基于交互认知的雷达显控设计方法

李华君,周 丽,胡天皓

(1.中国船舶集团有限公司第八研究院,南京 211153;2. 中船鹏力(南京)科技集团有限公司,南京 211153)

0 引 言

“顾客就是上帝”在各行业中一直被奉为至理名言,用户体验是产品的第一生命力。在科技应用领域,如今用户的需求更加严苛,多样的功能并不足以满足其要求,在追求快速加载、运行、升级的过程中,用户更期望产品的使用是一种乐趣,能够在完成任务的同时激发工作的积极性,甚至创造性地参与到产品的优化与迭代中。为了应对这种需求的变化,解决方案的核心概念就是以用户为中心的设计。从开发之初的确定需求和体验目标、概念验证模型,到设计中的多次迭代、测试和可用性研究,不断地得到用户的反馈意见,进而持续调整设计,最大限度满足用户的需求[1]。

用户对产品的评价首先来源于对界面交互的感知。以雷达显控为代表的终端交互系统,用户界面设计能够充分体现交互系统中人与计算机有效交互的策略[2]。作为产品设计师,在工作过程中最重要的一点就是了解用户,优先考虑人的行为而不是系统的行为。在此基础上,对界面交互的认知与设计才有可能成为一门艺术,使人在情感上愉悦,展示风格与时尚,并具有显著的驱动意义[3]。从用户的视角出发,结合界面设计的模式、方法及准则,才能进行有效的技术应用与实施[4],最终引发共鸣,获得“上帝”的认可。

1 终端交互系统需求分析

1.1 终端交互系统的主要功能

本文涉及的终端交互系统既是某产品的主要输出端,又可作为该系统能力分析的评估手段,具有多源多端、多层级多互联、多功能与多用户的显著特征。终端交互系统作为该产品提供人机交互界面的应用软件系统,其主要功能为支持用户完成对各型设备的参数设置、模式调整、时域/空域/频域/能量等资源调度以及健康管理等;并接收各类型多源设备的信息,对多元化的信息要素进行展示,将融合、整编后的数据以信息服务输出,提供态势产品,以满足指挥决策、信息管理的需要;同时完成本系统模拟、测试、分析及保障等系列需求的信息可视化。其主要功能如图1所示。

图1 终端交互系统功能示意

1.2 用户交互需求与认知困难

研发人员对产品的应用界面交互认知与设计通常首先来源于对功能需求的理解。面对如图1的终端交互系统功能示意,设计师通常会从用户需求出发,对工作对象进行需求分析与软件设计,并得出工作产品的系统模型。作为以人机交互为重点的应用软件系统,其用户交互需求显著特征与认知困难主要有:

(1)系统实体及信息要素繁多

系统涉及的实体包括监视、探测、侦察、通信等种类繁多的传感设备或信息输入源。信息要素则涵盖环境、气象、目标、情报及指令等,在人机交互中多源多端多互联带来的复杂耦合将直接挑战研发人员的认知。

(2)功能需求及呈现形式多样

作为负责交互的功能软件系统,须具备以实时或者仿真的形式,展示系统运行过程中的各类场景与态势情境,并完成对众多实体与资源的设置、操控、调度、监视与管控,构建出多维度、多任务、多模式下海量信息要素的高效、简洁与多样化呈现。对于多功能系统的设计,务必选择正确的认知方法与设计准则。

(3)用户群体类型和层次不同

本系统作为输出终端,其用户群体有各方面直接参与信息获取的设备操控人员,也包括基于态势感知与情报决策的指挥人员。基于系统的多功能性,使用系统的测试、评估人员,甚至各前级设备开发人员都将成为底层的用户群体。广泛的用户造成需求层次错位,进而带来多元化交互响应。在系统中如何兼容并包在认知、设计与实施中均面临的极大困难。

(4)隐性需求与约束复杂多变

作为大型的信息集成交互系统,大量的非功能性需求作为隐性制约,将直接影响用户交互界面的认识与设计,如系统运行的平台、系统的架构要求、质量因素等。在产品生命周期中,面向用户的工程实施将不可避免地经历复杂多变的调整、更新,甚至是重建。

综上分析可知,终端交互系统是为满足多视角可视化执行决策,涉及多方面设备、多种类资源管控与调度,面向不同用户与任务需求,处理海量多源信息,并结合硬件重组、软件重构等开放性动态需求,层次化、多元化呈现加工、处理与展示多维信息的界面交互功能集成系统。其特征图像如图2所示。

