34、人机交互中的界面设计与信息架构

人机交互中的界面设计与信息架构

在当今数字化的时代，人机交互的质量直接影响着用户对设备和系统的使用体验。从手势交互到信息架构，再到屏幕布局，每一个环节都至关重要。本文将深入探讨这些方面的设计原则和方法，帮助大家打造更优质的用户界面。

1. 手势交互设计

手势交互为我们提供了一种无需触摸屏幕就能与设备互动的方式。它通过运动跟踪技术捕捉手部、手臂和身体的动作，使交互更加自然和直观。为了设计出优秀的多点触摸/手势交互界面，我们可以遵循以下建议：
- 提供明确提示 ：告知用户可以使用哪些手势以及这些手势的功能。
- 确保操作简便 ：让手势易于执行，降低用户的操作难度。
- 减少疲劳和压力 ：避免因重复使用某些手势而给用户带来疲劳和压力。
- 便于计算机识别 ：确保计算机能够轻松区分不同的手势。

在实际的用户界面设计中，大多数界面会结合多种交互方式来完成任务。关键在于根据具体任务、使用环境和用户特点选择合适的交互方式。对于大多数间歇性用户来说，菜单、问答和表单填写等交互方式通常比命令行更受欢迎。

2. 对话框的应用

对话框是一种混合了多种交互方式的界面元素。例如，在医疗领域，下面的对话框可用于提醒开Droperidol药物的临床医生注意药物相互作用（如图12.5所示）。

3. 信息架构的重要性

信息架构的核心目标是让信息易于查找和理解。良好的信息架构能够降低信息过载的可能性，提高用户界面中有效信息与无用信息的比例。这就要求我们对用户界面中的信息和组件进行结构化、组织和标注，使用户能够轻松找到、理解和管理所需信息。

对于医疗服务提供者（HCPs）来说，由于他们通常时间紧迫，快速清晰地呈现关键信息尤为重要。这些关键信息不仅包括当前的测量数据，还可能包括基于时间的趋势数据，如过去5分钟内血压的变化情况。此外，最重要的信息应该最为突出。

4. 菜单系统的深度与广度

菜单系统的深度和广度之间往往存在权衡。深度菜单结构可能在顶层只提供三个选项，但用户需要遍历多个层级才能完成任务；而浅度菜单系统在顶层提供更多选项，用户需要遍历的层级较少。一般来说，浅度结构更为可取，它能让用户更好地俯瞰整个系统，增强对系统的理解，同时降低关键功能被隐藏的可能性。不过，要正确设计浅度菜单结构，顶层选项必须组织良好，按照紧急程度、重要性、使用频率进行排列，并根据相关性进行分组。

5. 不同类型的用户界面

• 串行选择界面 ：屏幕和信息的组织应与用户的任务相匹配。线性或串行选择（逐步披露）界面会按照固定顺序引导用户浏览一系列屏幕，每个屏幕通常只有几个选项。这种界面可以减少用户跳过步骤的可能性，尤其适用于间歇性用户、新用户和缺乏培训的用户，同时也减轻了用户的工作记忆负担。
• 分支界面 ：分支界面比串行选择界面提供更多样化的选项，更适合经常使用该系统的有经验的用户。许多电子病历（EMR）系统就是分支界面的典型例子，医疗专业人员可以通过这些系统以数字方式访问患者的医疗信息。不同的EMR系统设计各异，但总体而言，它们允许HCPs跟踪患者的各种信息，包括病史、当前状态、实验室检查、影像检查、处方和既往手术等。能够快速访问最重要功能的EMR系统可以加快交互速度，使系统更加直观。例如，图12.6展示了用户访问重要实验室检查结果的两条路径，黑色箭头所示路径需要多次点击按钮，而红色箭头所示路径只需一次点击。在设计这种结构时，绘制和可视化计算机屏幕的结构或层次关系会很有帮助，这能让我们直观地判断系统是否过于复杂。
• 网络系统界面 ：网络系统界面就像一张网，许多屏幕相互连接。万维网本身就是一种网络结构，而非线性或分支结构。它允许用户通过多种路径找到所需信息，更像是一个工具箱，而不仅仅是单一工具，因此最适合需要同时执行多项任务以提高效率的专业用户（如图12.7所示）。

