中，通过设置对照组和交互任务，计算对比每组交互任务所用的时间从而实现定量评估。对界面隐喻的评估采用了Alty提出的SMF功能合集的评估方法[15]。马佳琦提出的界面评价方法分为三部分，即交互界面评估，交互流程评估以及隐喻设计评估，在此基础上又分别设置评估子因素和下级子因素，以每一部分总分值都为一百的标准对每一因素赋予分值。用户在体验操作界面后，对各项因素进行打分。最后分别统计出这三个部分的得分，最终得分必须都达到60分以上才能说明此产品的交互设计方案可行[11]。刘超在基于隐喻理解的移动终端界面交互设计中提出了隐喻评价指标体系，主要分为功能隐喻价值，结构隐喻价值，行为隐喻价值以及情景认知价值五个方面，在此基础上分别设置二级指标。结合用户反馈，可用性测试，专家小组等方式，收集整理各个隐喻特征指标的评分和所占权重，最后应用灰色理论计算方法比较不同方案的优劣。综上评价方法基本根据己有的可用性准则或者其他相关评判准则的基础上，加入对隐喻设计的评估[12]。

四、国内外热点主题分析

（一）国外热点主题分析

将国外近十年的相关文献导入Citespace中，节点选择关键词，运行 Citespace 软件。得到外文文献关键词聚类图，如图4。从图中可以看到：Metaphor（隐喻）；Tangible user interface（有形界面）；Vitual reality（虚拟现实）；Argumented reality（增强现实）；Usability（可用性）； User interface（用户界面）；Usercentereddesign（以用户为中心的设计）等为主要研究热点。

理论研究热点主要有Conceptual metaphor（概念隐喻理论）；Image schema（意象图式）；Human-roboat interaction（人机交互）等。概念隐喻理论是在20世纪8 0年代，L akof f 和Johnston提出了隐喻的一个子类，概念隐喻（1980）。他们认为概念性隐喻比简单的语言惯例运行得更深。隐喻不仅仅是两个词的交互作用，它是目标域和源域之间的交互作用，涉及模式或概念的交互作用[1]。在他们所提出的概念隐喻理论中，隐喻被定义为是知识从来源域到目标域的迁移或映射，人们能够利用先前的知识和经验理解以及体验新的或不熟悉的东西[17]。意象图式这个术语是由哲学家Mark Johnson提出的，他认为意象图式是一种循环的、动态的模式和知觉相互作用的运动程序，为我们提供了连贯性经验和影响的结构。正如我们经历的成千上万的感知和活动，如看到一棵树，我们感觉站得笔直；爬楼梯的动作让我们联想到旗杆的形象等。意象图式不仅是视觉层面的，也可以来自听觉、触觉和运动感觉的体验。在交互设计中，可以将经验转换为意象图式，并且实例化运用于用户界面中。意象图式被认为是普遍的和潜在的更复杂的心理表征[3]。

实践研究热点主要有2D interface design（2D界面隐喻）；3D interface metaphor（3D界面隐喻）；Multi-objective designmaking（多目标设计）；Information visualiazation（信息可视化）等。虽然隐喻的相关理论较为丰富，但很少有经验生成的设计知识来体现隐喻是否可以用来支持用户的理性想象。随着虚拟现实技术的发展，在物理和数字混合的环境下用户如何快速的理解系统，许多研究者们开始通过设置具体的实验来验证隐喻在界面设计中的有效性。

将视图转变为Timezone View 可知，2010年，研究主要以用户界面、可用性、增强现实为主；2011年的研究主要是基于隐喻的可接受性、认知障碍、认知康复、辅助技术、空间隐喻、知识的获取与分类等方面的研究；2012-2014年研究重点向视觉化、3D用户界面转变；2015年研究热点集中在虚拟现实技术、意象图式上；2016-2018年的研究是基于意象图式的概念隐喻理论、色彩、有形的用户界面的研究，以及開始关注基于教育的人机交互界面设计等；2018年有开始关注健康、以用户为中心的设计问题；2019-2020年的研究重点是基于虚拟现实的界面设计。

（二）国内热点主题分析

导入国内相关文献信息，将节点类型设定为关键词，然后运行Citespace 软件，得到被引频次由高到低的关键词列表，由表2可知当前国内隐喻在界面设计中的研究，主要集中在用户体验、交互设计等领域。

本文通过将节点类型设定为关键词，然后运行Citespace 软件，绘制出 2010—2020 各年度的研究主题变化的时区视谱图见图6。图6准确地反映了隐喻在界面设计研究领域中研究热点的演进情况。

从图6中可以看出2010 年的研究以隐喻、图形用户界面、交互设计为基础；2011—2013 年研究向人机交互、用户体验的方向发展，强调以人为本的设计观念，有用户心理模型、用户认知、手机界面、个人信息管理等方向的研究，进而向操作方式、操作反馈、情感化设计演变；2014-2015年相关研究较少；2016年研究热度又趋升，开始转向实践研究，主要研究热点有移动端设备、可穿戴设备、多媒体课件、心电检测仪；2017年研究热点集中到了认知模型的建立；2018-2020年研究向界面优化、视觉信息设计发展，有政府服务网站、农业信息化、购物软件等实践研究。

通过设计实践案例可以看出，用户图形界面的隐喻设计基本从两个方面展开，一方面是视觉设计，另一方面是操作方式设计。显示设计主要包括文字、图标、色彩等的设计；操作设计是指用户通过一系列的交互动作（例如滑动、按住、晃动、旋转等）获得所需信息，也有研究者将其归纳为静态隐喻设计和动态隐喻设计。所设计的内容根据具体界面的功能需求展开，例如刘超在基于平台的闹钟软件界面设计实践中對该产品的功能需求进行总结归纳出显示时间、变化时间格式、调节亮度、设置多个闹钟、夜间照明、横竖屏切换几个主要功能，再分别从上述的视觉和操作两个方面展开界面的隐喻设计。

结语

本文借助CiteSpace软件中的CNKI及WOS模块进行数据分析，获得近十年国内外隐喻在界面设计研究中相应的可视化信息图谱。其中主要对高被引文献进行分析，总结出主要研究内容和方法。通过关键词聚类分析和研究热点时区分布图，追溯出隐喻在界面设计中应用研究的理论基础，目前的研究热点以及未来的发展趋势。

（一）国内的相关研究与国际研究现状相比，存在一定的差距，但总体呈现上升趋势。在国际隐喻理论研究的基础之上，国内学者提出了不同的构建隐喻的方法，隐喻认知模型以及界面隐喻设计的评价策略。通过对研究热点及热点演进分析发现当前国内研究关注的焦点是界面的优化设计，以及关注到了视觉信息设计、农业信息化、运用虚拟现实技术的交互界面等。

（二）通过对国外文献研究发现，随着虚拟现实技术的发展，未来是用户与空间界面之间的2D触控，3D自由形式手势甚至是全身运动等更为丰富的交互方式。所以将隐喻移植到不同的应用程序域和交互范例中会是接下来的研究重点。