图2 终端交互系统特征图像

为解决研发人员的认知困难,打造用户友好型的系统交互应用,提升用户信息感知的效率与效果,并获取用户支持的投资回报,本文提出采用以用户为中心的设计,利用合理有效的方法与原则、工程实践经验对终端交互系统进行开发与实施,借助换位思考与共同创作,最大化满足用户需求,提升用户满意度。

2 打造用户友好型应用的方法

2.1 必须和用户一起工作

打造用户友好型的应用软件,关键永远是“用户”。必须和用户一起工作,这是以用户为中心的设计方法的核心认知。一直以来,由于设计师与用户两个群体在产品中身份与诉求的差异,两者易趋向回避甚至对立的局面。在具体的工程实践中,若采用以用户为中心的设计方法,就必须及时收集用户的意见并观察其反馈行为,才能够对用户认可甚至喜爱的交互应用有深入的理解。任何身处创建应用过程的人员都应该投入时间和精力,理解用户需求,完成实施的目标。设计师的工作绝不仅是界面交互设计、编码或测试,理解用户才是整个团队最重要并需要持续进行的工作。

实际上,产品研发的成功与否不仅受制于研发人员的心理局限,如担心用户会质疑其专业水平或干扰产品设计理念、耽误项目开发进度等,更为重要的决定因素是用户群体的行业特殊性、差异性和导向性。如果无法直接面对用户并获取其意愿,或掌握用户在不同领域的能力水平、思维模式与使用习惯,包括用户积极、消极的情绪反馈,都可能导致产品走向失败。因此,双方要时刻保持有效的沟通与交流,才能共同解决问题。和用户在一起工作可能很困难,但这是创建成功产品的必经之路。应该意识到,用户并不一定都是对的,但“代码”并不能解决问题,只有将用户带入产品的研发过程中,一起制定计划并约束双方的行为才是取得成功的关键。

2.2 制定计划与约束行为

从某种意义上说,设计师与用户处于对立面是不可避免的。因此,消除负面因素影响达成共识并规范化双方的行为,是和用户在一起工作时的明智选择。

开发人员必须突破“不编写代码,应用软件就无法推进”的旧思维,接受和用户交流是开发过程中不可或缺部分的理念,并将其提升到与设计同等重要的地位。开发人员有行业的专业技术术语,用户有习惯的问题描述机制,两者在对需求的理解和对话上可能处于不同的空间领域,对产品认知的切入视角也有差异,甚至在技术问题之外的实施计划、需求优先级等方面也各持己见。因此,开发方在定义项目、收集需求并描述对象、制定计划,约束行为与策划实施时,应该采用利益相关方尤其是用户可接受的模式、方法或陈述来提供解决方案。以往以研发团队主导的实施计划一定要在包含用户的前提下重新制定与约束,在行为模式上应把精力更多转移到如何为用户提供有价值的体验目标上,实施期间先确保理解用户的需求,才能消除误解和代价高昂的错误带来的成本浪费。与此同时,无论用户只满足于基本的功能,或有更高的体验期望,设计师都应抑制单方面投入所谓先进技术、理念和创意的冲动。想摆脱研发过程中的束缚,对用户目标与愿景的完全理解才有助于确定聚焦功能与艺术创造的比例,达到功能与时尚的平衡。

2.3 平衡功能和时尚需求

随着用户群体的扩大与提高,对信息可视化中时尚的追求日渐加剧。基于交互应用的科技感与人文设计逐步成为用户隐性需求中极为重要的一环。优美、奇妙与酷炫的外观与操控体验会给用户带来新鲜感与震撼力,诸多项目也因此获得巨大的成功。尽管如此,在不同的行业产品中,功能与时尚所消耗的资源配比,依然取决于用户的倾向与认可。界面交互应用很大程度上一直被视为是设计人员艺术与创造表现的自由地,而开发人员才是聚焦功能编码的责任方,但在面对如何平衡功能与时尚的挑战时,在以用户为中心的理念中,研发团队都得先冷静下来,以建设性与积极的语气,以具体而适当的措辞去征求用户的意见。

与实现相关的技术思路、先进理念、资源消耗、开发周期甚至财务预算,都影响着功能与时尚的平衡决策。以用户为中心的设计专注于用户的核心主诉,先确保获得可靠的用户意愿,试图避免让需求去适应技术等相关因素。当然,研发人员无法回避诸多的实施约束,但是可以先放下这些包袱,在把握用户对功能与时尚的追求后再转向技术解决方案,才能确保以合理的顺序,借助专业的设计准则与有效的实施方法完成任务。

