声纳人机交互软件界面的评价模型*

2016-04-15熊思齐姚直象

舰船电子工程 2016年3期

关键词：声纳评价模型

熊思齐　姚直象

(海军工程大学电子工程学院　武汉　430033)

声纳人机交互软件界面的评价模型*

熊思齐姚直象

(海军工程大学电子工程学院武汉430033)

摘要声纳作为反潜战的重要装备,其用户界面设计对装备效能发挥有重要影响。基于用户心理学和界面设计的相关原理,结合声纳装备的特点和用户调查,确定了影响声纳软件界面质量的主要因素,以此为依据改进现有的软件质量模型,构建一个实用的声纳人机交互软件界面评价模型,并对模型的使用进行了说明。

关键词声纳; 人机交互界面; 用户心理学; 评价模型

An Evaluation Model for Sonar Software User Interface

XIONG SiqiYAO Zhixiang

(College of Electronic Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan430033)

AbstractSonar is an important equipment for ASW, and the design of its human-computer interaction attaches great significance to the effectiveness of sonar itself. The theory of user psychology, human-computer interaction and interface design are applied in this paper. It also follows the user principle and the result of the investigation for the sonar software interface, according to which it modifies the existingsoftware product quality-model, presenting a practical evaluation model for sonar software user interface. Lastly, it elaborates the usage of model.

Key Wordssonar, human-computer interface, user psychology, evaluation model

Class NumberTP391

1引言

随着海军装备现代化水平的不断提高,声纳交互界面的设计逐渐得到重视,界面的评价问题也就日益凸显。界面评价一般在声纳设计过程中进行,其主要有两个作用: 1) 检查界面是否达到了用户预期的要求; 2) 尽早地发现界面设计中的问题,避免在界面完成后再做原则性的修改[1]。

现有的界面评价模型是通用的[3],公开文献中没有专门关于声纳设计的界面评价模型。本文针对声纳装备特点,结合用户调查,总结提炼了影响声纳界面质量的主要因素,在此基础上改进现有的软件质量模型,建立了声纳人机交互软件界面评价模型。

2建立评价模型的方法和原则

2.1模型构建方法

建立软件界面评价模型时,可参考已有的软件质量模型。在常见的软件质量模型中,McCall模型[2]按照“属性-准则-度量”的层次关系建立了质量特征与质量度量项之间的关系;而Boehm模型则从更大范围的特征来考虑[4];ISO9126模型将软件的质量特征分为外部特征和内部特征,并考虑到软件产品不同阶段的形态问题。分析这三个模型后可以发现,虽然它们使用的名称并不相同,如McCall称为属性、准则,Boehm模型称为特征、准则,ISO模型称为质量目标、属性,但实际上三者所采用的结构是一致的,即按照“属性-准则-度量”的原则分层建立。声纳人机交互软件界面的评价模型也可参照此结构来建立。

现有的评价模型都是针对软件质量的模型,但在实际工作中,用户关心的是界面是否可用,是否好用,而较少关心一些例如软件占用系统资源等指标[10]。本文基于“以用户为中心”的原则,在大量用户调查的基础上,对现有软件质量模型进行了相应的改进。

2.2指标的选取原则

选择合适的指标是建立界面评价模型的关键。理论上讲,为了科学客观地反映界面质量特征,应该选择定量指标,但软件界面质量中大多数特征并不能定量的描述。因此要不可避免的采用定性指标[7]。在选取评价指标时,应按照以下原则进行:

1) 简明性:易于被各方理解和接受,并产生一致的理解;

2) 客观性:尽量客观地反映软件用户界面的本质特征;

3) 易测性:指标容易度量,可以通过计算、测试、统计等方法得到具体数据;

4) 完备性:指标能够反映声纳人机界面的所有主要质量特征。

3评价模型的建立与应用

3.1影响界面质量的因素

基于用户心理学和人机交互的原理,结合用户调查的结果,本文确定了影响界面质量的七项主要因素:

