王振東 喻璐璐 王迷硅谷

(1. 合肥通博網絡科技有限公司， 合肥 230031；2. 合肥工業(yè)大學電氣與自動化工程學院， 合肥 230009)

軟件界面設計是為了滿足軟件專業(yè)化、標準化的需要而對軟件使用界面進行優(yōu)化、美化和規(guī)范化的過程。在設計中利用多種元素相互滲透與交流，使得不同的觀者所能想象的意境不同，這是設計發(fā)展的一個方向[1]。軟件界面是人機交互的主要平臺，直接關系到系統(tǒng)性能的展示與發(fā)揮效果，影響著用戶使用時的工作狀態(tài)[2]。鑒于太陽跟蹤系統(tǒng)使用界面和LabVIEW軟件的特點，本次研究提出了一套基于格式塔理論的用戶界面設計原則，并遵循這些原則設計了太陽跟蹤儀的用戶界面。

1 有關理論及研究略述

文獻[3]從符號學角度探討了產品交互界面的設計方法，總結了人機交互界面設計的相關原則。文獻[4]分析了基于用戶視覺心理的界面設計原則，強調了視覺信息的重要性。文獻[5]采用Kano模型，結合用戶滿意度體驗，設計的適用于老年人智能手機App的用戶界面，有效去除了界面的無關屬性和逆向屬性。文獻[6]和[7]研究了交通服務類的應用軟件設計界面，認為界面設計應該融入現(xiàn)實的情景模式，增進應用界面視覺隱喻的擬物化風格，使現(xiàn)代化技術成為服務與體驗的藝術。文獻[8]通過迭代的方式對移動端產品建立了一套可行性測試評估體系，以用戶體驗設計(UED)為核心思想，通過建立界面提供者與界面接受者之間的映射模型，合理安排界面的顯性和隱性要素，實現(xiàn)面向用戶體驗的界面設計。文獻[9]探討了認知心理學在UI界面設計中的應用，認為產品設計除了考慮行為功能的實現(xiàn)之外，還需要符合用戶的心理認知，強調建立正確有效映射與匹配關系的一致性，以提高產品的市場競爭力。結合UED關聯(lián)的心理學知識，文獻[10]認為，掌握與設計相關的心理學規(guī)律，才能有效把握用戶心理，進而獲得更大程度的用戶滿意度。

2 系統(tǒng)界面的設計原則

格式塔心理學強調，人的視覺系統(tǒng)會對看到的事物進行整體認知和簡化[10]。依據(jù)相關理論，通過分析現(xiàn)有軟件界面人機視覺交互的觀感，結合太陽跟蹤系統(tǒng)的特點，我們認為，界面設計應該遵循以下4項原則。

(1) 交互關聯(lián)。格式塔理論認為，整體不等于部分之和。在具有一定配置的空間內，用戶感興趣區(qū)域的對象會突顯出來形成圖形，而其余對象將退居到襯托地位成為背景。為了便于區(qū)分圖形與背景，可以采用邊緣突出強調的方式來輸入用戶感興趣的信息，同時盡可能淡化背景所使用的色彩，以增強對比效果。同時，對界面對象與交互形式的安排應體現(xiàn)視覺或交互上的聯(lián)系，使用戶的操作體驗更具邏輯性。一般來說，系統(tǒng)多是由幾個連續(xù)的處理環(huán)節(jié)相銜接而實現(xiàn)的，且組成各個環(huán)節(jié)的步驟不盡相同。為了使用戶保有使用時的關聯(lián)性，結合LabVIEW軟件的特點，可以采用選項卡模式來保證各部分具有近似的風格，從而反映各部分之間的關聯(lián)。

(2) 簡潔連續(xù)。知覺印象隨分布環(huán)境而呈現(xiàn)最為完善的形式，彼此相近或相屬的部分很容易組合成整體。對具有邏輯分類的界面對象采用相同的風格化處理，可以使用戶閱讀或操作時產生連續(xù)的視覺效果，而且相似的排列也會使得界面的觀感更加直接，便于用戶學習與使用。一個整體中的部分如果具有較為相似的特征，則這些部分也可組成新的整體，進而增加界面的層次感。從總體上對所有界面對象進行邏輯相似度的規(guī)整安排，可以在一定程度上增加用戶的認同感[11]，同時也可避免相關功能排列的遺失。