2.4 工作准则和实施方法

研究界面设计准则并有效地将人机交互策略、方法引入产品的研发中,可以显著改进交互应用系统的用户体验。但以用户为中心的设计理念,力求简化研发人员、用户与计算机之间的复杂关系。用户既不关心计算机科学、心理学、社会学或人因工程学等学科与理论,也无需知悉接近、可见性、一致性或视觉突出原则等设计准则,更不在意其使用的工作软件的运行平台、开发方法与实现机制等技术因素,这些都是研发人员才需具备的专业素养。因此,界面的设计如何适应计算机,技术实施的可行性分析,解决交互系统普遍性问题,调整研发中的需求偏离,创建具有显著交互风格与优良服务质量的用户体验产品,都取决于研发人员的水平高低。必须指出的是,在提高自身技术能力的基础上,研发人员最重要的工作准则与实施方法,是能将专业的知识、概念以用户可接受的语言描述与物化,并成功获取用户的理解,进而达到影响用户心理,培育用户习惯的目标。

3 以用户为中心构建终端交互系统

构建以用户为中心的终端交互系统,需在体现“友好”、“实用”与“创新”的基础上,突出军工行业特色。研发人员通过与用户持续沟通,分析其构成和特征,并对用户进行分类研究,在深耕功能主诉的基础上,制定与执行产品策略,从交互设计、视觉分析设计入手,以美观实用、简洁明快、层次鲜明与服务至上为目标形成系统的界面交互能力。以打造用户友好型应用的方法为着力点,结合终端交互系统的需求分析,针对该系统的显著特征,用合理的途径消化交互需求中面临的实施困难,最终实现给予用户实用与可靠之外的人文关怀。终端交互系统构建中的应用实践如图3所示。

图3 终端交互系统的应用实践

3.1 立体化多视角的用户定义

在构建终端交互系统时,改变以往设计师先入为主的设计理念与习惯,换位思考是走向打造用户友好型应用的关键。但通常系统级交互的用户都不是单一形态,如果仅粗放地认知为终端操作人员,设计师难免代入其身份。因此,获取用户的精准定位,给出立体化的分类与多视角的定义,才是走向成功的第一步。

基于信息集成与输出的终端交互系统,其用户群体包含不同领域方向、专业能力与功能诉求的接收对象,这些对象有共同之处,但更显著的是差异性。无论是人员受教育程度与专业水平、年龄与就职年限,还是在系统中的职能划分与角色定位,用户的属性及其对系统的视角必然分化,这给研发人员带来的认知、设计与实施困难尤为明显。因此,在终端交互系统研制中,研发团队首先给出了立体化、多视角的用户定义,区分用户视角与设计师视角;进而细化用户分类,如从职能上划分设备操控人员、情报分析人员与指挥决策人员,从领域上面向监视、探测、侦察、通信等专业方向,并将与系统关联的隐含用户,如系统设计人员、开发人员、测试人员、评估人员与维护人员等逐一梳理,形成一个清晰与完整的用户体系;最终结合不同用户对系统能力、技术手段、艺术修养等各方面的关注度与领悟力,实现多元化的界面交互需求在系统中的兼容并包。以用户为中心的设计基于对用户的充分认知,在终端交互系统的构建过程中,通过对该系统用户群体的精准把握,进行因势利导的沟通交流,从而得以对用户展开层次化渐进式的体验牵引。

3.2 层次化渐进式的用户牵引

终端交互系统涉及的实体与信息要素繁多,功能需求及呈现形式多样,其多源多端多互联带来的密集度是研发人员在认知与设计过程中面临的最大困难。另一方面,对于差异性且流水化的用户群体来说,研制出的应用功能软件也必然是陌生而复杂的工作产物。以往研发团队在向用户介绍产品时,总是倾向于用强大的功能去吸引并征服用户,却忽视了面面俱到的功能覆盖给用户带来的压迫感。系统终端中运行的各类应用软件肩负着对系统实体及资源的显示、设置、操控、调度、监视与管理功能。研发人员对用户内在需求条理化、逻辑性的理解与关键诉求的把握,将直接映射在多维度、多任务、多模式下海量信息要素的呈现格局上。终端交互系统坚持的原则之一就是不能让凌乱与堆砌的功能交互界面,使用户初见抵触并心生恐惧,直至流失。

