基于可用性评估实验的烹饪导航研究及其界面设计

刘一桥 倪嘉昊 何乐为（中国美术学院 文创中心，浙江 杭州 310000）

引言

随着互联网大数据和智能家居的发展，家用电器上网已屡见不鲜。互联网中的菜谱可以帮助不会做饭的人学习如何烹饪一道菜品。将烹饪导航与厨房电器结合，可以节省时间提高效率。在烹饪过程中，交互界面的信息展示的效率和可阅读性极其重要。可用性评估实验可以对交互界面的可用性、效率性、合理性进行研究。

一、基于眼动仪的可用性评估实验

1.眼动跟踪技术简介

早在19世纪就有人通过观察人的眼球运动来研究人的心理活动，通过获得的数据来探讨眼球运动与人的心理活动的关系。眼动仪的出现为现代心理学家利用眼动技术探索人在各种不同条件下的视觉信息加工机制，观察其与心理活动产生的各种有趣奇妙的关系，提供了新的有效工具。眼动跟踪技术是通过对眼球轨迹的记录从中提取如注视点、注视时间、注视次数、瞳孔大小和眼跳距离等数据，从而研究个体的内在认知过程。

2.实验目的

可用性评估是通过用户的使用评估产品使用过程的效率、感受等的方法。通过对油烟机烹饪导航界面的眼动仪可用性评估实验，探究界面上以何种内容表现形式（图片、视频、图标、文字等）可以使用户在最短时间内获取有用的信息，使其理解和记忆更加深刻。同时探索内容的大小、位置、不同排版形式对用户注意力的影响，找到最高效合理的组合。

二、实验设计

1.注视热区图策略

通过眼动仪对被试者眼球的追踪，根据界面上某一点的注视时间和移动轨迹生成热区图，将多个被试者的热区图叠加后，可以排除偶然性误差，判断被试者对界面上不同区域的注视倾向和比重。

2.兴趣区策略

通过对实验界面的兴趣区划分，记录被试者兴趣区首次进入时间、兴趣区注视次数、兴趣区注视时间和兴趣区注视率等实验数据。兴趣区首次进入时间指注视点首次达到兴趣区域所耗费的时间。首次进入时间数值越小，表明该兴趣区获得了越多的注意。兴趣区注视次数是指眼球在100～200ms稳定在兴趣区域内所形成的点。兴趣区注视时间是眼球在兴趣区内的总注视时间。注视率指的是注视时间在某兴趣区的时间比。注视次数、注视时间和注视率三个数值成正相关关系，数值越小，说明被试越快理解兴趣区内容，数值越大说明兴趣区获得了越大的注意力。

3.平行测试

平行测试即控制变量法，本研究中，共有A、B两组测试，A组测试对应两个变量，B组测试对应一个变量。将20个被试者分为A1、A2、B1、B2四组，每组5个人。A1和A2参与A组测试，测试A为差异排版和差异内容表现形式的可用性评估测试。A1将依次看到4张不同排版的界面，图1可见，每张观看10秒。该界面为烹饪过程其中一个步骤的介绍，由文字和图片组成，4张排版形式和图片尺寸不同。A2看到的界面与A1相同，只是A2的界面里的图片换成视频。

B1和B2参与B组测试，测试B是差异内容表现形式的可用性评估测试。B1和B2将分别看到一张界面，界面内容相同，表现形式不同。界面内容是该道菜的基本信息，包括主料、辅料、口味、制作工艺、烹饪时间和难度。B1的界面全部由文字展示这些内容，B2的界面内容由图片、图标和文字组成，见图2。

B1和B2的界面观察时间不做限制，直到被试者认为自己已经记住了界面中的内容为止。观察结束后，要求被试者立即把刚才看到的界面内容填写在一张表中，见表1。记录被试者的观察时间，统计被试者的填写正确率。

