1.2 用户界面设计研究内容

用户界面设计涉及人机工程学、用户心理学和交互学等多门学科，其研究的内容是以人机学和心理学为基础建立用户模型作为界面设计的基础和依据，再结合交互性原理和设计艺术学设计出符合用户使用目的、心理特征和审美的界面。

1.2.1 人机工程学原理

人机工程学是从人的体能和系统工程角度出发，研究人机关系的学科。它是人机界面学初期发展阶段的主要研究内容，并对人机界面学以后的发展产生了重大影响。人机工程学着重研究以下内容。

● 人与机器之间的分工与配合，包括机器如何能够更适合人的操作和使用，从而提高人的工作效率，减轻人的劳动强度。

● 系统的工作环境对于人操作的影响，如何让操作者在舒适安全的环境中工作。

● 人机之间的信息传递和交互，人通过控制器向机器输入信息，机器通过显示器等方式向操作者展示命令的运行成果。

在用户界面设计中，研究人机学原理，探索界面设计与人的心理特性，尤其是人的认知以及生活习惯的关系，掌握人机操作中人类动作合理性和身体舒适性的关键点，了解人体感知中对于界面的视觉合理性和舒适性，使得人机交互过程中操作者与系统能高效地完成信息传递，达到最优的工作状态。人与界面的交互如图1-3所示。

用户界面是人与计算机系统进行消息交互的载体，图形化的用户界面通过各式各样的控件刺激操作者的感觉器官，操作者根据界面传递的信息使用鼠标、键盘等硬件设备向计算机传递命令消息，用户界面收到消息后通过操作器将消息传递给计算机系统本体，计算机系统经过一系列操作，将结果通过显示器显示在界面上，达到人机互动的目的。

1.2.2 认知心理学

对于刚刚接触一款软件的新用户而言，面对界面中各式各样的图案和花样繁多的交互控件，要想在短时间内熟悉界面的各项操作，需要在该界面设计时考虑到人的知觉、认知特性和操作过程。所以用户界面设计必定涉及人的认知心理，研究认知心理学，以此为用户界面设计的依据，将机器语言设计成人类易接受的图案和语言符号，并符合人类的审美和操作习惯，才能让一个新用户能快速熟悉界面操作，方便实现系统的功能。

认知心理学是研究人类认知心理的学科，这里所研究的人不单单是人的生理特征，还有人的社会属性，所以认知心理学既研究生理、心理和环境等对人的影响，也研究人的文化、审美和价值观等方面的要求和变化。认知心理学是以信息加工的方法来研究人的认知过程，比如人是如何通过听觉、视觉和触觉来接受和理解外界的信息，以及人的大脑是如何进行记忆、联想和推理等各种心理活动与认知过程，这样的认知过程是用户界面设计师所要关注和了解的基础，将认知心理学运用到界面设计中，提高用户对界面和系统的友好程度，增强人与系统的自然交流，使得整个界面和系统更加亲切、和谐。

研究认知心理学，我们应该从“以人为本”的角度进行用户界面设计。不同的人对计算机使用的熟悉程度不同，有刚刚接触计算机的新手，也有经常使用计算机的专业用户；不同工作领域的人对计算机的使用要求和功能也不同，所以在“以人为本”的基础上，要针对不同用户群体进行用户设计调查，使得设计者对用户的认知行为规律有所了解。用户设计调查的内容包括：通过用户操作界面后的反馈，了解该界面的设计是否符合用户的思维行为方式；是否符合用户的使用意图和认知心理；界面的操作是否简单易学、不易出错；用户使用界面时是否感到生理状况不适和精神压力大。通过用户设计调查获得的信息建立用户模型，描述用户的操作特征，这些特征包括了用户操作行动过程的特征和操作心理因素特征。用户模型是用户界面设计的基本依据、主要思想和评价标准。

1.2.3 交互性原理

随着计算机技术的不断发展，人与计算机的交互方式、交互技术和交互设备越来越多，根据用户对界面的功能需求、用户的职业习惯等，选取适合的交互设备、交互方式和交互软件至关重要。所以用户界面设计必定涉及交互性原理的研究。

交互性原理包括交互方式、交互技术、交互设备和交互软件等，其中交互方式确定了使用什么样的交互技术和交互设备。在确定用户模型后，以用户功能需求为依据，选取合适的交互技术和交互设备，由交互软件把整个交互过程串联起来。研究交互性原理主要是解决人机交互中信息的交流问题，具有人机参与性和互动性。

1.2.4 设计艺术学原理

用户界面设计除了要在功能上满足用户需求以外，还要考虑到用户的情感需求，界面颜色、布局等方面都需要满足用户视觉审美、认知和使用习惯等。用户界面设计不仅仅是一门技术，更是一门艺术，一个好的用户界面设计，在满足需求的同时，用户还可以从中享受到美，欣赏到美。所以用户界面设计与设计美学原理、符号学原理、色彩学原理都息息相关。

目前市面上已经有很多可以直接借鉴和使用的界面设计形式和模板，由于它们的质量和功能各不相同，再加上系统需求和软硬件条件的约束，这些界面设计形式没法达到通用的状态。所以研究设计美学原理，要从构成“美”的原则和“美”的内容出发，将“美”与“技术”相结合，消除仅靠程序员主观想象而设计的界面所产生的乏味性。重视美学在界面设计中的指导地位，消除用户在使用界面时的无聊、紧张和疲劳感，提高界面在用户群体中的美感和亲切感。

用户界面符号化是对人们习惯和经验的总结，研究符号学，主要是研究符号的构成、表达方式和交流方式，解决界面设计中图形符号信息的传达和识别。用户界面中的符号包括了听觉符号、视觉符号和触觉符号，这三类符号是相互关联并共同协助用户更好地使用操作界面，如图1-4所示。因此，以符号学原理为参考进行界面设计，从视觉、听觉和触觉三个方面考虑界面中所要使用到的符号，有利于加强人与计算机系统的交流。

用户界面设计除了涉及布局和符号以外，还涉及色彩的搭配。从用户对色彩的视觉和心理效果出发，基于用户对色彩的认知，结合软件系统的功能和特点，研究色彩学原理，利用色彩在空间、量与质的可变化性进行色彩的组合，创造出满足用户审美的色彩效果，设计出富有美感的用户界面。