基于眼动追踪的游戏类鼠标造型特征设计研究

宋珂凡

关键词：语义认知 情报分析 眼动追踪 用户意向 鼠标造型

引言

技术发展，不仅鼠标的形式、种类愈加繁多，如体感式、沉浸式追踪鼠标，便携、多功能、游戏鼠标层出不穷，而且作为电脑使用过程中必不可少的配件和操作工具，鼠标设计需在满足使用需求前提下兼顾用户感性需求从而提高用户的使用愉悦感。文章旨在关注用户在购买过程及其使用过程中的潜在情感需求，从而达到有效设计的目的；文章研究内容对后续游戏鼠标的感性设计提供了依据，通过认知语义法提取现有用户及其设计师的意向信息，根据标杆产品情报分析法进行造型提取并绘制相应的造型曲线作为实验样本。最终根据实验数据得出用户满意度较高的造型意象。目前的理论研究主要集中李雪瑞[1]等人在借助生物基因工程构建产品基因网络用以指导造型优化以及利用感性工学[2]指导产品造型设计；应用研究领域对于游戏类鼠标产品的造型还有待深入，电子竞技行业的兴起使得游戏类鼠标应用范围广泛程度提高，游戏类鼠标具备更加合理的研究价值，且已有的研究针对性不强，研究更多停留在舒适度以及功能技术研究方面，对于产品的外形、材质、加工工艺的涉足较少；综上，理论和应用层面对于构建鼠标造型语义及利用定量分析的方法得出符合用户情感需求造型曲线的研究涉及较少。文章巧妙运用语义认知以及标杆产品的反馈进行扒取，以解决用户隐性情感需求的挖掘问题，在构建游戏类鼠标设计模型中，最大程度地减少设计过程中不必要的成本需求，达到优化设计流程，提高设计效率的目的。

一、造型语义认知

造型语义认知即就是意向认知，是一种主观的意识活动，是个体通过对客观实体的感知，产生心理形象，经过情感、想象等大脑思维的加工和重构，从而在主体的大脑中形成深层的审美形象。鼠标造型的意向认知主要分为两个方面，即基于鼠标造型的形态和语义双重通道分别进行编码的过程。产品造型中的形态是指形状，主要是对鼠标的造型、颜色、表面处理、细节处理等方面的认知，并且经过大脑进行信息转化总结形成一系列的形态认知模型；而后者造型语义认知是对于认知的语言化表达，是形态认知的前提和基础。

二、用户意向信息提取

用户意向信息提取的过程按照语义认知的三个层次进行，将现有产品的风格语言重新定义，排除刻板印象对于意向提取结果的影响。通过面向设计物进行语义抽取收集，并将其作为客观对象进行分析，抽取内容进行认知归类，根据认知语义的归类方法[3]归为三类，第一层为对象层L、场景层S和象征层T。对象层L主要包含：产品表象特征①特点：产品颜色、形状、表面处理等直观属性；②表象特征语义：锋利、蛇等。

场景层S包含行为语义 ①指研究对象的倾向性行为属性，如产品移动、旋转；②空间属性：研究对象的空间描述，如产品曲线前窄后宽等；③产品风格属性语义：如产品锋利、圆润、钝感、速度等

象征层T则主观性较强，也就是使用者主观感受，①情感语义，产品对于使用者体现出来的运动感、速度感、体量感等，在进行造型语义提取的时候内容倾向于产品的对象层和场景层语义构建提取。

（一）造型语义信息提取

造型语义的抽取，为样本获取和后续目标意象的反推提供依据。采用问卷调查法及半结构式访谈法对于鼠标进行造型提取，通过开放性的问题得出造型风格语言，设计采取全程录音，按照认知语义的归类过程对用户意向中的游戏鼠标语义进行捕捉和分析；针对调研分析整理产品造型信息的不同语义层次的内容，针对开放式问题：你认为罗技G502鼠标哪一点比较吸引你？或直白式问题：你认为某品牌产品的风格是什么？并对调研过程中的回答进行口语化剔除，提取产品特点认知的语义并根据构建的语义结构进行相应统计，对于自然语言进行初步处理得到相应的语义集，调研预计30人左右作为被试进行开放式问答采访，对采访结果录音，调研结束后进行文本转化，剥离口语化语言后将其与认知结构相匹配。

