王 楠，裘晓菲

(江汉大学，湖北 武汉 430056)

1 引言

数字时代是目前社会重要的发展趋势，信息传递已进入新阶段，数字时代为带来便捷的体验性以及快速性。UI界面是新媒体时代的重要产物[1]，受到众多人们重视，UI界面可将信息感受直观传递于用户，UI界面质量决定品牌吸引力以及用户使用感受。利用UI界面设计提升用户使用感受是新媒体时代设计人员的主要研究热点。

数据获取、信息创建以及交互设计是可视化设计的关键，利用具有多元化、即时性以及互动性的可视化UI界面设计可提升用户使用感受[2]。良好的UI界面可视化传递可提升用户选择信息以及识别信息水平，降低用户操作时间，提升用户阅读趣味性以及传递准确性。体绘制是体数据可视化重要算法，体绘制无须生成中间几何图元即可实现数据场观察[3]，明确界面信息综合分布情况，已广泛应用于工程计算、科学计算等众多领域中，传递函数设计是体绘制算法关键，可决定UI界面可视化质量。传递函数可实现UI界面开发，调节传递函数可提升设计效率。传递函数将体数据内数据转化为不透明度值以及颜色[4]，通过体绘制算法将数据直接转化为图形，形成可视化效果。数据可视化传递的重要意义是利用图形化语言实现数据可视化，数据可视化传递具有较强的大数据价值，可将隐藏信息为人所用，体现较高的社会价值[5]。UI界面是人类与机器间交换以及传递信息的重要媒介，属于人机工程学、计算机科学等学科的交叉领域。

移动终端设备伴随移动通信技术高速发展已占据重要地位，用户感知对于各项APP发展极为重要。以往通常通过管理网元实现用户感知体验[6]，无法真实体现用户感受，尤其是网络中包含众多层次用户时，将由于巨大差异的反馈结果影响用户感知结果，无法依据用户的真实感知满足用户需求。

目前针对数据可视化设计研究较多，张玉振等人[7]分析基于CiteSpace的我国教育大数据可视化；梁野等人[8]研究基于设计情境与脑机反馈融合的产品设计知识需求感知技术，可实现不同情境下的可视化设计，但UI界面显示效果较差。研究基于感知反馈的UI界面数据可视化传递仿真，充分考虑用户感知情况，利用用户感知反馈结果实现UI界面数据可视化传递。

2 感知反馈的UI界面数据可视化传递仿真

2.1 UI界面数据可视化传递平台

UI界面数据可视化传递平台总体结构主要包括底层数据库、中间层数据访问层以及上层用户端三部分[9]。UI界面数据可视化传递平台总体结构如图1所示。

图1可以看出，通过三层服务实现UI界面应用程序运行。利用底层数据库为UI界面数据可视化传递提供数据服务；中间层数据访问提供平台的业务服务以及中间层服务程序；用户端服务程序利用上层用户端实现。

2.1.1 上层用户端

利用上层用户端采集用户信息，上层用户端工作原理图如图2所示。

图2 工作原理图

上层用户端通过前台检测用户所输入数据以及所显示信息。选取ActiveX平台作为可视化UI界面上层用户端平台，检测用户端发送请求能力，提供服务至用户。可视化UI界面元素利用ActiveX控件提供，将元素完成打包后嵌入至HTML页面，实现可视化UI界面与用户实时交互。利用ActiveX控件调用远程数据服务组件与IE浏览器实现用户与UI界面交互。采集用户数据后利用感知反馈算法采集用户相关数据，利用所反馈数据调节传递函数。

2.1.2 中间层数据访问

利用中间层数据访问层实现不同业务逻辑处理以及数据层与UI界面层交互访问操作，隔离数据库访问以及用户操作。中间服务部件以及业务服务利用中间层提供，其它业务服务所发来请求利用中间层响应，执行业务任务，并简单处理相应数据。

基于关系数据库管理系统应用基础建立数据库，用户通过服务器访问实现数据操作。文件中信息利用DLL从动态链接库内获取函数执行代码，实现底层数据库访问。

应用程序采用中间层方法设计，每次请求过程中建立链接，服务器将服务结果发送至界面后即刻将与用户机连接断开，实现服务器端资源共享[10]，同时提供服务至众多并发用户。

