王 楠，裘曉菲

(江漢大學(xué)，湖北 武漢 430056)

1 引言

數(shù)字時代是目前社會重要的發(fā)展趨勢，信息傳遞已進入新階段，數(shù)字時代為帶來便捷的體驗性以及快速性。UI界面是新媒體時代的重要產(chǎn)物[1]，受到眾多人們重視，UI界面可將信息感受直觀傳遞于用戶，UI界面質(zhì)量決定品牌吸引力以及用戶使用感受。利用UI界面設(shè)計提升用戶使用感受是新媒體時代設(shè)計人員的主要研究熱點。

數(shù)據(jù)獲取、信息創(chuàng)建以及交互設(shè)計是可視化設(shè)計的關(guān)鍵，利用具有多元化、即時性以及互動性的可視化UI界面設(shè)計可提升用戶使用感受[2]。良好的UI界面可視化傳遞可提升用戶選擇信息以及識別信息水平，降低用戶操作時間，提升用戶閱讀趣味性以及傳遞準(zhǔn)確性。體繪制是體數(shù)據(jù)可視化重要算法，體繪制無須生成中間幾何圖元即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)場觀察[3]，明確界面信息綜合分布情況，已廣泛應(yīng)用于工程計算、科學(xué)計算等眾多領(lǐng)域中，傳遞函數(shù)設(shè)計是體繪制算法關(guān)鍵，可決定UI界面可視化質(zhì)量。傳遞函數(shù)可實現(xiàn)UI界面開發(fā)，調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)可提升設(shè)計效率。傳遞函數(shù)將體數(shù)據(jù)內(nèi)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為不透明度值以及顏色[4]，通過體繪制算法將數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化為圖形，形成可視化效果。數(shù)據(jù)可視化傳遞的重要意義是利用圖形化語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，數(shù)據(jù)可視化傳遞具有較強的大數(shù)據(jù)價值，可將隱藏信息為人所用，體現(xiàn)較高的社會價值[5]。UI界面是人類與機器間交換以及傳遞信息的重要媒介，屬于人機工程學(xué)、計算機科學(xué)等學(xué)科的交叉領(lǐng)域。

移動終端設(shè)備伴隨移動通信技術(shù)高速發(fā)展已占據(jù)重要地位，用戶感知對于各項APP發(fā)展極為重要。以往通常通過管理網(wǎng)元實現(xiàn)用戶感知體驗[6]，無法真實體現(xiàn)用戶感受，尤其是網(wǎng)絡(luò)中包含眾多層次用戶時，將由于巨大差異的反饋結(jié)果影響用戶感知結(jié)果，無法依據(jù)用戶的真實感知滿足用戶需求。

目前針對數(shù)據(jù)可視化設(shè)計研究較多，張玉振等人[7]分析基于CiteSpace的我國教育大數(shù)據(jù)可視化；梁野等人[8]研究基于設(shè)計情境與腦機反饋融合的產(chǎn)品設(shè)計知識需求感知技術(shù)，可實現(xiàn)不同情境下的可視化設(shè)計，但UI界面顯示效果較差。研究基于感知反饋的UI界面數(shù)據(jù)可視化傳遞仿真，充分考慮用戶感知情況，利用用戶感知反饋結(jié)果實現(xiàn)UI界面數(shù)據(jù)可視化傳遞。

2 感知反饋的UI界面數(shù)據(jù)可視化傳遞仿真

2.1 UI界面數(shù)據(jù)可視化傳遞平臺

UI界面數(shù)據(jù)可視化傳遞平臺總體結(jié)構(gòu)主要包括底層數(shù)據(jù)庫、中間層數(shù)據(jù)訪問層以及上層用戶端三部分[9]。UI界面數(shù)據(jù)可視化傳遞平臺總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1可以看出，通過三層服務(wù)實現(xiàn)UI界面應(yīng)用程序運行。利用底層數(shù)據(jù)庫為UI界面數(shù)據(jù)可視化傳遞提供數(shù)據(jù)服務(wù)；中間層數(shù)據(jù)訪問提供平臺的業(yè)務(wù)服務(wù)以及中間層服務(wù)程序；用戶端服務(wù)程序利用上層用戶端實現(xiàn)。

