王秀红 高清敏 贾佳

关键词：眼动指标 生理指标 Technique for order preference by similarity toan ideal solution（TOPSIS）Criteria importance though intercrieria correlation（CRITIC）航空界面

引言

飞机是长距离出行的主要方式，有些国际旅行甚至是唯一方式。但随着国内高铁网建设的日趋完善及国际航线上国外航空公司竞争，我国航空公司面临压力日益增加。提高服务质量、增加用户满意度、进而增加自身竞争力已成为航空公司未来生存发展的唯一选择。设计美观、布局合理的官网购票网站是使顾客了解企业、选择服务、倾向品牌的首要环节和重要媒介，从航空官网顾客可以方便快捷的获取有效信息的同时，还要符合顾客的浏览习惯和审美标准。目前我国各航空公司网站设计形式多样、内容丰富，但都存在着界面设计不合理的问题。因此，科学全面的评价航空公司官网界面设计的优劣，分析影响因素，提出改进意见，有助于提高用户满意度，增强企业竞争力。

一、界面评价现状

界面设计评价技术分为主观评价和客观评价两种[1]。主观评价是利用专家的经验或者被调查者的调查数据统计，调查结果受被调查者主观意愿的影响，具有片面性。如学者们提出了运用层次分析法（AHP）[2]、德尔菲法（Delphi）[3]进行界面设计评价，这些方法操作简单，易于得到结果，但是容易受到用户自身专业能力和经验水平的影响，对专家有较高要求且无法得到用户实时的评价结果。因此，常基于客观生理数据建立熵权法、CRITIC（Criteria ImportanceThough Intercrieria Correlation）、TOPSIS（Technique for OrderPreference by Similarity to an Ideal Solution）等綜合评价模型进行界面评价。

随着眼动追踪技术的发展，运用专业设备实时记录顾客浏览网页的生理数据，其结果科学客观地反映了不同实验样本对被试的影响状况，通过监测眼动变化推断被试的认知过程。王京[4]等证明注视点个数、眼跳次数、平均瞳孔直径等眼动指标可用于界面评价。Guo[5]等基于首次注视时间、瞳孔直径对新闻网页布局进行分析。Jiang[6]等通过瞳孔直径等眼动数据与主观评价相结合评估呼吸机用户界面的可用性问题。综上，眼动指标可以用作反映界面设计优劣的评价指标，但由于评价对象的不同，评价指标的选取也有所差异，传统评价方法常针对特定界面，从界面布局、用户需求等角度构建层次指标体系，此方法存在部分指标划分不合理等问题。因此，针对航空公司界面评价，需要进一步明确眼动指标的选取。

官网界面设计评价不仅是眼动过程中大脑认知变化，还是生理测量过程中用户情绪、疲劳等心理状态变化，眼动技术与生理技术相结合成为必然趋势。Ward[7]等通过实验发现用户的生理指标能够反映界面设计是否合理，界面设计不合理的网页用户会产生紧张情绪。谭征宇[8]等通过实验发现用户在浏览网页与静息状态心率发生明显变化。因此，本研究认为用户在浏览不同设计界面过程中，界面设计的优劣会对用户的生理指标产生影响，将生理指标与眼动指标相结合，以确保评价指标体系的全面性、科学性。目前很少有学者从眼动追踪和生理测量两种角度综合评价航空界面设计，本研究在眼动技术和生理技术相结合的基础上，首先提取影响界面设计的生理和眼动指标，其次基于生理与眼动指标，利用CRITIC方法求各评价指标权重，并利用TOPSIS对各航空官网界面进行综合评价和排序，从客观角度评价界面设计的优劣，具体分析影响航空界面设计优劣的设计要素。

二、实验

（1）实验概况

为全面客观的评价航空公司官网界面设计优劣，相较于以往仅采用眼动追踪的单一实验方式，本实验将眼动实验和生理实验相结合，选取常用的总注视时间、总注视次数、眨眼频率、瞳孔直径等眼动指标和具有显著性差异的生理指标建立客观评价指标体系。

