基于认知机理的数字界面信息设计及其评价方法研究

发布时间：2017-04-17 03:21

  本文关键词：基于认知机理的数字界面信息设计及其评价方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着计算机、网络和通信技术的迅速发展,人类已进入以信息交互为特征的数字信息时代。数字界面信息设计不合理,将给用户带来理解、学习和使用上的障碍,在生产、工程、军事等领域,还将给用户带来认知负荷过载和系统态势感知低的现实问题。本文突破数字界面视觉传达和视觉美化设计范畴,在探讨相关认知机理的基础上,开展数字界面设计和评价方法研究。论文始终将合理的认知负荷和支持高效决策的态势感知作为人机交互数字界面设计、优化和评价的核心目标。首先,以信息加工理论为基础,从注意认知资源和工作记忆认知容量有限性的角度构建认知负荷模型,推演认知负荷的生成机制和有效控制策略；在分析态势感知信息加工模型、动态决策模型和信息处理链模型的基础上,总结数字界面信息设计与态势感知关联的人因因素。其次,提出数字界面信息设计的三个指导原则,即以“人”的视觉生理特征和局限为考量,提出数字界面信息元素可视性设计原则；以“人”的认知能力、习惯和局限为考量,提出数字界面信息感觉加工、知觉加工、记忆和思维各环节的认知性设计原则,以“人”的精神需求、情感特征为考量,提出数字界面感官体验、情感体验和文化体验的体验设计原则。再次,探讨数字界面信息实体属性符号化编码、信息关联属性结构化编码和信息整体知识化编码方法；分析抽象图形符号的可视化变量与信息实体属性之间的编码适配关系；归纳关联属性编码的可视化结构、基本形式及其演变：提出基于知识交互行为的数字界面复杂程序性知识可视化编码策略：以目标为导向、以“目标-条件-手段”为结构的知识交互行为表征。最后,提出三个数字界面信息设计评价模型：基于绩效的数字界面信息设计评价模型、基于眼动追踪的数字界面信息视觉搜索评价模型、基于眼动追踪的数字界面信息加工评价模型,并应用三个模型开展了数字界面信息设计评价实验。
【关键词】：数字界面 认知机理 信息设计 设计评价
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP11;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-14
• 第1章 绪论14-28
• 1.1 研究背景14-17
• 1.1.1 研究对象14-15
• 1.1.2 研究背景15-17
• 1.2 研究意义17-18
• 1.2.1 建立信息认知设计和评价方法的理论意义17-18
• 1.2.2 解决数字界面信息设计与用户认知失衡的困境实践意义18
• 1.3 研究现状18-22
• 1.3.1 关于人机交互数字界面设计的研究现状18-20
• 1.3.2 关于人机交互数字界面评价的研究现状20-21
• 1.3.3 研究现状分析21-22
• 1.4 研究内容22-25
• 1.5 研究思路与方法25-27
• 1.5.1 研究思路25-26
• 1.5.2 研究方法26-27
• 1.6 论文受资助基金情况27-28
• 第2章 数字界面信息设计认知机理28-54
• 2.1 信息加工系统模型28-34
• 2.1.1 感觉登记29-30
• 2.1.2 知觉30-32
• 2.1.3 感觉登记、工作记忆和长时记忆32-33
• 2.1.4 思维、推理和决策33-34
• 2.2 选择性注意34-37
• 2.2.1 注意的知觉选择模型34-36
• 2.2.2 注意的反应选择模型36-37
• 2.3 认知负荷37-46
• 2.3.1 脑力劳动与脑力负荷37-38
• 2.3.2 认知负荷理论基础——注意资源有限性38-39
• 2.3.3 认知负荷理论基础——工作记忆容量有限性39-40
• 2.3.4 认知负荷理论基础——图式理论40-42
• 2.3.5 认知负荷生成机制42-44
• 2.3.6 认知负荷的分类和控制44-46
• 2.4 态势感知46-52
• 2.4.1 态势感知定义46-47
• 2.4.2 态势感知模型47-50
• 2.4.3 数字界面信息设计与态势感知50-52
• 2.5 小结52-54
• 第3章 数字界面信息设计一般性原则54-84
• 3.1 数字界面信息可视性设计原则55-63
• 3.1.1 视觉系统55-57
• 3.1.2 视觉参数57-58
• 3.1.3 视觉特征58
