《以人为本的汽车交互设计HMI》读书笔记

《以人为本的智能汽车交互设计（HMI）》内容包含了汽车交互设计所需的认知心理学基础知识、汽车交互设计相关的理论、不同的设计流程（尤其是以人为本的设计流程）、各种设计方法、检测方法；讨论了多模态与语音、图形、触觉、AR和VR等交互技术，以及智能技术在创建预测性界面方面的应用。

以人为本的汽车交互设计HMI

• 绪论
  • 交通事故丧失数据
    • 中国，2017年有超过63000人在交通事故中丧生。
    • 欧洲，2017年有25000人死于交通事故。
    • 美国，2015年的交通事故死亡人数是55000。
  • 交通事故等原因
    • 酒后驾车
    • 超速行驶
    • 分心
    • 误判
  • 自动驾驶的出发点
    • 便利性
      • （自动化使人们能够在汽车行驶时从事其他活动）
    • 舒适性
      • （可以根据乘员的喜好自动化调节）
    • 连接性
      • （自动化、与互联网的连接可以更好地适应交通状况、各种道路环境）
    • 可持续性
      • （自动系统使行驶更平稳，避免不必要的加速和减速，减少能源消耗）
    • 机动性
      • （自动化将使传统上无法或不允许驾驶的人群能够便捷出行，例如醉酒的人、老年人、未成年人和视力障碍者）
  • 自动驾驶的难点（动态特性）
    • 交通状况
    • 基础设施
    • 其他道路使用者行为
    • 天气状况
  • SAE提出的六级自动驾驶
    • 国际机动车工程师学会（Society of AutomotiveEngineers，SAE）
    • L0级眼手脚
      • 驾驶员（持续）负责执行全部动态驾驶任务
    • L1脱脚
      • 横向与纵向控制都由驾驶员负责
    • L2脱手
      • 自适应巡航控制（纵向控制）和自动车道保持（横向控制）的组合
    • L3脱眼
      • 有条件自动驾驶，表示系统本身可以处理特定条件下的驾驶任务
    • L4脱脑
      • 即高级自动驾驶，与L3级相似，不同之处在于系统能够处理的路况更多
    • L5无人驾驶
      • 车辆可以处理驾驶过程中可能遇到的各种路况
  • 物联网（Internet of Things，IoT）技术的发展
    • 车辆与其他车辆相连接（Vehicle to Vehicle，V2V）
    • 车辆与基础设施相连接（Vehicle to Instruction，V2I）
• 交互设计概论
  • 交互设计的误区和挑战
    • 1）这个产品的用户是谁？
    • 2）这些用户将如何使用它？
    • 3）他们会在什么样的环境、场合下使用它？
    • 4）用户在使用这些产品时会有什么行为？
  • 交互设计的定义
    • 交互设计就是为用户创造与系统交流、对话的空间，增进他们在工作和日常生活中使用产品的体验，在提高工作效率的同时，还能增强愉悦感和满足感。
    • 交互设计（Interaction Design）在汽车领域通常被称为HMI（Human-Machine Interface，即人机界面
  • HMI交互设计层级
    • 用户体验
    • 可用性
    • 安全
    • 功能
  • HMI用户体验
    • 影响行为的五个要素
      • 1）态度（Attitude）
        • 是指个人对该项行为所持有的正面或负面的感觉，即指个人对某个特定行为的评估，经过概念化之后所形成的态度，所以态度的组成成分经常被视为个人对此行为结果的信念。
      • 2）主观规范（subjective norm）
        • 是指个人对于是否采取某项特定行为所感受到的社会压力，亦即对个人的行为决策具有影响力的个人或团体对于此人是否采取某项特定行为所发挥的影响作用。
      • 3）知觉行为控制（perceived behavioralcontrol）
        • 是反映个人过去的经验和预期的阻碍，当个人认为自己所掌握的资源与机会越多、所预期的阻碍越少时，对行为的知觉及行为的控制就越强。而其影响的方式有两种，一是对因某种动机而产生的行为的意义进行理解；二是其亦能直接对行为做出预测。
      • 4）行为意向（Behavior Intention）
