谢　伟，辛向阳

（江南大学，江苏 无锡　214122）

基于无意识认知的交互设计研究

谢伟，辛向阳

（江南大学，江苏 无锡214122）

根据当前认知心理学中无意识认知的研究进展，剖析了可用性、用户体验和无意识认知之间的关系，提出可用性和用户体验的最终目标就是要达到无意识认知，在此基础上无意识认知交互设计被定义为：为了达到无意识认知目标而进行的一切交互设计活动。根据无意识认知交互设计理念，结合以人为中心的设计思想，构建无意识认知交互设计流程。该流程最大的特点是用无意识认知评估取代以往的可用性和用户体验评估。最后，通过实例应用无意识认知交互设计的理论和方法，证明了在该理论和方法的有效性。

交互设计；无意识认知；可用性评估；用户体验

0　引言

当前，交互设计作为一种以用户为中心的设计，重点关注人的交互行为，其目的是为了提高产品的可用性和用户体验［1］。由于“可用性”和“用户体验”在概念和评估方法上存在着差异，到目前为止，还没有有效的手段能实现可用性和用户体验的统一，交互设计依然缺乏系统的科学理论和方法作指导。如今，无意识认知研究的进展为建立一个统一可用性和用户体验的系统的设计理论和方法提供了一个契机。

本文通过分析可用性、用户体验和无意识认知之间的关系，提出了以达到无意识认知为目的的交互设计理念，并在此基础上结合以人为中心的设计思想，构建了无意识认知交互设计流程，最后通过对人机界面的改良设计，验证了无意识认知交互设计的思想和方法。

1　基于无意识认知的交互设计理念

交互设计的目的就是要达到可用性目标和用户体验目标，即一个良好的交互设计不仅要能帮助用户实现高效的交互，而且在交互过程中能让用户产生积极的情感体验。虽然在一般情况下，高可用性能让用户高效、便捷的使用产品，提升用户的满意度，从而获得更好的用户体验。但是可用性与用户体验之间往往也存在一定的差异。可用性根据ISO［2］和Nielsen等人的定义［3］以及常用的评估方法来看，更偏重于外在的理性评价标准。而用户体验到目前为止还没有公认的明确定义，就目前设计界对用户体验的评论来看，大多偏重于主观的心理感受，主要涉及的是个体情感层面，往往采用主观报告法来界定。由于可用性和用户体验的界定和评判标准不同，这就造成了可用性和用户体验在很多情况下并不一致。例如：尽管笔直而平坦的高速公路让汽车行驶起来效率很高，拥有很好的可用性，但是用户往往对于没有变化的路面会感觉无聊，甚至会打瞌睡，情感体验不佳。而盘山公路因为道路曲折，路面狭窄而不平坦，汽车的行驶效率不是很好，可用性差，但是正是这路面的变化才让驾驶员的控制欲望得到了展现，同时沿途带来的不同风景，也让人的情感体验得到了提升。由此可见，交互设计领域依然没有系统的设计理论能统一可用性和用户体验。但是，认知心理学中无意识认知理论的研究进展为建立统一可用性和用户体验的设计理论提供了契机。现代认知心理学研究发现，人脑除了意识认知系统之外还存在一个无意识认知系统。相对于意识认知系统的缓慢、串行、不受情感影响，需要花费很多脑力的意识控制过程，无意识认知系统是个快速、自动、无需花费很多脑力、受情感和习惯支配而不受意识控制的加工过程［4⁃7］。因此，高效、情感化的行为正是人脑无意识认知系统的加工结果，大量的科学实证研究也证明了这点［8⁃11］。

在交互设计中，可用性目标和用户体验目标的实现都是围绕用户为中心的设计而展开的。一个满足可用性目标的设计体现为用户行为的高效，而满足用户体验目标的设计则会让用户产生更多的良好情感体验。事实上，由于行为高效和情感化正是人脑无意识认知系统的加工结果［12］。因此，可用性和用户体验的最终目标其实就是要达到无意识认知加工，这也就是交互界面设计的最终目标，如图1所示。

图1　可用性、用户体验与无意识认知的逻辑关系图

在此，把无意识认知交互设计定义为：为了达到无意识认知目标而进行的一切交互设计活动。无意识认知交互设计理念的提出统一了可用性和用户体验的评价标准，为建立系统、科学的无意识认知交互设计方法奠定了基础。

2　无意识认知交互设计流程

交互设计的核心其实就是以人为中心的设计方法论。图2为2010年国际标准化组织发布的交互系统中以人为中心的交互设计流程［13］。图2中流程图反映了交互设计典型的基本设计步骤，具有以下几个特点：

