熊思齊　姚直象

(海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院　武漢　430033)

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聲納人機交互軟件界面的評價模型*

熊思齊姚直象

(海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院武漢430033)

摘要聲納作為反潛戰(zhàn)的重要裝備,其用戶界面設(shè)計對裝備效能發(fā)揮有重要影響。基于用戶心理學(xué)和界面設(shè)計的相關(guān)原理,結(jié)合聲納裝備的特點和用戶調(diào)查,確定了影響聲納軟件界面質(zhì)量的主要因素,以此為依據(jù)改進現(xiàn)有的軟件質(zhì)量模型,構(gòu)建一個實用的聲納人機交互軟件界面評價模型,并對模型的使用進行了說明。

關(guān)鍵詞聲納; 人機交互界面; 用戶心理學(xué); 評價模型

An Evaluation Model for Sonar Software User Interface

XIONG SiqiYAO Zhixiang

(College of Electronic Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan430033)

AbstractSonar is an important equipment for ASW, and the design of its human-computer interaction attaches great significance to the effectiveness of sonar itself. The theory of user psychology, human-computer interaction and interface design are applied in this paper. It also follows the user principle and the result of the investigation for the sonar software interface, according to which it modifies the existingsoftware product quality-model, presenting a practical evaluation model for sonar software user interface. Lastly, it elaborates the usage of model.

Key Wordssonar, human-computer interface, user psychology, evaluation model

Class NumberTP391

1引言

隨著海軍裝備現(xiàn)代化水平的不斷提高,聲納交互界面的設(shè)計逐漸得到重視,界面的評價問題也就日益凸顯。界面評價一般在聲納設(shè)計過程中進行,其主要有兩個作用: 1) 檢查界面是否達到了用戶預(yù)期的要求; 2) 盡早地發(fā)現(xiàn)界面設(shè)計中的問題,避免在界面完成后再做原則性的修改[1]。

現(xiàn)有的界面評價模型是通用的[3],公開文獻中沒有專門關(guān)于聲納設(shè)計的界面評價模型。本文針對聲納裝備特點,結(jié)合用戶調(diào)查,總結(jié)提煉了影響聲納界面質(zhì)量的主要因素,在此基礎(chǔ)上改進現(xiàn)有的軟件質(zhì)量模型,建立了聲納人機交互軟件界面評價模型。

2建立評價模型的方法和原則

2.1模型構(gòu)建方法

建立軟件界面評價模型時,可參考已有的軟件質(zhì)量模型。在常見的軟件質(zhì)量模型中,McCall模型[2]按照“屬性-準(zhǔn)則-度量”的層次關(guān)系建立了質(zhì)量特征與質(zhì)量度量項之間的關(guān)系;而Boehm模型則從更大范圍的特征來考慮[4];ISO9126模型將軟件的質(zhì)量特征分為外部特征和內(nèi)部特征,并考慮到軟件產(chǎn)品不同階段的形態(tài)問題。分析這三個模型后可以發(fā)現(xiàn),雖然它們使用的名稱并不相同,如McCall稱為屬性、準(zhǔn)則,Boehm模型稱為特征、準(zhǔn)則,ISO模型稱為質(zhì)量目標(biāo)、屬性,但實際上三者所采用的結(jié)構(gòu)是一致的,即按照“屬性-準(zhǔn)則-度量”的原則分層建立。聲納人機交互軟件界面的評價模型也可參照此結(jié)構(gòu)來建立。

現(xiàn)有的評價模型都是針對軟件質(zhì)量的模型,但在實際工作中,用戶關(guān)心的是界面是否可用,是否好用,而較少關(guān)心一些例如軟件占用系統(tǒng)資源等指標(biāo)[10]。本文基于“以用戶為中心”的原則,在大量用戶調(diào)查的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有軟件質(zhì)量模型進行了相應(yīng)的改進。

2.2指標(biāo)的選取原則

選擇合適的指標(biāo)是建立界面評價模型的關(guān)鍵。理論上講,為了科學(xué)客觀地反映界面質(zhì)量特征,應(yīng)該選擇定量指標(biāo),但軟件界面質(zhì)量中大多數(shù)特征并不能定量的描述。因此要不可避免的采用定性指標(biāo)[7]。在選取評價指標(biāo)時,應(yīng)按照以下原則進行:

1) 簡明性:易于被各方理解和接受,并產(chǎn)生一致的理解;

2) 客觀性:盡量客觀地反映軟件用戶界面的本質(zhì)特征;

3) 易測性:指標(biāo)容易度量,可以通過計算、測試、統(tǒng)計等方法得到具體數(shù)據(jù);

4) 完備性:指標(biāo)能夠反映聲納人機界面的所有主要質(zhì)量特征。

3評價模型的建立與應(yīng)用

3.1影響界面質(zhì)量的因素

基于用戶心理學(xué)和人機交互的原理,結(jié)合用戶調(diào)查的結(jié)果,本文確定了影響界面質(zhì)量的七項主要因素:

