人机界面主要是指用户界面，是实现人类与计算机之间信息传递、交换的媒介，同时也是计算机系统的重要组成部分。通过人机界面的应用能够转换信息的内部形式，促使人类可以更好地接受信息。目前，人类对人机界面有了新的要求，需要人机界面设计具有直观性、友好性的特点，所以要充分考虑人机界面的设计原则。在认知理论下，人机界面设计要以用户为中心、坚持一致性等原则，从而实现人机界面设计质量的提高。

      1 研究背景

       目前已经有很多学者对人机交互作出了研究，并取得了一些研究成果。但受市场因素的影响，人机界面设计产品越来越多，其功能也日益多样化，这就为人机界面设计带来了很大的问题，如界面复杂性程度高，致使用户在使用时难度高。并且，人机界面设计没有统一的制定设计标准，很多设计人员不考虑产品功能，过于追求产品的新异性，从而造成人机界面设计产品具有任意性强的特点。在这种设计情况下，很多产品具有相同的功能，即使是同类产品的功能也相同，而界面操作却存在较大的差异，如产品色彩、位置、形状等，进而为用户操作反馈带来了不利影响。

       大多数用户在学会一种产品的操作方式后，认为也可以操作其他类型相同的产品，但实际上并不是这样，往往用户还要进行重新学习，花费了较多的时间和精力，不利于推广人机界面设计的应用。在设计任意性强的现状下，所带来的问题有以下几个：一是人们的交流受到了极大的阻碍，二是用户需要重新花费时间和精力去学习产品的操作方法，这样不利于推广产品，三是设计资源被大大浪费，严重降低了资源利用率。为了及时解决以上问题，需要加强对人机界面标准化设计的重视，通过研究认知理论来明确人机界面标准化设计的原则，有助于规范设计标准，促使相关设计人员可以依照设计原则来进行设计，以此来固定产品的操作方式，为用户提供简单、高效的操作方式，从而减轻用户的学习负担。

       2 认知的中枢能量理论

       认识主体对外界刺激就是信息加工的过程，这个反应又被称之为“注意”，在整体上具有主动性的特点，并且其注意程度和人处理信息的效率有着紧密的联系。站在认知心理学角度上来看，认识主体对外界刺激产生的反应来自于目标客体，认识主体能够实现同时加工多个信息，但这种信息的加工能力也是有限的。根据研究来看，如果不超过所需要的能量，认识主体就能够获得多个输入，或者2种输入同时活动，但如果超过了所需的能量就会带来相互干扰的问题，造成只能一种活动的情况。这里的认识活动对认识主体来说，是一种有意识、有目的的行为，通过觉察对目标客体的刺激来进行反射作用，以此来比较反射到长时记忆的通道，这是一种全面扫描的过程，其检查项目是从头到尾的，需要将全部项目根据顺序进行检查，然后再比较目标客体和记忆集中的每一个项目。

       通过检查可以获得目标客体是否与记忆集中的项目相配，如果包含在其中就能够有所觉察。从上述探讨中得知，中枢能量如果认可的条件下，认识主体能够进入到通道中实现多个刺激信息的同时加工，这也就是说能够同时展幵比较，当记忆集中包含的刺激多，其所需的能量就有所下降，然后将能量进行均分，以此来实现同时加工，这样有利于提升反应的速度。反之，如果记忆集中内刺激包含较少，致使认识主体对刺激不够熟悉，那么就需要进行较长时间的对比、判断，与此相对应的是所需能量加大。当这种情况发生后，所能加工的信息也变得更少，从而导致反应的速度下降。

       3 知觉的效率分析

       根据上述分析可以得知，要在人机界面上实现认知主体的高效率捜寻，就要使认知主体对目标体更加熟悉，只有这样才能减少反应的时间。由此可见，人机界面设计要遵循认知主体对目标体的认识，通过熟悉操作元及信息来实现自动加工，从而提高设计效益。自动加工是不受认识主体控制的一种加工方式，不需要进行限制就能够实现高效加工，以此来减少各种因素带来的干扰。因此，为了提高认识主体的知觉效率，需要充分认识到人机界面标准化设计的重要性，通过遵循相关的设计原则，进而带来优化人机界面设计的积极影响。

