基于交互認知的雷達顯控設計方法

李華君,周 麗,胡天皓

(1.中國船舶集團有限公司第八研究院,南京 211153;2. 中船鵬力(南京)科技集團有限公司,南京 211153)

0 引 言

“顧客就是上帝”在各行業中一直被奉為至理名言,用戶體驗是產品的第一生命力。在科技應用領域,如今用戶的需求更加嚴苛,多樣的功能并不足以滿足其要求,在追求快速加載、運行、升級的過程中,用戶更期望產品的使用是一種樂趣,能夠在完成任務的同時激發工作的積極性,甚至創造性地參與到產品的優化與迭代中。為了應對這種需求的變化,解決方案的核心概念就是以用戶為中心的設計。從開發之初的確定需求和體驗目標、概念驗證模型,到設計中的多次迭代、測試和可用性研究,不斷地得到用戶的反饋意見,進而持續調整設計,最大限度滿足用戶的需求[1]。

用戶對產品的評價首先來源于對界面交互的感知。以雷達顯控為代表的終端交互系統,用戶界面設計能夠充分體現交互系統中人與計算機有效交互的策略[2]。作為產品設計師,在工作過程中最重要的一點就是了解用戶,優先考慮人的行為而不是系統的行為。在此基礎上,對界面交互的認知與設計才有可能成為一門藝術,使人在情感上愉悅,展示風格與時尚,并具有顯著的驅動意義[3]。從用戶的視角出發,結合界面設計的模式、方法及準則,才能進行有效的技術應用與實施[4],最終引發共鳴,獲得“上帝”的認可。

1 終端交互系統需求分析

1.1 終端交互系統的主要功能

本文涉及的終端交互系統既是某產品的主要輸出端,又可作為該系統能力分析的評估手段,具有多源多端、多層級多互聯、多功能與多用戶的顯著特征。終端交互系統作為該產品提供人機交互界面的應用軟件系統,其主要功能為支持用戶完成對各型設備的參數設置、模式調整、時域/空域/頻域/能量等資源調度以及健康管理等;并接收各類型多源設備的信息,對多元化的信息要素進行展示,將融合、整編后的數據以信息服務輸出,提供態勢產品,以滿足指揮決策、信息管理的需要;同時完成本系統模擬、測試、分析及保障等系列需求的信息可視化。其主要功能如圖1所示。

圖1 終端交互系統功能示意

1.2 用戶交互需求與認知困難

研發人員對產品的應用界面交互認知與設計通常首先來源于對功能需求的理解。面對如圖1的終端交互系統功能示意,設計師通常會從用戶需求出發,對工作對象進行需求分析與軟件設計,并得出工作產品的系統模型。作為以人機交互為重點的應用軟件系統,其用戶交互需求顯著特征與認知困難主要有:

(1)系統實體及信息要素繁多

系統涉及的實體包括監視、探測、偵察、通信等種類繁多的傳感設備或信息輸入源。信息要素則涵蓋環境、氣象、目標、情報及指令等,在人機交互中多源多端多互聯帶來的復雜耦合將直接挑戰研發人員的認知。

(2)功能需求及呈現形式多樣

作為負責交互的功能軟件系統,須具備以實時或者仿真的形式,展示系統運行過程中的各類場景與態勢情境,并完成對眾多實體與資源的設置、操控、調度、監視與管控,構建出多維度、多任務、多模式下海量信息要素的高效、簡潔與多樣化呈現。對于多功能系統的設計,務必選擇正確的認知方法與設計準則。

(3)用戶群體類型和層次不同

本系統作為輸出終端,其用戶群體有各方面直接參與信息獲取的設備操控人員,也包括基于態勢感知與情報決策的指揮人員?；谙到y的多功能性,使用系統的測試、評估人員,甚至各前級設備開發人員都將成為底層的用戶群體。廣泛的用戶造成需求層次錯位,進而帶來多元化交互響應。在系統中如何兼容并包在認知、設計與實施中均面臨的極大困難。

