基于视觉认知的智能电视界面交互设计研究

金慧丰

关键词：视觉认知;智能电视;界面交互设计

在互联网信息浪潮的冲击下，电视呈现出智能化的发展趋势。由于搭载了操作系统，智能电视的功能大大增加，同时其界面交互也变得更为复杂，给用户带来了使用负担。如何将内容准确、高效、明了地展现给使用者，成为了智能电视界面交互设计的难点之一。视觉认知的核心是视觉输入和行为输出之间发生的内部心理过程。将视觉认知应用于智能电视的界面交互设计中，从信息层、结构层与表现层这三个层次构建其交互原则，并基于眼动实验进行评估，对于构建基于视觉认知智能电视界面交互设计逻辑有一定帮助。

1视觉认知下的交互设计概述

1.1视觉认知下的交互设计界定

视觉思维自下而上的加工是以刺激为驱动的，是神经元向上传递信息的过程，处于认知的低水平加工层次，认知加工的结果是基于人眼所观察的信息。相比自上而下的加工方式，自下而上加工能体现出视知觉加工的能动性，其包括3个阶段：信息的获取、合成图案以及模式匹配。自上而下的加工设计是交互设计前提，交互设计是视觉认知的最终目的，是以目的为驱动的，神经元向下传递信息，通过大脑的指令，眼睛不断地搜寻相近的信息地过程。在界面设计活动中，简单的视觉元素都会影响着人的视觉加工方式。视觉认知心理中的“格式塔原理”就是一种典型的自上而下的视觉认知交互设计。若用户带有明确的目的性进行操作，则会对界面中的视觉元素有主观的选择性注意。

视觉认知下的交互设计原则

用户与智能电视进行交互是有特定目的的行为，因此视觉认知应以自上而下的交互设计为主。用户会将界面的视觉信息与固有的认知进行比较，选择与心理预期相符合的信息，忽略无关信息。因此，在进行智能电视界面交互设计时，交互逻辑应与视觉认知交互设计的通用原则一致，其保证操作过程的具有可理解性;视觉呈现应符合格式塔心理学中的规律，保证视觉认知的可理解性，具体交互设计如下：

1）接近性原则。将不同的功能模块按照位置进行划分，相同的功能放在一起，与其他功能拉开距离。空间位置可作为界面信息的一级划分依据。

2）相似性原则。同一层级的信息或者同一模块的功能，应采用相似的视觉元素进行呈现，如都采用文字进行呈现，采用相似的颜色等。视觉呈现形式可作为界面信息的二级划分依据。

3）连续性原则。人的视觉习惯是从左往右，从上往下观看。因此，界面应为网格化结构且由于如同一按照网格状排布，上下左右均对齐，引导用户从左往右、从上往下观看。

2基于视觉认知的智能电视界面交互设计的逻辑构建

在智能电视界面视觉交互过程中，用户觉察到界面的视觉内容，进而获知界面的视觉信息。故本研究将界面视觉交互设计分为三个层次。底层设计是对界面需要传达的信息的整合分类，结构层设计是对交互架构的规范，表现层设计是对信息呈现形式的规范。通过这三个逐级递进深入的层次构建视觉交互逻辑，过程如图1所示。

2.1底层设计的界面信息分类

由于智能电视的功能和内容较多，故需先对其界面信息做层次规划。主界面上的信息包括以下三类：导航、推荐内容和状态。导航是对智能电视功能的一级划分，主要包括信号源、电影、设置等。推荐内容是系统直接在主界面上进行的内容推介，通常按照电视、新闻等标签进行划分。状态是系统或硬件的状态，可看做次要信息。

2.2结构层设计的界面交互架构

在上文提到的基于视觉认知的设计原则指导下，按照界面信息的分类对交互架构进行规范。依据接近性原则，将主界面按位置进行一级划分，导航、推荐和状态三个功能模块应各自紧密排布在一起，相互之间拉开距离。依据相似性原则，按不同功能区块的体量进行二级划分，导航内容推荐模块占据最大体量，导航模块次之，状态模块最小。按呈现形式进行三级划分，导航、推荐和状态三部分各采用不同的呈现形式，每个模块内部的形式保持一致。此外，依据连续性原则，每个模块内各个子模块应按规律排布，上下左右对齐，间距一致。