（1）整个设计都围绕“用户”而展开。用户参与到设计流程的每个阶段并参与用户测试，设计师根据对用户的研究来指导产品的开发，从而达到围绕用户为中心进行设计的目的。

（2）迭代设计。该设计过程不再是线性的，而是一个反复评估不断改进的循环设计过程。产品在每次循环开发过程中不断地改进，最终达到用户的需求标准而结束迭代过程。

图2　以人为中心的交互设计流程

图2仅仅是以人为中心的一般设计流程，在实际应用中，各步骤之间往往需要根据实际情况进行合并或改动。为了简化设计，提高设计效率，根据以人为中心的设计理念，无意识认知交互设计基本流程的构建如图3所示。

图3　无意识认知交互设计流程

首先是计划阶段，对以人为中心的交互系统的开发进行可行性分析并制定完整的计划；其次是用户调研，通过调研需要明确用户人群，确定用户的目标、任务以及工作环境等必要信息；接着是需求定义，根据对特定用户的研究，分析产品能满足用户需求的各种不同功能，区分主要和次要的功能需求；然后确定无意识认知引导方向，即根据用户的需求，确定能引导用户无意识认知的交互系统设计原则和标准；接下来是原型开发，设计师采用模型的方式来表达交互系统成熟之前的设计概念，通过不断地迭代设计，使原型最终成为满足用户需求的交互系统；最后是无意识认知评估，是整个设计流程中最重要的环节，无意识认知评估标准采用内隐测量方法，以无意识认知指标为评价标准，如果用户测试的结果达不到无意识认知指标，那么重新返回到原型开发，继续进行改进设计，直到用户测试满足无意识认知指标为止，最终形成满足用户需求的新的交互系统。无意识认知交互设计流程与其他“以用户为中心”的设计过程最大的不同点在于设计评估阶段采用了对用户无意识认知的评估，具有以下特点：

（1）无意识认知评估实现了对可用性和用户体验评估标准的统一，体现了“以用户为中心”设计理念的深入发展。传统的可用性和用户体验不仅各自评估的侧重点不同，而且评估内容众多。例如：可用性就包括有效性、效率、满意度等至少3个方面内容，用户体验不仅没有完整统一的概念而且考察内容也是各种各样、千差万别。这就导致不同考察内容对应的评价标准多样，缺乏一致性，同时也给评价标准的取舍以及评估结果的解释带来了困境。就像前面所述，可用性和用户体验的最终目标其实就是为了达到无意识认知，因此，根据用户是否采用无意识认知加工为标准建立评估体系实现了可用性和用户体验评估过程的统一，简化了评估内容，消除了以往多个评估标准之间的不一致性、矛盾性甚至冲突性，深化了“以用户为中心”的设计理念。

（2）无意识认知评估采用内隐测量方法［14］，增强了设计评估的可靠性。传统的设计评估方法，例如：观察法、访谈法、文案法、启发式评估、可用性测试、问卷调查法、卡片收集法等，只能评估基于意识的外显行为，很难触及用户与系统交互过程中的无意识认知过程，由于人的行为很多时候是由内隐的无意识认知加工来主导，因而采用这些评估方法获得的外显行为数据很多时候无法解释用户行为的不一致性。无意识认知评估采用内隐测量方法（主要采用眼动、脑电以及功能性磁共振成像）来考察行为背后的认知模式，探查用户的无意识认知加工过程，因而相对以往传统的外显行为测量方法，增强了设计评估的可靠性。

3　无意识认知交互设计方法在交互界面设计中的应用

为了验证无意识认知交互设计的理论和方法，进行了实例应用设计。按照上述无意识交互设计的一般流程，选用了美的MB⁃WFS4017TM型号智能电饭煲的交互界面进行改良设计。该型号电饭煲原始界面如图4所示。最后通过评估标准获得的新的交互界面如图5所示。

