張靈杰 劉雁

摘要：研究近視人群對手機鎖屏界面設(shè)計的影響，以提升近視人群在夜間未佩戴眼鏡時對手機鎖屏?xí)r間顯示認知的體驗。采用眼動追蹤的實驗方法，選取重要眼動數(shù)據(jù)，以眼動實驗數(shù)據(jù)分析的辨識正確率、辨識用時及首視點頻率等作為評價指標，以取得手機鎖屏界面時間顯示設(shè)計的最優(yōu)值。

關(guān)鍵詞：眼動實驗;帕累托法則;近視人群;界面設(shè)計;認知負荷

中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）13-0-02

目前中國近視患者多達6億，幾乎占到人口總量的50%，近視問題日益嚴重[1]。然而特定條件下，近視用戶難免需要在裸眼條件下辨識手機的顯示界面，并通過一系列操作完成交互。現(xiàn)有研究者已經(jīng)對特定人群在認知界面交互方面展開了一系列研究，分別有針對老年人[2-5]、兒童[6-7]以及視障人士[8]的界面設(shè)計研究，根據(jù)以上文獻可發(fā)現(xiàn)關(guān)于特殊人群界面設(shè)計的研究多集中于老年人這一區(qū)間，而關(guān)于近視人群界面設(shè)計的研究相對較少，因此本實驗選擇智能手機鎖屏界面的時間顯示作為研究對象，研究手機鎖屏界面時間顯示與近視用戶裸眼辨識效率的關(guān)系，為手機鎖屏界面時間顯示設(shè)計提供真實有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 實驗及實施

1.1 實驗準備

采用眼動實驗的方法，針對近視人群在未佩戴眼鏡的情況下，通過眼動實驗得到用戶對手機鎖屏界面識別的客觀反饋數(shù)據(jù)，實驗有效樣本數(shù)量為46名，年齡范圍為18～35歲，其中輕度近視人數(shù)15人（0～300度）、中度近視人群17人（301～600度）和高度近視人群14人（600度以上），所有受試者均在未佩戴眼鏡的情況下進行測試。設(shè)備為Tobii Pro公司便攜式眼動追蹤儀，此設(shè)備在界面交互設(shè)計的用戶研究中被廣泛應(yīng)用[9-11]。

1.2 實驗實施

實驗統(tǒng)一固定5.5英寸黑色背景手機鎖屏界面。實驗一改變字體大小，保持字體亮度與顯示位置不變。在界面中央偏上位置顯示隨機時間，字體大小從52pt開始以4pt為間隔遞減至8pt，三組受試者依次隨機觀察11張圖片直至全部看完;實驗二改變字體亮度，保持字體大小與顯示位置不變。在界面中央偏上位置顯示隨機時間，字體亮度從100開始以10為間隔遞減至10，讓受試者依次隨機觀察10張圖片直至全部看完;實驗三改變顯示位置，保持字體大小與亮度不變。將界面以3×4的方式12等分，取每塊區(qū)域的中點，得到顯示時間在手機屏幕上排布的12種位置，讓三組受試者依次隨機觀察12張圖片直至全部看完。

2 可視化分析

帕累托法則可用于檢驗數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，它是一種量化的實證法，用以計量投入和產(chǎn)出之間可能存在的關(guān)系[12]。通過對時間顯示方式與辨識效率進行量化，獲取更加準確的近視人群對于手機鎖屏界面時間與辨識效率之間的關(guān)系，可以對面向近視人群手機鎖屏?xí)r間的界面設(shè)計進行有力的指導(dǎo)。

2.1 字號大小與辨識效率的研究

2.1.1 字號大小對辨識正確率與辨識用時的影響

整體來看，字體大小處于28～48pt范圍內(nèi)時，受試者對時間的辨識正確率幾乎不受字體大小影響，字體大小處于8～28pt區(qū)間內(nèi)時，隨著字號的減小，受試者對時間的辨識的正確率逐漸減小;分別來看，輕度近視組受試者對時間顯示的辨識正確率受字號變化影響較小，中度近視組受試者對時間顯示的辨識正確率隨字號減小有明顯降低，字號由28pt遞減至8pt時有大幅降低，在字號由24pt遞減至8pt時從90%下跌至40%;高度近視組受試者對時間顯示的辨識正確率隨字號減小而暴跌，在字號由32pt遞減至20pt過程中跌幅逐漸增大，在字號由24pt遞減至8pt時暴跌80%。

整體來看，字號大小處于28～48pt范圍內(nèi)時，受試者對時間的辨識用時幾乎不受字體大小影響，字體大小處于8～28pt區(qū)間內(nèi)時，隨著字號的減小，受試者的辨識效率開始降低，辨識用時開始增加;分別來看，輕度近視組受試者對時間顯示的辨識效率受字號變化影響較小;中度近視組受試者對時間顯示的辨識效率與輕度近視組相比在8～24pt區(qū)間辨識用時有較大增加，高度近視組受試者的辨識效率隨字號減小明顯降低，在字號處于16pt和28pt區(qū)間時曲率達到最大。（如圖1）