（2）实验材料

测试样本来自8个使用率高、布局差异大的航空公司官网首页，其中4个国内航空包括中国国际航空、中国南航航空、中国东方航空以及春秋航空（以下分别简称为国航、南航、东方和春秋），4个国际航空包括国泰航空、荷兰皇家航空、美国联合航空以及新加坡航空（以下分别简称为国泰、荷兰、美国和新加坡），为避免语言对实验数据的影响，国外航空公司官网的语言均选择中文。8个样本采用拉丁 表1 生理指标单样本t检验结果方设计为8组实验，样本顺序均不相同，避免样本出现顺序对实验结果的影响。

（3）实验被试

由于学生熟悉网络环境，对陌生网站适应性强、接受程度高、上手速度快，因此本实验选择18名本科生和研究生作为被试参与，剔除无效数据，最终保留15名被试的实验数据。被试的年龄为21.7±2.2岁，双眼视力或矫正视力达到1.0以上，无色盲及色弱现象，为避免被试因熟悉样本而产生情感偏向效应，所有被试均未有在航空公司官网购票的经历。

（4）实验设备

眼动仪实验设备采用采样率为40Hz的Tobii X2-30屏幕式眼动仪，生理实验设备采用津发科技有限公司的ErgoLAB可穿戴生理记录仪，ErgoLAB人机环境同步平台软件采集眼动数据和生理数据，并对实验数据进行初步处理和导出，SPSS分析软件对实验数据分析，MATLAB软件进行CRITIC-TOPSIS计算。

（5）实验过程

本实验在人因实验室进行，实验环境舒适、光线适宜，避免因光线问题影响实验结果。每位被试仅参加一组实验，实验开始前主试向被试说明实验流程及实验须知，为被试佩戴生理记录仪，被试静坐于眼动仪屏幕前，采集被试静息状态下的生理数据，用于t检验选取有差异的生理指标。调整被试坐姿及距离，保证被试头部固定，眼睛正对屏幕中央，进行眼动仪五点校准。实验期间，被试自由浏览8张图片，每张图片持续20 s，两张图片之间有1.5 s中间为白色“十”字的黑底过渡图片，所有图片自动切换下一张图片。

三、研究方法

（一）评价指标选取

界面设计研究中常用的眼动指标包括眨眼频率、注视点个数、总注视时间等测量指标[9、10]，不同的眼动指标反映用户不同的信息。如总注视时间反映用户对实验对象的感兴趣程度[11]；注视点个数反映用户对实验材料的注意力程度[12]，注视点总持续时间表示兴趣区内注视点的持续时间之和；注视点持续时间越长表明用户对兴趣区的感兴趣程度越大，注意力程度越高；访问次数兴趣区内的访问次数之和等。生理指标通过t检验进行选取，被试实验与静息状态的生理指标数据进行单样本t检验，确定具有显著差异性（P<0.05）的生理指标作为评价指标。

（二）CRITIC-TOPSIS方法确定权重及综合排序

CRITIC法是基于评价指标的对比强度和指标间的冲突性综合确定指标权重的客观赋权法，为了更直观地比较不同航空官网界面设计的优劣，在通过CRITIC客观赋权法确定不同评价指标的权重后，运用TOPSIS方法获得研究对象的综合排序结果。TOPSIS法对样本数据无特殊要求，具有真实、直观、可靠的优点，最大程度上确保排序结果的可信度。

四、结果分析

（一）显著性分析及CRITIC-TOPSIS评价结果

被试实验状态与静息状态的生理指标数据进行单样本t检验，结果如表1所示，被试在完成实验任务时，其平均心率（AVHR）、全部IBI连续差异的均方根（RMSSD）、低频与高频的能量比（LF/HF）及平均呼吸频率（AVRESP）低于静息状态，且单样本检验结果均具有显著差异性（P<0.05），表明上述4项生理指标与界面设计优劣相关，可用于航空购票官网评价。

本文根据CRITIC-TOPSIS方法，利用MATLAB编程建立综合评价模型，将各评价指标的实验数据结果带入到评价模型中，最终得到8个指标的权重W为[0.13 0.16 0.13 0.12 0.13 0.11 0.10 0.13]，评价对象的贴近度数值Ti为[0.64 0.64 0.52 0.50 0.50 0.46 0.450.43]。Ti的取值范围为[0，1]，根据贴近度数值大小进行排序，数值越大表明评价对象越接近最优水平，即各航空界面评价结果为：南航=美国>春秋>新加坡=东方>荷兰>国航>国泰，说明综合考虑反映被试的认知状况及心理变化的8项指标，南航和美国的用户体验最好，是8个样本中的最优方案，后续分析优劣样本之间存在的差异，为改进样本设计提供建议。