图4　美的MB⁃WFS4017TM型号智能电饭煲的交互界面

图5　最终符合评估要求的电饭煲交互界面

整个设计改良过程中，最重要的是无意识认知评估阶段，该阶段采用了眼动测试方法。

无意识认知的眼动评价指标的确定：根据认知心理学研究发现，视觉信息加工过程中存在两个阶段，早期的前注意阶段和后期的集中注意阶段［15⁃17］：前注意阶段进行无意识的平行加工，无需注意，不受意识支配，眼跳能迅速指向目标物；集中注意阶段是有意识参与的系列加工，受意识控制，需要消耗注意资源，眼跳按一定的空间序列进行，相比前注意阶段缓慢。前注意加工可以在200～250 ms内快速完成视觉信息搜索［18］，人类无法意识到这些前注意加工过程，眼动技术可以客观的获取前注意阶段的无意识加工信息。在各种眼动指标中，首次注视时间（Time to first fixation），因为可以精确地测量从实验开始到第一个注视点进入兴趣区所用的时间，即用户真正搜索的时间，被认为是反映前注意阶段无意识认知加工相对最有效的指标［19⁃20］。因此在评估阶段，设定首次注视时间为250 ms，作为设计是否达到无意识认知的评判标准。

实验仪器采用Tobbi X120型眼动仪和19寸戴尔电脑组成的桌面视线追踪系统。被试：被试20名，均为在校大学生，以往没有使用过该型电饭煲经验，年龄平均为20.5岁，无色弱、色盲、右利手、裸眼或矫正视力正常。

实验材料：根据测试任务要求，把设计好的界面分解成对应的功能步骤图片，被试眼动测试过程中，通过用鼠标点击切换图片，每个界面图片都设有正确点击的兴趣区，这些兴趣区对应了实际的操作步骤。如图6所示，最后获得的新的电饭煲界面在电脑显示器上的呈现步骤。由于最后的界面采用了以LED灯光互动的方式，当进行完成当前层级任务，下级层级任务的灯光即亮起，因此每个步骤的图片都有所不同。

图6　测试图片呈现实例

实验程序：实验前，被试先阅读测试电饭煲界面说明书，了解电饭煲各操作功能，而后被告知需要完成的模拟任务（比如：现在是晚上19：00，希望在第二天早晨7：30能喝到小米粥），接着了解眼动实验流程和基本操作。在被试熟悉了整个实验流程后，进入眼动实验室进行测试，直至完成任务。

最后根据记录的首次注视时间与标准值250 ms进行比较，如果大于250 ms继续进行迭代设计，直至测试结果小于或接近250 ms为止。最后获得如图5所示的符合无意识认知目标的交互界面。

4　结论

综合上述，无意识认知交互设计理论的提出统一了可用性和用户体验的评价标准，为交互设计建立系统的科学理论和方法提供了新的方向。任何一个以人为核心的交互设计流程中，设计评估是最重要的环节。以往大都通过测量用户的外显行为来考察可用性和用户体验，往往导致多个评估标准之间的不一致性、矛盾性甚至冲突性。

文章根据无意识认知交互设计理论提出了以无意识认知指标为评价标准的评估过程，实现了对可用性和用户体验评估标准的统一，并以此为核心构建了无意识认知交互设计流程，最后通过美的MB⁃WFS4017TM型号智能电饭煲交互界面的改良设计实例，借助无意识认知的眼动评价过程，初步验证了无意识交互设计理论和方法的有效性。

当前，无意识认知交互设计研究目前还处于起步阶段，未来只有把无意识认知交互设计的理论和方法应用于更多的实例应用中，才能在实践中不断完善和发展。

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Research on interaction design based on unconscious cognition

XIE Wei，XIN Xiangyang
（Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

The ultimate goal of usability and user experience，which is to reach the unconscious cognition，is presented by analyzing the relationships among user experience，usability and unconscious cognition in the context of the current research progress of unconscious cognition in modern cognitive psychology.The unconscious cognition interaction design is defined as all the interaction design activities for the achievement of the unconscious cognition.The unconscious cognition interaction design process was established according to the unconscious cognition interaction design concept and human⁃centered design thought. The most important characteristic of the process is to replace the previous usability and user experience assessment by uncon⁃scious cognition assessment.The validity of unconscious cognition interaction design theory and method was proved by the actual application of the unconscious cognition interaction design.

interaction design；unconscious cognition；usability assessment；user experience

TN911⁃34

A

1004⁃373X（2016）12⁃0022⁃04

10.16652/j.issn.1004⁃373x.2016.12.006

2015⁃11⁃23 基金项目：江南大学产品创意与设计文化研究中心专项研究资助项目阶段性成果；国家社会科学基金项目（12BG055）；江苏高校哲学社会科学研究项目（2014SJD342）；江南大学自主科研计划重点项目（2015JDZD13）；2013年度江南大学校内自主科研计划⁃青年基金（JUSRP1079）

谢伟（1975—），男，江苏常州人，副教授，博士。主要研究方向为工业设计、用户体验、设计心理学等。辛向阳（1971—），男，安徽人，教授，博士。主要研究方向为交互设计。