基于AHP的界面美度评价方法探究

戴一康 薛澄岐 王海燕

摘要：为客观评价遥控器人机界面形态元素的布局美度，选取简洁度、次序感、关联度、联合感和规则感5项美度意象指标，分别量化后引入层次分析法（AHP）分配各指标的权重，提出了布局方案的综合美度（OM）的计算方法；以空调遥控器的人机界面形态元素布局设计为例，验证了该方法有助于设计师优选设计方案。

关键词：人机界面 布局设计 界面美度 设计评价

引言

随着经济的高速发展，人们对生活质量的追求也越来越高，空调作为一种调节室内温度非常方便的家电逐步走进大众生活中来，而空调遥控器因为拥有众多功能且按键数目较多，界面布局的优劣将会极大地影响用户的使用体验和效率，而这些数量众多的界面元素是界面布局中需要重点考虑的因素，简洁明了、秩序井然的元素布局方式能够让用户更方便地使用遥控器。传统遥控器的布局设计主要考虑从人机交互的方式、按键形状和颜色编码、按键功能分区等方面来进行，对界面元素（多种按键以及显示屏）的布置更多通过设计师主观的审美来判断其界面是否达到较好的美度，这类方法虽然能够解决问题但设计方案需要经过多次修改，且设计师个人的审美倾向并不能保证代表绝大多数用户的观点，所以可能产生一系列的问题从而导致界面布局混乱、美观度达不到要求用户要求。

一、评价指标选择

Ngo（2002）在其论文中阐述了—种方法来评价用户界面的美度，通过将界面的美度评价划分简洁度、均衡度、对称度、秩序度等14项指标，运用定量的方法来评价这些指标，在很大程度上提出了一种直观和相对合理的评价方法，但是其论文中仅仅给出了这14项指标的计算方法，并未给出最终的综合美度计算方法，因此本文从空调遥控器的用户界面美度入手，选择其中部分评价指标，运用层次分析法来计算界面的综合美度，利用得出的关系式，对现有空调遥控器的界面进行优化设计本文从中选取5项指标作为最终界面评价体系中的因子。

（一）简洁度

设计合理的空调遥控器能够提高用户的使用效率，一个简洁的界面设计能够让界面的布局简单易读，因此简洁度（Measure ofslmplicity）可以作为一项评价的指标，而简介度的计算公式为：

（二）次序感

用户在使用空调遥控器的过程中，如果能够第一时间找到自己想要的功能按键，那么就能够提高用户的使用效率，这就要求在界面设计时，将最重要的功能按键放置在最引人注目的位置上，因此良好的次序感（Measure of sequence）也是评价其界面美度的一项重要指标，计算公式为：

（三）关联感

良好的次序感能够通过对界面上按键进行合理功能分区来取得，将功能上相关的按键放置在相同区域不仅能够大大提高用户的使用效率，也能够使界面更加规整紧凑，因此关联性也能够作为评价界面美度的一项指标，其计算公式为：

（四）联合感

联合感是伴随关联感产生的，经过功能分区之后的界面会显得非常有秩序，相同的界面元素被归为一个区域因而产生了联合在一起的感觉，这样的联合感使界面布局相对比较有秩序，用户只要熟悉了相关的功能分区就能够快捷地使用空调遥控器，而不会因为想要找某个按键花费太长时间，其计算公式为：

（五）规则感

空调遥控器功能相对比较单一，布局要素也相对比较清晰，因此良好的规则感能够让界面元素看起来整齐，有利于用户使用和搜索，其计算公式为：

二、样本选择

样本选择参考的是网络购物中综合销量以及评论数比较靠前的几款空调遥控器产品，并选取外轮廓为矩形或圆角矩形的空调遥控器作为样本，把产品图片等比例缩放，将产品轮廓在Photoshop软件中用钢笔工具以及矢量工具勾画出来，利用软件中的信息窗口读取，包括产品外轮廓宽度和高度，各种布局要素（显示屏以及按键）的长宽在内的相关数据以及其在坐標系中的坐标等一系列的信息。通过PS软件的信息窗口，可以很准确地得到每一个界面布局元素的宽高以及坐标信息（见表1）。

