基于眼动仪的洗衣机操作界面的设计

文/尚鑫伟 叶信尉

随着科技的不断发展，眼动仪成为一种广泛应用于人机交互领域的技术工具。本文研究将应用眼动仪技术于洗衣机操作界面，以提高用户体验和操作效率。首先，介绍了眼动仪的原理、分类及其在人机交互领域中的应用。然后，分析了传统洗衣机操作界面存在的问题。接着，提出了基于眼动仪的洗衣机操作界面设计方案，并详细讨论了其设计原则和具体实施方法。最后，通过实验验证了该设计方案的有效性，并探讨了可能的改进措施。本研究结果表明，基于眼动仪的洗衣机操作界面设计能够显著提升用户的操作效率和体验，具有很大的潜力和应用前景。

洗衣机作为家庭生活中常用的家电产品，其操作界面的设计直接关系到用户的使用体验和操作效率。良好的用户界面设计应该是好的可用性、功能性和美感的综合体。然而，传统洗衣机操作界面常常存在着诸如按钮过多、功能复杂、操作模糊等问题，给用户带来不便和困扰。随着眼动仪技术的发展和普及，将该技术应用于洗衣机操作界面设计中，有望解决上述问题，提高用户的操作效率和体验。

基于眼动仪的洗衣机操作界面设计需要遵循一些设计原则。首先，界面布局应简洁明了，避免过多的按钮和信息。其次，界面元素的大小和位置应根据用户的注意力分布进行调整，以提高用户的操作效率。此外，语音交互功能的设计需要考虑用户的习惯和口语表达习惯。最后，实时反馈功能应以简洁、直观的方式向用户展示洗衣机的工作进度和状态。

实验设计

实验目的

该实验旨在通过问卷调查、家庭走访和专家咨询的方式，探究不同设计因素对于用户的视觉搜索效率、用户体验和操作效率的影响。具体研究方向包括对称和T 型布局、色彩对比度、图文结合程度以及界面背景使用蓝色和白色四个方面[2]。研究者将通过对比不同实验条件下的数据，以便全面地了解不同设计因素对于用户感知效果的影响，并为界面设计提供相关实践建议，从而进行界面设计。

实验准备

实验设备

被试：眼动仪实验被试7 人，视力正常，综合考虑到洗衣机的使用范围广，因此我们选择了不同年龄阶段的群体进行实验。

实验材料：实验的界面材料根据实验目的进行设计，以不同的用户界面为自变量，眼动仪为因变量，探究不同自变量下对于用户的影响。

设计方案A：布局形式为对称布局，以中间圆形为对称中心，在圆形的两侧分别布置3 个按钮、色彩对比度相同、不采用图文结合，背景颜色不同（A1 为蓝色、A2 为白色）。

设计方案B：布局采用T 字型布局，将6 个按钮分布在圆形显示的上方，色彩对比度相同、不采用图文结合，景颜色不同（A1 为蓝色、A2 为白色）。

设计方案C：布局采用（填写由A、B 方案得出较好的布局），色彩对比度分别设置为25%、50%、75%、100%，不采用图文结合，背景颜色不同（A1 为蓝色、A2 为白色）。

设计方案D，布局采用（填写由A、B 方案得出较好的布局），色彩对比度采用（填写由C 方案得出最好对比度）、采用图文结合，根据[1]得知界面可以在按钮添加易识易用的小型图标， 图文结合，增加可读性、可视性；因此在每个按钮下设置相应的小图标，背景颜色不同（A1 为蓝色、A2 为白色）。

实验流程

在实验开始前，主持人向被试者解释了任务和注意事项。被试者被要求观察四组按顺序出现的图片，并可以自由地观察图片上的内容。在实验开始之前，每位被试者必须进行眼动仪的校准，以确保准确跟踪受试者的眼球运动。在整个实验过程中，被试者只能观察屏幕上的图片，并且不能移开视线超出眼动仪的监测范围。为了确保被试者在实验过程中感到舒适和放松，提供了安静的实验环境，并确保实验照明不会干扰被试者，避免对实验结果产生影响。