问答总共调查被试为30人，（其中经常使用游戏鼠标25人，从未使用过游戏鼠标5人）问卷结果的录音进行文本化处理之后结果如下：（调研对象A）我认为罗技502产品的造型锋利、棱角较多，使用过程手感不错，还可以自由加减配重，灵敏度较好，按键多能够满足按键需求大的问题。调研结果内容进行分析形成语义串，即就是对自然语言的初步处理，从调研结果的语言中提取产品认知信息，上述调研对象的描述可以形成的语义串为：造型锋利、棱角多、手感舒适、灵敏度高、按键多等，对语义串来进行规则化处理，根据语义串的内容实质进行划分，根据肖恩克语义[4]知识理论，可以分为脚本、主题、目的和计划的四种类型进行文本分类，对调研结果中所有的自然语言进行剥离并规则化语义处理，文本处理内容如下表1所示；

结合语义场景层和对象层区分通道提问方式，减少语义词混淆带来的调研结果不明确的问题，分析调研结果得出产品的造型意向主要集中体现产品外观前半部分倾向于锋利、后半部分圆润，风格男性被试倾向于霸气的、女性被试倾向于雅致的，因此可以判断出不同性别的倾向有所不同，依据访谈过程中的造型曲線进行偏好曲线绘制，组合匹配形成用户意向产品造型，初步拟定其主特征线走向，主特征线能够反映产品的整体感觉和风格，对于产品构造极其重要，结合问卷调查结果求取意向交集为后续贝塞尔曲线模型[5]获取提供初步依据。

（二）标杆产品情报分析法进行造型提取

分析世面上的已有标杆产品，根据上述建立的语义结果，利用数据可视化结果可以得知市面上已有产品的可用性、易用性程度，通过互联网对市面上已有的产品整合进行数据分析，对产品语义进行二次提取，获取更丰富的用户期望形容词，用以统计得出鼠标模型的侧面曲线轮廓模型，根据不同结果构建用户Likert七级量表，最后根据产品基因造型进而确定得出符合用户期望值的造型，产品形容词的比重经由已知用户和设计师共同探讨后取整，产品的七级量表类型如图1所示：

用户期望形容词量表分为三个层次，形成三组形容词词对“伶俐、圆润”“雅致、霸气”“体量小、体量大”，据此针对已有的产品进行意向形容词打分，最后得出适用性较高的前三款产品，可得用户对于产品的造型意向主要集中于游戏类鼠标产品的造型需求锋利性大于柔和性、丰富性大于简单性。

（三）造型特征曲线确定

定义特征线的几何坐标，将产品几何条件下的最左端作为基准等比例缩放成统一的几何尺寸，通过贝塞尔曲线方程将特征线转化为硬点坐标进行绘制得到样本曲线，每个线段由曲线描点P和控制点C，则I（i，j）=（Pi，Pj，Ci ）1≤i≤n j=i+1并且公式中的i、j、n均为自然数，其中Pi 代表线段的起始锚点；Pj 代表线段的终止锚点；Ci 代表线段的控制点，通过贝塞尔曲线方程将特征线转化为硬点坐标进行绘制得到样本曲线，其特征曲线基因由此表示曲线描点（Pi，i=1，2，3…，n）和控制点（Ci，i=1，2，3…，n），得出贝塞尔参数化方程为

基于上述意向信息得出初步贝塞尔参数化方程，根据方程绘制非定性特征曲线。在进行造型绘制时将其分为不同空间视图下进行，绘制多项意象特征曲线，根据设计师的评价筛选合适的造型特征，对照标杆产品使其贴近设计标准后作为实验样本。

三、设计方法运用

（一）基于眼动实验的鼠标特征线造型提取

1.实验环境及设备

本实验在南京理工大学的实验室进行，尽量做到无噪声或在舒适范围内的分贝。光线问题，室内的光线采用40％的日光灯照明，照明条件正常；实验使用Tobil Pro公司X3-120型号的便携式眼动仪[6]，可以记录人眼球运动的轨迹、注视点、注视时间等特征，在界面设计中被广泛使用，该实验设备能够满足设计所需要的数据支持。

2.实验人群及指标

实验被试为20名南京理工大学的硕士研究生，其中男、女生各十人，为保证实验的准确性，所有被试须单独进入实验室，（所有人均视力良好无色盲色弱）；实验指标：为了减少其他变量对实验结果的影响，所以此次实验采用单一变量范式；在前期数据支持下的二次实验需要保证热度区域A、B、C对应的实验自变量A（S1 S2 S3）、B（S4 S5 S6）、C（S7 S8 S9）的数据应该采用拉丁排列方式减少实验顺序对于实验结果的影响。