1) 色彩:色彩在人类的生活中发挥着不容忽视的重要作用,恰当的色彩设计能使界面外观美化,让用户心情舒畅,视觉良好,有利于提高用户的工作效率[5];反之,如果色彩运用不当,则可能破坏界面的造型形象,引起用户心理上的反感、压抑,导致其视觉疲劳,从而降低工作效率。

2) 布局:布局包括界面的风格、控件及菜单设置、显示区域划分等内容[6]。声纳界面显示的信息数量较多,一个合理的界面布局,可提高用户操作时的舒适感,有效减轻用户的记忆负担,使用户更高效的控制系统,如图1为Microsoft的界面,其整体风格简洁明快,图形文字搭配合理,不同控件容易区分,界面布局设计良好。

图1　微软界面

3) 语言:系统的语言信息是系统的核心内容。好的语言表达应当专业、准确,并且方便用户理解,使得系统易于和用户进行交互。语言风格应当和系统的功能和内涵相匹配;系统语言兼顾专业性的同时需要避免过于晦涩,在语法上尽量使用主动句和肯定句;语言不应过于繁琐,简练的语言方便用户的识别和记忆。

4) 响应:在人机交互中,用户界面的响应时间是关键性能之一。系统的响应时间定义为从用户激活系统的一个活动(如回车或点击鼠标)到计算机屏幕或打印机开始提供结果为止的一段时间。人机对话系统中人们要求系统的响应时间尽可能快,过慢的响应时间会使用户焦虑和不满。

5) 一致性:一致性一般包含界面整体风格的一致性、交互方式的一致性、与同类装备专业术语的一致性等。一个具有良好一致性的界面允许用户把已从界面中获得的经验运用到新的任务中去,从而较快地掌握界面的操作规律,同时也能够有效避免用户产生理解上的歧义,增加用户对界面的控制。

6) 易学性:易学性是指系统操作方法容易学习,能够在短时间内被新手用户掌握从而使新手用户能够在较短时间独立操作系统完成某项任务[10]。声纳系统虽然主要面向熟练用户,但新手用户的培训也不应被忽视,一个易学的系统可以降低新手用户入门的难度,缩短培训周期。

7) 操作:用户操作是人机交互的基本内容。一个好的界面应该让操作变得容易,而不是增加用户的负担,操作过程中用户控制权的大小很大程度上决定了用户最终的满意度。如图2为“印象笔记”的界面,在同一交互层中,有三个菜单键可以调出“设置”和“同步”选项,过多的控件指向同一操作可能会造成用户知觉的混乱。

图2　“印象笔记”界面

3.2建立评价模型

在总结影响界面质量的主要因素的基础上,本文基于“以用户为中心”的原则和声纳装备的特性,以现有软件质量模型为基础,构建声纳人机交互软件界面评价模型。

计算机软件用户界面的设计涉及六大方面[1],McCall、Boehm、ISO模型都采用了这六个方面作为一级指标,分别是正确性、可用性、效率、维护性、一致性、移植性。本文将这六项作为声纳软件用户界面的候选属性层,逐一分析、筛选和改进。

1) 正确性(correctness)

在软件设计中,正确性的定义是:在预定情况下,软件满足设计规格说明及用户预期目标的程度,它要求软件本身没有错误[2]。

用户界面评价存在模糊性,不同评语之间没有明显的界限,比如“稳定”和“不稳定”;同时还带有一定主观色彩,比如“好看”与“不好看”。用正确性这样界限分明的属性来描述这些因素是不合适的,因此本文将正确性调整为合理性(rationality),其含义为:界面的外观、系统语言、整体布局等方面表现的合理程度,是否符合一般用户的认知规律和普遍生活经验。合理性主要包含三个方面:

(1)外观合理性:界面的色彩、图片造型、字体、文字大小的合理性;

(2)内容合理性:系统术语是否准确、易懂、简洁,显示图像是否清晰,是否有必要的标题或提示信息;