在登记信息阶段，被试者的年龄、眼睛度数、身高和性别被记录下来，以确保被试者在各个年龄段和性别上的分布，从而提高实验结果的完整性和全面性。

设备调试阶段，被试者被安排在规定位置，通过设备自带的软件进行距离调试，并将设备与眼睛瞳孔进行匹配，以为后续测试做好准备。

测试开始时，将图片导入眼动仪自带的应用程序，并设置播放速度为10 秒。也就是说，第一张图片出现后经过10秒会自动播放下一张，直到所有图片播放完毕。

在实验过程中，眼动仪会自动记录实验数据，包括被试者的热点图和轨迹图。最后对实验数据进行分析。7 位被试者都按照以上实验步骤进行了测试。

实验结果分析

热点图和轨迹图分析

界面对称分布和T 型分布分析。热点图是使用颜色来显示眼动数据分布的一种图像，用于确定被试者在观看图像时的注意力集中区域。通过热点图，研究者可以快速获取受试者在特定任务中感兴趣的区域，从而理解视觉注意的分布并确定洗衣机界面布局。眼动仪轨迹图是一种基于眼动仪数据生成的可视化图表，用于展示眼球在观察过程中的移动路径和注意力分布。它可以评估用户对界面的注意力分配和交互行为。轨迹图逐点连续地显示了被试注视点的位置和注视时间等信息，其中圆圈的大小反映了被试在该点的注视时间和注视次数。因此，眼动仪轨迹图可用于评估用户对界面的注意力分配和交互行为。设计师可以利用轨迹图分析用户在使用界面时关注的区域和浏览路径，以优化界面设计，提高可用性和用户满意度。

实验A 研究了洗衣机界面的适用性与操作界面的T 型分布和对称分布之间的关系。为了模拟真实的洗衣机环境，参与者被要求想象自己正在使用洗衣机，并对界面进行操作。测试任务是在规定的10 秒内自由观察洗衣机界面上的内容。测试采用了白色背景，洗衣机的操作界面由六个小按钮和一个圆形大按钮组成。这六个小按钮分别属于电源、转速、延时、程序、预约和暂停六个模块。而圆形大按钮则用于显示温度和时间。不同布局方式下，按钮的分布也不同：对称布局中，大按钮位于中心，小按钮分别布局在大按钮的两侧；而在T型分布中，六个小按钮均匀地布局在大按钮的上方，形成了一个T 字型结构。

通过热点图，观察到对称布局界面的热点较少，主要集中在中间按钮上。相比之下，T 型布局的热点较多且分布较为分散。这表明对称分布的界面更加简洁明了，热点主要集中在少数按钮上。对比而言，T 型分布由于极端的按钮排列方式，导致被试者的关注点较多且分散。对称布局的界面热点呈绿色，而T 型分布的界面热点主要为黄色。这进一步证明了对称布局更易于理解和解释，能够帮助用户直观地了解界面情况，因此热点多为绿色。而T 型分布的形态有时候可能需要被试者的大脑进行额外的加工才能更好地理解，因此热点呈现黄色。

在轨迹图中，相对T 型布局界面，对称布局界面展示了更多的轨迹线。然而，根据热点图所显示的绿色热点分布，这并不意味着注意力分散，而是指被试者在观察完整个界面内容后，返回或重新观察其他内容。这说明在相同的10 秒内，对称布局的浏览速度更快。对称布局的轨迹线主要集中在按钮和按钮之间，点与点之间的距离较近。相比之下，T 型分布的轨迹线上的点之间距离较远，导致被试者难以快速到达他们想要观察的区域。

根据热点图和轨迹图的结果显示，对称布局展示了高度可读性，能够帮助用户快速获取关键信息并提升用户体验。对称布局的设计方式减轻了认知负担，适用于各个年龄段的用户，进一步提升了用户体验。

对称和T 型分布下蓝白背景分析

实验C 对比了T 型分布和对称分布的热点图和轨迹图，并在不同背景条件下进行了测试。为了模拟洗衣机使用环境，我们要求受试者设想自己在使用洗衣机并操作界面。测试任务是在规定时间内浏览洗衣机界面，我们收集并分析了两组对照组的热点图和轨迹图。

轨迹图的线条数量反映了图像的复杂程度，线条数量越多则表示观察过程中在不 同位置来回移动的次数越多，表明图像较难理解且复杂度较高。根据白色背景和蓝色背景中的轨迹图的结果可知，相对于蓝色背景，白色背景下的轨迹线条更多，这表明蓝色背景更适合作为洗衣机界面。

因此，在用户界面设计中，颜色因素对视觉识别效率产生影响。颜色对比越明显的用户界面搜索时间越短，可识别性和可读性也越强。这导致任务耗时缩短，认知难度降低。

界面不同对比度分析

实验C 是一项针对洗衣机界面对比度的测试，改变其对比度。被试者被要求设想自己在使用洗衣机并操作界面，每张图片的观察时间限定为10 秒。本组测试采用了背景为蓝色、对称布局的交互界面，但按钮和按钮之间的对比度不同，分别为25%、50%、75%、100%。