2.1.1 上層用戶端

利用上層用戶端采集用戶信息，上層用戶端工作原理圖如圖2所示。

圖2 工作原理圖

上層用戶端通過前臺檢測用戶所輸入數(shù)據(jù)以及所顯示信息。選取ActiveX平臺作為可視化UI界面上層用戶端平臺，檢測用戶端發(fā)送請求能力，提供服務(wù)至用戶?？梢暬疷I界面元素利用ActiveX控件提供，將元素完成打包后嵌入至HTML頁面，實現(xiàn)可視化UI界面與用戶實時交互。利用ActiveX控件調(diào)用遠程數(shù)據(jù)服務(wù)組件與IE瀏覽器實現(xiàn)用戶與UI界面交互。采集用戶數(shù)據(jù)后利用感知反饋算法采集用戶相關(guān)數(shù)據(jù)，利用所反饋數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)。

2.1.2 中間層數(shù)據(jù)訪問

利用中間層數(shù)據(jù)訪問層實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)邏輯處理以及數(shù)據(jù)層與UI界面層交互訪問操作，隔離數(shù)據(jù)庫訪問以及用戶操作。中間服務(wù)部件以及業(yè)務(wù)服務(wù)利用中間層提供，其它業(yè)務(wù)服務(wù)所發(fā)來請求利用中間層響應(yīng)，執(zhí)行業(yè)務(wù)任務(wù)，并簡單處理相應(yīng)數(shù)據(jù)。

基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)建立數(shù)據(jù)庫，用戶通過服務(wù)器訪問實現(xiàn)數(shù)據(jù)操作。文件中信息利用DLL從動態(tài)鏈接庫內(nèi)獲取函數(shù)執(zhí)行代碼，實現(xiàn)底層數(shù)據(jù)庫訪問。

應(yīng)用程序采用中間層方法設(shè)計，每次請求過程中建立鏈接，服務(wù)器將服務(wù)結(jié)果發(fā)送至界面后即刻將與用戶機連接斷開，實現(xiàn)服務(wù)器端資源共享[10]，同時提供服務(wù)至眾多并發(fā)用戶。

2.1.3 底層數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)存儲與調(diào)用通過底層數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，底層數(shù)據(jù)庫可實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)讀寫管理，更新與檢索大量數(shù)據(jù)。底層數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 底層數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖

UI界面可視化傳遞的存儲管理程序利用數(shù)據(jù)庫存儲器獲取待查詢信息，事務(wù)管理器可保證UI界面各項運行不存在沖突，查詢以及更新操作利用通用接口實現(xiàn)。底層數(shù)據(jù)庫選取SQL語言實現(xiàn)服務(wù)程序與用戶程序間各項請求，數(shù)據(jù)庫利用關(guān)系表形式發(fā)送至用戶程序。

2.2 感知反饋算法

感知反饋算法具有便捷、簡單的優(yōu)勢，可提升用戶感知準(zhǔn)確率以及UI界面可視化穩(wěn)定性。

2.2.1 獲取多層用戶感知信息

檢測全部用戶感知信息，將檢測函數(shù)置于全部用戶感知信息中，獲取可生成最終用戶感知信息的多層用戶反饋信息。利用所獲取感知信息生成集合，集合內(nèi)樣本數(shù)量表示用戶反饋信息感知數(shù)量以及信息層次。獲取用戶感知結(jié)果主要包括主動獲取以及被動獲取兩部分。

主動獲取方式需設(shè)定檢測標(biāo)準(zhǔn)，利用反饋函數(shù)內(nèi)所包含全部反饋特征表達式形成相關(guān)用戶反饋信息，確認分析用戶反饋信息[11]。確認分析結(jié)果為滿足用戶反饋信息特征標(biāo)準(zhǔn)時，該信息為用戶感知體現(xiàn)信息。

被動獲取方式通過被動方式獲取用戶感知信息，實現(xiàn)用戶反饋信息采集，利用被動獲取方式所獲取用戶感知信息不包含無用信息，可直接應(yīng)用于后期感知分析中。

2.2.2 多層用戶感知信息融合

設(shè)用戶感知反饋信息存在較大差異，需融合不一致用戶感知結(jié)果，獲取更加精準(zhǔn)的多層用戶感知結(jié)果。利用模糊聚類方法建立反饋信息整合模塊，整合處理差異反饋信息。反饋信息整合模塊可依據(jù)反饋時間用戶感知信息建立反饋信息初始矩陣如下

(1)

式(1)中，i與j分別表示用戶反饋信息集合內(nèi)樣本數(shù)量以及反饋信息數(shù)量，Yij表示反饋信息點i在j層模型內(nèi)獲取值。

用v與β表示依據(jù)反饋信息所獲取各層反饋結(jié)果的平均值以及多層反饋信息衡量標(biāo)準(zhǔn)，其公式分別如下

(2)

(3)

