梁鑫　蔣剛　留滄海　唐先滔

摘 要：設(shè)計一款針對盲人生理、心理特點以及符合盲人閱讀習(xí)慣的電子閱讀器?；谔厥馊巳旱娜藱C工程學(xué)，設(shè)計心理學(xué)，結(jié)合盲文書籍與盲人現(xiàn)有閱讀設(shè)備的特點，進行創(chuàng)新設(shè)計。所設(shè)計的盲人電子閱讀器，更注重特殊群體的人機工程學(xué)分析，以及人性化及功能性，同時強調(diào)產(chǎn)品優(yōu)于傳統(tǒng)盲文書籍的便捷性和人機交互體驗，結(jié)合理論數(shù)據(jù)對傳統(tǒng)盲文書籍以及盲人聽書設(shè)備繼承與創(chuàng)新，為盲人帶來有依據(jù)的現(xiàn)代便攜式電子產(chǎn)品的造型設(shè)計、功能設(shè)計和操作過程體驗設(shè)計。

關(guān)鍵詞：盲人閱讀器；創(chuàng)新設(shè)計；人機工程學(xué)

閱讀是人類認知世界、獲取知識的一個重要途徑，對于盲人尤為重要。我國共有1291萬視力障礙人群，盲人由于沒有視力，他們只能通過其他感覺方式了解世界，獲取外界信息。新科技形勢下如何幫助盲人更輕松獲取知識，并體現(xiàn)友好的人機交互和人機工程學(xué)思想。隨著盲人數(shù)字圖書館的不斷建設(shè)，數(shù)據(jù)傳輸越來越便捷，移動設(shè)備的使用也日漸成熟，傳統(tǒng)盲人閱讀方式亟需做出改變，移動電子閱讀因其便捷性和大容量等必將取代傳統(tǒng)紙質(zhì)閱讀。

1 盲人閱讀情況調(diào)查及總結(jié)

1.1 盲人閱讀方式及途徑調(diào)查

盲人的閱讀方式主要分為摸讀和聽讀，其中摸讀占有很大比重。閱讀途徑主要包括盲文書籍及聽書設(shè)備。傳統(tǒng)盲文紙質(zhì)書籍雖然能提供觸摸閱讀，但其笨重攜帶性差，出版周期長，昂貴，購買渠道封閉，人均擁有量低，嚴重制約盲人的閱讀積極性、閱讀效率，降低體驗舒

適度聽讀設(shè)備雖然也有在盲人群體中使用，由于記憶深度淺和使用環(huán)境的局限性，使得閱讀效果差，但是其受眾面廣，對于教育程度無特別要求，適合淺源記憶深度閱讀，如作為新聞、小說等形式資源的提供?？梢宰鳛槊と碎喿x的輔助方式存在，在新的產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)繼承其優(yōu)點并針對盲人的特點優(yōu)化操作，提升體驗感。

1.2 盲人閱讀習(xí)慣調(diào)查

盲人現(xiàn)有閱讀途徑頻率較高的是觸摸閱讀，調(diào)查主要針對觸摸閱讀方式。盲人觸摸閱讀時，主要分為單手觸摸閱讀和雙手閱讀，其中雙手閱讀效率較高，但其實質(zhì)是一只手負責(zé)定位，另一只手負責(zé)摸讀內(nèi)容，本質(zhì)上仍是單手摸讀。現(xiàn)有盲文書籍由于長寬尺寸較大，當(dāng)盲人讀者雙手不經(jīng)意離開書籍時，再次定位需要反復(fù)嘗試尋找上次閱讀位置，摸讀過程中手的擺動幅度大，容易產(chǎn)生生理疲勞感，影響閱讀效率和降低閱讀舒適感，如圖1左[圖片摘自滬江網(wǎng)教育專欄]所示。同時由于印刷排版等因素，盲文書籍普遍較厚，攜帶性差，一定程度上限制了盲人的閱讀環(huán)境，如圖1右[圖片摘自中國壽光網(wǎng)，壽光日報]所示。聽覺閱讀時，目前有不少的聽書設(shè)備、聽書軟件可以供盲人豐富閱讀量，但是聽書設(shè)備和聽書軟件均是基于緩解正常人的視覺疲勞設(shè)計。并且“摸讀”要比“聽讀”更加深刻，盲人如果是聽讀可能很快就會淡忘或者忽略，而“摸讀”則會加深他們的印象，其實就跟正常人通過抄寫來背誦是一樣的道理。

1.3 盲人閱讀情況總結(jié)

盲人閱讀時，傳統(tǒng)盲文書籍觸摸閱讀和聽書設(shè)備聽讀無交集，盲人讀者無法隨意切換閱讀方式，觸摸閱讀擺動手臂消耗更多能量，更容易產(chǎn)生閱讀疲勞。同時由于盲文書籍笨重、尺寸大、昂貴、出版周期長等因素，盲人讀者閱讀體驗差，礙于其他渠道少，盲文書籍仍然為盲人主要閱讀途徑，隨著科技的進步，傳統(tǒng)方式必將被取代。