3.实验的准备及其流程

实验前向被试者说明实验要求，明确实验任务。被试者依次进入实验室，以保证每一位被试者都是首次见到实验样本，提高实验准确率。实验人员准备实验样本，实验人员须向被试者说明实验的要求和注意事项，安排被试坐在实验座椅上，具体流程如图2实验流程所示；

4.实验过程及步骤

（1）实验初期样本选择考虑到上述过程中的条件进行选择实验；将图片顺序按照不同类型分散排列，以减少类型相似带来的实验偏差；

（2）实验进行前按键盘任意键进入等待页面，页面停留1s，使被试进入准备状态，集中注意力；

（3）1s后进入目标页面，记录被试在目标页面中注视时间、注释热点区域等；目标页面切换时间为500ms，避免眼部疲劳影响实验数据。

（4）首先被试需要进入等待页面，避免其他因素對于实验结果的影响；停留1S后进入目标页面一，停留5S进入目标页面二；依次完成直至实验结束。

5. 实验结果

设计特征曲线提取，为了量化造型曲线的显著性，准确地进行造型特征曲线的提取，其结果主要从热点区域注视时间、注视点个数、首次注视时间对数据进行分析，对比得出最佳鼠标造型曲线，带入目标意向的综合指标值，所有被试对于刺激材料眼动指标K_w的综合值公式

（二）实验结果分析

为进一步量化造型曲线提取最能体现用户期望的特征线，主要通过两种方法进行，第一步分析AOI区域的总注视时间、注视时间、以及注视点个数，运用眼动指标的趋近公式定量化分析；第二步运用SPSS软件进行相关性分析验证影响其AOI区域数据的原因。

1.AOI区域分析

根据AOI划分不同的区域，排除拉丁排列方式的影响，为排除不确定因素，首先对AOI区域分析可初步判定有关特征曲线的用户关注程度与曲线复杂程度的潜在关系，且被试对于区域二部分的关注程度大于区域一和区域三，计算其平均注视时间数结合注视点个数数据，如表2所示，结合注视点个数验证了上述结论，将目标区域眼动指标带入公式得出刺激眼动指标的综合值，结果如表3所示；

经过数据分析可以得出，综合值的处理作为衡量标准的前提下，俯视图目标意向的显著性顺序为：

2.SPSS软件分析

为确定曲线控制点复杂程度是否影响AOI区域的关注程度，利用SPSS进行相关分析，将其用于特征线分析挖掘影响用户注视时间、注视点个数的相关变量，为之后特征曲线特征确立提供数据支持。样本内容在矢量软件绘制过程中表明主特征曲线的控制点，控制点个数为C1，C2，C3...Cn，且保证控制点个数的有效性，如表4。

通过软件生成散点图的方式，初步判断两因素之间是否存在相关性，经过分析区域一与区域二的注视时间存在相关性且相关性显著，特征曲线存在相关关系，研究单组控制点个数对用户注视时间以及注视点个数的影响，研究其相关性并进行两两相关性分析，以此反映数据的关联状态，验证变量存在正态分布，皮尔逊相关性判断相关性，结果如表5。

控制点个数与区域注视时间相关，sig＜0.05，且相关性显著，同理分析控制点个数与区域二注视时间，控制变量被试者以及注视点个数，对控制点个数以及区域注视时间进行偏相关分析，结果均呈显著性相关，进行下一步分析；据散点图控制点个数呈非线性相关，为进一步表达两者关系，其回归方程采用非线性回归方程，通过建立回归模型，排除拟合度低的幂函数与复合函数，通过比对模型二次函数的拟合度高，满足关系。二次函数方程如下y=β0+β1 x+β2 x 2，代入即可得出关于变量之间的函数方程，如图3所示。

四、鼠标设计的特征分析及策略

（一）鼠标造型特征设计分析

基于眼动实验及其数据分析初步判定，鼠标造型特征关注度高低与其控制点个数存在显著相关性。表明产品的丰富性在不影响用户认知能力的前提下，会提高其对于产品的关注度。从设计样本出发对产品造型特征曲线进行演绎重用，在主体造型控制点及其要素保持稳定的前提下，丰富产品形态，加入用户群体的喜好元素，得出符合用户个性需求的元素集合；鼠标造型要素的收集过程从相关性较高的造型曲线对应的意象词汇出发，如科技的、炫酷的标杆产品，分析其所对应的造型元素特点，外形、材质、色彩等并结合最优造型特征曲线特点，针对目标群体的情感要素设计出满足其生理、心理等多层次需求的产品，提高游戏类鼠标的设计效率和用户喜爱程度。

