李曉英，周大濤，黃 楚，孫淑嫻

1 引言

科技的發(fā)展使自助服務(wù)終端（Self-serviceterminal）在銀行、交通、醫(yī)療等行業(yè)得到了廣泛的運(yùn)用。交互式的界面操作替代了機(jī)械按鈕成為用戶與產(chǎn)品交流之間的橋梁[1]。針對(duì)交互界面進(jìn)行可用性研究，在一定程度上可以解決產(chǎn)品系統(tǒng)可用性低的問(wèn)題：文獻(xiàn)[2-3]通過(guò)眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)平板電腦和手機(jī)APP的界面可用性進(jìn)行定量研究，保證了結(jié)果的可靠性，但忽略了人的感性因素，不能反映不同群體的交互需求。文獻(xiàn)[4]綜合各學(xué)科知識(shí)，設(shè)計(jì)了交互性較強(qiáng)的自助掛號(hào)界面，一定程度上降低了用戶的操作難度；文獻(xiàn)[5]基于人機(jī)環(huán)境提出了醫(yī)療軟件界面設(shè)計(jì)方法，并對(duì)骨科醫(yī)學(xué)器械軟件交互界面進(jìn)行指導(dǎo)，該研究主要基于定性分析，與定量分析相比，其結(jié)果缺乏可靠性。針對(duì)上述問(wèn)題，提出基于眼動(dòng)追蹤和可用性問(wèn)題量表的界面評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)了定量分析與定性分析的結(jié)合，保證了設(shè)計(jì)的合理性、可靠性。

2 基于眼動(dòng)追蹤和可用性問(wèn)題量表的評(píng)估模型

視覺(jué)是用戶和界面交互的直接途徑，基于視覺(jué)認(rèn)知的生理指標(biāo)測(cè)量是非常有效的界面交互優(yōu)劣評(píng)估方法[6]。眼動(dòng)在人體視覺(jué)生理指標(biāo)中可以客觀、實(shí)時(shí)的反映用戶的認(rèn)知處理過(guò)程，通過(guò)眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)記錄首次注視興趣區(qū)[7]（Area of interest，AOI）時(shí)間和眼球運(yùn)動(dòng)軌跡等過(guò)程，對(duì)用戶視覺(jué)認(rèn)知參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和統(tǒng)計(jì)，利用定量的數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估界面的優(yōu)劣，發(fā)現(xiàn)界面中的可用性問(wèn)題。同時(shí)，眼動(dòng)追蹤的實(shí)驗(yàn)環(huán)境可控，在不干擾被試者的前提下，主動(dòng)獲得數(shù)據(jù)，相對(duì)于啟發(fā)式評(píng)估法、績(jī)效測(cè)試法[8]等傳統(tǒng)界面評(píng)估方法，可以有效降低可用性評(píng)估中主觀情感對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造成的誤差。根據(jù)國(guó)際定義，可用性是指“產(chǎn)品在特定使用環(huán)境下為特定用戶用于特定用途時(shí)所具有的有效性、效率和用戶主觀滿意度”[9]?？捎眯栽u(píng)估較視覺(jué)信息層級(jí)評(píng)估更為復(fù)雜，包含了認(rèn)知層、行為層與反思層的反應(yīng)。眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)探究的是認(rèn)知層與行為層的信息處理，而在反思層面，眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)相較于主觀問(wèn)答并沒(méi)用優(yōu)勢(shì)，需要通過(guò)自我報(bào)告式的度量來(lái)評(píng)估。文獻(xiàn)[10]提供了一種方法：通過(guò)綜合SUS系統(tǒng)可用性量表的用戶滿意度和相關(guān)問(wèn)題的反饋頻率，輸出可用性問(wèn)題量表，對(duì)可用性問(wèn)題嚴(yán)重等級(jí)進(jìn)行定性評(píng)估，如表1所示。

表1 可用性問(wèn)題嚴(yán)重等級(jí)評(píng)估Tab.1 Severity Assessment of Usability Problems

