刘继

摘 要： 以CAD软件为例研究了基于计算机操作系统上的工业设计通用平台软件。该软件是用来解决在工业设计中遇到的各种问题的一种软件程序。在此结合人性化设计理论以及美学知识对CAD软件界面设计中的人性化技术以及艺术性元素进行剖析，使人们了解到软件界面的可视化设计布局需要满足美学设计，还需要满足客户的人性化设计。进而提出工业设计的通用软件可视化界面需要从单一的视觉化向视觉、听觉、触觉等多元素融合的表现及交互性方向逐步发展的构思。

关键词： 通用平台软件； 工业产品设计； 视觉优化研究； 可视化界面

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）05?0131?04

0 引 言

我国在20世纪60年代开始对计算机图形设备以及辅助图形设计方面进行研究。随着计算机科学技术的发展，以及计算机在工业设计技术方面的应用，先后出现CAD，CAM，UG，Pro/E等可以进行工业设计的通用平台软件。本文通过设计的眼光来看待工业设计类通用平台软件的可视化操作界面，而且运用美学的规律以及人机工程学理论进行视觉化研究，从而满足不同使用者的各种需求。本文的理论基础主要有三个：第一，著名哲学家黑格尔说过，美学是艺术哲学，是美的艺术哲学；由于美学是一门边缘的学科，他可以与许多学科有或多或少的联系，本文会利用美学的规律进行工业产品设计的视觉优化研究；第二，色彩搭配原理与技巧；第三，人机工程学的基本知识，人机工程学的研究是以人的心理以及生理因素作为参考的，以行为、认知、意识以及情感等各方面为研究依据。这样在利用通用平台软件进行工业产品设计时，视觉优化会做得更好。

1 通用平台软件在工业设计中可视化界面设计

1.1 软件可视化界面的基本概念以及可视化设计原则

1.1.1 可视化界面的基本概念

可视化是在图形学知识的基础上，结合图像处理技术对字符数据进行分析，最终转化成图形元素显示在计算机屏幕上。本文中用户界面设计时综合考虑到人的思维逻辑、操作规律以及人机交互方式，界面的美观性对软件界面进行的整体设计。

1.1.2 直观易接受的图形界面设计原则

在人机交互的过程中，界面是用来接收和传递人机交互信息的媒介。界面设计实质上包含了许多的学科知识，其中需要注意的图形界面设计原则有：从始至终要注意人才是界面产品的控制者，要尽可能得减少界面信息给用户带来的记忆负担，使界面元素保持一致。

1.2 CAD用户界面中图形技术及可视化设计

1.2.1 以几何造型为主的CAD造型技术

现代CAD系统主要是由几何造型数据库与用户界面等关键技术构成。大家所处的现实世界就是由许多种类型的三维几何形状所构成的系统。计算机系统可以通过对这些几何形状进行描述的方式来构建立体的几何模型。在CAD系统中所有的产品模型都会利用这种方式进行描述，这也是CAD造型技术的核心组成部分。

1.2.2 相似、灵活、直观才是用户界面设计的准则

对于一个CAD系统来说，最终的使用者是用户，要想设计出一个友好的用户界面，就必须遵循它特定的设计准则。这些特定的准则包括相似性、灵活性以及直观性。

相似性准则是指处理相同类型的问题时必须以相似的方法进行解答，同时在与同类软件进行比较时，在对用户的输入/输出做出响应时，也具有相似性。

灵活性准则指的是在设计界面的过程中，需要考虑到不同用户的不同需求，并且要考虑到用户的不同需求，以及如何快速灵活解决系统自身问题或者故障给用户带来的影响。

直观性准则主要是考虑符合用户视觉观察方式的角度去考虑，怎么对用户界面进行设计。直观的用户界面应该让用户对交互的信息是一目了然的。总之所有与用户有关的交互信息都要以直观的方式在界面中进行清楚的表达。