        • 是指个人对于采取某项特定行为的主观判定的概率，它反映了个人对于采取某项特定行为的意愿。
      • 5）行为（behavior）
    • 峰终定律
      • 峰终定律指出，记忆的体验主要由高峰经历（积极或消极）以及实际互动的最后时刻的经历决定。
    • 好的设计特征
      • 1）创新性，让我们对产品有更加深入的理解，还能让用户有与以往不同的体验。
      • 2）实用性和持久性。好的设计经得起趋势变化
      • 3）美观性、易理解性、简约、诚实和注重细节。
  • HMI提高可用性
    • 如何提升
      • 1）映射，是关于界面中元素的形式与其功能之间关系的。
      • 2）操作提示，在这里它是关于控件的物理特征的，这个特征的形状本身就展示了某些动作的操作方法。
      • 3）约束，指限制了人们可以或期望与系统交互的方式。
    • 自动驾驶交互设计目标
      • 1）安全性：
        • 系统是否有助于减少驾驶员、乘员和其他道路使用者的事故和伤亡人数？
      • 2）交通流/效率：
        • 系统是否有助于提高通行速度并减少交通拥堵？
      • 3）可持续性：
        • 系统是否有助于减少能源消耗和排放（对于整个生产链和产品生命周期而言）?
      • 4）便利性：
        • 系统是否通过减少学习驾驶和驾驶的工作量而有助于使驾驶员的生活或工作更轻松？
      • 5）舒适度：
        • 系统是否有助于减轻驾驶员、乘员以及其他道路使用者的心理负担（认知和情感）?
      • 6）生产率：
        • 系统是否有助于提高驾驶员、乘员的时间利用率，以进行与驾驶无关的活动？
      • 7）大众的机动性：
        • 该系统是否有助于使传统上被排除在驾驶之外的人可以使用汽车？
      • 8）道德：
        • 系统是否满足驾驶员、乘员的道德标准（或社会的道德标准）?
      • 可能出现冲突
        • 例如，从技术上来说，允许驾驶员从事与驾驶无关的活动，从而提高系统的生产率，但是如果该系统不能完美运行，则可能会降低安全性；要求驾驶员监视系统以便能够在系统故障的情况下进行干预，可能会提高安全性（这个问题我们会在后续章节中做更详细的讨论），但会影响生产率。在这种情况下，优先考虑哪个目标？不同目标的优先级如何？安全性是重中之重，但这个因素可能会对用户体验产生不利影响。
  • 了解你的用户
    • 1）了解用户的优点和不足。
    • 2）通过设计帮助人们以习惯的方式做事。
    • 3）通过设计能够提供更好的用户体验。
    • 4）满足用户的需求。
    • 5）使用久经考验的以用户为中心的方法
• 基础认知心理学
  • 人的信息处理过程
    • 感官记忆
    • 感知
    • 工作记忆（包括思想和决策）
    • 响应（激活和执行）。
    • 概要
  • 接受外接信息的器官
    • 眼睛（视觉）
      • 80%的与驾驶相关的信息都是通过视觉获得的
      • 视力
        • 静视力即驾驶员静止时的视力
        • 动视力是汽车运动过程中驾驶员的视力。
          • 动视力随速度的增大而迅速降低
      • 光线
        • 黄昏时的光线对驾驶员的观察能力最不利
        • 视力从暗到亮或从亮到暗都有一个适应过程，其间会产生视觉障碍。
      • 概要
    • 耳朵（听觉）
      • 两层含义
        • 第一个层次是指对声音的感知，即感觉神经对声音的接受能力
        • 第二个层次是指对声音的认知，即对声音的理解能力
      • 前后混淆
        • 声音从正前方和正后方抵达两只耳朵的强度和时间是一致的，因此，人分不清楚声音是来自正前方还是正后方。
      • 判断声音来源
        • 听觉时间差异（Interaural Time Difference，ITD）
        • 听觉强度差异（Interaural Intensity Difference，IID）
    • 鼻子（嗅觉）
      • 略
    • 嘴巴（味觉）
      • 略
    • 皮肤（触觉）
      • 有两部分是最为发达
        • 一部分来自嘴部
        • 另一部分来自手部