2 設(shè)計構(gòu)思及分析

2.1 設(shè)計構(gòu)思

前期市場調(diào)查表明盲人閱讀器設(shè)計必須考慮以下內(nèi)容。第一，便攜性；第二，觸摸&聽讀模式切換；第三，操作舒適性。

2.2 設(shè)計分析及解決方案

針對盲人閱讀器的便攜性，主要基于文字的編碼轉(zhuǎn)換，中國盲文主要通過拼音識別，每個漢字或詞語有對應(yīng)的盲文點陣構(gòu)成。如“盲人”二字，拼音為mangren，根據(jù)盲文的拼寫規(guī)范，其所組成的三行兩列矩陣數(shù)字代碼為m（134）ang（236）、r（245）en（356），根據(jù)此原理制作漢字對應(yīng)的編碼即可，按照相同算法編寫程序制作電路版、電子原器件。便攜性的問題可以得到解決。同理在模式切換上面，只需要將文字轉(zhuǎn)換成語音輸出即可，基于現(xiàn)有技術(shù)已能解決上述問題，這里不再贅述。操作的舒適性則需要從人機工程學(xué)出發(fā)，考慮盲人的閱讀習(xí)慣、運動尺寸、閱讀心理等。本文也將重點闡述基于人機工程學(xué)的設(shè)計過程。

產(chǎn)品設(shè)計的核心是“以人為本”，人性化設(shè)計的理念也是社會精神文明程度的象征。人性化設(shè)計與工業(yè)設(shè)計又是相互促進的，工業(yè)設(shè)計的發(fā)展要求產(chǎn)品趨于人性化的設(shè)計，同時人性化設(shè)計又需要工業(yè)設(shè)計的支持。工業(yè)設(shè)計不僅追求美與實用性的并存，更尋求人、機與環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，目的是滿足人們在使用過程中生理與心理的各種需求。產(chǎn)品設(shè)計需要考慮所設(shè)計的產(chǎn)品給環(huán)境和人帶來的結(jié)果，是否會給人帶來享受，同時又不會增加環(huán)境的壓力，實現(xiàn)人-機-環(huán)境的和諧。

3 產(chǎn)品人機工程學(xué)設(shè)計過程

3.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計

明眼人通過轉(zhuǎn)動眼球閱讀，視線距離，文字大小，眼睛左右轉(zhuǎn)動舒適角度作為確定排版尺寸的依據(jù)。盲人則需要移動手指或是靠聽來獲取信息，因此盲人閱讀器的設(shè)計應(yīng)考慮盲人的閱讀習(xí)慣、閱讀方式、閱讀速度以及其心理狀況，同時結(jié)合現(xiàn)有產(chǎn)品在人機交互方面的各種研究成果。

現(xiàn)有產(chǎn)品及盲文書籍的盲文由三行兩列凸點構(gòu)成，凸點底部直徑為1.0-1.6mm，高為0.2-0.5mm，點距2.2-2.8mm。人機工程學(xué)主要關(guān)節(jié)的活動范圍數(shù)據(jù)表明，下臂至上臂通過肘關(guān)節(jié)的舒適姿勢的調(diào)節(jié)范圍85°-110°，手至下臂通過腕關(guān)節(jié)舒適調(diào)節(jié)范圍為0°，同時取90%正常人下臂加手長420mm（指頭長約30mm），轉(zhuǎn)動25°弧指尖所對應(yīng)弦長為182mm（盲文直線排版規(guī)范，最窄弦長168mm，平均值為175mm），如圖2左所示。手平放桌面時由于指關(guān)節(jié)也會自然彎曲，彎曲過后轉(zhuǎn)動半徑減少30mm，所以舒適移動距離矯正結(jié)果為162mm，如圖2右所示。

左手自然放于桌面時，手掌朝下，手指處于彎曲狀態(tài)，且食指、中指、無名指處于較集中區(qū)域，其中長度均值分別為食指69mm、中指77mm、無名指73mm，區(qū)域?qū)捑?4mm，同時各指頭寬約15mm，按照現(xiàn)代盲文的排版規(guī)范，一方盲文長寬分別為6.2mm、3.8mm，方與方間距2.4mm，結(jié)合盲人雙手閱讀的習(xí)慣及人機交互中鍵位的分配，閱讀器采用六行式設(shè)計，兼顧人手生理特點和盲人閱讀習(xí)慣。同時為提高摸讀效率以及在心理上給盲人以信息的無障礙提示，在三指中心位置設(shè)計平行于摸讀方向的凸起半圓柱線條，直徑為1.4mm。由此建立右手摸讀面板模型，如圖3所示。

經(jīng)過對盲人閱讀的觀察和數(shù)據(jù)采集設(shè)計出來的閱讀器，具有很強的說服力，定量的分析和理論數(shù)據(jù)的支撐使整個產(chǎn)品設(shè)計過程客觀。摸讀時，結(jié)合人機工程學(xué)查詢得到的擺動手臂的舒適尺寸，為下一步確定面板橫向尺寸提供依據(jù)；為方便定位設(shè)計三根半圓柱條和6行排版規(guī)格，以嘗試摸讀次數(shù)最小為設(shè)計依據(jù)。

