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论交互设计中的原型构建
摘要：交互设计活动的展开需要在不同设计阶段制作原型对设计概念和设计方案进行验证。目前关于原型制作的理论和方法都只关注于软件界面设计，并没有从软硬件结合的交互系统层面对原型构建进行探讨。作者改进了David Benyon等人提出的PACT模型，提出了交互设计应该包括人、系统、情境三个方面的因素，进而说明了需要在交互设计过程中构建人物原型、系统原型、情境原型，并给出了原型构建所需的技术和方法。
关键词：交互设计 原型构建 设计要素 原型分类 构建方法
随着计算机技术的进一步发展，人们的日常生活中到处充满了采用计算机技术开发的产品，此类产品比传统未采用计算机控制技术的产品具有更多的灵活性，人们称其为智能产品，如智能电话、智能电视机、智能电冰箱等。不可否认的是，这类产品因为使用了计算机控制技术，其操作界面更多是以“软界面”的方式呈现，有一些还带有专用的信息显示屏幕，这些都提升了用户使用产品所需的技能水平。很多厂家为了提升产品的易用性、可用性而展开了相关的设计研究，也就是交互设计。
作为一个新兴的研究方向和学科，交互设计在发展过程中遇到了很多的迷茫和困惑，国内外也有很多学者对相关问题进行了探索，但都没有形成得到广泛认同的观点。交互设计本身属于设计活动，带有设计活动与生俱来的一些特征，如问题的不明确性、目标的模糊性、解的不唯一性等。因此，在交互设计活动中存在有迭代的验证环节，需要设计师不断地构建不同设计阶段所得成果的运行，并对其进行验证。本文从交互设计所包含的组成元素进行了探讨，进而提出了交互设计过程中所应该关注的原型及其构建方法。
1 交互设计的组成要素
狭义的交互设计指人机交互设计，即是设计供人们使用的数字化产品的过程。这里的数字化产品，既包括硬件产品的控制件，如数码相机、智能手机等产品上的实物质旋钮、按钮等;也包括软件产品在屏幕上显示的控制选项，如窗口、指针、国标等。经过拓展之后，交互设计的定义为“设计具有交互功能的数字化产品、环境、系统和服务的行为。”交互设计的目的是通过设计满足人们使用产品的功能需求和情感需求，从这个角度来说，交互设计从属于体验设计。既然交互设计的目的在于通过设计满足人类的使用需求，那么其工作核心必然包括”、人与系统的交互行为、系统”三个方面。
David Benyon等人提出用PACT(People， Activity，Context，Technology)模型来帮助交互设计。PACT模型具体解释为：
P，人：交互系统是为人服务的，设计师在交互设计过程中首先必须认识和理解系统的服务对象――人。此处需要补充的是，交互系统需要关注的人可能不仅仅只包括使用物的“用户”，而应该考虑交互发生的场景中的所有人。比如，在公共场合使用交互产品时，人与产品交互的过程应该不影响其他人。
A，行为：包括人的行为和系统的行为。其中人的行为又包括认知行为和动作行为;人通过认知行为识别、理解、分析物在某一时刻的状态，然后经过决策之后，制定下一步的操作指令，由此引发出人的动作行为。同样，系统的行为也包括捕获信号(区别于人的认知)、信号分析、反馈等行为。系统的所有行为都是事先经过认为设定好的，根据捕获到的信号，经过分析之后，做出不同的决策，进而执行反馈行为。
C，情境：交互系统中的情境可分为物质和非物质情境两大类：物质情境是指人与产品之间的交互行为发生时周围的物理环境，包括交流空间、照明条件和其他相关设施等。非物质情境分为组织情境和社会情境两种情形。组织情境是指为用户在物质情境中与产品顺利进行交互提供的管理、服务方式以及用户与服务提供商之间的关系。社会情境是指交互行为发生时周围的社会状况。
T，技术：支持交互行为和实现系统功能所需的技术，包括硬件和软件技术。与交互行为有关的技术有：语音识别、图像和文字识别、多媒体、信息可视化、虚拟现实、网络、移动通信、各种传感器、光控和声控技术等。