三、各样本指标得分

利用C#语言编程并在Microsoft Visual Studi02012环境中运行，能够保证数据的准确性与计算的便捷性，得到的相关数据（见表2）。

四、基于层次分析法的评价体系构建

由于评价指标之间的定量关系并不是十分明确，因此本文将采用层次分析法来确定这四个指标与产品总体美度之间的权重关系。通常，利用AHP分析问题大体要经过以下五个步骤：（1）建立层次结构模型；（2）构造判断矩阵；（3）层次单排序；（4）层次总排序；（5）一致性检验。其中后三个步骤在整个过程中需要逐层。

针对本文，将层次分析法的总目标设定为空调遥控器界面美度，将选定的五个评价指标确定为第一指标层，从此建立层次结构模型，（如表3）所示：

在建立递阶层指标结构以后，上下层次指标之间指标的隶属关系就被确定了，对于本文的问题，指标的权重并不容易直接获得，这时就需要通过适当的方法导出它们的权重所用的导出权重的方法，就是两两比较的方法，本文中的评价指标构成了一个两两比较的判断矩阵：

本文用求解特征方程来得到权重向量，针对本文中的数据，通过Matlab软件求矩阵A的最大特征根n。为5.1361，权重向量为[0.4353，0.8672，0.0892，0.2064]。

计算单准则下排序权重向量时，还必须进行一致性检验，因为在人们回答问题的过程中，由于客观事物的复杂性和用户认知的多样性，并且在构造判断矩阵的过程中并不要求判断矩阵的一致性，这就导致了混乱，从而导致用户在评判时出现失误。当判断矩阵偏离一致性过大时，这种近似估计的可靠程度也就值得怀疑。因此需要对判断矩阵进行一致性检验。用n‘表示带有偏差的最大特征值，则n‘与n之差的大小反映了不一致的程度。考虑到因素个数的影响，saaty将CI定义为一致性指标。为了确定不一致程度的允许范围，saat又定义了一个一致性比率CR，CR=CI/RI，当cR<1时，认为其不一致性可以被接受，不会影响排序的定性结果，RI取值（见表4）。

因此认为判断矩阵的一致性是可以接受的。

利用上述所得权重值，可以得到如下所有样本综合美度（OM）的数值：样本一为0.9153，样本二为0.6881，样本三为0.4573样本四为0.3516，样本五为0.7141，样本六为0A521，样本七为0.6679，样本八为0A018。

结论

有上述结果可以看到在所有的八个样本中，样本一的得分最高而样本四的得分位于最后，这是由多重原因所造成，从产品的线框图来看，基本上所有样本的按键布局都非常集中且分布均衡，功能分区明显，而样本四的最后三个圆形按键采用了竖直方向排列，与上方剩余的按键排列方式不相一致，这使得整个界面的规则感遭到了一定程度上的破坏；从整体上来看样本四，除了温度调节键外，几乎所有的按键都是相同形状、大小，这使得界面的次序感不强，界面上没有主次之分，用户很难在第一时间发现最重要的按键（比如模式调节、风速调节等），如果用户不能够很好地了解界面上按键的分布，也就很难继续使用下去本文基于其他样本中按键布局，重新进行界面布局的设计，并采用与上文相同的方法（通过计算综合美度的方式）来检验设计结果是否达到要求。

根据上述计算过程，可以得到改进方案的五项评价指标的得分以及综合美度值为0.3644>0.3516。具体数据（见表5、表6）。

由计算所的数值可知，设计方案中的规则感得分得到了较好的提升，同时综合美度得分也得到了相应提升，因此该方法在一定程度上能够指导设计方案的改进。在得到结论的同时也能够看到，样本的次序感和简洁感在改进之后并没有得到提升，这是由于简洁感相关的计算公式中，涉及到布局元素的个数，而空调遥控器由于界面上按键数量较多，因此在不改变按键数量的前提下会造成简洁感的评分很低，而对于界面次序感，由于在计算过程中，本文仍然将左上角作为权重最高的象限，而现实中，市面上的大多数空调遥控器都将布局元素对称分布，并将重要的元素放置在界面的中央上部，因此在次序感得分上很难达到较高分数。

本文为了使得设计出的界面符合用户对于使用功能需求的同时又能够满足消费者的美感需求和产品形式的愉悦感，使用层次分析法构建界面综合美度的评价指标模型并在界面设计实践中进行了初步探索，取得了一定的成果。