依據(jù)所獲取結(jié)果整合存在差異的多層反饋信息結(jié)果，反饋信息集合在各層模型中模糊集合選取模糊聚類方法獲取公式如下

Y′ij=Yij/β

(4)

sij=f(Yi，Yj)

(5)

以上公式中，sij與f(Yi，Yj)分別表示模糊集合近似矩陣以及i層反饋信息與j層反饋信息間隔，可得公式如下

(6)

依據(jù)多層反饋模型內(nèi)各層用戶反饋信息，整理反饋信息間關(guān)系，反饋信息系數(shù)集合用R={Rj|2

模型層數(shù)所獲取結(jié)果對最終用戶感知精準(zhǔn)性影響用各層用戶感知反饋結(jié)果表示，用戶感知結(jié)果的精準(zhǔn)性與權(quán)值呈正態(tài)分布。不同權(quán)值可體現(xiàn)各層用戶感知結(jié)果對最終結(jié)果影響。利用權(quán)值調(diào)節(jié)各層用戶感知結(jié)果存在差異，平均處理各層數(shù)據(jù)所獲取單獨用戶感知節(jié)點權(quán)值，獲取重要性系數(shù)實現(xiàn)歸一化處理。最終感知權(quán)值公式如下

(7)

式(7)可知，bjj>0。

感知信息融合公式如下

(8)

利用整合與聚類處理不同用戶感知結(jié)果，避免各層次所獲取結(jié)果存在差異對用戶感知結(jié)果的影響，利用權(quán)值修正提升用戶感知結(jié)果準(zhǔn)確率。

2.3 傳遞函數(shù)

利用用戶感知反饋結(jié)果調(diào)節(jié)UI界面可視化設(shè)計的傳遞函數(shù)。傳遞函數(shù)是UI界面數(shù)據(jù)體可視化的核心問題，體數(shù)據(jù)R內(nèi)采樣值利用傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為不透明度以及顏色，利用體繪制算法將眾多體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為UI界面圖像。

定義傳遞函數(shù)公式如下

T:x|→{d，σ，X}，x∈Rn

(9)

式(9)中，{d，σ，X}表示UI界面數(shù)據(jù)可視化顏色以及不透明度三元組，x與n分別表示體數(shù)據(jù)屬性值以及屬性數(shù)量。利用體數(shù)據(jù)屬性值所建立空間即為特征空間[12]，依據(jù)特征空間內(nèi)體數(shù)據(jù)分布利用傳遞函數(shù)實現(xiàn)分類，同時將體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為光學(xué)屬性。

選取易于存儲以及計算的參數(shù)化函數(shù)存儲與運算傳遞函數(shù)，選取以數(shù)據(jù)為中心方法實現(xiàn)傳遞函數(shù)設(shè)計。

3 仿真測試

為檢驗本文方法所研究基于感知反饋的UI界面數(shù)據(jù)可視化傳遞仿真有效性，選取Matlab 2019b 軟件作為仿真軟件，利用仿真軟件搭建采用本文方法所設(shè)計UI界面，檢測所研究UI界面數(shù)據(jù)可視化傳遞有效性。

選取某移動運營商APP的SP業(yè)務(wù)檢測感知反饋方法有效性，選取真實物理數(shù)據(jù)作為驗證數(shù)據(jù)，驗證本文方法感知用戶數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。將本文方法與Cite Space方法(參考文獻[7])以及設(shè)計情境方法(參考文獻[8])對比，對比結(jié)果如圖4所示。

圖4 用戶感知準(zhǔn)確率對比

圖4仿真測試結(jié)果可以看出，采用本文方法感知用戶數(shù)據(jù)的感知準(zhǔn)確率均高于97%，采用另兩種方法感知用戶數(shù)據(jù)的感知準(zhǔn)確率均低于95%。對比結(jié)果有效驗證本文方法具有較高的用戶感知有效性，本文方法可精準(zhǔn)感知用戶數(shù)據(jù)，依據(jù)用戶需求設(shè)計UI界面，提升UI界面可視化傳遞結(jié)果的用戶滿意度；Cite Space方法以及設(shè)計情境方法無法避免用戶感知數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較差的問題，本文方法利用多層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)各層用戶感知結(jié)果整合，所獲取最終感知結(jié)果具有較高準(zhǔn)確性。

統(tǒng)計采用本文方法調(diào)節(jié)可視化傳遞函數(shù)最終UI界面可視化的渲染效果，統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。

