《基于腦電技術的數字界面可用性評價方法研究》分析了國內外數字界面可用性評估理論及研究現狀,在總結了新的設計科學、神經科學、認知心理學、認知神經科學的研究成果的基礎上,運用界面認知理論分析、界面腦電實驗研究和實例驗證的方法,圍繞數字界面信息的用戶認知機制,對數字界面可用性的腦電生理定量評價方法進行了研究。
《基于腦電技術的數字界面可用性評價方法研究》提出的腦電實驗評價方法為數字界面可用性評估提供了新思路和新方法,有助于設計師對數字界面進行評估、改良和優(yōu)化,其研究成果為有效實現對數字界面的綜合評價提供了重要技術手段和理論依據。
隨著大數據時代的到來,作為信息化裝備等復雜信息系統(tǒng)的重要組成部分,數字界面早已取代傳統(tǒng)硬件界面,成為現代技術的重要特征之一。數字界面在軍事、信息安全、地理交通等諸多重要領域發(fā)揮著非常重要的作用,是操作人員進行信息分析和處理的載體,是系統(tǒng)功能實現的重要組成部分。在相同的硬件水平下,數字界面的可用性直接影響著人的工作績效、正確率以及反應速率,在很大程度上影響著系統(tǒng)的性能水平。為了更好地掌握整個系統(tǒng),并使得系統(tǒng)性能能夠高效可靠地發(fā)揮,研究數字界面可用性評估方法和用戶對數字界面信息認知的規(guī)律,對數字界面的評估和優(yōu)化顯得尤為重要。
本書分析了國內外數字界面可用性評估理論及研究現狀,在總結了最新的設計科學、神經科學、認知心理學、認知神經科學等領域研究成果的基礎上,運用界面認知理論分析界面腦電實驗研究和實例驗證的方法,圍繞數字界面信息的用戶認知機制,對數字界面可用性的腦電生理定量評價方法展開研究,主要研究工作有:
。1)從事件相關電位的技術基礎、特點和離線分析角度出發(fā),提出了事件相關電位技術在數字界面設計及評價中的應用,總結了與數字界面評估相關的ERP腦電成分和實驗范式。
。2)針對數字界面視覺元素,分析了數字界面元素的可用性與用戶認知,研究了數字界面視覺元素用戶認知與腦電成分的關系,并對圖標、控件、色彩、布局和交互等界面元素進行了用戶認知分析。
(3)針對數字界面元素認知的ERP腦電實驗,提出了數字界面可用性評估的ERP實驗研究過程,分析了數字界面元素的解構、處理和搜集過程,在界面元素認知理論基礎上,分別運用工作記憶實驗范式、串行失匹配實驗范式和Go-Nogo實驗范式,對圖標、導航欄和界面配色開展ERP實驗研究,并歸納了實驗結論對界面設計的指導意義。
。4)在腦電實驗基礎上,提出了數字界面元素的腦電評價指標,并分別對數字界面元素及腦電信號進行了閾值分析,基于腦電閾值分析了界面設計推薦形式,首次提出了數字界面整體和局部的ERP腦電評估方法。
。5)為證實腦電評估方法的有效性和可靠性,分別運用專家主觀知識評價法、層次一灰度一集對分析數學方法和眼動追蹤方法等數字界面可用性傳統(tǒng)評價方法,對腦電評估方法進行了實例對比分析。
。6)分析了事件相關電位在腦機交互中的作用,以及數字界面可用性腦電評估方法對腦機交互的參考作用和意義,在融人信號特征提取和分類技術后,開發(fā)了基于圖標控制的數字界面腦機交互方法,最后討論了界面其他元素腦機交互方法的實現。
牛亞峰,博士,東南大學工業(yè)設計系黨支部書記,講師,美國普渡大學訪問學者。主要研究領域:復雜信息系統(tǒng)界面設計、人因工效學評價、神經設計學等。
近5年,主持國家自然科學基金、航空科學基金、上海航天科技創(chuàng)新基金、江蘇省研究生科研創(chuàng)新計劃等項目;參與國家自然基金、裝備預研教育部基金、國軍標制定等國家和省部級課題10余項;2017年獲IEEEVAST Challenge設計獎(美國);發(fā)表SCI論文6篇,EI論文37篇,在IJIE(一作)、AIME(一作)、Applied Ergonomics(二作)發(fā)表論文3篇。首發(fā)明人申請發(fā)明專利8項,授權發(fā)明專利2項。擔任SCI雜志International Journal of Human-Computer Interaction、International Journal of Pattern Recognition and Artificial Intelligence審稿人。
第1章 概述
1.1 研究背景
1.2 國內外研究現狀
1.3 課題研究內容
1.4 本書撰寫安排
第2章 腦電技術及其在數字界面中的相關研究
2.1 引言
2.2 國內外研究綜述
2.3 腦功能成像技術基礎
2.4 事件相關電位的特點與離線分析
2.5 事件相關電位技術在數字界面中的應用
2.6 數字界面可用性評估中的腦電成分和實驗范式
2.7 本章小結
第3章 數字界面視覺元素的用戶認知
3.1 引言
3.2 數字界面視覺元素的構成
3.3 數字界面可用性與用戶認知
3.4 數字界面視覺元素用戶認知分析與腦電實驗的關系
3.4.1 數字界面用戶認知分析和腦電實驗的主體對象一致性
3.4.2 界面視覺元素的復雜性與腦電實驗設計的規(guī)范性
3.4.3 界面元素用戶認知與腦電實驗范式選取的局限性
3.4.4 界面視覺元素用戶認知前期分析的必要性和重要性
3.5 數字界面中圖標的用戶認知
3.5.1 圖標語義的信息傳遞
3.5.2 用戶對圖標的理解
3.5.3 用戶對圖標的記憶
3.6 數字界面中控件的用戶認知
3.6.1 用戶對控件的視覺信息認知
3.6.2 用戶對控件的信息交互認知
3.6.3 導航欄的選擇性注意加工
3.7 數字界面中色彩的用戶認知
3.7.1 用戶對界面色彩風格的認知
3.7.2 用戶對界面色彩編碼方式的認知
3.7.3 用戶對界面色彩搭配的認知
3.7.4 用戶對界面色彩語義的認知
3.8 數字界面中布局的用戶認知
3.8.1 用戶對數字界面結構形式的認知
3.8.2 用戶對數字界面布局元素位置的認知
3.8.3 用戶對數字界面布局的視覺認知流程
3.9 數字界面中交互的用戶認知
3.9.1 鼠標等外接設備交互的用戶認知
3.9.2 多點觸控的用戶認知行為
3.9.3 聲控、體感交互等跨通道方式的用戶認知
3.10 本章小結
……
第4章 數字界面元素認知的ERP腦電實驗
第5章 數字界面可用性的腦電實驗評價方法
第6章 傳統(tǒng)評價方法與腦電評價方法的實例對比分析
第7章 數字界面可用性腦電評價方法在腦機交互中的探索
第8章 總結與展望
附錄
參考文獻