(3) 方便操控。界面設計的最終目的是服務用戶對產品的使用，通過界面來使用產品也是用戶對知覺或認知的重組。為了幫助用戶快捷方便地使用產品，設計的界面應該盡量避免用戶接觸多余的環(huán)節(jié)，同時讓用戶能夠通過界面實時操控產品的所有功能，并且可以很方便地實現(xiàn)不同功能間的遷移。另外，設計的界面應該能夠快速地回應用戶在任意時刻所進行的操作，盡可能避免無效處理，以增加用戶對于產品的信任感；產品或系統(tǒng)本身也應在用戶執(zhí)行操作時對被處理對象進行相關判斷。

(4) “扁平化”設計。實體交互界面設計的趨勢是由擬物化的視覺隱喻向“扁平化”的示能性及自然界面轉變[12]。從設計和操作的角度來看，在界面設計中更加突出實際應用價值的“示能性”。被稱為“零3D屬性的設計”的“扁平化”設計，已成為界面設計的一種新興趨勢[13]，受到廣泛關注。界面設計的“扁平化”就是要摒棄復雜的修飾效果，整體簡潔地反映事物的完形，使人們對感興趣的信息的讀取更容易、記憶更深刻、反應更迅速。這是一種對設計在技術上的更深層次的挖掘，在審美上的更高層次的追求。

3 太陽跟蹤儀系統(tǒng)的界面設計

太陽跟蹤系統(tǒng)作為大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，在實驗室大氣柱濃度數(shù)據(jù)測量和實際的空氣質量檢測中都會用到。下面介紹結合太陽跟蹤儀的性能及上述設計原則所設計的太陽跟蹤儀系統(tǒng)的界面。

3.1 界面的信息構架

太陽跟蹤儀主要包括圖像采集部分、電機轉臺部分及上位機部分[14]。其中，轉臺部分包括方位電機和俯仰電機，通過上位機系統(tǒng)經RS232接口進行控制，保證采集到的太陽光斑位于視場的中心位置。實驗室使用的雙模式高精度太陽跟蹤儀的上位機系統(tǒng)，采用LabVIEW軟件進行設計，其主要構成如圖1所示。

圖1 太陽跟蹤儀的上位機系統(tǒng)構成

軟件界面的信息構架是指用戶找到所需信息的流程。為了方便用戶使用軟件，需要將信息內容進行有效的組織并標注。此次對太陽跟蹤系統(tǒng)的界面設計主要基于LabVIEW軟件，用戶通過該界面，可以很方便地實現(xiàn)太陽跟蹤操作并記錄相關結果(見圖2)。

圖2 界面的信息構架

3.2 設計的界面形式

根據(jù)相關設計理念，遵循界面設計原則，對界面中涉及的對象進行分類設計。界面背景采用較為護眼的淡藍色，以防止長時間觀測的視覺不適。對按鍵的不同狀態(tài)給予直觀的視覺區(qū)分，以避免用戶的無效操作，同時也及時為用戶反饋系統(tǒng)或產品的應對行為。另外，采用菜單式的設計，用戶選取運行模式就變得更為直接。不同的性能顯示區(qū)域，采用LabVIEW軟件中的選項卡模式進行處理，使得各部分既獨立顯示于用戶面前，又相互關聯(lián)構成一個整體。對于多組界面對象，采用邏輯上的分類排布，融入“格式塔”和“扁平化”元素，增進了界面的觀賞性；適當?shù)牧舭?，也使得查看?shù)據(jù)更為方便(見圖3)。

通過有機組合上述各項設計，再根據(jù)設計原則和實際使用中的反饋進行調整，最終呈現(xiàn)的界面如圖4所示。

圖3 界面對象分類設計效果

圖4 界面總體效果

4 結 語

將格式塔理論及“扁平化”設計風格融入界面設計，提出了太陽跟蹤系統(tǒng)界面設計應遵循的原則，從而為雙模式太陽跟蹤系統(tǒng)設計了一款簡潔實用的用戶界面。經檢測評價和實際使用反饋，此款軟件界面設計取得了良好的效果。當然，由于系統(tǒng)實現(xiàn)的功能會不斷完善，為了更好地服務用戶體驗，更簡潔地展示系統(tǒng)的功能，界面設計也需要不斷改進和更新。