2.1.3 底层数据库

数据存储与调用通过底层数据库实现，底层数据库可实现数据库内数据读写管理，更新与检索大量数据。底层数据库结构图如图3所示。

图3 底层数据库结构图

UI界面可视化传递的存储管理程序利用数据库存储器获取待查询信息，事务管理器可保证UI界面各项运行不存在冲突，查询以及更新操作利用通用接口实现。底层数据库选取SQL语言实现服务程序与用户程序间各项请求，数据库利用关系表形式发送至用户程序。

2.2 感知反馈算法

感知反馈算法具有便捷、简单的优势，可提升用户感知准确率以及UI界面可视化稳定性。

2.2.1 获取多层用户感知信息

检测全部用户感知信息，将检测函数置于全部用户感知信息中，获取可生成最终用户感知信息的多层用户反馈信息。利用所获取感知信息生成集合，集合内样本数量表示用户反馈信息感知数量以及信息层次。获取用户感知结果主要包括主动获取以及被动获取两部分。

主动获取方式需设定检测标准，利用反馈函数内所包含全部反馈特征表达式形成相关用户反馈信息，确认分析用户反馈信息[11]。确认分析结果为满足用户反馈信息特征标准时，该信息为用户感知体现信息。

被动获取方式通过被动方式获取用户感知信息，实现用户反馈信息采集，利用被动获取方式所获取用户感知信息不包含无用信息，可直接应用于后期感知分析中。

2.2.2 多层用户感知信息融合

设用户感知反馈信息存在较大差异，需融合不一致用户感知结果，获取更加精准的多层用户感知结果。利用模糊聚类方法建立反馈信息整合模块，整合处理差异反馈信息。反馈信息整合模块可依据反馈时间用户感知信息建立反馈信息初始矩阵如下

(1)

式(1)中，i与j分别表示用户反馈信息集合内样本数量以及反馈信息数量，Yij表示反馈信息点i在j层模型内获取值。

用v与β表示依据反馈信息所获取各层反馈结果的平均值以及多层反馈信息衡量标准，其公式分别如下

(2)

(3)

依据所获取结果整合存在差异的多层反馈信息结果，反馈信息集合在各层模型中模糊集合选取模糊聚类方法获取公式如下

Y′ij=Yij/β

(4)

sij=f(Yi，Yj)

(5)

以上公式中，sij与f(Yi，Yj)分别表示模糊集合近似矩阵以及i层反馈信息与j层反馈信息间隔，可得公式如下

(6)

依据多层反馈模型内各层用户反馈信息，整理反馈信息间关系，反馈信息系数集合用R={Rj|2

模型层数所获取结果对最终用户感知精准性影响用各层用户感知反馈结果表示，用户感知结果的精准性与权值呈正态分布。不同权值可体现各层用户感知结果对最终结果影响。利用权值调节各层用户感知结果存在差异，平均处理各层数据所获取单独用户感知节点权值，获取重要性系数实现归一化处理。最终感知权值公式如下

(7)

式(7)可知，bjj>0。

感知信息融合公式如下

(8)

利用整合与聚类处理不同用户感知结果，避免各层次所获取结果存在差异对用户感知结果的影响，利用权值修正提升用户感知结果准确率。

2.3 传递函数

利用用户感知反馈结果调节UI界面可视化设计的传递函数。传递函数是UI界面数据体可视化的核心问题，体数据R内采样值利用传递函数转化为不透明度以及颜色，利用体绘制算法将众多体数据转化为UI界面图像。

定义传递函数公式如下

T:x|→{d，σ，X}，x∈Rn

(9)

式(9)中，{d，σ，X}表示UI界面数据可视化颜色以及不透明度三元组，x与n分别表示体数据属性值以及属性数量。利用体数据属性值所建立空间即为特征空间[12]，依据特征空间内体数据分布利用传递函数实现分类，同时将体数据转化为光学属性。

选取易于存储以及计算的参数化函数存储与运算传递函数，选取以数据为中心方法实现传递函数设计。

3 仿真测试

为检验本文方法所研究基于感知反馈的UI界面数据可视化传递仿真有效性，选取Matlab 2019b 软件作为仿真软件，利用仿真软件搭建采用本文方法所设计UI界面，检测所研究UI界面数据可视化传递有效性。

