电子鼻界面的用户体验研究

张文莉+陆慧文

摘 要：由于现有的电子鼻界面在用户体验方面存在着很多不足，所以文章主要从感官和交互两方面的体验对其进行阐述。采用实验室测试和问卷调查的用户体验研究方法，分析了哪些因素会影响用户在操作过程中的操作行为，并收集了用户对界面元素的整体评估意见。结合实际的设计案例，针对具体问题具体分析，基于人机界面设计原则，提出便携检测设备界面的设计意见。

关键词：电子鼻界面； 用户体验； 实验测试法； 问卷法

检 索：www.artdesign.org.cn

中图分类号：J0 文献标志码： A 文章编号：1008-2832（2014）07-0118-03

The Electrical Nose Interface user Experience Research

ZHANG Wen-li， LU Hui-wen

（Art School of Jiangsu University， Zhenjiang 212013， China）

Abstract ：There were a lot of disadvantages in the existing electronic nose interface， so this paper studies the sensory and interactive experience on it. The laboratory test and questionnaires were used to analyze that which factor will influence the operation process and collect the users assessment of the interface elements. Whats more， this need not be the case combined with the actual design case. According to the Interface design principle， some suggestions about portable testing equipment interface design would be proposed.

Key words ：Electronic Nose Interface； User Experience； Lab Testing； Questionnaire

Internet ：www.artdesign.org.cn

一、电子鼻检测设备概述

电子鼻检测设备是一种自动检测分析气味的设备，它的工作原理是模拟生物嗅觉形成的过程，使用传感器阵列来识别气味。近年来，国内外对电子鼻的研究主要集中在传感器技术的优化和应用领域拓展两方面。专门针对其操作界面的用户体验研究还相对空白。电子鼻软件技术已相对成熟，在食品、医学等领域都有所应用，但其操作界面的软性能无法准确表达操作方式，使得电子鼻使用的普及率很低。一个不良的界面设计会让用户感到不适，误导用户进行错误操作，从而影响操作效率。因此，电子鼻操作界面的设计也应遵循一定的设计准则。

二、电子鼻界面的用户体验

电子鼻用户体验指的是用户和设备之间的交互体验。交互体验是用户在操作界面过程中的感受，是对界面元素设计和排列布局的认知和体会，在电子鼻界面中，它主要体现在感官体验和行为体验两方面。

（一）感官体验

感官体验指的是界面中存在能刺激到人们感官（眼、耳、鼻等）的意象。电子鼻界面中包含五项内容，波特图、指示图标、操作按钮、数据输出表和辅助显示。波特图显示每个时间段的电压值，通过电压值的波动大小表示传感器对检测气味的敏感程度。数据输出表是用数字的方式来显示波特图上不同时间点的电压值，辅助显示是指界面上的时间、温度、湿度等显示内容。这五项内容的色彩和布局都影响着用户对界面的第一感觉，其中波特图和数据输出表占据面积较大，是用户需要获取的信息，设计时需特别注意。

（二）行为体验

行为体验是用户在操作电子鼻过程中的感受，它受到界面功能、可用性等多方面的影响，单纯的用户行为主要是按钮点击。但是在点击之前，用户大脑要经历一段认知过程。所以界面中选项内容的排序和按钮的质感表现都会影响用户的行为。例如，用户需要通过眼睛观察按钮外观，得知按钮状态是“未点击”或“已点击”，然后才执行操作。

为了进一步了解现有的电子鼻界面中存在哪些感官体验和行为体验的影响因素，本研究将采用实验室测试和问卷调查这两种用户体验研究方法进行用户测试。

三、电子鼻界面的实验研究

（一）实验室测试法

实验目的：观察记录用户操作电子鼻过程中的逻辑思维、真实操作行为，从而分析哪些因素会影响电子鼻操作界面的用户体验。为了减少外部干扰，测试在实验室内进行，主要分为三步，选择被试、设计实验任务和实验后访谈。

