易于用户操作的交互机制

4.3.2　易于用户操作的交互机制

为了让用户轻松驾驭基于可视化技术的知识转化平台，需要设计合理的交互机制。用户与资源之间的交互是通过平台提供的人机界面实现的，在用户收集、产生、组织、检索、学习和利用知识资源时，键盘操作、鼠标操作是经常发生的。同时，由于可视化对象空间的存在更是加剧了人机之间的互动，选择或更改挖掘算法、展示算法，添加、修改、删除可视化对象及其属性，在不同的可视化对象之间跳转，在不同层次或者不同区域之间跳转，剔除或增加可视化数据源，链接不同的可视化对象，链接知识资源到可视化对象等。如何组织这一系列操作非常关键。在同一状态下，一个可视化对象的操作可能达到数十种。因此，交互界面应将用户需要的所有操作以合理的方式、顺序和结构呈现给用户，方便其完成相应的操作。界面结构布局是否合理、是否存在信息过载、是否容易学习和接受、是否能够简易操作、是否能够减少乃至避免误操作是交互设计的重要原则。交互设计需要借鉴计算机科学、信息学、人类工程学、美学、心理学、工业设计及社会学等诸多学科的知识，是一项复杂的工程。交互设计不仅要满足用户的功能需求，还应满足其认知需求、健康需求、心理需求及美学需求等。交互机制的构建首先应该识别用户需求，然后整合多种通道并关注用户体验进行改进。

（1）识别用户需求

识别用户需求是交互设计的关键，只有真正了解了用户的任务需求、操作习惯、认知需要及感知需要，才能设计出满意的人机界面。交互设计的内容包括界面结构的布局、操作顺序的安排、图形元素的设计及图形颜色的搭配等。这些内容的确定均需要考虑用户的习惯和要求。用户是喜欢检索结果列表在上、可视化结构展示在下，还是喜欢可视化结构展示在上、检索结果列表在下；用户是偏向使用面板，还是更习惯使用对话框；用户是喜欢使用矩形，还是更喜欢使用椭圆；用户是偏向深色搭配，还是浅色搭配。这些都是由用户说了算。同时，用户需求的确定不是一次性完成的，原型设计方法是通行的策略，先开发出一个原型，然后让用户试用并进行评估，根据评估意见进行修改，接着重新评估、修改直至满足用户的需要。同时，为了有效地描述用户需求，可以借助一定的工具完成，例如统一建模语言UML，将一个用户界面的所有操作功能用一幅用例图表示；针对每个可视化对象的一系列操作，使用活动图、顺序图、状态进行表示，例如某一图例的鼠标操作序列可以用一个状态图清晰地描述出来。通过采用规范化工具描述用户需求，能够满足原型设计开发的需要，不断地修改需要文档来记录和跟踪，有了规范的文档，设计人员能够更好地与用户交流、更好地进行完成设计。

（2）整合多种通道

随着多媒体技术的发展，图、文、声等多种类型的资源分布于系统之中，交互白板、手写输入、文字识别、语音录入、语音合成、语音识别、视线跟踪及视觉反馈等技术的流行要求人机交互界面能够整合多种通道，而不再局限于鼠标、键盘及显示器。多通道界面允许用户利用本身的内在感觉和认知技能，使用多个交互通道以并行、非精确方式与计算机系统进行交互。多通道具备诸多优点：首先，通过利用各种通道、设备和交互方式，可以将人类的视觉、听觉、嗅觉、味觉及触觉等多种感觉通道在功能上进行互补；其次，由于各个通道在功能上相互交叉，在一定程度上可以替代，这种并存的冗余性能够带来不小的鲁棒性和环境适应性，突出表现在残疾人士身上；再次，多通道提高了输入输出的带宽，其实质是引入了自然交互的手段，向人与人之间的交互靠拢；最后，传统界面中一个突出问题是用户繁忙的双手、繁忙的双眼以及其他部位空闲之间存在强烈反差，而人类的感觉器官可以平行地处理信息，多通道的利用可以充分利用各个器官功能、降低忙闲之间的强烈反差。因此，使用多种交互设备和交互方式，可以利用它们之间在功能上的互补性，方便用户传达交互意图和理解计算机输出，提高交互效率，增加交互自然性。

（3）关注用户体验

交互设计一定要关注用户在交互过程中的体验效果。用户体验是各种信息进入大脑之后，用户通过自我感知得到的内在评估。通过关注用户体验特征并获取用户体验中的真实感受，将提供用户与平台交互的效果。用户体验包括技术体验和情感体验，其中，情感体验包括享受、美学及娱乐等方面。Cawthon等（2006）建立了一个可视化系统用户体验中美学特征评价的概念模型，如图4-5所示。

图中阴影部分表示正面用户体验、负面用户体验，由用户的快乐感或挫败感决定。中间轴线表示给定可视化的美学特征，可以表示美学特征的多个方面，即可以对每个方面分别进行评价。图中点1表示在快乐感和挫败感之外的美学最低水平；点2表示美学特征的最佳水平；点3接近于用户体验的中间水平，但基于很大的美学特征，是决定整个用户体验的关键；点4表示由于美学特征造成负面用户体验。可见，并不是美学特征越大，用户体验效果越佳。

图4-5　可视化系统用户体验中美学效果评价的概念模型