表1 UI界面可視化渲染效果

表1仿真結(jié)果可以看出，本文方法所設(shè)計傳遞函數(shù)可實現(xiàn)UI界面可視化高效渲染。本文方法所獲取UI界面可視化渲染效果的邊緣清晰度、對比度、層瀏覽效果、邊緣線等渲染效果均為優(yōu)秀；Cite Space方法的UI界面可視化渲染效果的邊緣清晰度效果較差，對比度以及層瀏覽效果均為中等；設(shè)計情境方法的UI界面可視化渲染效果的著色效果較差，漸變色、層瀏覽效果以及邊緣線效果均為中等。仿真測試對比結(jié)果有效驗證本文方法所設(shè)計傳遞函數(shù)具有優(yōu)秀的UI界面可視化傳遞效果，可應(yīng)用于UI界面設(shè)計實際應(yīng)用中。

統(tǒng)計采用本文方法設(shè)計UI界面可視化傳遞的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性決定軟件發(fā)展前景，對UI界面可視化平臺正常運行極為重要。平臺運行過程中不可出現(xiàn)嚴(yán)重Bug，否則影響平臺運行的用戶滿意度。統(tǒng)計采用三種方法在UI界面可視化傳遞平臺5次故障情況下恢復(fù)時間，對比結(jié)果如圖5所示。

圖5 平臺恢復(fù)時間

圖5仿真測試結(jié)果可以看出，本文方法在平臺出現(xiàn)故障情況下可快速恢復(fù)正常，100ms內(nèi)即可恢復(fù)正常；另兩種方法在平臺出現(xiàn)故障情況下需高于200ms才可恢復(fù)正常，驗證本文方法具有較高的穩(wěn)定性，可在平臺運行過程中出現(xiàn)Bug情況下快速恢復(fù)正常，令數(shù)據(jù)時刻保持準(zhǔn)確性以及完整性。

UI界面可視化傳遞平臺運行的流暢性極為重要，可視化界面視頻播放畫面以及用戶操作響應(yīng)流暢程度可體現(xiàn)平臺運行流程性。

統(tǒng)計三種方法在播放視頻情況下播放數(shù)據(jù)加載時間，對比結(jié)果如圖6所示。

圖6 視頻播放加載時間

統(tǒng)計三種方法在用戶操作時數(shù)據(jù)加載時間，統(tǒng)計結(jié)果如圖7所示。

圖7 用戶操作流暢程度

圖6、圖7仿真測試結(jié)果可以看出，本文方法的用戶操作響應(yīng)流暢程度以及視頻播放畫面流暢程度明顯優(yōu)于另兩種方法，采用本文方法的UI界面可視化傳遞平臺具有較高的流暢程度，可有效提升用戶使用滿意度。

選取100名用戶作為調(diào)查問卷對象，驗證采用本文方法的UI界面可視化傳遞平臺用戶滿意程度，并將本文方法與另兩種方法對比。從產(chǎn)品使用體驗、數(shù)據(jù)體驗、視覺體驗、功能體驗、社交體驗等七部分評估本文方法的UI界面用戶滿意度，選取十分制作為評價結(jié)果呈現(xiàn)形式，統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

表2 用戶滿意度

表2仿真結(jié)果可以看出，采用本文方法所研究UI界面可視化平臺用戶滿意度較高，用戶的數(shù)據(jù)體驗、咨詢體驗、產(chǎn)品使用體驗、視覺體驗等各項評價指標(biāo)均明顯高于另兩種方法，主要原因是本文方法充分考慮用戶感受，利用用戶感知反饋結(jié)果確定可視化傳遞函數(shù)，用戶滿意度較高。

4 結(jié)論

UI界面設(shè)計已應(yīng)用于眾多應(yīng)用中，新媒體不斷發(fā)展對UI界面設(shè)計要求更加嚴(yán)格。UI界面設(shè)計過程中，需充分符合時代發(fā)展需求，充分考慮用戶體驗感受，設(shè)計可滿足用戶需求的具有功能性、美觀性以及趣味性的UI界面。所研究基于感知反饋的UI界面數(shù)據(jù)可視化傳遞仿真可獲取用戶真實感知體驗，整合眾多層次用戶感知反饋結(jié)果，考慮各層用戶感知體驗對最終結(jié)果的影響，通過權(quán)值調(diào)節(jié)用戶感知系數(shù)，提升用戶感知結(jié)果精準(zhǔn)性。利用用戶感知結(jié)果調(diào)節(jié)設(shè)計UI可視化界面的傳遞函數(shù)，通過仿真測試驗證該方法具有較高有效性，用戶滿意度高，具有較高的數(shù)據(jù)可視化效果。