1.选择被试

电子鼻用户多为技术研发人员，或经过专业培训的人员。实验选取了5位被试，其中2名电子鼻技术研发人员，2名从事食品检测工作人员，1名测试计量技术及仪器专业学生，年龄均在25～30岁之间。根据使用电子鼻的时间长短和熟练程度，被试又可分为专家用户，熟练用户和新手用户。

2.设计实验任务

实验器材：便携式电子鼻（江苏大学食品学院开发的食品、农产品便携式气体传感器阵列软件）一台，笔记本一台（WindowsXP系统），三星手机（录像），黄酒20ml。实验任务：使用电子鼻检测设备对黄酒进行气味检测，获取各传感器的电压值。endprint

记录员A使用手机进行录像，记录员B将准备好的问题，在用户空闲时间对其进行提问，并记录答案。如图1，一次完整的便携式电子鼻操作主要有初始化、工作、还原三大阶段，一共13个子步骤。实验过程中，使用事先准备好的实验记录表，记录用户打开系统、预热模式、工作模式、还原模式和关闭系统所用的时间，并勾出用户在13个子步骤中的哪一步操作错误、返回或者是犹豫。

3.实验后访谈

完成一个黄酒气味检测实验后，结合录像和现场的电子鼻设备，对被试进行访谈。访谈内容主要是针对用户在使用之后，对设备的期望以及使用中的感受，最后整合调查结果。

4.实验结果分析

测试结束后，对收集到的数据进行整理，得到下表，如表所示。由表可以看出，②、③、④阶段的操作时间差距较大，阶段②的最长时间和最短时间相差5分19秒，说明用户在此阶段对时间把握不准。此外，从备注可反映步骤（8）存在让用户犹豫的因素。

将笔记、表格等整理之后，发现目前的电子鼻界面存在以下问题：（1）用户反馈不足，在打开系统的5秒内，电子鼻对用户无任何回应，用户对设备状态一无所知；（2）提示不明确，在预热和还原工作进行时，用户不能准确判断时间；而且工作结束后，也无任何提示；（3）按钮工作和非工作状态表达方式不统一，容易混淆用户认知。

（二）问卷调查法

1.问卷目的

问卷主要是用来了解用户对电子鼻界面元素的偏好以及满意度。从用户角度出发，就波特图的背景色，整体的布局以及按钮的色彩和质感表现等方面进行了问题的设计。问卷主要分现场调查和网络调查两种方式进行，每种各发放30份问卷。

2.调查对象

调查对象主要是电子鼻或类似检测设备的使用者，他们年龄在25到40岁之间，多为专业技术人员。这个群体男性居多，他们拥有丰富的实践经验和广博的专业知识，在认识问题方面有着一定的深度和力度；而且，他们态度认真严谨，做事讲究准确高效。

3.调查结果分析

用户对于界面背景色的舒适满意度只有32%，且部分用户表示由于经常看同一界面，眼睛习惯了，就感觉不到是否舒适。对于按钮的色彩和质感表现，质感表现的满意度较低。对于现有的整体布局，用户还比较满意。此外，在现有界面提供的功能的基础上，发现用户对于界面的声音提示满意度非常低，因为有些电子鼻界面中根本就没有声音提示，而且一些必要的信息提示也非常缺乏（图2）。

对于色彩，用户选择标准主要偏向舒适性和审美性，这符合人机界面的设计准则。对于电子鼻界面的背景色彩，用户偏向于蓝色和白色居多。蓝色是人眼最不敏感的色彩，因此适合做背景色（图3）。

此外，基于对电子鼻研发人员的访问，问卷又设置了一系列界面上可以增加的功能。如图3所示，用户对于一系列的提示功能和开机界面的增加还是表示高度认可。所以，现有的电子鼻界面具有进一步优化设计的必要性。