2.3表现层设计的界面视觉呈现

在对信息进行分类并规范了交互架构后，以布局和呈现形式为要素对界面的视觉呈现进行规范。

1）布局规范。在自上而下的认知中，由于用户带着较强的目的，承载了搜索的功能导航模块相对较为重要，应排布在界面顶部或左侧;在自下而上的认知中，由于用户只是随意浏览，内容推荐会更吸引他们的注意，应排布在界面中间主要位置并占据较大体量;而状态栏是用户几乎不关心的，应尽可能弱化其存在。这三部分内容应按模块进行位置划分，并按网格状布局。

2）呈现形式规范。由于导航、推荐及状态这三个模块承载的功能不同，故其呈现形式也有所差异。导航是用户自上而下中的重要元素，其形式应直接明了，故直接采用文字的形式呈现。起到内容推荐和介绍的功能，在自下而上中是需要主动吸引用户注意的元素，故采用视频精彩画面截图作为背景，在上面以叠加视频名称的形式呈现。状态是次要元素，为了与导航和推荐相区分，可以采用图标的形式呈现。

3基于视觉认知的智能电视界面交互设计与评估

3.1基于视觉认知的智能电视界面交互设计分析

通过布局规范与呈现形式规范对智能电视交互界面进行设计，提高智能电视在用户中的视觉认知适用的舒适度与效率性。设计了如图2所示的两个界面交互低保真原型。原型一导航在顶部，以文字形式呈现;推荐在中央，以图片加文字的形式呈现;状态在右上角，以图标的形式呈现。原型二依据导航在左侧，以文字形式呈现;推荐在中央，以图片加文字的形式呈现;状态在右下角，以图标的形式呈现。

3.2基于视觉认知的智能电视界面交互设计的评估

为了研究界面中功能区块的布局对用户识别速度与准确性的影响。以图2所示的两种低保真原型为素材进行了眼动实验，实验数据如表1所示。共統计分析了完成任务时的目标区域注视时长、任务完成时长与准确度。从数据分析结果看，原型二的任务完成时间小于原型一，差异显著（P=0.038，P<0.05）;从可用性角度看，低保真原型二的识别速度显著高于低保真原型一。但是，结合任务完成准确度，原型一在认知准确度上显著优于原型二（P=0.049，P<0.05）。目标图标注视时长反应用户理解所需时间，可反应界面低保真原型的可读性，原型一的目标图标注视时间小于原型二，且差异显著（P=0.031，P<0.05），说明原型一的可读性更强。

结合目标图标注视时间与任务完成准确度两项指标可得出结论，低保真原型一在可读性与识别的准确性上显著优于低保真原型二;通过任务完成时长这一项指标可得出结论，低保真原型二在显著性与认知的效率上优于低保真原型一，但是差异不显著。在目标区域上的注视时长除了与用于理解其含义所需的时间相关外，也与区域自身大小有一定关系。被试在进行扫描时不可避免地会在体量较大的区域停留较多时间，实验为考虑到此因素对结果的影响。此项指标需结合访谈进行分析，直接得出用户对原型理解能力差异的结论带有一定主观性。

4结语

本文分析了面向数字界面的视觉认知，并将其应用于智能电视界面交互设计中，从底层的信息分类，结构层的交互架构和表现层的视觉呈现三个层级构建了界面交互设计逻辑。设计了两个界面设计低保真原型，并基于眼动实验对其进行评估，得到以下结论：（1）家庭家庭多媒体终端主界面的导航模块、内容推荐模块与系统状态模块应分块化，彼此之间拉开距离，相同模块下的功能按相同形式呈现;（2）导航模块应位于界面顶端，横向布局，且以文字形式呈现;（3）内容推荐模块应位于界面中央，体量在三者之中最大，以图片配以文字的形式呈现，成网格状布局;（4）系统状态模块位于界面右上角，体量最小，以图标形式呈现。