基于用户体验的智能家居终端交互设计研究

马中华　郝晓峰　乔雅煊

关键词：用户体验;智能家居;交互设计

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2022）06-0106-03

1相关概念解析

1.1用户体验用户体验，由唐纳德·诺曼提出，指的是用户在使用某一产品、服务或系统时的主观感受[1]。用户体验由很多要素构成，针对用户体验要素的研究，受到较多设计师认可的是由AJAX（Asynchronous Javascript And XML，Web数据交互方式，简称AJAX）之父杰西·詹姆斯·加勒特在《用户体验要素》中提出的，从战略层、范围层、结构层、框架层和表现层自下而上地构建用户体验，如表1[2]。战略层主要包括产品目标和用户需求，以及提出产品的开发目的;范围层主要是根据战略层提出的目的和需求進行分析总结;结构层通过信息架构和交互设计来实现产品良好的用户体验;框架层的主要任务是确定产品运行逻辑、产品功能;表现层解决框架层呈现的问题，解决用户对框架层的感知问题[3]。关于用户体验的测量有很多方式，主观测量方法如情感测量量表、可用性评价量表、问卷调查、用户访谈等;实验测量方法如：眼动实验、脑电实验、生理指标测量等。用户体验研究的是用户交互过程的所有反应和结果，具有很强的主观感觉特性，因此主观情感测量成为常用的测量方法[4]。借助用户体验研究，可以了解用户在产品使用过程中的影响因素，以指导设计师进一步优化完善产品的使用体验，从而创造更大的经济价值。

1.2交互设计

IxDA（The Interaction Design Association，交互设计协会）对交互设计的解释如下：交互设计师旨在创造实用的产品和服务，以用户为设计的基本原则;交互设计的实际操作必须基于对实际用户的理解：包括他们的目标、任务、经验、需求等;从以用户为中心的角度，交互设计师在努力平衡用户需求、业务发展目标和科技发展水平之间的关系的同时，为复杂的设计挑战提供解决方案，并定义和开发新的交互产品和服务。在早期，交互设计的研究主要是以人与机械产品之间的关系为核心，随着计算机的普及，交互设计更加注重人的使用过程和操作方式，图形用户界面由此诞生;随着“交互设计”学科的兴起，设计越发注重用户的体验，以用户为中心的设计迅速发展。交互设计的研究内容主要分为两个层次：理论研究和应用研究。理论研究主要关注交互设计的定义、构成要素、特点、设计原则和方法;应用研究则侧重于通过交互设计改善产品或服务的使用体验，选题和研究视角非常广泛，涉及科技、教育、艺术、运动、健康、医疗、公共空间、交通出行等领域[5]。

2智能家居终端设备交互设计现状

目前，比较有代表性的终端设备主要有智能面板、智能手机和智能音响等。智能面板主要通过固定屏幕，以触控的交互方式实现对照明、音响、窗帘、温控器等设备的控制，相关品牌如欧瑞博、绿米。智能手机是普及率最高的终端设备，主要通过手机APP实现对智能家居设备的控制，比较有代表性的有小米米家、HomeKit、华为智能家居等。智能音箱主要通过语音交互实现听音乐、查天气、定闹钟等常规性功能，但是语音交互仅停留在命令层，同时存在互动性差和识别率低等问题，智能程度不高，并没有给到用户最完善的语音交互使用体验;之后随着带屏智能音箱的出现，使屏幕承担了视频沟通和监控查看等众多功能，相对低效率的语音交互在一定程度上被弥补。产品使用功能及用户体验，均是影响智能家居产品好坏的决定性因素[6]。受目前语音交互技术发展水平的限制，单纯的语音交互并不能达到用户对智能家居的控制要求，多通道的交互方式才能满足用户不同场景下的需求。如今，按照距离进行划分，智能家居终端设备交互控制方式形成以触控、体感为主的近场交互，以语音控制为主的中场交互，以及以移动终端APP控制为主的远场交互。人工智能时代下交互与体验设计的变革不仅是一种进化，更是重构[7]。语音、体感交互拓展了传统的图形交互界面呈现方式，而远程的交互形式也拓展了交互的距离和空间，并逐步在产品中进行应用，更为简单的信息架构和交互流程用以精确定义用户需求并寻求最优解[8]。