(4)隱性需求與約束復雜多變

作為大型的信息集成交互系統,大量的非功能性需求作為隱性制約,將直接影響用戶交互界面的認識與設計,如系統運行的平臺、系統的架構要求、質量因素等。在產品生命周期中,面向用戶的工程實施將不可避免地經歷復雜多變的調整、更新,甚至是重建。

綜上分析可知,終端交互系統是為滿足多視角可視化執行決策,涉及多方面設備、多種類資源管控與調度,面向不同用戶與任務需求,處理海量多源信息,并結合硬件重組、軟件重構等開放性動態需求,層次化、多元化呈現加工、處理與展示多維信息的界面交互功能集成系統。其特征圖像如圖2所示。

圖2 終端交互系統特征圖像

為解決研發人員的認知困難,打造用戶友好型的系統交互應用,提升用戶信息感知的效率與效果,并獲取用戶支持的投資回報,本文提出采用以用戶為中心的設計,利用合理有效的方法與原則、工程實踐經驗對終端交互系統進行開發與實施,借助換位思考與共同創作,最大化滿足用戶需求,提升用戶滿意度。

2 打造用戶友好型應用的方法

2.1 必須和用戶一起工作

打造用戶友好型的應用軟件,關鍵永遠是“用戶”。必須和用戶一起工作,這是以用戶為中心的設計方法的核心認知。一直以來,由于設計師與用戶兩個群體在產品中身份與訴求的差異,兩者易趨向回避甚至對立的局面。在具體的工程實踐中,若采用以用戶為中心的設計方法,就必須及時收集用戶的意見并觀察其反饋行為,才能夠對用戶認可甚至喜愛的交互應用有深入的理解。任何身處創建應用過程的人員都應該投入時間和精力,理解用戶需求,完成實施的目標。設計師的工作絕不僅是界面交互設計、編碼或測試,理解用戶才是整個團隊最重要并需要持續進行的工作。

實際上,產品研發的成功與否不僅受制于研發人員的心理局限,如擔心用戶會質疑其專業水平或干擾產品設計理念、耽誤項目開發進度等,更為重要的決定因素是用戶群體的行業特殊性、差異性和導向性。如果無法直接面對用戶并獲取其意愿,或掌握用戶在不同領域的能力水平、思維模式與使用習慣,包括用戶積極、消極的情緒反饋,都可能導致產品走向失敗。因此,雙方要時刻保持有效的溝通與交流,才能共同解決問題。和用戶在一起工作可能很困難,但這是創建成功產品的必經之路。應該意識到,用戶并不一定都是對的,但“代碼”并不能解決問題,只有將用戶帶入產品的研發過程中,一起制定計劃并約束雙方的行為才是取得成功的關鍵。

2.2 制定計劃與約束行為

從某種意義上說,設計師與用戶處于對立面是不可避免的。因此,消除負面因素影響達成共識并規范化雙方的行為,是和用戶在一起工作時的明智選擇。

開發人員必須突破“不編寫代碼,應用軟件就無法推進”的舊思維,接受和用戶交流是開發過程中不可或缺部分的理念,并將其提升到與設計同等重要的地位。開發人員有行業的專業技術術語,用戶有習慣的問題描述機制,兩者在對需求的理解和對話上可能處于不同的空間領域,對產品認知的切入視角也有差異,甚至在技術問題之外的實施計劃、需求優先級等方面也各持己見。因此,開發方在定義項目、收集需求并描述對象、制定計劃,約束行為與策劃實施時,應該采用利益相關方尤其是用戶可接受的模式、方法或陳述來提供解決方案。以往以研發團隊主導的實施計劃一定要在包含用戶的前提下重新制定與約束,在行為模式上應把精力更多轉移到如何為用戶提供有價值的體驗目標上,實施期間先確保理解用戶的需求,才能消除誤解和代價高昂的錯誤帶來的成本浪費。與此同時,無論用戶只滿足于基本的功能,或有更高的體驗期望,設計師都應抑制單方面投入所謂先進技術、理念和創意的沖動。想擺脫研發過程中的束縛,對用戶目標與愿景的完全理解才有助于確定聚焦功能與藝術創造的比例,達到功能與時尚的平衡。