1) 色彩:色彩在人類的生活中發(fā)揮著不容忽視的重要作用,恰當(dāng)?shù)纳试O(shè)計能使界面外觀美化,讓用戶心情舒暢,視覺良好,有利于提高用戶的工作效率[5];反之,如果色彩運用不當(dāng),則可能破壞界面的造型形象,引起用戶心理上的反感、壓抑,導(dǎo)致其視覺疲勞,從而降低工作效率。

2) 布局:布局包括界面的風(fēng)格、控件及菜單設(shè)置、顯示區(qū)域劃分等內(nèi)容[6]。聲納界面顯示的信息數(shù)量較多,一個合理的界面布局,可提高用戶操作時的舒適感,有效減輕用戶的記憶負擔(dān),使用戶更高效的控制系統(tǒng),如圖1為Microsoft的界面,其整體風(fēng)格簡潔明快,圖形文字搭配合理,不同控件容易區(qū)分,界面布局設(shè)計良好。

圖1　微軟界面

3) 語言:系統(tǒng)的語言信息是系統(tǒng)的核心內(nèi)容。好的語言表達應(yīng)當(dāng)專業(yè)、準(zhǔn)確,并且方便用戶理解,使得系統(tǒng)易于和用戶進行交互。語言風(fēng)格應(yīng)當(dāng)和系統(tǒng)的功能和內(nèi)涵相匹配;系統(tǒng)語言兼顧專業(yè)性的同時需要避免過于晦澀,在語法上盡量使用主動句和肯定句;語言不應(yīng)過于繁瑣,簡練的語言方便用戶的識別和記憶。

4) 響應(yīng):在人機交互中,用戶界面的響應(yīng)時間是關(guān)鍵性能之一。系統(tǒng)的響應(yīng)時間定義為從用戶激活系統(tǒng)的一個活動(如回車或點擊鼠標(biāo))到計算機屏幕或打印機開始提供結(jié)果為止的一段時間。人機對話系統(tǒng)中人們要求系統(tǒng)的響應(yīng)時間盡可能快,過慢的響應(yīng)時間會使用戶焦慮和不滿。

5) 一致性:一致性一般包含界面整體風(fēng)格的一致性、交互方式的一致性、與同類裝備專業(yè)術(shù)語的一致性等。一個具有良好一致性的界面允許用戶把已從界面中獲得的經(jīng)驗運用到新的任務(wù)中去,從而較快地掌握界面的操作規(guī)律,同時也能夠有效避免用戶產(chǎn)生理解上的歧義,增加用戶對界面的控制。

6) 易學(xué)性:易學(xué)性是指系統(tǒng)操作方法容易學(xué)習(xí),能夠在短時間內(nèi)被新手用戶掌握從而使新手用戶能夠在較短時間獨立操作系統(tǒng)完成某項任務(wù)[10]。聲納系統(tǒng)雖然主要面向熟練用戶,但新手用戶的培訓(xùn)也不應(yīng)被忽視,一個易學(xué)的系統(tǒng)可以降低新手用戶入門的難度,縮短培訓(xùn)周期。

7) 操作:用戶操作是人機交互的基本內(nèi)容。一個好的界面應(yīng)該讓操作變得容易,而不是增加用戶的負擔(dān),操作過程中用戶控制權(quán)的大小很大程度上決定了用戶最終的滿意度。如圖2為“印象筆記”的界面,在同一交互層中,有三個菜單鍵可以調(diào)出“設(shè)置”和“同步”選項,過多的控件指向同一操作可能會造成用戶知覺的混亂。

圖2　“印象筆記”界面

3.2建立評價模型

在總結(jié)影響界面質(zhì)量的主要因素的基礎(chǔ)上,本文基于“以用戶為中心”的原則和聲納裝備的特性,以現(xiàn)有軟件質(zhì)量模型為基礎(chǔ),構(gòu)建聲納人機交互軟件界面評價模型。

計算機軟件用戶界面的設(shè)計涉及六大方面[1],McCall、Boehm、ISO模型都采用了這六個方面作為一級指標(biāo),分別是正確性、可用性、效率、維護性、一致性、移植性。本文將這六項作為聲納軟件用戶界面的候選屬性層,逐一分析、篩選和改進。

1) 正確性(correctness)

在軟件設(shè)計中,正確性的定義是:在預(yù)定情況下,軟件滿足設(shè)計規(guī)格說明及用戶預(yù)期目標(biāo)的程度,它要求軟件本身沒有錯誤[2]。