3智能家居终端用户调研与分析

3.1用户调研

为了更精确地捕捉用户需求，文章采用问卷调查与用户访谈相结合的方式，针对用户基本特征、用户经济能力、用户行为特征、用户心理特征、用户痛点等问题进行调研，以挖掘新的设计机会点和产品优化方向。此次问卷调查，通过问卷星平台进行问卷的发放、收集与整理，问卷共设置了12个问题，发放221份，有效问卷156份。经过数据分析，调查结果如下：目标用户主要集中在25—35岁，80后、90后成为绝对用户群主力，其中男性居多;学历主要集中在本科及以上，居住区域与消费水平呈正相关关系;80%用户对智能家居有了解，50%表示愿意在未来安装智能家居系统;目标用户家用住宅面积主要集中在90—120m2，如图1，其中夫妻二人与三口之家占据主要消费人口，如图2;与其他设备相比，家庭安防和智能语音设备需求较多;终端设备选择如图3，用户普遍选择智能手机，其次是智能音箱;交互方式选择如图4，其中语音交互最受用户偏爱。针对智能家居终端设备存在的问题，有31.20%的用户反馈，语音交互智能化程度低，交互体验弱;有33.30%的用户反馈终端设备操作繁琐，需要花费一定时间学习使用;有13.60%的用户反馈，不同品牌设备需要不同终端进行控制，操作繁琐;有21.90%的用户反馈，终端设备交互方式单一，不能满足不同环境的需求。针对问卷调查结果，选择其中6名用户进行用户访谈，年龄范围从25—35岁，职业包括学生、上班族以及专业人员，为避免定式思维影响，其中6位为不同程度的智能家居使用者。针对终端设备使用经验、使用场景、使用中遇到的问题进行访谈，访谈结果如下：

1）终端设备使用经验：6名用户均使用过智能手机控制智能家居设备，其中4名用户具有智能音箱使用经验，均为家中购买智能音箱，3位具有智能面板使用经验，其中1名用户家中安装智能面板，2名用户在酒店使用过智能面板。

2）终端设备使用场景：在外出时，用户通过手机和智能摄像头实时关注家里的安防状况以及老人、孩子、宠物等状态;当有快递、外卖、朋友来访，将会联动智能门铃或门锁，通过手机接收通知，并查看访客与其对话;家里设有烟雾、天然气、水浸等传感器，如有异常将会联动智能开关等其他设备进行关闭，也可以通过手机远程关闭，并通过手机对用户进行提醒。在家时，通过语音唤醒智能音箱，控制窗帘、空调等智能设备，还可通过智能音箱播放音乐;对于没有智能音箱的用户，则使用手机APP进行控制。夜晚时，传感器自动触发亮灯关灯，也可通过语音控制关灯。对于智能面板的使用，主要通过触控来控制窗帘、空调、灯光等设备。

3）使用终端设备时遇到的问题：某些智能设备过于依赖手机APP，甚至需要单独下载APP，不能用统一的控制设备进行控制，用起来相当繁琐;部分设备需要单独的遥控器控制，遥控器太多难以分清;通过智能音响唤醒智能设备，智能音箱识别率太低，需要多次唤醒，有时智能音箱答非所问，智能化低;只能用設置好的场景，不能自由设置联动场景;某些APP系统管理界面太杂乱，不同终端设备控制同一智能设备的界面不具有统一性，操作效率低，学习成本高;智能设备的远程控制，操作反馈不明显。

3.2用户分析

1）用户特征：关注手机、电脑、智能穿戴等科技产品的发展，乐于尝试科技产品用于生活，在此方面有较大消费投入;工作压力大，生活节奏快，注重家庭生活质量，追求便捷、高效、舒适的生活方式;对家居安全较为关注，具有远程操控需求。

2）用户需求：需要智能设备具有统一的入口，方便操作管理;根据不同的环境，可选择合适的设备交互方式;将操纵页面统一风格，规范布局，方便学习使用;设备联动个性化定制，满足不同用户需求;提高语音交互的精准度;简化操作使用流程，降低学习门槛。

4基于用户体验的智能家居终端交互设计原则

4.1可扩展性原则

由于硬件设备种类非常的丰富，从智能门窗到智能音箱，从智能摄像头到智能门铃，未来终端设备需要持续性地接入新的硬件设备，这就要求终端设备具有可扩展性、可兼容性。虽然不同设备操作方式不尽相同，但是可以通过合理的安排布局，实现规律的组织呈现方式，从而嵌入到控制终端设备中。同时增加设备接入方式，兼容WIFI、蓝牙等，统一智能设备入口。

4.2一致性原则

一致性设计包含很多内容，例如：视觉风格一致性、功能流程一致性、操作模式一致性等。通过统一颜色、功能布局、设计风格等从而达到视觉统一。通过采用相同的入口方式，相似的交互方式，相同的层级位置，达到功能流程和操作模式的统一。