表中：弱（+）—會(huì)讓被試者心煩或者沮喪但不會(huì)導(dǎo)致任務(wù)失敗的可用性問(wèn)題；中（++）—這類問(wèn)題會(huì)與任務(wù)的失敗有一定的關(guān)系但不會(huì)直接導(dǎo)致任務(wù)的失敗；強(qiáng)（+++）—直接導(dǎo)致任務(wù)失敗的問(wèn)題。

構(gòu)建了基于眼動(dòng)追蹤和可用性問(wèn)題量表評(píng)估模型，利用眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)定量分析界面可用性的有效性和效率，結(jié)合可用性問(wèn)題量表定性分析界面可用性的用戶主觀滿意度。結(jié)合定量與定性分析，綜合評(píng)估界面可用性。

3 實(shí)例研究

3.1 眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

3.1.1 實(shí)驗(yàn)資源準(zhǔn)備

根據(jù)某醫(yī)院自助掛號(hào)機(jī)實(shí)際操作流程，采用Axure7.0制作了14張高保真界面原型（分辨率1920×1080）。每張圖片都對(duì)應(yīng)某一步驟，并在每張圖片上設(shè)有1個(gè)興趣區(qū)，對(duì)應(yīng)實(shí)際任務(wù)中主要認(rèn)知加工區(qū)，如表2所示。

表2 任務(wù)步驟和基于認(rèn)知活動(dòng)的AOITab.2 Task Steps and AOI Based on Cognitive Activity

實(shí)驗(yàn)使用采樣頻率為120Hz的TobiiX3-120屏幕式眼動(dòng)儀，可以穩(wěn)定記錄被試者在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的各項(xiàng)眼動(dòng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，結(jié)合SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3.1.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)采用的可用性測(cè)試指標(biāo)，如表3所示?？傇L問(wèn)時(shí)間體現(xiàn)了被試者操作自助掛號(hào)機(jī)的效率，時(shí)間越長(zhǎng)，說(shuō)明被試者對(duì)于整個(gè)交互界面流程的搜索、認(rèn)知和加工存在障礙。首次注視時(shí)間反映了各界面AOI被捕獲注意的難易程度，時(shí)間越長(zhǎng)，說(shuō)明界面元素越難以被捕獲，視覺(jué)搜索效率越低。視線路徑掃描軌跡圖可以直觀的反映出搜索時(shí)的掃描路徑，掃描路徑越長(zhǎng)，搜索行為的效率越低。

表3 可用性測(cè)試指標(biāo)內(nèi)容和眼動(dòng)數(shù)據(jù)Tab.3 Usability Test Index Content and Eye Tracking Data

3.1.3 實(shí)驗(yàn)樣本人群

根據(jù)前期調(diào)研分析，對(duì)就醫(yī)患者進(jìn)行了分類。根據(jù)分類結(jié)果選取15人作為被試樣本，如表4所示。實(shí)驗(yàn)前向被試者介紹實(shí)驗(yàn)任務(wù)步驟（S1-S14），如表2所示。在被試者了解實(shí)驗(yàn)流程和操作后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊原型界面中的操作按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)界面切換，眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄和處理相關(guān)數(shù)據(jù)。

表4 被試者分類及特征描述Tab.4 Subjects Classification and Characterization

3.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在有效率上，如表5所示。老年人和低學(xué)歷者均未能全部完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，說(shuō)明交互界面易用性存在問(wèn)題，不能保證不同群體的使用成功率。在總訪問(wèn)時(shí)間上，普通患者（男、女）明顯低于其他患者，隨著年齡的增加和教育背景的降低，被試者的總訪問(wèn)時(shí)間延長(zhǎng)，操作效率降低，說(shuō)明界面易學(xué)性上存在問(wèn)題。

表5 不同類型患者的有效率和總訪問(wèn)時(shí)間Tab.5 Efficiency and Total Access Time of Different Types of Patients

認(rèn)知心理學(xué)發(fā)現(xiàn)，人的無(wú)意識(shí)加工階段可在（200～250）ms內(nèi)快速完成視覺(jué)信息搜索，這個(gè)過(guò)程不受意識(shí)控制。而首次注視時(shí)間被認(rèn)為是測(cè)量無(wú)意識(shí)加工最有效的指標(biāo)[11]。數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)各界面AOI首次注視時(shí)間和無(wú)意識(shí)加工時(shí)間存在顯著差異（P＜0.05），表明被試者搜索過(guò)程不符合無(wú)意識(shí)搜索標(biāo)準(zhǔn)，視覺(jué)信息搜索效率不高，界面即時(shí)吸引性存在問(wèn)題，如表6所示。