6. 屏幕布局的设计要点

屏幕布局的设计会影响用户定位元素、理解元素含义以及元素之间关系的能力，同时也会影响设备的美观性、组织性和专业性。人们在面对各种事物时，自然会进行分类，默认的分类方案往往具有层次结构，因此在用户界面中体现这些逻辑分类非常重要。最重要的元素应放置在屏幕最显眼的位置，在大型屏幕（如平板电脑、笔记本电脑和台式机）上，通常是左上角；在小屏幕上，用户通常更关注中间位置。以下是一些屏幕布局的设计建议：
- 使用网格结构 ：网格是一种将区域划分为单元的结构，不同形状和大小的网格可用于系统地组织和排列内容。网格有助于提供一致且可预测的元素对齐方式，对于文本来说，这能提高可读性。同时，网格结构还能使界面看起来更整洁，减少杂乱感，增强一致性，并有助于合理利用空白空间。当同一用户界面的多个屏幕使用相同的底层网格结构时，能给用户带来连贯和可预测的感觉，使用户更容易使用和理解系统。不过，在某些情况下，元素可能会违反网格结构，但这种情况应很少出现且具有策略性。违反网格结构的元素往往会吸引用户的注意力，可用于突出特别关键的信息，如警告或弹出错误消息。
- 合理设置列数 ：网格具有灵活性，可以包含多个或少数列，都能产生显著效果。简单的单栏网格常用于简单文本，如打印在信纸大小纸张上的法律文件；而复杂的多列网格布局则适用于更复杂的内容，如报纸，通过多列来组织不同的文章、不同大小的图片和广告。列的方向会引导视觉信息的结构，高而窄的信息列通常比短而宽的行更易于阅读，这可能是因为许多书写系统是从左到右书写的，阅读高而窄的列时眼睛移动的距离更短。此外，网格还可用于强调信息的层次结构，内容可以包含在单个网格单元中，也可以跨越多个列，通过空间大小来表示重要性。例如，网格顶部跨越所有列的一行文本通常会作为标题突出显示。需要注意的是，列将网格划分为更小的单元，但并非所有单元都需要填充内容，适当填充空白空间同样重要。
- 利用空白空间 ：足够的空白空间能使屏幕更易于阅读、更有条理且更具吸引力，避免屏幕过于密集。使用空白空间分隔信息块，确保整个屏幕和各个部分都不会显得过于密集或稀疏。
- 设置间隔、边距和内边距 ：内容显示过于密集会影响阅读。间隔和边距就像给页面提供了“呼吸空间”，其垂直和水平线条还能引导用户浏览信息。受印刷设计的影响，间隔和边距是用于组织页面元素的有意留出的空间，边距用于在列之间创建间隔，内边距可用于在对象和文本之间创建更多空白空间。边距位于两个或多个相邻对象之外，是围绕所有内容的空间；而内边距描述的是单个对象内部的空间，它定义了对象内部内容的边界。这些元素共同维护了网格系统内内容的结构，创建了空白空间，避免内容拥挤，使布局更具可预测性，减少用户查找信息的时间。通过在屏幕边缘和内容之间添加几像素的空白空间作为间隔或边距，可以提高可读性，空白空间分隔内容块也能增强这种效果，有助于用户自然而逻辑地分组信息，更好地在工作记忆中存储信息。
- 进行内容分组 ：根据格式塔原理中的接近性原则，将内容元素紧密放置在一起会使它们之间产生关联，用户会认为这些元素包含相关信息。在视觉显示中，相关信息可以分组并通过空白空间分隔，使不同组的信息之间有一定距离，方便用户浏览页面。

总之，人机交互中的界面设计和信息架构是一个复杂而重要的领域。通过合理运用各种交互方式、优化信息架构和精心设计屏幕布局，我们可以为用户提供更高效、更便捷、更舒适的使用体验。无论是医疗领域的电子病历系统，还是其他各种类型的软件应用，都能从这些设计原则中受益。希望本文的介绍能为大家在设计用户界面时提供一些有价值的参考。

人机交互中的界面设计与信息架构（续）

7. 各设计元素的协同作用

在人机交互的界面设计中，各个元素并非孤立存在，而是相互协作，共同构建一个高效、易用的用户界面。例如，信息架构的设计会影响到菜单系统的深度与广度选择，而菜单系统的设计又会与不同类型的用户界面（串行选择、分支、网络系统界面）相互配合。同时，屏幕布局的各个方面，如网格、列、空白空间、间隔、边距、内边距和分组等，也都紧密相连，共同为用户提供良好的视觉体验和操作便利性。

以医疗电子病历系统为例，信息架构需要将患者的各种信息进行合理组织，确保关键信息能够快速呈现给医疗服务提供者。菜单系统可以采用浅度结构，将常用的功能如查看病历、开具处方、查看检查结果等放在顶层，方便医生快速访问。串行选择界面可以用于引导新医生完成一些基本的操作流程，如新建病历、录入患者基本信息等；而分支界面则可以为经验丰富的医生提供更多的操作选项，如深入分析患者的病情、查看详细的检查报告等。

在屏幕布局方面，网格结构可以为整个界面提供一个稳定的框架，列的设置可以根据信息的类型和重要性进行合理安排。例如，将患者的基本信息放在左侧的单列中，将病历详情和检查结果放在右侧的多列中。空白空间、间隔、边距和内边距的合理运用可以使界面更加清晰，避免信息过于拥挤。分组则可以将相关的信息放在一起，如将患者的过敏史、用药史等信息分组显示，方便医生快速浏览。