（二）生理数据分析

生理数据能客观反映实验过程中用户情绪变化，从心理角度展现被试对样本的满意度水平。研究发现被试相较于悲伤状态，高兴时HR、LF/HF均有所增加[13]；RMSSD在积极状态下要高于消极状态；呼吸速率高表示用户处于情绪激动状态，可能是兴奋、害怕和紧张等情绪。被试的生理指标变化趋势如图1所示。

由图1（a）可知，AVHR整体随界面评价排序结果的降低而下降，其中春秋的AVHR最低，可能与被试发现广告产生反感情绪有关。由图1（c）可知，评价结果较差的样本AVRESP高于较优样本，其设计导致被试产生紧张情绪。由图1（b）（d）可知，除国泰外，前4项样本的LF/HF、RMSSD值均高于其他样本，说明优秀的界面设计能够促使被试产生积极的情绪。综上，界面设计优劣可以从心理层面影响用户体验，提高界面设计水平可以促使用户产生中性或正面的情绪，进而提高用户的满意度水平。

（三）热点图分析

热点图更直观地展示了被试对样本内容的注意力分配情况，红色区域表示被试的关注程度最高，黄色区域次之，绿色区域最低[14]， 表2 功能区模式划分样本热点图如图2所示。从热点图可以看出，热区主要集中于文字和图像部分，其次集中于样本的色块区域，由此说明文字和图像部分应被设计承担更多重要作用，提高用户感兴趣程度及使用欲望。通过样本间的对比分析可知，南航、美国等评价结果优的样本，热点图红色区域呈现大且连续的特点，说明被试关注区域较为集中，能够更快速地获取信息，这与文献[15]中改进的人机界面特点相同。东方和新加坡由于界面底端独立设置的小图标易于吸引用户视线，导致用户注意力一定程度上的分散，但由于小图标简单易懂，不会增加用户认知难度，因此样本评价结果较好。

（四）各样本不同兴趣区特征分析

各航空界面的基本组成结构相似，根据航空界面设计特征及热点图集中区域分布将样本划分为导航区、功能区、广告区三个兴趣区（AOI），如图3所示。

根据实验数据可以发现各样本AOI受关注程度有所差异。南航、美国、新加坡、国泰4个样本，用户关注程度最高的是功能区，关注程度最低的是导航区，但相较于其他3个样本，国泰的评价结果明显较差、注视点总持续时间显著较短且平均心率下降了1.67，说明国泰对被试的情绪唤醒度较低。东方与国航均对功能区的关注程度最高，广告区关注程度最低，但国航排序明显低于东方，对比发现相较于东方三个AOI的受关注程度主次分明，国航在导航区的注意力占比过高，分散了用户注意力。春秋对广告区的关注程度最高且平均心率下降最多为3.25，这与用户发现广告时会产生不满情绪相符，荷兰虽然对广告区关注程度最高但心率下降较少，可能与荷兰广告区面积较大且无明显广告指向有关。为进一步明确影响注意力分配的因素，对三个AOI进行具体分析。

1.功能区分析：功能区是航空官网界面设计最重要的人机交互部分，样本功能区模式划分为如表2所示。对AOI的眼动数据分别进行方差齐性检验，当P>0.05时，说明方差齊可继续使用单因素方差分析法，否则无意义，仅功能区的数据符合方差分析要求。针对功能区的注视点总持续时间、注视点个数、访问次数进行单因素方差分析，发现不同样本功能区的注视点总持续时间、注视点个数、访问次数（P1=0.37，P2=0.01，P3=0.009）均存在显著影响。

南航、美国、新加坡、东方的眼动数据明显大于其他样本，被试对其关注程度高于其他样本，分析发现样本功能区均兼具面积较大且长宽比较小的特点，依据注视点总持续时间从大到小，对样本功能区面积占比和长宽比进行统计结果如图4所示。东方和新加坡的面积占比最大为18.48%和17.27%，但其注视时长低于南航和美国，说明被试对长宽比更接近于1的南航和美国关注程度更高；国泰和国航虽然面积最小7.46%、5.85%，但相较于荷兰和春秋长宽比更接近1，故国泰和国航的受关注程度较高。综上所述，被试对功能区关注程度主要受功能区面积大小及长宽比的影响，选择面积适中、长宽比接近1的功能区能够提高用户的感兴趣程度，未发现功能区与广告背景相对位置对界面设计优劣产生显著影响。