       4 基于认知理论的人机界面标准化设计原则

       由上述讨论可知，在认知理论的应用下，人机界面设计需要遵循标准化的原则，在提升标准化设计的情况下改变过去的设计过程，以此来优化过去设计任意性的局面，从而为节省设计资源、减轻用户学习负担带来有效帮助。另外，人机界面标准化设计也能够加快工业设计的改革，所以要坚持“以人为本”的设计理念，遵循标准化设计原则，继而推动工业设计革命的前进。

        (1) 色彩一致性原则。一致性原则是人机界面标准化设计的重要原则，其中包括色彩、操作区域及文字的一致性。认识主体的视觉往往会被色彩明亮的东西吸引，应用一致性的色彩能够提升视觉捜索的效率，进而为人机界面操作带来反馈优势，避免产生重复运行、启动等。例如，在过去网络普遍使用蓝色来表示没有被浏览的连接点，而用户浏览之后其连接点就会转变为粉红色，这样长时间使用就会为用户形成自动加工，方便用户了解是否浏览过该网站。但随着时间的流逝，设计方式越来越多样化，蓝色、粉红色也不再成为设计规则，很多设计人员为了增强设计的特色、辨识度等，经常会使用五颜六色的色彩来进行设计，以此来形成独特的设计风格，所以这种设计规则就被打破了。在各种色彩的应用下，认知效率被严重降低，并且还会带来视觉混淆，不利于提高视觉捜索效率，有时还会为运行人员带来视觉疲劳，继而造成操作失误。因此，人机界面设计需要遵循一致性的原则，采取固定的色彩进行表达，减少操作人员的失误，使其能够注意力集中，观看界面更加轻松、舒适，这对推动人机界面设计发展有着重要意义。

        (2) 以用户为中心。在系统设计过程中，设计人员需要坚持以用户为中心的原则，不断降低学习的难度，帮助他们减轻学习负担，这对推动人机界面发展有着很大的帮助。所以，设计人员要抓住用户的特征，积极探索用户的实际需求，然后将用户反馈的信息认真分析，以此来设计出科学、合理的设计决策。在坚持以用户为中心的基础下，其设计产品能够更加满足用户的需求，有利于达到人机界面设计的目标，从而推动开发、研究的进一步发展，制作出更加成功的产品。

        (3) 操作区域一致性。人机界面设计要遵循操作区域一致性的原则，确保具有同样功能的操作元在同一个区域，方便操作者不会产生混淆，从而提升操作的效率。客体可以经过认识主体的实践与认识来进行特征转换，即通过练习来转化为自动加工，以此来改变控制加工的形式，但这种加工一旦形成就不能轻易改变。所以，在认识主体经过长时间使用某种界面时 ，就会形成自动加工的形式，有利于缩短搜索时间，提升操作效率。因此，人机界面设计要遵循操作区域一致性的原则，将具有同样功能的操作元放在一个区域，方便认识主体熟悉，从而减少搜索时间，增强认知的精准性。另外，设计人员还要注意按键的设计位置，根据具体功能和型号来进行设计，最好使用固定的标准来设计，有助于为用户减轻使用的负担。

       （4）文字的一致性原则。除了色彩的一致性之外，还要遵循文字的一致性原则，这一原则非常重要，因为文字是人机界面中最常出现的信息，当遇到信息量大的计算机时就要确保文字的一致性，从而为认识主体增加判断时间，有利于提升判断的准确性。因此，人机界面设计人员要遵循文字一致性的原则，将其考虑到重要的设计内容上面，为操作人员减少操作失误 提供帮助，以此来优化人机界面的使用性能。

       （5）顺序原则。在进行人机界面标准化设计时， 还要遵循顺序原则。顺序原则主要是指处理事件的顺序、 访问查看顺序、控制工艺流程等方面，通过遵循顺序原 则可以满足用户的使用需求，使其不会对操作产生混淆， 减少操作失误的概率，提升人机界面的友好性。

        (6) 功能原则。功能原则是指根据对象应用环境及其场合的具体要求，满足以上条件的使用功能要求，例如子系统控制类型、不同管理界面对象的同一界面并行处理等，通过遵循功能原则可以明确人机界面设计的特点，帮助用户更好地掌握使用规律，有助于提升人机界面的友好性，为用户降低操作的难度，使其能够掌握人机界面操作的方式。