3.2 產(chǎn)品功能設(shè)計

同時人機工程學(xué)軀體感覺與運動區(qū)表明，拇指在功能的重要性上比其他四指更有優(yōu)勢，它所感知的信息更細微。根據(jù)解剖學(xué)對人手的分析，拇指控制面垂直于其他手指操作面，且沿拇指彎曲方向。綜合考慮決定用類似鼠標滑輪功能進行鍵位設(shè)計，滾動滑輪實現(xiàn)上下翻頁功能（滾動阻力取拇指運動方向力范圍及防止誤操作所需力范圍的交集），按壓實現(xiàn)“確認”操作。在拇指小范圍移動的前提下滿足更多的操作，人機交互較好于多指操作體驗。同時在切換至語音模式時，拇指操作功能鍵有相似功能。根據(jù)舒適狀態(tài)下拇指位置的活動空間情況，考慮在側(cè)面倒角處設(shè)置按鈕位置。同時在附近設(shè)計Home鍵（單擊為返回鍵設(shè)計，雙擊返回主頁，長按為電源鍵），減小移動區(qū)間。側(cè)面設(shè)計音量增減及耳機接口、外放喇叭。建模效果及使用環(huán)境如圖4所示。

筆者設(shè)計的盲人閱讀器，從人機工程學(xué)角度出發(fā)，結(jié)合人體各部位尺寸及運動舒適角度，基于理論數(shù)據(jù)考慮人與產(chǎn)品的交互體驗。

3.3 產(chǎn)品操作過程設(shè)計

在形式追隨功能的大前提下，界面簡約，造型邊角無尖銳，減少產(chǎn)品附帶的錯誤指示信息，整體過渡圓滑，避免盲人操作時意外戳傷。也間接照顧和關(guān)愛盲人的孤獨、自卑心理，使設(shè)計從造型的“外形”深入到人機交互的“內(nèi)核”。同時產(chǎn)品設(shè)計考慮盲人操作過程的流暢性，模擬閱讀操作步驟及所有狀況和需求，如圖5所示。盲人讀者日常操作流程清晰，過程簡潔，在現(xiàn)有電子閱讀器的基礎(chǔ)上，針對盲人群體設(shè)計按鍵振動反饋，充分利用人與振動環(huán)境的關(guān)系，進行詳細設(shè)計。

4 盲人閱讀器取代傳統(tǒng)盲文書籍的價值

4.1 實用價值

盲人閱讀器的開發(fā)，讀者可以隨時隨地輕松攜帶，增加了便捷性；盲人閱讀器的面部設(shè)計，使讀者在使用時可以精準尋找上次閱讀的歷史位置，同時讀者在觸摸閱讀時不再大位移的移動手臂，提高閱讀效率的同時增強了讀者的操作體驗舒適度，由于電子設(shè)備可以儲存更多的書籍，在一定程度上降低了盲人的購買成本，具有經(jīng)濟性；整個方案的設(shè)計無論是盲文編碼還是模式轉(zhuǎn)換都是借助科技改變現(xiàn)有閱讀的方式，硬件成本低，軟件附加值高，也從情感上給予盲人更多的關(guān)注，滿足互聯(lián)網(wǎng)思維和盲人數(shù)字圖書館的建設(shè)發(fā)展方向。

4.2 市場價值

筆者所設(shè)計的盲人閱讀器的最大賣點是：解決了傳統(tǒng)盲文書籍笨重、更新慢、體驗差等特點，同時輻射更廣的受益群體。在這個數(shù)字時代快速發(fā)展的今天，電子信息業(yè)務(wù)也蓬勃發(fā)展，盲人電子閱讀器必將被更多人使用。本設(shè)計并沒有造型美、技術(shù)強、工藝精，它只是個體現(xiàn)人性化的簡單設(shè)計，卻在一定程度上滿足了盲人讀者的物質(zhì)和精神需求，不論是造型特點還是功能方式，都可為市場帶來巨大的經(jīng)濟效益。根據(jù)價值工程的基本原理公式：V=F/C（V價值標準，F(xiàn)必要功能，C最低費用），提高價值可以通過降低使用成本，并提升功能的多樣性來實現(xiàn)（V↑=F↑/C↓），在科學(xué)技術(shù)的支持下，勢必可以帶給盲人經(jīng)濟且功能多樣的盲人閱讀器，使消費者更容易接受。

5 結(jié)語

筆者通過調(diào)查盲人的心理和生理特征，現(xiàn)有盲文書籍、盲人閱讀器，以及盲文的特點及排版方式，結(jié)合人機工程學(xué)，進行產(chǎn)品設(shè)計。整個設(shè)計以盲人的閱讀習(xí)慣、途徑、生理特點為理論依據(jù)設(shè)計，從人機交互的舒適度出發(fā)，無論是造型設(shè)計，功能分析，按鍵布局以及操作流程都緊緊圍繞以盲人為中心的用戶群體展開，強調(diào)功能和人性化設(shè)計的同時弱化形式設(shè)計。

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