数字界面图形和文字的认知绩效脑电指标评价方法研究

发布时间：2020-07-22 02:26

【摘要】：在数字界面中,图形和文字是构成界面完整度与支持用户认知最主要的两大因素,不同的设计特性会带来不同的界面设计效果,从而影响用户认知及操作绩效。因此对界面图形和文字的设计优劣所影响的用户绩效进行评价研究,有利于评测和优化设计,使数字界面更具可用性。本文首先结合了视觉感知与认知心理学,分析了数字界面中图形与文字的认知流程。将图形与文字的影响要素进行解构,分析了图形概念元素、视觉元素及相关元素对用户视觉认知绩效的影响,以及文字字体、字号、字间距对用户文本阅读绩效的影响。随后针对图标背景和文字字体字号视觉搜索任务进行了行为实验,分析了不同设计条件下用户完成任务的反应时及准确率。同时结合神经认知科学,采用事件相关电位技术进行了图标Oddball实验和文字字间距搜索实验,将用户行为及认知绩效与脑电P300、N200成分的波幅、潜伏期指标对比,得出实验结论如下:(1)在不同图标背景视觉搜索行为实验中,图标背景的形状因素在面型概念因素下对认知绩效有较显著的影响,用户对矩形面型图标的反应显著快于圆形面型。(2)在不同图标背景Oddball实验中,P300波幅与认知资源,P300潜伏期与反应时间具有一定映射关系。矩形面型的图标占用了更多注意资源,任务的准确率更高,圆形线型的图标反应时短,可辩性更强。(3)在文字字体与字号视觉搜索行为实验中,字体与字号的交互作用对用户认知绩效影响显著,综合两者进行分析可知文本任务中最佳搭配为微软雅黑36px。(4)在不同字间距的文字搜索脑电实验中,字间距适宜的文本激发的N200波幅绝对值更大,潜伏期更长。0.2W间距适宜于文本扫视,0.4~0.8W间距适宜于目标搜索。最终从脑生理测量层面对特征元素不同设计水平的认知绩效进行阐述。总结出了评价数字界面图形和文字认知绩效的脑电指标评价方法,为界面设计提出了理论依据和推荐形式。有助于界面设计师对界面图标和文字的设计进行评估及优化。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP11
【图文】：

流程图,视觉感知,流程,知觉

而是在脑中停留一段时间等待处理，这段时间的信息停留即为感觉。所反映的是客观事物的个别属性，视觉的感觉则是脑对事物可视属性的反映。在感觉刺激过后，可视信息在大脑中进行接收和辨识的过程被称为视知觉。对同一的各种感觉的结合形成了对这一物体的整体认识，因此知觉是人脑对直接作用于它观事物的各个部分与属性的整体反应，也是人们判断所接受的信息所具有的意义的。知觉比感觉需要更多的条件、知识、经验和思考，是一种对外界信息更加高级的加式，能够实现对事物完整的认识。但知觉来源于感觉，而且二者反映的都是事物的现象，都属于对事物的感性认识，所以感觉和知觉又有不可分割的联系。在现实生当人们形成对某一事物的知觉的时候，各种感觉就已经结合到了一起，甚至只要某感觉信息的出现，也可以引起人脑对物体整体形象的知觉反映。例如，当看到一个时，人脑中会记录其形状、色彩、空间位置，以及对这一物体视觉外特征的认识，认识最终形成了对物体的整体认知。而当该物体的某一特征元素出现时，也会通过和思考联想到该物体，见图 2-1。因此，现实生活中很难有单独存在的感觉或知觉，觉信息感觉与知觉反应的研究均具有重要意义。

模式图,视觉,模式

东南大学硕士学位论文2.1.2 视觉关注机制在具有诸多复杂刺激的外界生活中，人类的视觉总能快速定位至目标区域并进行详细的分析工作，而对周边未注意的区域仅仅进行粗略的分析甚至直接忽视。这种基于个体视觉主动性进行信息进行筛选的心理活动为视觉关注机制。视觉关注具有两种工作模式：其中一种是由客观事物驱动的自下而上的关注模型；另一种是受主观意志推动的自上而下的关注模型，见图 2-2。自下而上的视觉关注与图像的显著性密切相关。心理学研究发现，大部分与周围环境具有较大差异性的视觉目标更加容易被观察者所关注；而自上而下的关注受人的主观意识支配，在实现特定任务时，视觉机制依赖于特定的命令，会将视觉关注强行转移至某一特定目标进行识别。总的来说，视觉关注机制体现了人类视觉系统主动选择关注目标并后续进行集中处理的视觉特性，这种特性应用在数字界面的设计上则是能够有效的提升图像内容筛选、目标快速检索等信息处理能力。

界面图,文字,图形,长时记忆

第二章数字界面图形及文字认知研究（3）长时记忆的信息，形成于大脑对信息反复深度的加工之后。长时记忆的提取和储存需要占用大量的认知资源，并且提取出来的信息不一定和原来识别的信息一致。在视觉信息认知过程中，如何进行长时记忆，关键在于储存和提取信息的方式。

【参考文献】