  • 注意力
    • 1.选择性视觉注意力
      • （1）选择性视觉注意力参与的任务
        • 1）在视觉区域内来回扫描寻找相关的信息
          • 驾驶员不停地观看汽车的正前方、侧方、后视镜、仪表板和中控屏等。
        • 2）视线在特定路径上来回扫描，监督控制，以确保某些动态变量控制在一定范围。
          • 例如，驾驶中的车道线保持，这项任务是高度目标导向的。
        • 3）关注，包括监视，特别是对某些意外事件的响应
          • （此类任务不包括需要在监督控制下的任务。）
        • 4）搜索特定的通常是预定义的目标。
          • 比如，一边驾驶一边在指定的位置寻找需要接的人。
        • 5）阅读。
        • 6）确认已采取了某些控制措施，例如处理反馈。
      • （2）关注区域和信息捕获努力度
        • 关注区域（Area of Interest，AOI）。AOI是指外在的一个物理区域，在这个区域里，人们能够找到与相应任务相关联的信息。
        • 1）关注区域（Area of Interest，AOI）
          • 指外在的一个物理区域，在这个区域里，人们能够找到与相应任务相关联的信息。
        • 2）信息捕获努力度（InformationAccess Effort，IAE）
          • 两个AOI之间的距离决定了付出努力的多少
        • 3）抬头显示（Head-up Display，HUD）
          • 缩短道路AOI与中控屏AOI的距离。
      • （3）吸引视觉注意力和改变盲点
        • 吸引视觉注意力（或者说抓住视线）有4个因素
          • 1）显著性（salience）：
            • 指AOI的背景或环境，相对于其他AOI脱颖而出的程度，它自身的大小、颜色、强度或对比度等。
          • 2）努力需求（effort）：
            • 即IAE。
          • 3）期望值（expectation）：
            • 人们倾向于更多地关注那些有很多动作的地方。
          • 4）价值（value）：
            • 它表示信息的有用性和重要性，即AOI与任务的相关性，以任务的相对重要性加权。
        • 改变盲点（changeblindness）
          • 1）应该引起视觉注意但却因为各种原因而错过的可能性
          • 2）改变盲点用于描述那些环境发生变化却没有被发现的情况
          • 3）交通事故往往是因为有改变盲点，没有注意到道路上的相关信息，导致错误的操作
      • （4）视觉搜索（visual search）
        • 通过视觉的选择性注意力去寻找我们的目标就是视觉搜索
        • 把相关的和类似的信息集中，会提高视觉搜索效率
    • 2.并行且分化的注意力
      • 并行的两个过程
        • 自动把外部环境中相似的内容分组
        • 用选择性注意力把我们要关注的信息从中找出来
        • 占用工作记忆资源
      • 视觉注意力有两个理论
        • 基于空间的理论（space-based attentiontheory）
          • 基于空间的理论把人的视觉比喻成从眼睛里发出的一道光柱
        • 基于目标物的理论（object-based attention）
          • 人们的眼睛会去注意那些从周边环境中比较能凸显出来的物体
    • 3.听觉注意力
      • 1）听觉是全方位的，声音可以从任何一个角度传入耳朵，它没有类似视觉的扫描作用;
      • 2）听觉是全时段的，它不像眼睛，眼睛闭上就看不见东西了，而耳朵不会关闭；
      • 3）听觉输入是瞬时的，一句话、一个声音，随着时间来，也随着时间走，是留不住的，不像视觉，可以保留。
  • 记忆三个阶段
    • 1）编码（encoding）
      • 学习
      • 训练
      • 让用户有效地记住信息，那么就需要在设计中考虑用户学习和训练过程的有效性。
    • 2）存储（storage）