2 软件界面设计中的艺术化

2.1 艺术化的软件界面设计必须遵循美学规律

一个软件界面的好坏是看第一印象能否给人带来美观的印象，而一个美观的软件界面设计一定要遵循美学规律，界面需要给人以舒适协调的感觉，在有效的范围内最大限度地吸引用户的注意力。

本人所理解的设计中的美学包括：功能美，形式美，社会美以及艺术美。其中功能美是基于作品的整体结构及其制造材料所体现出来的美，这种美与作品本身将要实现的功能是不可分割的。形式美是基于材料本身所具有的自然属性而展现出来的美。社会美以及艺术美则是从前两种美中延伸出来的。

2.2 色彩的合理运用可以让软件界面设计更具有艺术性

2.2.1 软件界面设计的色彩设计

由于软件界面是用户与软件进行交互的桥梁，因此界面的好坏就决定了用户对软件产品的第一印象。然而在人机交互界面设计中，色彩比形状更加具有吸引力。相同的软件界面搭配不同的色彩，效果是截然不同的，因此设计出良好的人机界面是软件界面设计的关键所在。在软件产品中，都会涉及到自定义界面这一个设定方式，因此在这个设计中，色彩搭配就显得非常重要。比如蓝色的背景色搭配红色字体或者是红色的底色就会给人非常不舒服的感觉。所以在软件界面设计中，色彩搭配要合理的运用色彩元素来协调与其他要素之间的关系。当前色彩在软件界面设计中的应用是非常广泛的，许多的设计者也加强了在这一方面的研究。

2.2.2 对比统一的艺术处理手法能让界面色彩更加和谐化

软件界面中所应用的字体也会影响到整个界面的设计风格，使用的字体大小颜色必须与界面的视觉风格达成统一的标准。色彩搭配协调的软件界面可以让用户工作更加舒适，所以在设计软件界面的时候，要考虑使用什么颜色可以让用户长时间工作也不会感到累。举几个常见的颜色来说明不同颜色的作用与用法。蓝色：给人平静而且舒适的感觉，常常用于基础界面以及底色；红色：热烈而且刺眼，会让人产生焦虑的心情，一般用于警告的状态；明色，给人干净又明亮的感觉，通常用于信息的提示等。

软件界面的色彩搭配需要遵循特定设计原则：人们在观察屏幕信息时是很难同时对多种色彩进行分辨的。所以一个屏幕上最多不要出现7种颜色。对于重要的信息可以使用醒目的颜色。在一个系统中，各种颜色的搭配需要保持一致。例如对于错误信息的提示如果是用红色表示，那么前后的错误提示信息都要用红色。综上所述，在软件界面的设计中只有合理地对色彩进行搭配才能设计出更具有艺术性的界面。

2.3 CAD软件界面设计中可视化信息艺术化人性化的碰撞

CAD软件界面设计中可视化信息艺术化人性化的碰撞可以从三个方面进行研究：

（1） CAD软件界面中的可视化信息，界面中的可视化信息包括色彩、文字以及图标等。进行工业产品设计用到的CAD软件界面基本信息有绘图区信息、绘图工具图标信息、提示信息、标准工具图标信息、对象特征工具信息、命令以及修改工具图标信息，如图1所示。

图1 CAD软件界面中的可视化信息

（2） CAD软件界面中可视化信息的配色原则，对于一个软件界面的色彩来说，追求的目标是需要既美观又漂亮。为了达到这一目标，需要遵守一定的设计原则，尤其是以下4条：软件界面应用的颜色种类要适中；配色方案需要符合人们的心理特点；配色方案要有独特性并易于识别与记忆；界面配色要具备统一性。以上的配色方案在CAD界面中有着明确的体现，如图2所示。从图中可以看出，CAD软件界面一直是经典的单色工作界面，并且可以根据用户的喜好自行进行工作界面的颜色设置。而且配色方案中颜色的饱和度以及明度都是可以进行设置的。使用过程中用于标注以及分层的多色线条也是在界面设计中对色彩运用规律与原则的体现。

