交互特征研究与设计应用＊

谭 浩，李 薇，吴永萌

（1．湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南 长沙 410082；

2．湖南大学 设计艺术学院，湖南 长沙 410082）

信息与网络技术的快速的发展，使得设计艺术从传统的造型设计和视觉传达设计扩展到了更加广泛的领域，信息与交互设计已经成为了设计艺术学科的重要领域和方向之一［1］。目前，信息与交互设计主要集中在界面、用户和产品三个层面上［2］，而对于“交互”本身的设计与研究仍显不足。出现这样的情况的一个根本原因在于对“交互”本身的内涵性定义和属性不清晰。例如计算机领域人机交互专家Winograd认为交互设计就是“人类交流和交互空间的设计”［3］。设计领域IDEO的创始人之一 Moggridge将交互设计定义为“通过数字产品构建我们的生活、工作、娱乐和游戏的设计”［4］。这样的定义使交互设计几乎可以涵盖现有设计的大多数门类，“交互”的概念的外延丰富，但内涵研究不足。因此，需要从设计艺术理论的层面，对交互本体进行研究，以形成交互设计的专门知识，支持设计实践。本文就是从特征的角度在这个领域的设计研究。

一 交互特征的定义与研究假设

（一）交互

交互的内涵定义，《现代汉语词典》解释为“相互”，《牛津现代英语词典》解释为“发生在两个或者多个对象之间且相互作用和影响的行为”。基于这样的解释可以将交互理解为人和产品之间的关系和行为。从信息与交互设计的角度看，信息是在内容层面的设计对象，定义了设计对象的意义（meanings），交互是在行为、关系、动作、流程等层面的设计对象，定义了设计对象的形式（form）。如果把交互设计和传统的造型设计进行类比，交互设计也可以看作内容和形式的二元体系架构。内容是交互所实现的功能，形式则是交互（如流程、行为、方式、反馈等）的艺术表达。

基于上述的理解，本文的一个重要的假设是：交互本身具有某种形式（form），即交互本身是可以从风格（styling）和审美（aesthetics）的角度被描述和表达的，就好像造型可以被描述和表达一样。本文研究的一个出发点围绕以下问题：交互的形式是什么？什么样的交互才是“美”的？如何从艺术的角度去设计交互？

（二）特征

特征（Feature或Character）是一个具有复合意义的概念。对形态实体而言，特征是形态独特，具有差异性和区分性的部分（Any of the distinct parts of）［5］。在设计艺术领域，特征研究从本质上看是属于审美和艺术的层面，是创作过程中设计的关键属性和突出要素。特征可以建立设计对象、设计师和用户之间的共同语言，通过这样的共同语言，设计师可以获得经验，进行设计思考和交流，更好地开展设计工作。目前，在设计艺术领域，以感性工学、拓扑学、定量模型为基础的造型特征研究已经形成了较为完善体系，并在若干应用领域（如汽车、手机等）取得了良好的效果［6，7］。

如果超越实体，“特征”可以看作是现象与行为背后内在的属性（internal attribute），支撑着人们对某个事物的预期和理解［8］。从交互设计的具体实践需求来看，交互特征可以定义为交互对象或产品的若干外在形式和属性的在审美和用户体验层面上的描述和表达，是交互这一设计对象的突出和显著的要素［9］。这些描述和表达是设计师进行交互设计过程中对设计对象进行处理的结果，是交互设计师设计知识和经验的表达。

基于上述认识，本文的另外一个假设是：从交互的形式（form）的角度看，交互可以被分解为若干个小的组成部分，即交互特征。交互特征带有交互设计艺术的设计知识和信息，通过提取、分析、理解和应用这些特征，有助于设计过程中设计师进行思考、交流和学习。本文以支持设计实践为出发点，从“交互”这一设计对象的形式（form）出发，发现并研究交互特征，并进行表达和应用，最终支持信息与交互设计实践。