2.1.2 基于帕累托法則的數(shù)據(jù)分析

由實驗結(jié)果可得在設(shè)計時間顯示界面的字號大小時，字號應(yīng)大于18pt，以規(guī)避80%左右的效率及正確率的損耗;如條件不允許，則應(yīng)重點對大小在18pt以下的時間顯示進行設(shè)計以取得辨識用時及辨識正確率方面的最佳收益。

2.2 字體亮度與辨識效率的研究

2.2.1 字體亮度對辨識正確率與辨識用時的影響

整體來看，字體亮度與辨識正確率呈正相關(guān)的關(guān)系;分別來看，字體亮度對輕度近視人群影響較小，然而當字體亮度降低至10時，辨識正確率暴跌40%，呈現(xiàn)大幅下降趨勢，對于中度近視人群，當亮度處于50以下時，隨著亮度的降低，受試者的辨識正確率明顯降低，從80%跌至10%，對于高度近視人群，字體亮度處于10～40時，受試者完全無法識別。字體亮度處于40～80范圍時，受試者的辨識正確率明顯增加，辨識正確率從0暴漲至80%.字體亮度處于80～100范圍內(nèi)時，受試者對時間的辨識正確率影響不明顯，穩(wěn)定在90%以上。

整體來看，字體亮度處于10～30時，隨著亮度增加，辨識用時大幅度下降，字體亮度處于40～80時，整體較平穩(wěn)，字體亮度處于80～100時，字隨著體亮度的增加，受試者的辨識用時相應(yīng)增加，兩者呈正相關(guān)關(guān)系;分別來看，字體亮度對輕度近視人群與中度近視人群的辨識用時曲率圖相似，其中中度近視人群的辨識用時普遍長于輕度近視人群。因重度近視區(qū)間受試者在眼動儀能捕捉到可測試的距離范圍內(nèi)已看不清90%顯示內(nèi)容，點擊下一張的時間非讀取時間，數(shù)據(jù)不具有參考性，在此不做分析。（如圖2）

2.2.2 基于帕累托法則的數(shù)據(jù)分析

由實驗結(jié)果可得，受試者在字體亮度為80時內(nèi)辨識用時較少，因此在設(shè)計時間顯示界面的字體亮度時，字體亮度應(yīng)設(shè)置在80左右，以取得辨識正確率及辨識用時方面的最佳收益。

2.3 圖片顯示位置與辨識效率的關(guān)系

2.3.1 圖片顯示位置與辨識效率/首視點頻率的關(guān)系

由圖片編號與辨識用時關(guān)系圖可知，由圖可知當隨機顯示位置到第六張圖片時，受試者的平均辨識用時最短，對比顯示圖可知第六張圖對應(yīng)手機鎖屏界面的5號位置;由圖片顯示位置與首視點頻率關(guān)系圖可知，隨著圖片顯示位置的變換，首視點在區(qū)域五出現(xiàn)的頻率最高，除區(qū)域5外，首視點出現(xiàn)頻率依次遞減的區(qū)域分別為區(qū)域4、區(qū)域6和區(qū)域8，但因其差距過大，所以區(qū)域5以辨識用時最短和首視點高頻率為該實驗的最佳選區(qū)。（如圖3）

2.3.2 基于帕累托法則的數(shù)據(jù)分析

由實驗結(jié)果可得，受試者在區(qū)域五范圍內(nèi)辨識用時最短且首視點頻率最高，因此在設(shè)計時間顯示位置的界面時，應(yīng)優(yōu)先考慮區(qū)域五，以取得辨識用時及首視點頻率方面的最佳收益。

3 結(jié)語

研究還存在許多局限如實驗選取的對象樣本僅47位近視人群，不能完代表國內(nèi)所有的近視人群，被試人數(shù)有待提高，后續(xù)研究還需不斷完善?？蓪ι鲜鲆氐淖顑?yōu)區(qū)間進行細分，進一步探究其在最優(yōu)區(qū)間內(nèi)的變化規(guī)律;引入表盤式的時間顯示方式，研究表盤顯示、數(shù)字顯示以及表盤和數(shù)字結(jié)合的顯示方式對辨識效率的影響。

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作者簡介：張靈杰（1993—），女，河南周口人，碩士在讀，研究方向：產(chǎn)品設(shè)計、界面設(shè)計。

劉雁（1982—），女，江蘇南京人，博士，副教授，系本文通訊作者，研究方向：視覺傳達、色彩。