• 3.1.4 数字界面元素可视性设计原则58-60
• 3.1.5 数字界面布局可视性设计原则60-63
• 3.2 数字界面信息认知设计原则63-77
• 3.2.1 感觉加工——信息设计应吸引并合理分配注意64-66
• 3.2.2 知觉加工——信息组织应符合整体加工认知特性66-69
• 3.2.3 记忆——记忆信息量最小化69-70
• 3.2.4 思维——信息设计透明化、直观化和结构化70-71
• 3.2.5 思维——信息设计表现模型与用户思维模型匹配71-74
• 3.2.6 思维——信息设计中合理使用认知隐喻74-77
• 3.3 数字界面信息体验设计原则77-83
• 3.3.1 用户体验目标77-78
• 3.3.2 用户体验模型78-79
• 3.3.3 用户体验流程79-80
• 3.3.4 数字界面信息体验设计原则80-83
• 3.4 小结83-84
• 第4章 数字界面信息可视化编码方法84-112
• 4.1 人机交互视角的信息界定84-87
• 4.1.1 信息实体-信息关联-信息整体84-86
• 4.1.2 信息属性及其维度86-87
• 4.2 数字界面信息可视化编码87-88
• 4.2.1 信息可视化87
• 4.2.2 数字界面与信息可视化编码87-88
• 4.3 信息实体属性符号化编码方法88-95
• 4.3.1 字符编码89-90
• 4.3.2 具象图形符号90-91
• 4.3.3 抽象图形符号编码91-95
• 4.4 信息关联属性结构化编码方法95-104
• 4.4.1 数值型关联属性数据的结构化编码96-102
• 4.4.2 关系型关联属性数据的结构化编码102-104
• 4.5 信息整体知识化编码方法104-110
• 4.5.1 知识与信息104-107
• 4.5.2 基于人机交互行为模式的数字界面信息整体知识可视化编码策略107-108
• 4.5.3 基于KBB的数字界面复杂程序性知识可视化编码知识分析案例108-110
• 4.6 小结110-112
• 第5章 数字界面信息设计评价方法112-124
• 5.1 数字界面设计评估112-119
• 5.1.1 主观评估112-113
• 5.1.2 绩效评估113-114
• 5.1.3 GOMS交互量化评估114-115
• 5.1.4 生理实验评估115-119
• 5.2 基于绩效的数字界面信息设计评价模型119-121
• 5.2.1 有效性120-121
• 5.2.2 效率121
• 5.3 基于眼动追踪的数字界面信息视觉搜索评价模型121-122
• 5.4 基于眼动追踪的数字界面信息加工评价模型122-123
• 5.5 小结123-124
• 第6章 数字界面信息设计评价实验124-142
• 6.1 基于绩效的数字界面信息设计评价实验124-129
• 6.1.1 实验目的124
• 6.1.2 实验对象124-125
• 6.1.3 实验材料(界面)125
• 6.1.4 实验被试任务125
• 6.1.5 实验环境及设备125
• 6.1.6 实验流程125-127
• 6.1.7 实验数据处理和分析127-129
• 6.2 基于眼动追踪的数字界面信息视觉搜索评价实验129-136
• 6.2.1 实验目的129
• 6.2.2 实验对象129
• 6.2.3 实验材料129-130
• 6.2.4 实验设备130
• 6.2.5 实验被试任务130-132
• 6.2.6 实验流程132-133
• 6.2.7 实验数据处理和分析133-136
• 6.3 基于眼动追踪的数字界面信息加工评价实验136-141
• 6.3.1 实验目的136
• 6.3.2 实验对象136-137
• 6.3.3 实验材料137-139
• 6.3.4 实验设备139
• 6.3.5 实验被试任务139
• 6.3.6 实验流程139
• 6.3.7 实验数据处理和分析139-141
• 6.4 小结141-142
• 第7章 总结与展望142-146
• 7.1 研究成果142-143
• 7.2 研究创新143-144
• 7.3 研究展望144-146
• 致谢146-148
• 参考文献148-156
• 攻读博士学位期间发表论文和参加科研情况156

  本文关键词：基于认知机理的数字界面信息设计及其评价方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：312325