2.3 平衡功能和時尚需求

隨著用戶群體的擴大與提高,對信息可視化中時尚的追求日漸加劇?；诮换玫目萍几信c人文設計逐步成為用戶隱性需求中極為重要的一環。優美、奇妙與酷炫的外觀與操控體驗會給用戶帶來新鮮感與震撼力,諸多項目也因此獲得巨大的成功。盡管如此,在不同的行業產品中,功能與時尚所消耗的資源配比,依然取決于用戶的傾向與認可。界面交互應用很大程度上一直被視為是設計人員藝術與創造表現的自由地,而開發人員才是聚焦功能編碼的責任方,但在面對如何平衡功能與時尚的挑戰時,在以用戶為中心的理念中,研發團隊都得先冷靜下來,以建設性與積極的語氣,以具體而適當的措辭去征求用戶的意見。

與實現相關的技術思路、先進理念、資源消耗、開發周期甚至財務預算,都影響著功能與時尚的平衡決策。以用戶為中心的設計專注于用戶的核心主訴,先確保獲得可靠的用戶意愿,試圖避免讓需求去適應技術等相關因素。當然,研發人員無法回避諸多的實施約束,但是可以先放下這些包袱,在把握用戶對功能與時尚的追求后再轉向技術解決方案,才能確保以合理的順序,借助專業的設計準則與有效的實施方法完成任務。

2.4 工作準則和實施方法

研究界面設計準則并有效地將人機交互策略、方法引入產品的研發中,可以顯著改進交互應用系統的用戶體驗。但以用戶為中心的設計理念,力求簡化研發人員、用戶與計算機之間的復雜關系。用戶既不關心計算機科學、心理學、社會學或人因工程學等學科與理論,也無需知悉接近、可見性、一致性或視覺突出原則等設計準則,更不在意其使用的工作軟件的運行平臺、開發方法與實現機制等技術因素,這些都是研發人員才需具備的專業素養。因此,界面的設計如何適應計算機,技術實施的可行性分析,解決交互系統普遍性問題,調整研發中的需求偏離,創建具有顯著交互風格與優良服務質量的用戶體驗產品,都取決于研發人員的水平高低。必須指出的是,在提高自身技術能力的基礎上,研發人員最重要的工作準則與實施方法,是能將專業的知識、概念以用戶可接受的語言描述與物化,并成功獲取用戶的理解,進而達到影響用戶心理,培育用戶習慣的目標。

3 以用戶為中心構建終端交互系統

構建以用戶為中心的終端交互系統,需在體現“友好”、“實用”與“創新”的基礎上,突出軍工行業特色。研發人員通過與用戶持續溝通,分析其構成和特征,并對用戶進行分類研究,在深耕功能主訴的基礎上,制定與執行產品策略,從交互設計、視覺分析設計入手,以美觀實用、簡潔明快、層次鮮明與服務至上為目標形成系統的界面交互能力。以打造用戶友好型應用的方法為著力點,結合終端交互系統的需求分析,針對該系統的顯著特征,用合理的途徑消化交互需求中面臨的實施困難,最終實現給予用戶實用與可靠之外的人文關懷。終端交互系統構建中的應用實踐如圖3所示。

圖3 終端交互系統的應用實踐

3.1 立體化多視角的用戶定義

在構建終端交互系統時,改變以往設計師先入為主的設計理念與習慣,換位思考是走向打造用戶友好型應用的關鍵。但通常系統級交互的用戶都不是單一形態,如果僅粗放地認知為終端操作人員,設計師難免代入其身份。因此,獲取用戶的精準定位,給出立體化的分類與多視角的定義,才是走向成功的第一步。