8. 设计原则的实际应用步骤

为了更好地将上述设计原则应用到实际的界面设计中，可以按照以下步骤进行：
1. 需求分析 ：明确用户的需求、任务和使用环境。了解用户是谁（如医疗服务提供者、普通患者等），他们需要完成哪些任务（如查看信息、录入数据、进行操作等），以及在什么环境下使用系统（如医院的繁忙科室、患者家中等）。
2. 信息架构设计 ：根据需求分析的结果，对信息进行结构化、组织和标注。确定哪些信息是关键信息，需要突出显示；哪些信息是次要信息，可以放在次要位置。同时，考虑信息的层次结构和关联性，以便用户能够快速找到所需信息。
3. 交互方式选择 ：根据任务的特点和用户的特点，选择合适的交互方式。对于间歇性用户或新用户，可以优先考虑串行选择界面；对于经验丰富的用户，可以提供分支界面或网络系统界面。同时，结合菜单系统的设计，确保用户能够方便地访问各种功能。
4. 屏幕布局设计 ：
- 确定网格结构 ：根据界面的内容和布局需求，选择合适的网格结构，如单栏、多栏等。
- 设置列的参数 ：考虑列的数量、宽度和方向，以提高信息的可读性和可浏览性。
- 合理运用空白空间 ：通过设置间隔、边距和内边距，为界面创造足够的空白空间，避免信息过于密集。
- 进行内容分组 ：根据信息的相关性，将内容进行分组，使界面更加清晰有序。
5. 原型设计与测试 ：根据上述设计方案，制作界面原型，并进行用户测试。收集用户的反馈意见，对设计进行优化和调整。
6. 实施与维护 ：将优化后的设计方案实施到实际的系统中，并进行持续的维护和更新，以适应不断变化的用户需求和技术发展。

9. 案例分析

以下通过一个具体的案例来进一步说明上述设计原则的应用。假设我们要设计一个在线教育平台的用户界面。

信息架构设计

首先，对平台的信息进行分类和组织。主要信息包括课程列表、课程详情、学习记录、作业提交、讨论区等。关键信息如热门课程和最新课程应突出显示，放在首页的显眼位置。

交互方式选择

对于新用户，采用串行选择界面引导他们完成注册、选择课程等基本操作。对于老用户，提供分支界面，让他们可以自由选择查看课程、提交作业、参与讨论等功能。

屏幕布局设计

• 网格结构 ：采用三栏网格结构，左侧栏用于显示导航菜单，中间栏用于显示主要内容，右侧栏用于显示一些辅助信息，如推荐课程、学习进度等。
• 列的设置 ：中间栏的宽度较大，以显示详细的课程内容；左侧栏和右侧栏的宽度相对较小。
• 空白空间运用 ：在各栏之间设置适当的间隔，在内容区域设置边距和内边距，使界面看起来整洁、舒适。
• 内容分组 ：将课程按照学科、难度等进行分组，将作业和学习记录按照时间顺序进行分组，方便用户查找和管理。

通过以上设计，该在线教育平台的用户界面能够为用户提供清晰的信息展示和便捷的操作体验，提高用户的学习效率和满意度。

10. 未来发展趋势

随着技术的不断发展，人机交互的界面设计也将面临新的挑战和机遇。以下是一些可能的未来发展趋势：
- 更加自然的交互方式 ：除了现有的手势交互，未来可能会出现更多基于语音、眼神、脑电波等的自然交互方式，使用户与设备的交互更加便捷和自然。
- 个性化定制 ：根据用户的个人偏好、使用习惯和需求，为用户提供个性化的界面设计和交互方式。例如，用户可以自定义菜单的布局、颜色和字体等。
- 跨设备一致性 ：随着人们使用的设备越来越多样化，如手机、平板、电脑等，未来的界面设计需要确保在不同设备上都能提供一致的用户体验。
- 增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术的应用 ：AR和VR技术将为用户带来更加沉浸式的交互体验，界面设计需要适应这些新技术的特点，创造出更加逼真、生动的虚拟环境。

为了更好地理解各设计元素之间的关系，我们可以通过以下mermaid流程图来展示：

graph LR
    A[需求分析] --> B[信息架构设计]
    B --> C[交互方式选择]
    C --> D[屏幕布局设计]
    D --> E[原型设计与测试]
    E --> F[实施与维护]
    G[信息架构设计] --> H[菜单系统设计]
    H --> I[不同类型用户界面设计]
    J[屏幕布局设计] --> K[网格结构]
    J --> L[列设置]
    J --> M[空白空间运用]
    J --> N[间隔、边距、内边距设置]
    J --> O[内容分组]
    K & L & M & N & O --> P[良好的视觉体验和操作便利性]
    I & P --> Q[高效、易用的用户界面]

总之，人机交互的界面设计是一个不断发展和完善的领域。我们需要不断关注技术的发展和用户的需求变化，灵活运用各种设计原则和方法，为用户创造出更加优质的界面体验。无论是在医疗、教育、娱乐还是其他领域，良好的界面设计都将为用户带来更高的效率和更好的满意度。希望本文能够为相关领域的设计师和开发者提供一些有益的参考和启示。