图2 CAD软件界面中可视化信息的配色原则

（3） CAD软件界面可视化信息的处理要兼顾人性化，要想使界面可视化人性化一些，也需要遵守一定的原则：简洁原则，界面在进行设计时尽量在保证信息完整性时减少不必要的视觉元素；平衡原则，进行软件界面设计要充分考虑视觉信息的平衡，一定不能使用过分拥挤的局部信息进行显示，不然会产生视觉疲劳；对比原则，进行界面设计时，视图区的大小，文字粗细等都可以对界面视觉效果产生非常大的影响。

3 软件界面设计中的人性化

3.1 重视用户需求才是人性化设计的关键

（1） 人性化设计中的用户需求。简单的理解用户需求就是当用户在完成一项任务的过程中必须要用的工具或者材料等能够影响到用户是否能达成目标。在软件开发初期，用户的需求是模糊的，片面不合理的，所以对用户需求进行分析时，要明确掌握哪些对软件开发是真正符合用户需求的。简单来讲，用户需求可以概括成四点：可执行性、易用性、安全性和系统自恢复性。

（2） 重视用户需求才能设计出人性化的产品，在软件设计中，以用户为中心的工业产品设计包括用户和任务两个层面。自从以用户为中心的设计理念应用在软件界面设计中，软件的设计点由以前的注重技术转变成注重用户需求的人性化设计方面。软件界面的最终使用者是用户，因此在设计中需要选择更加符合用户需求的人机界面设计标准，一个优秀的界面，用户是不需要进行培训或者查看用户手册的。这种界面需要遵守两个原则：保证用户界面的直观易用性以及保证界面的显示与交互信息简单易懂。只有做到这两点，用户才可以在不需要求助的情况下轻松地完成设计任务。

3.2 急需引入智能化设计方法的软件界面人机交互功能

人机交互的定义是指为了完成一个特定的交互任务，人与计算机进行信息交换时所使用的某种媒介或者语言。而要想去研究软件的人机交互界面，就需要从人机交互的接口开始。人机交互的菜单通常包括固定的工具栏、下拉式、链接式以及弹出式等。工具栏是一个可以直接表示图标功能的接口，这种接口易于被用户识别以及理解。界面交互性是软件界面设计发展至今已经形成许多中与用户需求相符合的一种功能和设计方法。现在所说的交互性不是指人机交互的概念，而是指软件的界面可以按照用户自身的爱好来进行优化与调整。

3.3 以适应用户操作为核心的人性化软件界面设计

要实现以适应用户操作为核心的人性化软件界面设计就需要设计出人性化的软件界面来满足用户的需求。在进行人性化软件界面设计时需要把握好人性化设计的核心，这样才能够设计出满足人性需求的产品。在这里，把用户的需求划分为基本要求以及潜在要求。在进行人性化界面艺术设计过程中需要注意以下几个方面：

（1） 层次要分明。软件的界面是用来传递信息的，所以一个好的界面一定是层次非常清晰的，界面要做到重点突出，减少界面上多余的视觉元素，就算是必须使用时也要保证画面不能够喧宾夺主。

（2） 功能要齐全。一个软件在进行操作之前是可以设置一些向导功能让用户进行一些必要的设置，从而使用户对软件界面有一个简单的了解，便于用户更有针对性的运用软件的功能。

（3） 进行合理布局。界面进行合理的布局是为了把最重要的信息显示在最突出的地方，而把一些不重要，用得非常少的信息放到一个不显眼的地方，这样可以对重点信息进行突出化显示。