基于信息集成與輸出的終端交互系統,其用戶群體包含不同領域方向、專業能力與功能訴求的接收對象,這些對象有共同之處,但更顯著的是差異性。無論是人員受教育程度與專業水平、年齡與就職年限,還是在系統中的職能劃分與角色定位,用戶的屬性及其對系統的視角必然分化,這給研發人員帶來的認知、設計與實施困難尤為明顯。因此,在終端交互系統研制中,研發團隊首先給出了立體化、多視角的用戶定義,區分用戶視角與設計師視角;進而細化用戶分類,如從職能上劃分設備操控人員、情報分析人員與指揮決策人員,從領域上面向監視、探測、偵察、通信等專業方向,并將與系統關聯的隱含用戶,如系統設計人員、開發人員、測試人員、評估人員與維護人員等逐一梳理,形成一個清晰與完整的用戶體系;最終結合不同用戶對系統能力、技術手段、藝術修養等各方面的關注度與領悟力,實現多元化的界面交互需求在系統中的兼容并包。以用戶為中心的設計基于對用戶的充分認知,在終端交互系統的構建過程中,通過對該系統用戶群體的精準把握,進行因勢利導的溝通交流,從而得以對用戶展開層次化漸進式的體驗牽引。

3.2 層次化漸進式的用戶牽引

終端交互系統涉及的實體與信息要素繁多,功能需求及呈現形式多樣,其多源多端多互聯帶來的密集度是研發人員在認知與設計過程中面臨的最大困難。另一方面,對于差異性且流水化的用戶群體來說,研制出的應用功能軟件也必然是陌生而復雜的工作產物。以往研發團隊在向用戶介紹產品時,總是傾向于用強大的功能去吸引并征服用戶,卻忽視了面面俱到的功能覆蓋給用戶帶來的壓迫感。系統終端中運行的各類應用軟件肩負著對系統實體及資源的顯示、設置、操控、調度、監視與管理功能。研發人員對用戶內在需求條理化、邏輯性的理解與關鍵訴求的把握,將直接映射在多維度、多任務、多模式下海量信息要素的呈現格局上。終端交互系統堅持的原則之一就是不能讓凌亂與堆砌的功能交互界面,使用戶初見抵觸并心生恐懼,直至流失。

終端交互系統在研制過程中,立足構建由簡入繁、由淺達深的用戶分層體驗。在溝通上,面向主要使用人群,分析其特征與共性因素,獲取用戶對產品的期望、態度以及行為語言等,并深入掌握用戶動機,以引導界面交互設計;在應用上,分析系統主要使用場景、任務過程,界定出符合用戶使用的信息元素與交互動勢,結合各方面用戶的使用習慣進行界面合理化整合、統籌其在交互方式與風格的兼容并包,以保證設計在各領域具有一定的使用延續性,又提供統一的系統風格與用戶一致性體驗;在實施上,通過用戶角色的定位與授權分離系統的運行模式,如從初學用戶、高級用戶與專家用戶的角度形成差異化的功能與界面體驗;從一般用戶、重要用戶和管理用戶的身份開放人員對系統的使用權限等;甚至從控件選用、頁面布局、菜單形式、色彩運用、交互模式設計等細節入手,給用戶提供層次化漸進式的信息感知渠道,并牽引用戶的習慣養成、競爭心理與情緒欲望,增加用戶對于產品的參與度、依賴性與認同感。