二 交互特征提取实验方法与过程

为了获得交互特征的一般性规律，了解其内容、描述、表达以及如何应用等相关问题，开展了为期一年半的大规模的系列交互特征提取实验研究。通过对交互设计过程和设计对象的双重分析，获得了交互特征的一般性信息。

实验首先基于Lenz在交互属性体验研究中的交互词汇（Interaction Vocabulary）［10］研究，通过一个大范围的交互设计课题获得若干交互设计的“词汇”，即设计语义表述。交互设计课题是根据Tidwell在《Designing Interfaces》里涉及的若干交互模式［11］进行归纳提出26种交互行为和关系的方式（如增加－减少、打开－关闭、切换等），并结合不同的情境和产品（如在家使用的空气净化器等）构建了81个设计课题。在此基础上，加上项目组进行的6个交互设计项目以及4个企业的实际交互设计项目，构成了91个设计课题。每个课题由3－4名被试（设计师）完成，每个被试要求完成3个设计课题，每个课题至少完成10个相互独立的交互设计方案。共627名设计学院研究生、专业交互设计师、企业交互设计师参加了实验，在实验过程中，要求设计师采用项目组在前期造型特征研究［12］中使用的口语报告的方法，即设计师需要说出自己在设计过程中的想法。每个设计方案完成后，要求被试以草图或效果图结合口语报告的方式对设计过程中的交互特征进行表达和描述。本部分交互特征提取实验持续了14个月时间，共获得了3475个交互设计方案以及近20万字的口语报告数据。如图1就是某个设计师针对“显示状态”在空气净化器载体上的界面设计方案。在该方案设计中，该设计师的在介绍方案的时候的口语纪录是：“我觉得东方人比较喜欢模糊一点的状态显示，难得糊涂嘛。因此，我设计的时候，把两者都考虑了，空气净化器上面模糊显示，用线条曲线这样的图形变化来做。手机App设计，用数字精确显示。”根据口语纪录，可以初步得到“数字精确显示”、“图形模糊显示”两个交互特征描述。

与此同时，选取自2008年以来，红点、IF、IDSA国际三大设计大赛的企业组获奖产品中涉及交互设计部分以及国际知名的设计高校的毕业设计作品作为经典案例共207件，由5名具有5年以上交互经验的交互设计师直根据产品进行交互特征提取。在提取过程中，对有视频对具体操作和界面进行说明的产品采用直接记录并可视化表达的方式，而部分没有交互视频演示的，则通过对其设计说明进行分析与提取。

图1 实验中完成的空气净化器状态显示设计（作者：符跃峰）

两个实验共报告交互特征描述178个。然后，针对上述178个交互特征描述进行聚类。考虑到我们主要提取特征，而不是特征的具体描述、情境及对象等，因此，我们结合交互设计的基本要素（形式、内容、关系、目的、界面、用户、场合）将不同描述进行整合。例如“光标移动面积大小”、“操作区的范围”、“手势在空中的空间大小”这三个交互特征描述就可以根据交互的形式、关系和内容整合成为了“运动范围”这一特征。通过上述分析，最后提取出交互特征13个。

三 实验分析

（一）交互特征表达

我们对获得的13个交互特征进行定义和表达。特征定义主要是根据交互特征所对应的178个描述以及部分的案例进行归纳，挖掘该特征的内涵。例如针对“运动速度（move speed）”这个特征，可以定义为“运动及相对速度变化”。

在定义的基础上，采用在造型特征描述中广泛使用的语义差异法［12］，从正反两个方面对交互特征进行表达。例如针对“响应速度（Response Speed）”可以从“延迟的（delay）”和“实时的（instant）”两个相反的方向进行表达。其中，“延迟的”表达为“操作完成后，显示部分有一个较长T1的时间滞后”；实时的，表达为“滞后时间T2非常短，无限趋近于0”，即操作完成后，显示部分立即出现或变化。