（4） 主色调的合理搭配。软件界面的主色调直接反映了界面的风格以及软件的特色，而软件界面的主次因素区分则是需要靠亮度对比度来进行调整完成的。

4 视、听、触在工业设计类通用平台软件界面延

伸设计中的作用

在现如今这个互联网如此火爆以及技术迅速发展的时代，视、听、触控制技术在各个科技领域应用是非常广泛的，一个合格的人性化界面设计必然会包含视、听、触这些元素。

4.1 人机交互界面设计中视、听、触元素的多感官体验

（1） 多感官人机交互界面指的是将人体的视、听、触等感觉器官与人机交互界面相结合起来，然后再使用手势输入、语音识别以及视线跟踪等交互技术来传递信息。这样就允许用户特有的感知以及交流方式与计算机系统进行一个更加复杂的信息交流，使用户体验达到更佳。但是这些交互方式最终都是以人为前提来完成的。在现如今数组技术如此发达的今天，要求进行人机交互信息的方式简单并且易于识别，此时，以视觉符号化为主的形式语言是最佳的选择。当前以视觉艺术为主的设计模式受到了很多更佳先进多媒体技术以及虚拟技术的冲击，因此多感官技术也在向着多维化、动态话以及综合化的方向发展。

（2） 人机交互界面设计的总原则是简洁易用。简洁易用的具体原则如下：简洁性与美观性并存、统一性与多样性并存、易用性与交互性并存以及静态与动态并存。

4.2 软件界面设计的局限性和实用性

（1） 局限性。通常用户在不同的时期需求是不同的，为了使设计出的软件用户界面满足更高的可用性需求，去全面地了解用户需求显得非常有必要。但是再怎么好的人机交互界面也有它的局限性，这也和软件设计对设计的概念以及计算机软硬件的局限性有关。比如计算机的鼠标与键盘都可以作为软件系统的硬件接口，并且它们也是最为传统的信息交互接口，但是这些硬件接口也可能给软件界面的设计带来一些局限性。因为这些物理接口也受到硬件技术的制约。

（2） 软件界面设计的实用性。现阶段可视化界面交互方式有两种：以人的动作为界面交互的主体交互方式以及以触摸与触感作为界面主体的交互方式。本文的重点是研究通过平台软件在工业产品设计中使用者的区别以及需要如何去满足他们的各种各样的需求。可以分成两大类：一类是经过了专业培训的熟悉软件基础知识的技术形人群；另一类是从来没有经过相关培训，第一次接触工业设计类软件的普通人群。由于使用这些软件的人大部分都是从事相关行业的人员，他们对这个行业的专业术语以及专业知识非常了解，因此在软件界面中涉及到专业类的术语都是可以轻松实现的。困难的地方在于这些人群的工作经验以及工作习惯各自不同，这就需要在设计软件时加入一些常用并且实用的工具，充分考虑软件界面产品的宜人性。

4.3 工业设计类通用平台软件界面设计中视、听、触多元素融合的新思路

人机交互领域现有的视、听、触觉的成果主要有三种：

（1） 语音识别与自然语言处理技术，在人机交互领域有一项专门针对人类自然语言的先进处理技术，也就是通常所说的语音识别与自然语言处理技术，比如当前的文字可以通过语音输入等。

（2） 决策可视化应用技术，这项技术的出现使得人机交互变得更加的方便快捷，其应用的最主要的技术就是图形的应用。

（3） 触摸屏技术，随着2007年苹果公司推出的iPhone智能手机后，触摸屏技术越来越发达，当前触摸屏手机占的手机市场份额是非常大的。

软件界面设计由视觉向视听触多元融合方向设计的构想。随着科学技术尤其是计算机技术的发展，在不久的将来，在使用这些工业类设计软件进行设计时，只需要对着计算机软件的界面说出需要创建物体的名称数值，计算机就可以自动按照指令进行设计，或者用户可以在一定的虚拟环境中通过可视化软件界面。

5 结 论

本文研究通用平台软件在工业产品设计中的视觉优化，而且是以通用平台软件CAD的用户界面为研究对象。研究指出，随着计算机技术的迅速发展，计算机的软件朝着更智能、更安全、读取以及响应速度更快的方向发展。本文中提到的知识点以及观点涉及的学科知识很多，有一些研究需要进一步的完善与发展，因此，不可避免地存在一些不完备的地方，这也是以后研究的重点。

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