3.3 服務化自助式的用戶體驗

在商業化領域的系統設計與開發中,經常提到應用與服務商店的概念。用戶在多樣的應用服務集合里,可自由安裝、運行或卸載所需的功能應用,這一度成為標桿式的創新體驗與成功典范。在軍工行業領域,則更追求開放式的體系架構帶來的系統可塑性、可擴展性及可適應性等產品能力,兩者各有側重卻植根于用戶需求的變化。在終端交互系統的構建中,用戶的非功能性需求作為隱性約束,從某種意義上也決定著系統的成功與否。因此,貫穿系統的生命周期,研發團隊打破常規以用戶為中心設計,在面臨用戶復雜多變的需求更新時,借鑒商業模式與服務化理念,堅持“用戶需要什么則提供什么,用戶選擇什么則呈現什么”的原則,給用戶充分的自主性選擇與自助式體驗。

在終端交互系統的使用模式上,提供常規與自定義的功能選項,支持用戶的合理性部署、裁剪與搭配,如從健康管理、模擬訓練、情報整編、維護保障、數據服務和電子手冊等方面入手,打造基礎應用服務供選擇與調用,用戶可依據任務的變更、職能的互換調整界面交互形態。為了提高用戶的系統使用水平,配套建設如在線培訓、用戶導航、幫助鏈接等輔助服務工具等;提供基于應對不同光照環境、不同用戶群體偏好的交互界面風格樣式等;通過提供服務化、自助式的顧客體驗,給用戶實用、可靠之外的人文關懷。

4 使用經驗與相關建議

4.1 認知與設計的常見困局

設計師、開發者與用戶的群體差異、利益均衡是橫亙在系統成功前的一座大山。首先,一是設計師和開發者會產生認知上的差距,使得設計目標在開發階段無法很好地實現,長年和代碼打交道的開發人員在設計方案的理解上容易存在嚴重的認知失衡,甚至因為溝通障礙導致需求與設計、實現偏離。二是以用戶為中心的設計要不停詢問用戶在應用中需要什么與不喜歡什么,而與用戶打交道經常成為開發人員的痛苦。其次,設計與開發人員的情緒價值也時常會成為障礙,為反饋打開大門意味著迎接抱怨,而聽到對自己研發產品的批評可能會挫傷其工作積極性。另外,合理區分核心需求與輔助設計的資源投入,嘗試技術與藝術的結合,以便在兩方面都做到最好,得到技術先進、直觀易用且有趣的產品也不是一件易事。對以用戶為中心的設計的誤解,會誘使設計師將焦點放在美學上,雖然應用軟件的呈現效果很重要,但任何一個完備的系統應用首先要確保實施的可用與有效性。最后,讓用戶走向產品,而不是產品走向用戶也是研發人員常犯的錯誤,以用戶為中心的設計過程反對關于用戶行為的主觀臆測,要求提供對決策有效的證據,不能基于技術難度或個人的偏好做出選擇。因此,學會在代碼之外解決問題將能揭示新的批判性思維方式。開發者離開代碼,加強調查或者可用性研究,并回歸于工程實踐,才是走出困局的有效途徑。

4.2 加強可用性研究與實踐

對以用戶為中心的設計和可用性的互換使用可能造成混淆?？捎眯砸脖环Q作人為因素,是對人與任何產品之間關系的研究,可用性方法可以在任何產品中實施。人機交互則扎根于可用性,但是它的焦點在于人類與計算產品的關系。以用戶為中心的設計來源于人機交互,是開發人員和設計人員使用的軟件設計方法學。本質上,它幫助開發人員和設計人員制作滿足用戶需求的應用程序[1]。在系統研制中,平臺硬件性能約束、開發工具選擇,技術應用水平的高低制約,語音、視覺、動作等人類自然交互方式選取,都是人機融合系統設計的關鍵。為實現人與終端系統間的無障礙自然交互,需要構造高度專業化的作業與操作環境,提供個性化的意圖理解、環境認知、輔助決策評估等服務。用戶在使用過程中的主觀滿意度和接受程度是衡量系統可使用性的重要指標。因此,加強可用性研究與實踐,提供易于使用的、能允許用戶出錯和改變,并盡可能不使用戶陷入混亂的交互系統是有現實意義的?？捎眯匝芯吭谥笇到y終端軟件的具體實踐中,尤其需要從細節入手,如梳理用戶業務需求,明確業務流程,分類信息元素與規劃呈現形式,甚至包含對交互單元進行使用頻度分析,對顯示內容的用戶關注度進行排序等。在此基礎上,另一個重要方面則是持續收集用戶反饋,并不斷改進與完善用戶體驗。