终端交互系统在研制过程中,立足构建由简入繁、由浅达深的用户分层体验。在沟通上,面向主要使用人群,分析其特征与共性因素,获取用户对产品的期望、态度以及行为语言等,并深入掌握用户动机,以引导界面交互设计;在应用上,分析系统主要使用场景、任务过程,界定出符合用户使用的信息元素与交互动势,结合各方面用户的使用习惯进行界面合理化整合、统筹其在交互方式与风格的兼容并包,以保证设计在各领域具有一定的使用延续性,又提供统一的系统风格与用户一致性体验;在实施上,通过用户角色的定位与授权分离系统的运行模式,如从初学用户、高级用户与专家用户的角度形成差异化的功能与界面体验;从一般用户、重要用户和管理用户的身份开放人员对系统的使用权限等;甚至从控件选用、页面布局、菜单形式、色彩运用、交互模式设计等细节入手,给用户提供层次化渐进式的信息感知渠道,并牵引用户的习惯养成、竞争心理与情绪欲望,增加用户对于产品的参与度、依赖性与认同感。

3.3 服务化自助式的用户体验

在商业化领域的系统设计与开发中,经常提到应用与服务商店的概念。用户在多样的应用服务集合里,可自由安装、运行或卸载所需的功能应用,这一度成为标杆式的创新体验与成功典范。在军工行业领域,则更追求开放式的体系架构带来的系统可塑性、可扩展性及可适应性等产品能力,两者各有侧重却植根于用户需求的变化。在终端交互系统的构建中,用户的非功能性需求作为隐性约束,从某种意义上也决定着系统的成功与否。因此,贯穿系统的生命周期,研发团队打破常规以用户为中心设计,在面临用户复杂多变的需求更新时,借鉴商业模式与服务化理念,坚持“用户需要什么则提供什么,用户选择什么则呈现什么”的原则,给用户充分的自主性选择与自助式体验。

在终端交互系统的使用模式上,提供常规与自定义的功能选项,支持用户的合理性部署、裁剪与搭配,如从健康管理、模拟训练、情报整编、维护保障、数据服务和电子手册等方面入手,打造基础应用服务供选择与调用,用户可依据任务的变更、职能的互换调整界面交互形态。为了提高用户的系统使用水平,配套建设如在线培训、用户导航、帮助链接等辅助服务工具等;提供基于应对不同光照环境、不同用户群体偏好的交互界面风格样式等;通过提供服务化、自助式的顾客体验,给用户实用、可靠之外的人文关怀。

4 使用经验与相关建议

4.1 认知与设计的常见困局

设计师、开发者与用户的群体差异、利益均衡是横亘在系统成功前的一座大山。首先,一是设计师和开发者会产生认知上的差距,使得设计目标在开发阶段无法很好地实现,长年和代码打交道的开发人员在设计方案的理解上容易存在严重的认知失衡,甚至因为沟通障碍导致需求与设计、实现偏离。二是以用户为中心的设计要不停询问用户在应用中需要什么与不喜欢什么,而与用户打交道经常成为开发人员的痛苦。其次,设计与开发人员的情绪价值也时常会成为障碍,为反馈打开大门意味着迎接抱怨,而听到对自己研发产品的批评可能会挫伤其工作积极性。另外,合理区分核心需求与辅助设计的资源投入,尝试技术与艺术的结合,以便在两方面都做到最好,得到技术先进、直观易用且有趣的产品也不是一件易事。对以用户为中心的设计的误解,会诱使设计师将焦点放在美学上,虽然应用软件的呈现效果很重要,但任何一个完备的系统应用首先要确保实施的可用与有效性。最后,让用户走向产品,而不是产品走向用户也是研发人员常犯的错误,以用户为中心的设计过程反对关于用户行为的主观臆测,要求提供对决策有效的证据,不能基于技术难度或个人的偏好做出选择。因此,学会在代码之外解决问题将能揭示新的批判性思维方式。开发者离开代码,加强调查或者可用性研究,并回归于工程实践,才是走出困局的有效途径。