注視點(diǎn)較多且分散，掃描路徑復(fù)雜交錯(cuò)，選項(xiàng)之間相互干擾，增加了用戶的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，如圖1所示。表明被試者搜索行為存在障礙，搜索效率低，界面即時(shí)操作性存在問(wèn)題。在其他界面中也存在類似問(wèn)題。

表6 各界面AOI首次注視時(shí)間Tab.6 AOI First Fixation Duration at Each Interface

圖1 視覺(jué)路徑掃描軌跡圖Fig.1 Visual Scanpath Map

3.2 可用性問(wèn)題量表統(tǒng)計(jì)分析

眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)束后填寫SUS系統(tǒng)可用性量表，根據(jù)實(shí)驗(yàn)輸出的數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合視頻記錄，對(duì)被試者進(jìn)行面對(duì)面訪談，詳細(xì)詢問(wèn)被試者遇到操作障礙時(shí)存在的疑慮，并記錄可用性問(wèn)題反饋頻率。根據(jù)被試者的主觀滿意度和反饋問(wèn)題的頻率，輸出可用性問(wèn)題量表，其結(jié)果，如表7所示。

選擇嚴(yán)重等級(jí)為強(qiáng)（+++）的可用性問(wèn)題進(jìn)行分析：在信息內(nèi)容上，掛號(hào)機(jī)界面存在科室分類混亂、信息描述不明和描述過(guò)于專業(yè)的問(wèn)題；在信息架構(gòu)上，文字信息和頁(yè)面選項(xiàng)顯示過(guò)多導(dǎo)致被試者搜索目標(biāo)時(shí)存在障礙。

表7 可用性問(wèn)題量表（無(wú)0、弱+、中++、強(qiáng)+++）Tab.7 Usability Problems Scale（No 0，Weak+，Middle++，Strong+++）

3.3 醫(yī)院自助掛號(hào)機(jī)交互界面綜合評(píng)估

基于眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和可用性問(wèn)題量表，對(duì)現(xiàn)有醫(yī)院自助掛號(hào)機(jī)交互界面進(jìn)行可用性評(píng)估，結(jié)果如下：（1）對(duì)象可用性問(wèn)題：隨著年齡的增加和教育背景的降低，完成任務(wù)的有效率降低，總訪問(wèn)時(shí)間延長(zhǎng)，使用效率降低，界面易用性和易學(xué)性不足。（2）操作可用性問(wèn)題：各AOI首次注視時(shí)間不符合無(wú)意識(shí)搜索標(biāo)準(zhǔn)，界面可見(jiàn)注視點(diǎn)較多且分散，搜索效率不高，界面即時(shí)吸引性和即時(shí)操作性不足。（3）內(nèi)容可用性問(wèn)題：信息內(nèi)容分類混亂和描述過(guò)于專業(yè)化，信息架構(gòu)繁冗。

3.4 醫(yī)院自助掛號(hào)機(jī)交互界面改良方案設(shè)計(jì)

針對(duì)上述綜合評(píng)估結(jié)果，界面設(shè)計(jì)改良可以從對(duì)象可用性、操作可用性、內(nèi)容可用性三個(gè)維度考慮。限于篇幅，只列舉部分設(shè)計(jì)改良方案。

（1）針對(duì)對(duì)象可用性問(wèn)題改良設(shè)計(jì)：不同年齡、認(rèn)知和背景的用戶對(duì)交互內(nèi)容了解程度不同，通過(guò)文本釋義或語(yǔ)音提示輔助操作，吸引用戶學(xué)習(xí)使用。界面的布局整體上分為時(shí)間提示欄、菜單欄、信息顯示欄和導(dǎo)航欄，如圖2所示。導(dǎo)航欄的位置在右下角固定不變，通過(guò)一致性的布局、規(guī)范化的導(dǎo)航來(lái)引導(dǎo)用戶行為動(dòng)作，減輕用戶的記憶負(fù)擔(dān)，保證界面具有良好的易學(xué)性和易用性。