4.3 持續升級收集用戶反饋

任何產品的成功都不是一蹴而就的。收集用戶需求是以用戶為中心策略的最重要部分,用戶需求為以用戶為中心的設計打下了基礎。如果沒有正確定義用戶需求,也就不可能向正確的方向推進[1]。而當研發團隊經過大量的溝通與工作,將產品呈現在用戶面前時,面臨的矛盾與挑戰才真正開始。事實上,沒有研發人員能完全了解用戶的意圖,因此用戶面對產品時的真實想法是決定產品生命的關鍵。一般而言,用戶以自己的情緒為主導,不會為了取悅設計師而存在,研發人員只有繼續詢問詳細的問題與意見,并接納或許難以忍受的批評,才是正確的選擇。通過觀察用戶,挖掘更細節的行為,以便對什么于系統有效和無效獲得更深層次的理解。需要重點指出的,不是如何收集用戶反饋的方法,如調查、會談、評估或記錄等,也不是如何通過溝通技巧以收獲更多的鼓勵與支持,而是用一種開放式的心態去無限逼近雙方對產品共同的認知與理解。持續升級地收集用戶反饋,且接受坦率而高質量反饋,是設計與開發人員創建成功產品的不二法門。

4.4 追求服務至上設計理念

追求服務至上的理念并不是不計成本,也不是委曲求全,換個角度,是激勵研發團隊不遺余力地從各個方向與層面,為滿足用戶需求而對產品精益求精的一種工作態度。在終端交互系統的實現過程中,始終貫徹服務至上的理念,充分開展用戶調研,為提升服務與體驗水平,堅持把用戶核心需求放在首位,同時兼顧用戶情緒分析與色彩分析?？紤]到用戶工作任務繁重,一方面需要對信息進行快速獲取、識別、判斷與反饋,另一方面則要承擔系統的日常培訓、管理與維護工作,系統從基礎服務供給上先保證其主體需求,并通過柔性的系統服務重組能力,減少用戶的無關信息攝入。面向用戶的人文關懷也是系統構建追求的目標,如在色彩分析中,結合行業與用戶特征,整體配色以沉著穩重的藍黑為背景色、藍綠色為主色調,既緩解用戶視覺疲勞,也表達出冷靜與智慧的蘊意,同時用輔助色點亮暗色系,突出重點信息,使界面信息主次分明;在交互設計中,貼合人機操作習慣,提高操作效率與準確性;在界面設計中,要求內容清晰直觀,層次鮮明且布局合理;在操作上保持延續性,在保證風格的統一時兼顧各應用的獨特性,適于各方面操作人員盡快上手。追求服務至上的理念,是延續和永葆生命力的可靠保證,在產品的研制中應該堅持不懈貫徹下去。

5 結束語

本文對以用戶為中心的終端交互系統認知方法進行了研究,并在研制中加以實踐與運用,顯著改善了用戶的體驗效果。交互系統設計不但是計算機和認知學的交叉工程學科,更是一門藝術?；诳茖W的方法創造滿足指定需求的交互系統,在國防行業的產品設計中已變得愈發重要。為軍工行業的用戶,打造滿足其工作需要的產品之余,注重用戶情感的愉悅,用風格和時尚激發其積極與創造性,具有顯著的社會意義。以用戶為中心的認知與設計方法有助于在激烈的行業競爭中走向并融入用戶,以顯著的品牌風格與效應、卓越的服務質量與口碑培育用戶,與用戶建立信任與依賴,在提升用戶滿意度的同時,也增長產品的競爭與生命力。