在热点图中，由于对比度较低，图标与图标的边界模糊，区域难以区分，导致热点较少且颜色较深，主要呈现红色，并且点与点之间距离较近。由于区域之间的差异不明显，观看界面需要更长的时间，导致频繁的交互。因此，这些区域呈现出高热度的特征，并且彼此相邻。热点较少且点与点之间距离较近表明用户在特定区域或功能上持续关注和交互。这可能表示用户对该按钮有更高的需求，因此这些区域显示出较高的热度且彼此靠近。随着对比度的增加，红色热点减少，但是热点数量增加且点与点之间的距离增大。当对比度达到100%时，几乎所有小按钮和中心大按钮都有热点，并且主要呈现绿色。这表明在相同的十秒内，高对比度的界面能够更快速地浏览，并且更符合被试者对洗衣机界面操作习惯的需求。

在轨迹图中，由于对比度的影响，对比度较低的轨迹图多集中于一个区域，且轨迹图中的点相对较大，这表明在该点的观察时间较长。随着对比度的增加，轨迹图中的轨迹线密度减小，范围增大，涉及的区域更广。当对比度达到100%时，大部分被试者的轨迹图几乎覆盖了整个界面，证明高对比度能够增强面元素的可识别性和可读性，使其更易于理解和操作。

实验D 研究了洗衣机界面中小图标的适用性。参与者被要求在10 秒内尽可能多地观察界面内容，以模拟真实使用洗衣机的情境。测试任务中，采用了对称布局和蓝色背景，并在右侧界面的按钮上添加了显示功能的小图标。

在热点图中，右侧界面的按钮带有图标，相比之下，左侧界面的按钮没有图标。热点图显示，右侧界面的按钮更受关注，热点主要呈现绿色，少量为红色，其中红色热点主要集中在图标上。相反地，右侧没有图标的界面，热点主要集中在中间的大按钮上，只有左侧的小按钮有较多的热点，右侧小按钮的热点较少。这表明，在10 秒的时间内，参与者难以完全阅读界面上的所有内容，导致后续观察右侧小按钮时，热点图显示更多的绿色。相比之下，带有小图标的洗衣机界面中，每个按钮都有较多的热点，而且热点主要分布在按钮上的小图标上，而不是文字上。带有小图标的热点图具有广泛分布且大部分为绿色的特点。这证明带有图标的洗衣机界面有助于参与者快速理解按钮的功能，因此在相同时间内，参与者可以多次观察相同的按钮。此外，我们还发现少数带有图标的按钮上有红色热点，这表明带有图标的按钮能够吸引参与者的注意力。当热点图中包含小图标时，这些小图标成为热点图上的热点。参与者频繁观察小图标以进行交互，因此带有小图标的按钮显示出较高的热度。

相对于没有图标的左侧界面，右侧带有小图标的小按钮显示出较少的轨迹线和较低的线条密度。这表明没有图标的界面阅读速度较慢，而带有小图标的界面能够准确传达按钮的功能和操作，使用户更容易理解和记忆，从而提高界面的阅读速度。

此外，带有图标的界面使参与者更容易理解按钮的功能，简化了交互流程，减少了用户的困惑和疑惑。带有图标的界面的轨迹线主要集中在两侧的功能性交互界面，而没有图标的界面的轨迹线主要集中在界面中心的大按钮上。带有图标的小按钮能够更好地吸引参与者的注意力，并引导用户采取特定的操作，例如电源开关和转速调节。此外，带有图标的界面的轨迹图更加规整，证明了该界面能够吸引参与者的注意力，提高界面的可用性。

洗衣机操作界面的优化设计方案

以用户提供更好的洗衣机交互界面为目的，在洗衣机操作界面的优化设计方案中，界面的布局采用中间为大按钮，在大按钮两侧分布两排小按钮的对称布局；背景采用蓝色背景，加强按钮与背景的对比度，让使用者更好地区分按钮，提高按钮的关注度；界面的对比度采用100%；在是否有图标的实验中，被试者对于有图标的操作界面有更多的兴趣，且更能提升浏览速度和理解程度，因此在优化设计方案中将洗衣机的操作界面中的6 个小按钮上添加相应的小图标，加强界面的可阅读性。

本研究基于眼动仪的洗衣机界面设计，得出洗衣机操作界面上不同的背景、对比度、布局的分布、图标的设置，提出冰箱操作界面的优化设计方案，为市面上洗衣机的操作界面提供了参考依据。并且在将来的洗衣机界面设计实验中，可以在这个基础上，对于界面上小图标设计的大小、复杂程度进行研究；或者对于图标和文字位置关系进行研究。得到更适合洗衣机使用者的操作界面，给使用者带来更好的使用体验。