（二）鼠标造型设计特征要素

市场上已有产品大多数仅满足人机工学的要求，没有从用户的情感需求出发展开设计，产品难以激起用户购买欲望。为避免设计师设计过程中所面临的主观性较强，造型设计个人特征明显，导致鼠标造型难以满足用户潜在需求的问题。文章从不同用户对于喜爱的鼠标的造型意象出发得出关注度较高的产品样本，保证其样条曲线特征要素在用户关注的范围之内。反推设计样本对应要素特征，为后续游戏鼠标特征设计提供思路。其特征要素主要包含：

1.鼠标造型特征具备科技感

根据前文内容可得，游戏鼠标的使用群体关注度较高的样本对应的描述大都为内部线条呈流线型、曲率变化丰富，其意象特征主要表现为科技感要素，在符合人机工程学需求的前提下加入彰显科技感、未来感的符号、色彩、形态元素，搭配对应材质、色彩来满足用户的情感需求；且科技感要素可具备指向性，提供用户快速识别产品使用方法的暗示，使操作者快速上手，获得心理满足激发使用产品的欲望；

2.鼠标造型特征具备灵活性

鼠标元素可以通过色彩、材质实现灵活更换，设计可以结合用户独特的情感需求定制不同的元素，满足用户满足其附加价值的目的，体现相对应的身份标签，其次，结合色彩心理学，通过改变不同要素部位的颜色达到减少用户过度操作鼠标对身体造成影响的问题，如改变灯带颜色达到提醒作用，开启防沉迷模式。最后，产品的造型具有灵活可移动特点，适应不同的场景需求，尽可能便捷减少用户使用过程的负担，丰富产品造型特征的同时符合用户的认知需求；

3.鼠标特征要素具备丰富性

在现有技术的基础上，将全新的技术运用于鼠标外观设计之中，融入虛拟现实技术方法，提高用户使用过程中的沉浸感，吸引视觉注意的同时提升产品使用体验，通过趣味奖励机制触发虚拟现实体验开关，实现产品-人-环境之间的交互，丰富互动过程。

4.鼠标造型特征具有协调性

产品的高效使用与产品造型特征要素传达的内容息息相关，能否提供提高产品的易用性是评判产品好坏的重要标准。在上述的需求的作用下，产品要素要尽可能地保证鼠标造型特征的整体协调，鼠标大小与符号尺寸的协调性；色彩与材质的和谐性，避免产品比例失衡、要素混乱以及色彩材质搭配不合理导致传达出错误信息降低使用者使用效率的问题，进而提高产品易用性，降低使用者认知摩擦。

通过上述的感性意象元素的维度开展多目标造型迭代优化，绘制游戏鼠标造型曲线，指导设计完成设计实践。

（三）鼠标特征设计实践验证

1.用户满意度七点量表图验证鼠标造型可用性

产品的造型特征具有不确定性，不能通过定量化的指标直接获得基因最优解[8]，通过不断进行用户满意度分析得出最符合用户期望的集合，借助LIKERT量表测试用户对于造型意向是否满意，满意度的公式为F（满意度）

其中p为被试的总人数，i表示第i位被试者（1≤i≤p）；φi表示第i位被试者的李克特量表值，将文章最终的造型特征曲线作为样本进行验证得出被试对其喜好度。表明此设计某种程度上符合用户意向需求。

结论

鼠标产品的感性意象[9]随着技术发展变得至关重要，是提升用户购买欲望及产品易用性必不可少的途径之一，文章从语义认知分类抽象形容词结合标杆产品情报分析法获取实验样本，运用眼动实验数据进行定量分析，在获取相对有效的样本前提下进行定量分析，提升实验结果可靠性，最终分析满意度较高的特征曲线反推产品意象获得鼠标特征元素最终进行满意度验证。然而文章在实验的实际操作过程中无法避免实验样本偏差性以及被试人群性质单一性对实验结果造成的影响，所以对于后续的探索倾向于建立参数化系统界面使其趋于标准化及时更新用户喜好类型。