作者认为，PACT模型把技术(technology)作为交互设计的要素之一不太合适，而应该改成系统(system)。因为同一技术最终形成的产品、系统可能是千差万别的，比如同是基于Android操作平台的智能手机系统，小米手机的操作系统就比很多其他同类操作系统获得更多消费者的青睐;同样是传感器技术，不同的技术搭配和不同的应用场合能实现风格迥异、截然不同的交互行为。细化之后，交互设计还应该关注于人的认知、思维、行为、习惯等方面，以此捕捉目标人群的特征，为交互行为的设计建立指导原则。
从上述交互过程可知，交互设计中应该关注于三个方面的要素：人、系统、情境。
在展开交互设计时，首先要了解目标人群的需求、认知、思维、行为等方面的特征，因为这些决定着用户的交互动机和具体的交互行为。另外，目标人群的知识背景、年龄、审美偏好、地域特征等因素会影响人对系统信息的认知。
在这些问题都解决之后，然后要考虑目标人群将来可能展开交互行为的情境，包括物质情境和非物质情境，这些因素会对用户的思维、决策、计划以及原本要执行的交互行为产生影响，进而改变用户与系统的交互方式。此外，特定的情境对系统还可能产生一定的特殊要求，比如在照明不足、湿度过大、噪声过大、人流密集等情境下使用的系统在设计时就应该考虑如何克服类似情境产生的交互障碍。
最后，根据目标人群的需求和行为特征、心理特征、认知习惯，加上情境的特定约束，利用计算机技术、信号接收、分析处理技术、图形显示技术、机械工程与加工制造技术等制定整个系统的设计方案。(图1)
2 原型和模型
在设计活动中，原型和模型都可用来测试设计概念的有效性，帮助设计师推敲设计想法，逐步完善设计方案，最终实现设计目标。在交互设计领域中，原型和模型有着密切的关系，但两者又有一定的区别，一定要分清楚原型和模型的区别，才能更好地展开设计活动。
原型是设计概念的具体化，并不特指某个设计要素具体的模型。模型是对设计目标物的视觉化表现形式，一般都会用实物质材料来制作。原型可能会包括有实物模型，但不仅仅局限于实物模型。
原型关注于设计概念所有要素的表现，注重于设计要素之间的关系的表达，而模型更多地涉及到具体某个设计要素，是特定设计要素的实物质表现。
原型一般接近于设计目标物的实际尺度，而模型则可以有不同比例的放大或缩小形式。
模型并不一定反映最终设计目标物的实际功能，原型一定要体现设计目标物的实际功能，但功能可能并不完善，在试验过程中可能会出错。
3 原型的分类
对于交互设计，设计师需要利用原型来验证不同设计阶段设计成果的合理性和有效性，并根据验证结果对设计成果进行修正和改进。根据上文把交互设计所包含的要素分成人、系统、情境三个部分，那么也需要建立相应的原型，来验证交互设计的合理性。
从不同的角度来看，可以把交互设计过程中的原型分成不同的种类。从构建原型的工具来看，可分为用Flash构建的原型、用Arduino构建的原型、用LabVIEW构建的原型等等。从原型的保真程度来看，可以氛围低保真原型，中保真原型、高保真原型等。笔者认为，这些分类方法对于交互设计过程的参考意义不大，没有涉及到交互设计过程中构建原型时应该考虑的核心内容。
既然交互设计的重心在于交互动作的设计，那么交互设计原型的构建必然是对交互动作的真实反映，这其中涉及到三方面的内容：人的动作、系统的动作、交互动作展开的情境。因此，交互设计过程中应该针对这三方面内容来构建原型，这样才能促进、引发真实的交互动作，进而对交互设计方案进行评估。
3.1 人物原型
交互过程中人执行的动作受目标、动机、认知、思维、行为习惯等方面的影响。那么在交互设计过程中，应该针对具体的目标人群，建立特定的用户原型。用户原型是目标用户群体的虚拟代表，应该具备大部分目标用户群体的与交互设计相关的特征。它是交互设计中非常有效的设计指导工具，能帮助设计团队看到设计问题的范围和性质，清晰地揭示潜在用户目标，使设计团队明确设计目标。一般来说应该在用户原型中体现的内容如图2所示。
3.2 系统的原型
系统执行动作是通过系统识别信号，接收信号，分析信号，处理信号，然后根据预先设定好的情景条件做出反馈的过程。与人交互的系统一般包括两种产品：软件产品和硬件产品，不同类型的产品，原型构建时所需的技术和表现内容存在有一定的差异，但主要还是在原型中体现产品的功能实现过程、信息显示方式、产品控制方式、产品主要视觉特征等。针对不同产品类型，系统原型构建中应该包括的具体内容如图2所示。
3.3 交互情境的原型