(3)布局合理性:界面的区域划分。信息显示、菜单设置的合理性。

2) 可用性(availability)

可用性是交互式IT产品一个重要的质量指标,其作为软件质量指标的定义:在要求外部资源得到保证的前提下,产品在规定的条件下执行规定任务时所具有的功能性、可靠性、易学性和交互效率[2]。由于功能性是软件功能模块的质量,故不作为用户界面的评价指标。在用户界面评价中,本文将可用性定义为:界面保证用户顺利完成任务的能力。可用性主要包含三个方面:

(1)易学性:界面使用方法容易掌握,具备有效的帮助功能;

(2)效率:用户使用界面完成任务所占用的时间资源;

(3)可靠性:界面出错的概率和纠正错误的能力。

3) 一致性(consistence)

一致性在ISO软件质量模型中的定义是典型面向设计者的表述:整个软件开发项目中使用统一标准设计和编制文档技术的程度[1]。针对用户界面的特点,本文对一致性的定义为:界面的风格和交互方式保持一致的程度。一致性包含两个方面:

(1)内部一致性:界面在任何功能状态下的外观风格和交互方式保持一致的程度;

(2)与同类装备一致性:界面的整体风格和所用专业术语、计量单位等与同类装备保持一致的程度。

4) 维护性(maintainability)和移植性(portability)

维护性和移植性是软件设计者关心的指标,一般来说声纳用户并不需要通过界面来修改软件,也不需要将软件系统从一个计算机系统或环境移植到另一个计算机系统或环境中。基于“以用户为中心”的考虑,本文在构建声纳软件用户界面评价模型时,没有选择维护性和移植性两个指标。

综上,将合理性、可用性和一致性3项作为评价模型的一级指标;外观合理性、内容合理性、布局合理性、易学性、效率、可靠性、内部一致性、与同类装备一致性8项作为二级指标;参考现有软件质量指标“属性-准则-度量”的指标结构,在2.1节分析影响声纳界面质量的因素的基础上,为每个二级指标选取了相应的三级指标,共31项。最终形成的评价模型如表1所示。

表1　声纳人机交互软件界面评价模型

3.3评价模型的应用

在应用该模型对界面进行评价时,可先使用层次分析法[9]确定模型中各层子类指标在其父类指标中的权重,然后运用灰色关联理论[8]结合模型底层指标的评分对界面进行评价。

4结语

人机交互界面是系统的重要组成部分,随着装备交互技术的发展,声纳人机交互界面的重要性日益突出。本文参考软件质量模型的建立方法,提出了声纳人机交互软件评价模型的建立方法与指标选取原则,总结提炼了影响界面质量的主要因素,并构建了一个以合理性、可用性和一致性为一级指标的声纳人机交互软件界面评价模型,为声纳软件界面的评价提供了基础。

参考文献

[1] 苏克利夫.人-计算机界面设计[M].西安:西安电子科技大学出版社,1991:45-46.

[2] Raskin J. The Human Interface: New Directions for Designing Interactive System[M]. New York: Pearson Education,2000:33-35.

[3] 张晓丰,李克武.软件用户界而的评价方法[J].陕西师范大学学报,2005,33(6):175-177.

[4] Boehm B. Software Risk Management: Principles and Practices[C]//IEEE Software,1991:69-74.

[5] 姜葳.用户界面设计研究[D].杭州:浙江大学,2006.

[6] 霍发仁.人机界面设计研究[D].武汉:武汉理工大学,2003.

[7] 袁玉宇.一个实用的软件质量评估模型[J].计算机工程,2003,29(5):32-34.

[8] 邓聚龙.灰色控制系统[M].武汉:华中理工大学出版社,1993:100-102.

[9] 许树柏.层次分析法原理[M].天津:天津大学出版社,1988:34-40.

[10] 杨飞.工业设计认知心理学研究[D].武汉:武汉理工大学,2003.

[11] 肖国栋,李晓.基于易用性的人机界面评价研究[D].重庆:西南大学,2009.