4.2 加强可用性研究与实践

对以用户为中心的设计和可用性的互换使用可能造成混淆。可用性也被称作人为因素,是对人与任何产品之间关系的研究,可用性方法可以在任何产品中实施。人机交互则扎根于可用性,但是它的焦点在于人类与计算产品的关系。以用户为中心的设计来源于人机交互,是开发人员和设计人员使用的软件设计方法学。本质上,它帮助开发人员和设计人员制作满足用户需求的应用程序[1]。在系统研制中,平台硬件性能约束、开发工具选择,技术应用水平的高低制约,语音、视觉、动作等人类自然交互方式选取,都是人机融合系统设计的关键。为实现人与终端系统间的无障碍自然交互,需要构造高度专业化的作业与操作环境,提供个性化的意图理解、环境认知、辅助决策评估等服务。用户在使用过程中的主观满意度和接受程度是衡量系统可使用性的重要指标。因此,加强可用性研究与实践,提供易于使用的、能允许用户出错和改变,并尽可能不使用户陷入混乱的交互系统是有现实意义的。可用性研究在指导系统终端软件的具体实践中,尤其需要从细节入手,如梳理用户业务需求,明确业务流程,分类信息元素与规划呈现形式,甚至包含对交互单元进行使用频度分析,对显示内容的用户关注度进行排序等。在此基础上,另一个重要方面则是持续收集用户反馈,并不断改进与完善用户体验。

4.3 持续升级收集用户反馈

任何产品的成功都不是一蹴而就的。收集用户需求是以用户为中心策略的最重要部分,用户需求为以用户为中心的设计打下了基础。如果没有正确定义用户需求,也就不可能向正确的方向推进[1]。而当研发团队经过大量的沟通与工作,将产品呈现在用户面前时,面临的矛盾与挑战才真正开始。事实上,没有研发人员能完全了解用户的意图,因此用户面对产品时的真实想法是决定产品生命的关键。一般而言,用户以自己的情绪为主导,不会为了取悦设计师而存在,研发人员只有继续询问详细的问题与意见,并接纳或许难以忍受的批评,才是正确的选择。通过观察用户,挖掘更细节的行为,以便对什么于系统有效和无效获得更深层次的理解。需要重点指出的,不是如何收集用户反馈的方法,如调查、会谈、评估或记录等,也不是如何通过沟通技巧以收获更多的鼓励与支持,而是用一种开放式的心态去无限逼近双方对产品共同的认知与理解。持续升级地收集用户反馈,且接受坦率而高质量反馈,是设计与开发人员创建成功产品的不二法门。

4.4 追求服务至上设计理念

追求服务至上的理念并不是不计成本,也不是委曲求全,换个角度,是激励研发团队不遗余力地从各个方向与层面,为满足用户需求而对产品精益求精的一种工作态度。在终端交互系统的实现过程中,始终贯彻服务至上的理念,充分开展用户调研,为提升服务与体验水平,坚持把用户核心需求放在首位,同时兼顾用户情绪分析与色彩分析。考虑到用户工作任务繁重,一方面需要对信息进行快速获取、识别、判断与反馈,另一方面则要承担系统的日常培训、管理与维护工作,系统从基础服务供给上先保证其主体需求,并通过柔性的系统服务重组能力,减少用户的无关信息摄入。面向用户的人文关怀也是系统构建追求的目标,如在色彩分析中,结合行业与用户特征,整体配色以沉着稳重的蓝黑为背景色、蓝绿色为主色调,既缓解用户视觉疲劳,也表达出冷静与智慧的蕴意,同时用辅助色点亮暗色系,突出重点信息,使界面信息主次分明;在交互设计中,贴合人机操作习惯,提高操作效率与准确性;在界面设计中,要求内容清晰直观,层次鲜明且布局合理;在操作上保持延续性,在保证风格的统一时兼顾各应用的独特性,适于各方面操作人员尽快上手。追求服务至上的理念,是延续和永葆生命力的可靠保证,在产品的研制中应该坚持不懈贯彻下去。

5 结束语

本文对以用户为中心的终端交互系统认知方法进行了研究,并在研制中加以实践与运用,显著改善了用户的体验效果。交互系统设计不但是计算机和认知学的交叉工程学科,更是一门艺术。基于科学的方法创造满足指定需求的交互系统,在国防行业的产品设计中已变得愈发重要。为军工行业的用户,打造满足其工作需要的产品之余,注重用户情感的愉悦,用风格和时尚激发其积极与创造性,具有显著的社会意义。以用户为中心的认知与设计方法有助于在激烈的行业竞争中走向并融入用户,以显著的品牌风格与效应、卓越的服务质量与口碑培育用户,与用户建立信任与依赖,在提升用户满意度的同时,也增长产品的竞争与生命力。