        (7) 重要性原则。人机界面设计人员在进行设计时还要考虑重要性原则，认识到人机界面设计的重要性，就是指按照管理对象在控制系统中的重要性，管理对象的全局性水平，这样能够让管理人员更好地控制系统的运行主次，有利于制定准确的设计决策，从而帮助管理人员把握好控制决策的顺序，以此来实现最佳管理和调度。

       （8）面向对象原则。面向对象原则主要是指根据操作人员的工作性质、身份特征等，设计出符合需求的人机界面，提升设计的友好性，进而为操作人员提供操作的便利性。通过遵循面向对象原则，人机界面设计能够为用户提供准确的指导、帮助，有利于增强人机之间的交互水平，大大提高操作效率，从而满足新时期的设计需求，为推动人机界面设计发展带来了积极影响。

       5 人机界面的发展方向

       随着信息化时代的到来，网络技术发展速度越来越快，过去人机界面设计的一些问题逐渐凸显出来，致使用户在操作时需要学习的东西太多，严重增加了用户的使用难度。因此，在认知理论的研究下，人机界面设计人员要遵循标准化的设计原则，不断提升人机界面设计的友好性，满足用户的学习需求，使其能够高效、简单的操作。根据人机界面的未来发展方向来看，今后的人机界面将具有以下几点特征。

        (1) 新的可能性。在未来，人机界面将朝着更接近与现实世界的交互操作发展，减轻用户学习负担，计算机技术也变得越来越智能化，在与人交过程中获取到更多的自然技能，进而为日后的发展带来了新的可能性。

        (2) 区别越来越模糊。随着人机界面的发展，越来越多的人机界面将会具有高宽带、多模态等特点，用户的感受表达模态将应用于计算机界面中，促使人机界面之间的差别越来越小，甚至能够将人的神经细胞测取来当作交互渠道，为人机界面设计带来更多新的发展空间。

        (3) 网络技术。随着网络技术的发展，互联网的普及为人机界面发展带来了更多的创新机会，促使网络用户有更多的群体特点，这对计算机适应用户的行为特点有着积极影响。今后，计算机用户对人机界面具有人体行为规律的人机界面有着很大的需求，从而有助于推动人机界面设计领域的发展。
        (4) 界面设计评价。在人机界面设计过程中，评价是重要的组成部分，同时也是发现设计问题、解决设计问题的重要环节。因此，未来人机界面设计人员要更加重视人机界面设计的评价，保证在设计初期就能够完成，从而减少不必要的设计成本浪费，为节约人力、物力等资源提供保障。

       现阶段，界面设计评价方法主要有以下几种：一是实验方法，当确定实验目标与需要验证的条件之后，设计人员要设计最科学的实验方法，以此来进行人机界面性能的反复测试；二是监测方法，其主要使用方法是对用户行为的观察，采取的方式有很多种，例如直接监测、录像监测等；三是调查方法，这种评价方式具有可信度高的特点，能够为人机界面评价提供多样化的数据，促使设计人员能够掌握更多数据信息作参考。

        对于界面设计质量评价一共有以下几个要求：一是看界面设计能够帮助用户完成任务目标；二是查看界面学习能否容易，帮助用户来提供学习的条件，以此来减轻用户的学习负担；三是查看界面使用效率是怎样的，一般好的界面设计其使用效率也高；四是查看目前人机界面设计存在哪些潜在的问题，及时解决潜在的问题，从而提升人机界面的设计质量。

       6 结语

       总体来说，人机界面标准化设计是当前发展的重要方向，通过提升人机界面的标准化设计来降低用户操作的难度，体现出简单、易懂的基本原则。设计人员应该遵循“以人为本”的设计理念，将用户需求充分考虑到其中，为用户提供使用便利。随着工业设计革命的推进，人机界面标准化设计也即将成为推动工业设计革命发展的重要推动力，促使人机界面能够成为真正人性化的界面，在制定统一设计标准后改进人机界面任意性强的现状，减轻用户的使用负担。在认知理论下，人机界面标准化设计要遵循一致性、重要性的原则，让设计人员可以根据设计标准来进行创新，有利于推动工业设计改革，进而拓展人机界面设计领域的新发展。

        作者简介：鹿峰（1985-)，男，籍贯：江苏徐州，学历：硕士研究生，研究方向：交互界面设计。

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