表1 B1和B2界面内容记忆测试表

4.实验设备

本次实验使用的设备是上海心仪电子科技有限公司的I-Track 60眼动仪及其配套软件，该设备在被测试者与烹饪导航界面交互的过程中，记录被测试者在观看烹饪导航界面过程中的眼动信息。得到的数据包括注视热区图、兴趣区注视数据等。测试使用电脑为Windows7 64位操作系统，测试距离为45～75cm的双眼采集方式，屏幕分辨率为1366×768像素。为保证被试者的舒适自然，要求被试者全程自然坐姿，座椅柔软，实验全程无噪音人为干扰，测试内容在测试前对被试者保密。本次测试中的样本是自主设计的智能烹饪导航系统界面。

5.被试者的选择

被测试者要求裸眼或矫正视力在1.0以上，无色盲色弱。参与测试的测试者20人，男性10人，女性10人，均为在校大学生。年龄均在23～25岁。所有被测试者均符合测试条件。

三、实验数据处理与分析

根据眼动仪记录的数据，先分别观察A1组测试的4张界面（图片+文字）的5个被试者的热区图，然后将A1的4张界面的叠加图交叉对比，用同样方式将A2组4个界面（视频+文字）热区图叠加，见图3。

通过图20和图21的对比可以得出：A1组4张界面由图片和文字组成，被试对文字注视更久，A2组4张界面由视频和文字组成，被试对视频注视更久，同时文字也会兼顾。所以A1组被试主要观察内容为文字，A2组被试主要观察内容为视频和文字，显然视频和文字的烹饪教学对用户的理解更加有效。

横向比较A2组4张界面热区叠加图可以得出：叠加3的热区连成一片，说明叠加3的排版方式信息更加集中，被试注视点可以用最短的移动距离获取全部信息。下面用兴趣区数据加以验证，首先把4张界面划分兴趣区，每张界面画出两个兴趣区，ROI-1和ROI-2，ROI-1为视频区，ROI-2为文字介绍，见图4。

根据兴趣区策略制定数据评估标准，见表3。实验中眼动仪设备自动采集数据，导出数据后，时间相关数据保留小数点后3位，次数相关数据保留小数点后1位，百分比相关数据保留小数点后1位，然后计算出每组5个被试的平均值。

表2 数据评估标准

A2组测试兴趣区数据见表3。将表中数据按照数值大小填充底色，颜色越偏红数值越小，颜色越偏绿数值越大。表中可以得出：由于界面4视频全屏显示，面积最大，所以ROI-1兴趣区进入时间最短，界面2和界面3视频尺寸相等，兴趣区进入时间一致，优于界面1；界面3中ROI-2进入时间最长，说明被试首次进入ROI-1注视时间最长，吸引力最多的注意力之后才进入ROI-2，而界面3的ROI-1兴趣区平均注视时间、平均注视次数和注视率最低，说明被试在首次进入ROI-1后，充分理解了兴趣区内容，之后复看时间和次数最少，这与注视热区图的结果是一致的。综上所述，界面3达到的效果是最优的。

表3 A2组兴趣区数据

B组测试是针对菜品基本信息界面的差异内容表现形式的可用性评估测试。B1组和B2组的叠加热区图见图5。图中可看出单纯的文字形式界面热区比较分散，并且难以在一块区域集中注意力，图片、图标和文字组成的界面注视区分明而集中，更有助于用户记忆。

通过被试最后填写的信息记忆表加以验证，见表4。用红色标注记忆错误或记忆不全的信息，用黄色标注填写信息与正确答案不完全一致但意思相近的答案。表中可以得出：B2的正确率高于B1，同时B2的记忆时间远小于B1。说明图标和图片的表现形式对用户来说记忆更加深刻，可以减少用户后面复看信息的次数。

表4 B组测试信息记忆统计表

结语

通过可用性评估实验，可以为烹饪导航系统界面设计提供科学依据和数据支持。

对于烹饪经验较少的用户，烹饪前要提供用户菜品的基本信息，如主料、辅料、难易度、烹饪时间等；烹饪导航的信息要清晰明确、易于记忆和理解，步骤尽可能简化；烹饪导航界面设计中要避免信息过于分散，集中的信息可以减少用户的注意力分散，使其更快记住界面信息；内容避免使用纯文字的表现形式，图片、图标加文字的形式更容易使用户记忆深刻；视频教学可以使用户更快理解烹饪步骤。