以用户认知偏好为依据的3D打印软件界面交互设计

高艳敏

摘要 为保证3D打印软件界面操作精准性与便捷性，确保操作界面可满足不同用户的操作需求，强化用户体验，本文对不同类型用户在操作3D打印软件界面时的操作行为进行调查与研究，以分析不同类型的用户认知偏好，以此为基础提出3D打印软件界面交互设计方案及测评结果。经过研究与论证，可确定最终设计结果可满足不同用户的认知偏好，但依旧存在优化的空间。

【关键词】用户认知偏好 3D打印软件 界面设计

随着科学技术的发展，软件系统与硬件设备之间的融合也愈发成熟，虚拟现实、人工智能及3D打印软件成为近两年技术领域的热点。但目前，3D打印软件操作界面的设计尚无法满足存在认知偏好的不同用户对于界面操作的需求。

1 基于用户偏好的3D打印软件的交互模型

通常的3D打印工作可拆解为选择（编辑）模型、打印预览、确定时间、确定打印、打印进度及打印完成。在对用户认知偏好进行研究与分析中可以确定，对于模型的选择及编辑工作中，用户不同，其偏好及选择也就不同。为明确用户认知偏好对于3D打印软件界面交互的影响，分别选择10名普通与用户及lO名专业用户，进行硬聚类算法分析，明确两种用户在两个操作环节中所表现出来的认知偏好。选择本地模型及定制模型。操作时，用户可采用默认设置或高级设置。经过硬聚类算法分析，将用户认知偏好划分为A、B、C、D四种类型，分别显示实验用户对于3D打印软件的操作偏好。如表1所示。

1.1 不同类型用户操作行为分析

基于以上实验，对不同类型用户的操作行为进行分析。普通用户对于3D打印的认知较少，未能明确3D打印软件的科学技术，以及对于打印模型的设计能力。在打印随机模型时，普通用户更加关心模型打印是否可行，以及3D打印成型之后的效果，因而会选择本地模型及默认设置，以自动打印简单的模型。普通用户并不会对打印目标模型设计加以修改，可能会基于打印需求编辑打印尺寸。普通用户更加关心打印所消耗的时间，对于实际设计参数及技术参数的关心不足。

与普通用户不同的是，专业用户具备足够的技术水平，在实验中表现出强烈的目的性，会以目的为导向，对打印模型及技术参数进行调整，或自行设计打印模型。专业用户会主动尝试多种技术参数的不同组合，对3D打印结果进行比对，以确定更加契合自身实际需求的设计配置，专业用户会更多地进行个性化地操作与选择。

1.2 用户行为的一致性偏好分析

对于两种用户而言.在实际的界面操作流程上，具备一定的一致性，具体表现在对基础流程的操作，都需要进入操作界面，点选模型，确定参数并加以调整，打印预览，确认打印，查看进度及打印完成。在完成打印动作之后，会返回到主页面。用户操作行为的一致性可以概括与总结为两种类型，分别为自主操作及实时浏览。自主操作具体包括界面操作、模型选择、模型编辑及打印操作。

1.3 用户行为的差异性偏好分析

不同类型用户在基础操作方面具有一致性，但同时也存在操作偏好的差异，具体表现在3D打印的部分流程中，具体表现为3D打印模型选取方面，普通用户会选择随机模型及通用参数，专业用户会进行设备设置及模型编辑，主要是有两类用户的知识背景及技术水平决定的。

1.4 3D打印软件交互模型设计方法

基于用户操作认知偏好的异同，对3D打印软件交互界面模型加以构建，对操作流程加以调整：模型添加一模型点选一模型预览（编辑）一模型确认一模型打印一打印完成。

在操作中，用户可通过该交互界面完成操作，打印3D模型。所设计交互模型可划分目标模型种类，具体包括本体模型、云模型、外部模型及简易模型等，并基于这一前提，划分实施浏览的阶段类型，确保浏览模型与信息状态之间的匹配性。点选模型之后，用户可通过界面操作进行模型规格编辑、基础设置、高级设置等，或直接选用默认设置。3D打印正式開始之后，用户可通过该界面查看打印时间、打印进程及喷头落点等信息，打印的可进行暂停操作或继续操作，在完成打印之后，自动跳转至主页面。

2 基于用户偏好的3D打印界面设计与评估

2.1 方案设计

A设计方案：以用户认知偏好为基础，设计3D打印软件交互模型，可通过对图标的点选来确定打印模型，可对打印模型的数量进行选择。该交互界面的主页提供多种基本操作，可采用轨迹球进行界面操作。该设计方案提供常用打印模型及基础参数，可通过用户操作指导掌握界面的操作方法。

B设计方案：在界面的主页面提供打印模型的选择，点选打印模型即可进行下一步操作。主页面中对基础模型及基础参数加以隐藏，可通过拖动操作控制打印模型的模糊尺寸，或可进行精准尺寸与规格控制。可通过文本提示或语音提示掌握界面操作方法。

2.2 方案测评

为保障更好的界面设计效果，对两种设计方案进行性能测评工作。同样选随机择专业用户及普通用户各10名，随机选择设计方案进行进行操作，完成3D模型的打印。经过测试可以确定，A设计方案的测评中，共计产生误操作69次，分别集中在11个操作环节中，而B方案的测评中，共计产生误操作35次，分别分布在12个操作环节。相比之下，B设计方案的所造成的误操作更少，可选用B方案进行3D打印软件界面的交互设计，并对该方案加以优化及改进，以此减少误操作的可能性，提高操作精准性。

3 结语

基于用户认知偏好，提出两种3D打印软件界面交互设计方案，并对这两种设计方案进行测试与评估。经过测试可以得知，其中第二种设计方案更加能够满足大多数用户偏好，但依旧存在一定程度的误操作问题，依旧需要通过界面优化与改进以避免这一缺陷。

参考文献

[1]李雪楠，赵江洪，赵丹华，基于用户认知偏好的3D打印软件界面交互设计[J].机械设计，2018，35 （07）：124-128.

[2]曹国忠，王听，基于需求的3D打印产品服务系统功能及交互页面设计[J].美术大观.2018 （03）：124-125.