选取某移动运营商APP的SP业务检测感知反馈方法有效性，选取真实物理数据作为验证数据，验证本文方法感知用户数据准确性。将本文方法与Cite Space方法(参考文献[7])以及设计情境方法(参考文献[8])对比，对比结果如图4所示。

图4 用户感知准确率对比

图4仿真测试结果可以看出，采用本文方法感知用户数据的感知准确率均高于97%，采用另两种方法感知用户数据的感知准确率均低于95%。对比结果有效验证本文方法具有较高的用户感知有效性，本文方法可精准感知用户数据，依据用户需求设计UI界面，提升UI界面可视化传递结果的用户满意度；Cite Space方法以及设计情境方法无法避免用户感知数据准确性较差的问题，本文方法利用多层结构实现各层用户感知结果整合，所获取最终感知结果具有较高准确性。

统计采用本文方法调节可视化传递函数最终UI界面可视化的渲染效果，统计结果如表1所示。

表1 UI界面可视化渲染效果

表1仿真结果可以看出，本文方法所设计传递函数可实现UI界面可视化高效渲染。本文方法所获取UI界面可视化渲染效果的边缘清晰度、对比度、层浏览效果、边缘线等渲染效果均为优秀；Cite Space方法的UI界面可视化渲染效果的边缘清晰度效果较差，对比度以及层浏览效果均为中等；设计情境方法的UI界面可视化渲染效果的着色效果较差，渐变色、层浏览效果以及边缘线效果均为中等。仿真测试对比结果有效验证本文方法所设计传递函数具有优秀的UI界面可视化传递效果，可应用于UI界面设计实际应用中。

统计采用本文方法设计UI界面可视化传递的稳定性，稳定性决定软件发展前景，对UI界面可视化平台正常运行极为重要。平台运行过程中不可出现严重Bug，否则影响平台运行的用户满意度。统计采用三种方法在UI界面可视化传递平台5次故障情况下恢复时间，对比结果如图5所示。

图5 平台恢复时间

图5仿真测试结果可以看出，本文方法在平台出现故障情况下可快速恢复正常，100ms内即可恢复正常；另两种方法在平台出现故障情况下需高于200ms才可恢复正常，验证本文方法具有较高的稳定性，可在平台运行过程中出现Bug情况下快速恢复正常，令数据时刻保持准确性以及完整性。

UI界面可视化传递平台运行的流畅性极为重要，可视化界面视频播放画面以及用户操作响应流畅程度可体现平台运行流程性。

统计三种方法在播放视频情况下播放数据加载时间，对比结果如图6所示。

图6 视频播放加载时间

统计三种方法在用户操作时数据加载时间，统计结果如图7所示。

图7 用户操作流畅程度

图6、图7仿真测试结果可以看出，本文方法的用户操作响应流畅程度以及视频播放画面流畅程度明显优于另两种方法，采用本文方法的UI界面可视化传递平台具有较高的流畅程度，可有效提升用户使用满意度。

选取100名用户作为调查问卷对象，验证采用本文方法的UI界面可视化传递平台用户满意程度，并将本文方法与另两种方法对比。从产品使用体验、数据体验、视觉体验、功能体验、社交体验等七部分评估本文方法的UI界面用户满意度，选取十分制作为评价结果呈现形式，统计结果如表2所示。

表2 用户满意度

表2仿真结果可以看出，采用本文方法所研究UI界面可视化平台用户满意度较高，用户的数据体验、咨询体验、产品使用体验、视觉体验等各项评价指标均明显高于另两种方法，主要原因是本文方法充分考虑用户感受，利用用户感知反馈结果确定可视化传递函数，用户满意度较高。

4 结论

UI界面设计已应用于众多应用中，新媒体不断发展对UI界面设计要求更加严格。UI界面设计过程中，需充分符合时代发展需求，充分考虑用户体验感受，设计可满足用户需求的具有功能性、美观性以及趣味性的UI界面。所研究基于感知反馈的UI界面数据可视化传递仿真可获取用户真实感知体验，整合众多层次用户感知反馈结果，考虑各层用户感知体验对最终结果的影响，通过权值调节用户感知系数，提升用户感知结果精准性。利用用户感知结果调节设计UI可视化界面的传递函数，通过仿真测试验证该方法具有较高有效性，用户满意度高，具有较高的数据可视化效果。