2.导航区分析：导航区所占区域较小，除美国样本的导航区嵌入在广告背景中，其他样本的导航区均独立于界面最顶端，样本导航区模式划分如表3所示。综合分析发现，导航栏为单行时，无背景导航区的关注程度更高，其中春秋注视时间较短主要因为其宽度较窄，但仍大于有背景色的新加坡；导航栏为双行时，南航的注视时长明显大于东方和国泰，说明有背景色的窄行在下时，更有利于吸引用户。综上所述，导航区宜独立设置为无背景色、面积大的单行导航栏，若必须设置为两行，则宽行无背景色在上行，窄行有背景色在下行。

3.广告区分析：广告区指航空官网首页的广告或背景，样本广告区的模式划分如表4所示。综合分析发现被试对广告区所占面积最大的荷兰关注程度最高，说明面积大小影响用户的关注程度。春秋面积明显小于美国但两者注视时长相似，说明除面积外还有其他影响因素，对比发现春秋色彩鲜艳，饱和度和亮度均更高，说明色彩对被试视线分布产生重要影响，这与文献[12]发现的评价高的背景颜色均为浅色且亮度较高现象相符合。东方广告区由于面积较小、颜色较浅且亮度较低无法吸引用户目光，故注视时间和注视点个数均较小。综上所述，广告区宜设置为面积较大、色彩较浅、但饱和度和亮度较高的广告。

（五）讨论

结合各航空官网样本眼动及生理实验数据对比与C R I T I C -TOPSIS排序的结果，从界面布局和色彩两个角度对航空官网首页界面设计提出改进意见。

1.界面布局：根据航空网站的功能及用户需求，航空官网界面设计应分清主次关系，合理布局导航区、功能区及广告区，使各部分用户注意力分配达到平衡，提高用户满意度。导航区作为首次使用网站时的功能性引导，导航信息分类应简单明确，避免增加用户认知负荷，实验数据表明，使用独立设置于界面顶端的无背景色单行导航栏更能吸引用户关注，使用户快速获取网站的功能信息。功能区作为航空网站的核心内容，需要重点突出，保证用户对其较高的视觉搜索绩效，实验结果表明，用户浏览网站时长宽比越接近于1、面积较大的功能区，用户感兴趣程度越高；广告区作为广告促销信息的载体，避免与功能区的双栏设计，能够在提高用户关注程度的同时避免用户对广告产生排斥情绪。因此，在进行航空官网界面设计时，广告区全铺于界面，将正方形功能区嵌入广告区中上方，合理分配用户注意力，并提高用户对广告促销信息的关注程度。

2.界面色彩：色彩是影响界面设计优劣的重要因素，它对用户的心理情绪变化、视觉感知产生不同的影响，适宜的界面色彩风格可以提高用户满意度。通过色彩对比可以突显信息的重要程度，如网站的logo、重点标识等重要信息使用鲜明的色彩，同时降低其他信息的色彩特征，实验结果证明，用户对色彩显著的文本、图片等关注程度较高。但是过多的色彩会导致用户视觉杂乱，降低整体用户体验，如导航区的背景色对用户的注意力分配起消极作用。因此，航空官网界面设计时，应统一界面整体风格，增加界面留白，使用颜色较浅、饱和度和亮度较高的色彩突显重点内容，充分发挥色彩的优势，提高用户满意度水平。

结语

本研究通过眼动和生理实验相结合的方式，全面研究用户在浏览不同航空官网界面的浏览习惯及心理变化，发现与用户体验相关的眼动及生理指标，并利用CRITIC-TOPSIS方法对样本进行排序，弥补了单一评价方法的不足，排序結果科学客观。最后结合实验结果，从界面布局和色彩两个角度为航空官网界面设计提供改进意见。本文研究仍存在不足之处，未来将增加脑电信号实验，通过用户对航空网站的具体操作深入分析影响用户体验的因素。