四、便携检测设备界面的设计意见

基于以上实验得到的结论，结合人机界面的设计准则，以江苏大学食品学院开发的食品、农产品便携式气体传感器阵列软件（电子鼻的系统软件）界面为例（图4），从感官和行为两种体验角度提出了有关便携检测设备界面的设计意见。

（一）感官体验方面

1.主要背景色的选择要符合人眼舒适性。相对于一般的机械界面，检测设备的界面观看频率高，因此其背景色一定要按照人眼对色彩感觉舒适度来选择，以提供最佳的用户体验。如图4的电子鼻界面，其波特图的背景色为H240 S100 B98，属于高饱和度、高亮度的正蓝色。纯度和明度较高的蓝色具有前进、膨胀的感觉，这种色彩的大面积应用让人眼感觉非常不舒服，易疲劳。所以，H240 S100 B98作为波特图的背景颜色不合适，其明度和纯度应该被适当降低。

2.突出主要的信息。在便携检测设备的界面设计中，一定要合理地运用颜色搭配，重点突出主体的颜色，弱化背景色。人眼对颜色的反应比对文字的反应快，所以通过颜色来区分重要信息比用文字的效果好。在波特图中，8条不同颜色的线条代表了8种传感器，这8种颜色的分配为随机挑选，因此部分线条颜色不突出。传感器1的灰色与背景蓝的对比明显地弱于格线的白色和背景蓝的对比。

3.按钮状态的表现需采用一致性方式。表现方式不统一会混淆用户对操作按钮的认知，在界面中，按钮的状态变化最好一致，方便用户进行准确判断，例如统一使用颜色变化。按钮的工作状态为亮色，非工作状态为暗色。“停止”按钮的颜色可设为红色，具有警戒效果。

（二）行为体验方面

1.程序启动界面呈现给用户。实验过程中，双击桌面上的电子鼻图标，直接跳转到电子鼻的工作界面，这符合让用户快速开始工作的体验设计法则。但实际上，软件的启动需要时间。虽然启动的几秒很短暂，但期间也要告知用户设备正在工作。增加一个与检测功能或品牌相关的程序启动界面，不仅可以促进用户对检测设备功能的认识和理解，还能降低用户在等待过程中的焦灼感。

2.必要的信息提示。检测工作非常严谨，对时间的把握要精准，所以界面上要提供足够的提示信息。检测过程中，用户多通过界面上的时钟来判断时间，但总有提前或延迟的误差。以致用户完成工作的总时间存在较大差距。增加必要提示，可以让用户更准确高效地进行操作。例如，程序设定，在进行预热和还原工作时，界面上出现“预热结束”、“还原结束”以及声音提醒等提示信息，不仅人性化地减少了用户的记忆负担，也提高了用户的操作效率。

3.选项排序要符合用户的思维逻辑。界面上用户选项的排序一定要符合用户的正常思维逻辑，否则容易造成用户判断错误或行为上的失误。实验中，进入工作界面之后，用户首先需要选择预热模式，现有模式选择的顺序为：工作模式—预热模式—还原模式，预热模式排在第二位，这不仅容易造成用户操作行为出错，还会误导用户以为第一选择就是工作模式。

五、结语

诸如电子鼻一类的便携检测设备以后将会得到广泛应用，其界面设计的好坏直接影响着用户的操作效率和使用体验。本文主要使用实验测试和问卷调查法对电子鼻界面的用户体验进行了分析，并提出了改进意见，希望能够对今后的检测设备界面设计提供一定的帮助，优化检测设备的用户体验。

参考文献：

[1]姜国重，基于可用性设计方法的产品开发[D].上海：上海交通大学，2008.

[2]刘亭利、胡国清，电子鼻的应用综述[J].传感器世界，2007（8）.

[3]Christian Rohrer.When to Use Which User Experience Research Methods[EB/OL]. October 6，2008.http：//www.nngroup.com/articles/which-ux-research-methods/endprint