      • 工作记忆
        • 工作方式
          • 语言存储
            • 文字存储
            • 语音方式存储
          • 空间的立体存储
            • 声音空间定位存储
            • 图像的方式存储
        • 第三种能力
          • 中心处理模式
            • 1）临时保存和操纵存储在长期存储器中的信息；
            • 2）改变检索长期记忆的策略；
            • 3）协调多项任务的绩效；
            • 4）有选择地对刺激做出反应。
        • 注意点
          • 工作记忆的能力是有局限性
            • 工作记忆的边界
              • 疲劳
              • 年龄
              • 训练
          • 记忆的准确度和保留的时间与数量有关
            • “7±2”这个记忆定律
        • SCR兼容性原理
          • S（刺激）表示显示方式（听觉和视觉）
          • C（中央处理）表示两种可能的中央处理代码（语言和空间）
          • R 表示两种可能的响应方式（手动和声音）
      • 长期记忆
        • 陈述性记忆是指记住了信息的内容或者知识的关键点，即对信息做了总结和概念化
        • 过程性记忆就是记住事件发生的时间顺序，或者是片段性的，或者是形成不同的心智模型（mental model）
    • 3）提取（retrieval）
      • 略
  • 心智模型
    • 如何建立心智模型
      • 心智模型是用户对系统理解的一种反映，它反射出用户对于某种刺激所作出的反应。
      • 心智模型是用户通过对系统的理解自发创建的，涉及无意识和有意识的过程
      • 心智模型可以通过反复使用或者培训建立起来
      • 研究用户的心智模型，也就是研究用户解决问题的方式和操作习惯。
      • 设计者的心智模型符合用户的心智模型，产品就好用
      • 在交互设计上，可以通过简单的说明书设计或者透明的设计来引导用户建立正确的心智模型是很有必要的。
    • 错误的心智模型
      • 把空调的温度先设置很低，以为这样温度就会降得快些
      • 等电梯时，会忍不住按两次电梯键，甚至连续按多次，以为这样电梯门就会关得快些、电梯会下降得快些
• 决策制定与情景意识
  • 决策制定过程
    • 决策过程出现的特征
      • 1）不确定性：任何决策几乎都包含不同程度的不确定性。
        • 这个不确定性导致了决策后产生的结果可能不是预期的，有时甚至是不愉快的，会让后果的承担者付出代价。这种状况，我们称之为风险。
      • 2）时间性：时间在决策的过程中承担了两个重要的角色
        • 一是在某个时间点我们必须做出决定，比如驾驶时我们要选择走哪条路；
        • 二是时间压力，也就是在有限的时间范围内，必须做出决定和执行这个决定。
      • 3）熟悉或者经验：我们的决策会随着经验的积累而产生变化。
  • 行动的选择
    • 影响行动的选择的两个参数
      • 1）一个是可能性
      • 2）另一个是价值
  • 行为的SRK（技能-规则-知识的行为模型）理论
    • 1）基于技能（Skill-based Behavior，SBB）的操作
      • 潜意识的操作，本能的操作。
        • 吃饭、穿衣、走路，等等
        • 驾驶员熟练的驾驶技巧也属于此类操作
        • 有些按键能够达到盲操作，也属于此类操作
    • 2）基于规则（Rule-based Behavior，RBB）的操作
      • 按照各种规则来操作
        • 比如保持车道线
        • 遵守交通法律
    • 3）基于知识（Knowledge-based Behavior，KBB）的操作
      • 解决的过程需要大量的知识、分析和判断
    • 三者的区别
      • SBB发生在开车的几毫秒到几秒时间内
      • RBB是几秒到几十秒范围内
      • KBB则是几十秒以后发生的事情
  • 影响反应时间的因素