用戶界面評價存在模糊性,不同評語之間沒有明顯的界限,比如“穩(wěn)定”和“不穩(wěn)定”;同時還帶有一定主觀色彩,比如“好看”與“不好看”。用正確性這樣界限分明的屬性來描述這些因素是不合適的,因此本文將正確性調(diào)整為合理性(rationality),其含義為:界面的外觀、系統(tǒng)語言、整體布局等方面表現(xiàn)的合理程度,是否符合一般用戶的認知規(guī)律和普遍生活經(jīng)驗。合理性主要包含三個方面:

(1)外觀合理性:界面的色彩、圖片造型、字體、文字大小的合理性;

(2)內(nèi)容合理性:系統(tǒng)術(shù)語是否準(zhǔn)確、易懂、簡潔,顯示圖像是否清晰,是否有必要的標(biāo)題或提示信息;

(3)布局合理性:界面的區(qū)域劃分。信息顯示、菜單設(shè)置的合理性。

2) 可用性(availability)

可用性是交互式IT產(chǎn)品一個重要的質(zhì)量指標(biāo),其作為軟件質(zhì)量指標(biāo)的定義:在要求外部資源得到保證的前提下,產(chǎn)品在規(guī)定的條件下執(zhí)行規(guī)定任務(wù)時所具有的功能性、可靠性、易學(xué)性和交互效率[2]。由于功能性是軟件功能模塊的質(zhì)量,故不作為用戶界面的評價指標(biāo)。在用戶界面評價中,本文將可用性定義為:界面保證用戶順利完成任務(wù)的能力。可用性主要包含三個方面:

(1)易學(xué)性:界面使用方法容易掌握,具備有效的幫助功能;

(2)效率:用戶使用界面完成任務(wù)所占用的時間資源;

(3)可靠性:界面出錯的概率和糾正錯誤的能力。

3) 一致性(consistence)

一致性在ISO軟件質(zhì)量模型中的定義是典型面向設(shè)計者的表述:整個軟件開發(fā)項目中使用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和編制文檔技術(shù)的程度[1]。針對用戶界面的特點,本文對一致性的定義為:界面的風(fēng)格和交互方式保持一致的程度。一致性包含兩個方面:

(1)內(nèi)部一致性:界面在任何功能狀態(tài)下的外觀風(fēng)格和交互方式保持一致的程度;

(2)與同類裝備一致性:界面的整體風(fēng)格和所用專業(yè)術(shù)語、計量單位等與同類裝備保持一致的程度。

4) 維護性(maintainability)和移植性(portability)

維護性和移植性是軟件設(shè)計者關(guān)心的指標(biāo),一般來說聲納用戶并不需要通過界面來修改軟件,也不需要將軟件系統(tǒng)從一個計算機系統(tǒng)或環(huán)境移植到另一個計算機系統(tǒng)或環(huán)境中?；凇耙杂脩魹橹行摹钡目紤],本文在構(gòu)建聲納軟件用戶界面評價模型時,沒有選擇維護性和移植性兩個指標(biāo)。

綜上,將合理性、可用性和一致性3項作為評價模型的一級指標(biāo);外觀合理性、內(nèi)容合理性、布局合理性、易學(xué)性、效率、可靠性、內(nèi)部一致性、與同類裝備一致性8項作為二級指標(biāo);參考現(xiàn)有軟件質(zhì)量指標(biāo)“屬性-準(zhǔn)則-度量”的指標(biāo)結(jié)構(gòu),在2.1節(jié)分析影響聲納界面質(zhì)量的因素的基礎(chǔ)上,為每個二級指標(biāo)選取了相應(yīng)的三級指標(biāo),共31項。最終形成的評價模型如表1所示。

表1　聲納人機交互軟件界面評價模型

3.3評價模型的應(yīng)用

在應(yīng)用該模型對界面進行評價時,可先使用層次分析法[9]確定模型中各層子類指標(biāo)在其父類指標(biāo)中的權(quán)重,然后運用灰色關(guān)聯(lián)理論[8]結(jié)合模型底層指標(biāo)的評分對界面進行評價。

4結(jié)語

人機交互界面是系統(tǒng)的重要組成部分,隨著裝備交互技術(shù)的發(fā)展,聲納人機交互界面的重要性日益突出。本文參考軟件質(zhì)量模型的建立方法,提出了聲納人機交互軟件評價模型的建立方法與指標(biāo)選取原則,總結(jié)提煉了影響界面質(zhì)量的主要因素,并構(gòu)建了一個以合理性、可用性和一致性為一級指標(biāo)的聲納人機交互軟件界面評價模型,為聲納軟件界面的評價提供了基礎(chǔ)。

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中圖分類號TP391

DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2016.03.026

作者簡介:熊思齊,男,碩士研究生,研究方向:信號處理。姚直象,男,博士,副教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向:矢量水聽器及陣列信號處理。

收稿日期:2015年9月7日,修回日期:2015年10月22日