通过定义和表达，可以获得交互特征的定义与描述，如表1。从表1可以看出，13个交互特征分为功能特征和属性特征两大类：功能特征是交互的基本特征，是功能的外在表现，一般以功能的名称（名词）来命名；属性特征主要是从交互设计的不同属性去分析交互特征，一般以交互属性（形容词）来命名。

（二）交互特征和用户体验的关系分析

在定义和描述研究的基础上，采用感性工学的研究范式［12］，分析本研究得到的交互特征和用户体验的若干属性之间的关联性。在数据分析的过程中，充分利用实验中的设计师的口语报告记录，首先采用感性体验词汇提取办法［13］，提取设计师在设计过程中关于用户感性体验词汇，并将其和具体的审美特征进行对应分析。同时，由于交互设计的感性体验不仅仅局限于形容词的描述本身，还有很多引喻性、故事性、情景性描述，我们还专门针对这些特点在口语报告中进行了专门的予以分析。最后，对获得的某个交互特征对应的用户体验描述进行聚类，初步获得了交互特征和用户体验的关联表（如表2）。从表中可以清晰看出，不同的交互特征带给用户的不同的感性体验。

四 设计应用

基于上述的研究成果，我们在某个车载手势控制的音乐播放器交互设计中对上述研究成果进行应用。该音乐播放器是一个用空间手势来进行控制操作的产品。手势本身的设计及其体验是设计的核心。在具体的设计中，我们根据交互设计的13个交互特征，对音乐播放器涉及的关键手势进行设计。

表1 交互特征的定义与描述

例如，根据某设计方案的总体风格为“游戏风格（Game style）”这一特点，在“切换目录”这一功能的手势设计中，在运动速度（movement speed）、运动范围（movement range）和响应速度（respond speed）三个方面进行了设计。运动速度方面，我们采用“快的（fast）”作为设计出发点，在传感器所能识别的速度范围（100毫米／秒－1000毫米／秒）中，采用了采用了较快的速度识别速度（750－1000毫米／秒），使用户在快速的手势操作时，可以获得“刺激的”游戏体验，图2是切换手势操作的设计定义图。在运动范围方面，在符合汽车内室空间的基础上，我们选用了较大的操作空间，即感应范围为285毫米，以获得“刺激的”游戏用户体验。在响应速度上，采用的是实时反馈（反应速度小于20毫秒），这符合游戏中“行为可感知”这一重要的属性。这样使得整个交互产品在界面风格、操作时间、操作范围、反馈速度等方面，通过交互特征取得了良好的一致性。

图2 切换手势操作的设计定义与交互特征

在本设计中，通过交互特征这样的理论框架，对设计师开展设计提供了有益的帮助。这款产品在设计完成后，制作了样机，并安装在实车环境中进行试用（图3）。从试用的结果来看，绝大多数用户认为该产品手势设计具有较好的游戏感，和界面设计、造型设计风格一致，体验良好。

图3 车载手势控制的音乐播放器交互界面实车使用

五 结论与展望

交互特征是交互设计艺术在设计对象研究的关键问题之一。通过交互特征提取实验得到了13个交互特征。在此基础上，对这些审美特征进行定义与表达，并对交互特征和用户体验的关联性进行了分析。研究最后通过一个具体的设计实例进行应用，取得了较好的效果，初步验证了研究成果。

由于交互产品的复杂性、多样性以及快速发展的交互技术，交互特征也是一个动态变化的过程。本文研究虽然基于一个长期和大样本的实验，但是，本文的研究主要基于当前的产品以及当前设计师的设计作品，也难免有未曾涉及的产品和趋势。但是，本文的研究成果对于设计师了解交互设计的一般规律、把握设计趋势仍然有借鉴意义。另外，关于交互特征和用户体验的关联性研究只研究了二者之间具有关联性，然而，究竟有什么样的关联性以及如何更好地使用这样的关联性仍需要进一步的研究。

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