如前文所述，交互情境包括物质情境和非物质情境，那么在构建原型时，也应该针对这两种不同的情境构建原型，尽可能地真实地模拟人与系统展开交互时所处的情境。物质情境的原型大致应该包括交互发生所在场景的其他物品，如在设计电视机遥控器的交互行为时，就需要利用特定的空间、沙发、茶几、电视机等要素模拟出客厅场景。非物质情境原型则需要模拟出支持交互的组织管理方式、交互行为发生时的社会情况等。比如在设计智能手机的交互行为时，可能就需要利用移动通讯运营商、拥挤的公交车(很多人经常在这种场景中使用手机)、嘈杂的人群、突然打入的电话等要素尽可能真实地模拟用户与系统发生交互行为所处的情境。图2给出了为交互情境构建原型时应具体包括的内容。
图2把交互设计中的行为要素分别放进了人物原型和系统原型进行考虑。人的行为受到人物原型中的诸多因素的影响，而系统行为则需要根据人物原型的行为进行设计。在交互设计过程中，设计师所能够设计的也只是系统行为，最多在研究了人的行为习惯、思维习惯之后，利用系统行为引发人做出一些以前从未有的行为。在交互设计活动中，只需要对系统的交互行为构建原型即可，这本身又属于系统原型的一部分。所以作者认为在交互设计活动中需要构建的原型包括人的原型、系统原型、情境原型。
4 原型的构建
不同类型的原型关注的内容有所差异，因此构建方法和技术也有所不同。图3给出了构建不同类型原型时具体使用的技术和方法。
4.1 人物原型的构建
人物原型的构建主要涉及到社会调查、市场调查、人群分析、聚类分析等人文社会学科所用的定性研究手法。主要工作包括抽样调查、收集整理资料、分析资料、构建原型等。
4.2 情境原型的构建方法
情境原型的构建涉及两方面的内容：物质情境的构建需要用到环境设计的手法，利用多种道具模拟搭建交互场景，并利用相关设施设备控制环境参数，力求实现最接近真实交互环境的效果。非物质情境则需要利用一些社会资源，提供相关的服务，控制特定的社会、人群状况，模拟特定的人物关系等。
4.3 系统原型的构建方法
系统视觉原型的建立需要用到实物模型制作、计算机图形表现、形态设计等方面的技术和知识。系统功能原型的构建则需要利用各种传感器技术、信号分析与处理技术、计算机编程、计算机控制、机械设计、机械制造等技术模拟系统功能的实现过程。交互原型的构建需要利用计算机动画、交互式编程、电子积木等技术来模拟人与系统的交互过程。
图3中给出的相关技术和方法具有一定的普适性，但在具体的交互设计活动中，应该根据具体的设计目标人群选择适当的人物原型构建方法，最终总结出的人物原型一定能够代表目标人群的所有特征;针对交互行为发生的情境，利用恰当的方法和技术构建所需的物质情境和非物质情境，力求模拟真实的交互情境;系统原型的构建，设计过程中阶段性的原型构建尽量快速、能够表达设计概念即可，功能原型和交互原型可以进行不断的改进，迭代使用。
5 结语
得益于计算机产品和移动终端设备的快速发展，交互设计行业在国内有了长足进步。但目前关于交互设计的理论大多集中于软件交互界面的设计，对软硬件结合的交互系统的研究还不够，没有系统性的理论和观点。本文对David Benyon等人提出的PACT交互模型进行了改进，提出了交互设计应该包括人、系统、情境三个方面的因素。交互设计必须关注目标人群的相关特征才能为设计活动指明方向。系统的视觉表现、功能设计和交互行为是交互设计的主要内容，只有实现了符合目标用户识别特征和审美特征的视觉表现，符合目标人群需求的产品功能，符合目标用户行为习惯和认知水平的交互行为，才能称得上是成功的设计。人与系统的交互过程必定发生在特定的情境中，相关的物理环境、其他配套设施设备、相关服务、社会组织情况、人群关系等都会影响交互活动的开展，这是交互设计过程中必须要考虑的影响因素。
最后，作者给出了构建人物原型、情境原型、系统原型可能会用到的技术和方法。在构建原型时应该把握快速、迭代、聚焦等原则，确保原型对设计过程和设计目标的支撑性，本文介绍的一些方法已经在相关的设计活动中得以实施，但都不是很系统。作者对相关技术和方法进行了梳理，希望能对交互设计活动起到一定的指导意义。
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