4.3去繁就简原则

根据用户调研可以发现，目标用户集中在中青年，其中大部分用户生活节奏快，追求效率，过于繁复的设计，会导致目标用户的流失，也会增加用户的操作负荷。简约的设计，可以避免用户过多的思考，减轻用户记忆负担，增加设备的易学性、易用性。尽可能地简化操作步骤，并进行合理地删减，在操作步骤确定的情况下，尽可能地减少每一步的操作负荷，例如：增大交互对象面积，减少交互对象距离，减少交互接触点，减短交互时间等。

4.4信噪比原则

信噪比，又称为讯噪比，原指电子设备中信号与噪音的比例，在交互设计中指重要内容与不重要内容的比例。主要功能醒目，合理地删减、适时地隐藏不重要功能信息，保持一定的视觉复杂度，突出重点信息，保持界面清晰，从而提高产品的使用效率。因此，可以采用28原则，重要功能和信息只占20%，筛选出这20%重要功能和信息，并让这些内容展示在用户能轻松接触的位置中。

4.5有效反馈原则

当用户进行某项操作，产品需要提供相应的反馈，告知用户当前操作已经完成。在信息传输效率和可理解性方面，图形和富媒体信息将比文本信息更容易理解和吸收，因此在互联网上有一句俗语“文字不如表格，表格不如图片”。为了降低用户的认知成本，应该尽可能地对信息进行结构化和可视化，尽可能使信息一目了然，减少用户理解的认知负荷。

5基于用户体验的智能家居终端交互设计流程

以用户体验五要素为理论基础，以手机控制端为例，设计流程如图5所示。

5.1需求调研阶

段市场调研主要利用PEST（Political政治，Economic经济，Social社会，Technological技术）模型，针对政治、经济、社会、技术因素进行宏观环境分析;针对产业上游供应商议价能力、产业下游消费者议价能力、替代品的替代能力、行业内现有竞争者、潜在竞争者进入可能性进行竞争态势分析;然后分析市场规模、市场阶段、市场问题、市场机会以及目标用户群体结构，生成SWOT（Strengths优势，Weaknesses劣势，Opportunities机会，Threats威胁）总结，以探索产品竞争机会点和初期定位。产品调研主要包括两方面内容，一方面，是结合人机工程学理论和行业设计规范，归纳色彩、尺寸、控制等方面的设计标准，以指导后期设计;另一方面，是从用户体验五要素角度进行产品调研，挖掘行业通用的解决方案，使之可以保证产品符合市场用户的期待和既有的心智模型，以此降低用户认知成本，并且通过对现有产品的分析，扬长避短，避免同质化竞争。用户调研主要是定量和定性研究相结合，针对行业资深用户、核心用户、低频用户、流失用户、边缘用户、非用户，进行用户基本特征、用户经济能力、用户行为特征、用户心理特征、用户痛点等问题调查，以挖掘新的产品机会、寻找用户增长方法、寻找用户流失原因、现有产品的使用满意度及产品优化方向，最终生成目标用户画像。

5.2需求分析阶段

根据前期调研，总结目标用户痛点问题、现有选择和解决方案，确定用户价值;产品形态是产品解决需求的核心方法，是用户价值的延伸，商业价值就是各利益相关方的组合方式;根据产品形态确定商业价值，然后从产品形态出发，找到中途的业务模块;根据业务模块的特性分类，对其进行数据指标建模，以指导后期运营数据工作;最终根据用户价值和商业价值确定产品定位。然后将调研收集得到的用户、产品、市场需求，根据需求层次理论进行功能需求转化，根据商业价值、用户价值和市场阶段过滤需求。通过KANO（卡诺）模型，进行定量问卷研究，通过Better-Worse（需求影响力）系数分析，进行功能项优先级权重计算，生成功能需求量表。根据功能需求量表，确定功能规划和版本迭代。

5.3设计实践阶段

根据商业价值分析，确定应用架构的搭建;根据功能需求量表，确定产品演进蓝图;根据数据指标建模，确定产品信息架构;然后根据信息架构，确定产品结构;由产品结构出发，进行页面流程和业务流程设计，最后进行产品视觉层面设计。

6结语

近年来，由于智能家居市场不断扩大、技术飞速发展，智能家居设备层出不穷，但是智能家居的发展还有很长的一段路需要走，特别是在智能家居终端设备不断革新发展的情况下，交互设计需要不断优化完善。文章以用户体验为理论基础，问卷调查与用户访谈相结合，挖掘用户需求，提出智能家居终端设备交互设计原则，并以手机控制端为例，进行设计流程梳理，希望能够为行业发展提供借鉴。