圖2 主界面改良方案Fig.2 Interface Improvement Designfor Main Interface

（2）針對(duì)操作可用性問(wèn)題改良設(shè)計(jì)：使用模塊化的網(wǎng)格布局，在頁(yè)面不同區(qū)域之間建立適當(dāng)?shù)年P(guān)系，使元素的位置更加規(guī)則，用戶可以迅速搜索到AOI元素。各功能元素按照網(wǎng)格比例布局，一致的間距和定位可以輔助用戶的無(wú)意識(shí)視覺(jué)搜索機(jī)制，提高搜索效率，如圖3所示；利用色塊來(lái)區(qū)分不同使用頻率的元素，使用頻率最高的當(dāng)日掛號(hào)，用深色突出顯示；使用簡(jiǎn)單的幾何形狀、不飽和色彩或中性色，增加顏色對(duì)比，強(qiáng)調(diào)重要信息，最小化視覺(jué)工作量。

圖3 科室選擇界面改良方案Fig.3 Interface Improvement Design for Department Selection

（3）針對(duì)內(nèi)容可用性問(wèn)題改良設(shè)計(jì)：根據(jù)常見(jiàn)認(rèn)知語(yǔ)言對(duì)現(xiàn)有科室進(jìn)行分類，使用簡(jiǎn)單、明確、精練的語(yǔ)言，簡(jiǎn)化界面文本標(biāo)簽和信息內(nèi)容，便于用戶的搜索和認(rèn)知，如圖4所示。同時(shí)對(duì)二級(jí)科室進(jìn)行排序，對(duì)掛號(hào)已滿的科室和無(wú)專家號(hào)的科室，按鈕圖標(biāo)灰色顯示并禁用此按鈕，提高用戶的使用效率。

圖4 醫(yī)生信息界面改良方案Fig.4 Interface Improvement Designfor Doctor Information

3.5 改良方案評(píng)估

（1）操作有效率和總訪問(wèn)時(shí)間，如表8所示。改良方案界面的操作有效率高于現(xiàn)有界面，改良方案界面的總訪問(wèn)時(shí)間明顯小于現(xiàn)有界面。

表8 操作有效率和總訪問(wèn)時(shí)間Tab.8 Operation Success Rate and Total Access Time

（2）SUS系統(tǒng)可用性量表。填寫SUS系統(tǒng)可用性量表。被試者對(duì)于改良界面的滿意度較現(xiàn)有界面的滿意度有顯著提升，但是，老年人對(duì)于兩種界面的滿意度沒(méi)有顯著差別，且老年人的滿意度平均分明顯低于其他類型患者。給出了15個(gè)被試者對(duì)兩種界面的滿意度評(píng)分，如表9所示。

表9 SUS系統(tǒng)可用性量表Tab.9 Sus System Availability Scale

綜合以上評(píng)估數(shù)據(jù)，改良方案的交互界面可用性高于現(xiàn)有自助掛號(hào)機(jī)的界面方案，驗(yàn)證了基于眼動(dòng)追蹤和可用性問(wèn)題量表評(píng)估方法的有效性。

4 結(jié)論

在交互界面可用性設(shè)計(jì)研究中，為保證設(shè)計(jì)的客觀性和可靠性，結(jié)合定量分析和定性分析的方法，構(gòu)建基于眼動(dòng)追蹤和可用性問(wèn)題量表的評(píng)估模型，以此來(lái)指導(dǎo)現(xiàn)有醫(yī)院自助掛號(hào)機(jī)交互界面的改良設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行可用性評(píng)估，結(jié)果表明：改良方案符合用戶的使用行為和認(rèn)知理解，提高了交互界面在對(duì)象、操作和內(nèi)容三個(gè)維度的可用性，以及不同年齡、認(rèn)知、背景的用戶對(duì)界面的適應(yīng)性?？蔀橄嚓P(guān)產(chǎn)品的交互界面設(shè)計(jì)提供參考。