    • 刺激强度
      • 刺激越强，反应速度越快
    • 准确性
      • 准确度越高，反应时间越慢
  • 错误的分类
    • 一般分为两类
      • 一类是错误
        • 错误是指未能够形成正确的意图
      • 另一类是误操作
        • 误操作是指意图是正确的，但在操作上出了错误
      • 概要
  • 情景意识
    • 情景意识（Situation Awareness，SA）
      • 在一定的时间和空间内，对环境元素的感知、对其意义的理解及对其在不久的将来的预测
    • 情景意识的三个阶段
      • 阶段1：对当前情景元素的感知
        • 可以通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感官获取，也可以是单一的感官系统
        • 在很多领域，常常是因为构成SA的元素没有被完全感知到而造成各类事故。
      • 阶段2，对当前情景元素的理解
        • 把从阶段1所获得的信息进行整合，然后与目的进行比较，从而构建对目前状态的认知。
      • 阶段3，对未来状态的预测
        • 当人们在第3阶段对未来进行预测时，就需要人们对所从事的工作有很好的知识和经验。
    • 影响情景意识的因素
      • 首先是时间性
        • 时间在SA中起到很大作用，它包括时间本身及与时间相关的各种元素。
      • 第二个因素是感知和注意力。
        • 我们的注意力分配问题，很多信息并没有被感知，而错漏掉的信息就会使得我们的SA不够完整和准确
      • 第三个因素是工作记忆和长期记忆。
        • SA中的阶段2和阶段3是发生在工作记忆里的，同时长期记忆为理解和预测提供了以往的知识和经验储存。
      • 第四个因素是心智模型
        • 心智模型帮助一个人去判定什么信息是重要的，同时也帮助人们理解信息的含义和对未来做预测。
• 多模态交互
  • 多资源理论
    • 在研究多任务操作时，有四个因素会影响注意力分散问题
      • 1）因任务难度的不同，用户在完成任务时付出的努力不同；
      • 2）任务间对多种资源需求的相似度
      • 3）信息以及双任务间匹配的相似性、多任务中的每个任务对资源的需求（也就是心理负荷）及资源在不同任务中的分配；
      • 4）任务本身的多重性。
    • 在多资源理论中，资源需求、资源分布和资源结构这三者间存在一定的关系。
  • 关于多模态交互
    • 外部世界的信息可以分为空间信息和符号（语言）信息。
    • 人类主要通过自己的视觉和听觉以两种模态来获取外部世界的信息
    • 概要
  • 多任务间的转换
    • 在任务转换过程中，存在以下现象
      • 1）任务转换是有代价的，比如S1（转换时间）和S2（转换时间）就是其中的代价。
      • 2）时间的长短还取决于交互设计的好坏，如果设计明确指出如何操作，这个转换时间就会短些；
      • 3）两个任务之间的切换频率越高，这个时间也会越长。
    • 多模态交互模式五种基本类型
      • 1）互补型：当用两个或多个输入模态联合发布同一个命令时，它们便会相得益彰。例如手势与语音的结合，用户手指地图的某个位置说“我们去这里吧”。
      • 2）重复型：当两个或多个输入模态同时发送同一个信息时，它们的输入模态是冗余的，比如告警信息同时用灯光、声音发出。这种多重信息发送的方式可以帮助用户解决识别错误的问题，并强化系统需要执行的操作。
      • 3）等价型：当用户具有使用多个模态的选择时，两个或多个输入模态是等价的。例如，用语音或者手动输入相同的信息时，它们的效果是一样的。
      • 4）专业型：当某个模态总是用于一个特定的任务时，它就成了专业的模态，因为它是比较合适该任务的，或者说对于该任务来说它是当仁不让的。例如，汽车转向盘的控制很难用语音来完成，用手直接操作最容易。从多资源模型理论来看，某种模态对某个类型信息的输入会比其他模态更合适。
      • 5）并发型：当两个或多个以上的输入模态在同一时间发出不同的命令时，它们是并行发送的。例如，用户在虚拟环境用手势来导航，与此同时，使用语音命令在该环境中询问关于对象的问题。
  • 文字识别
    • 可读性
      • 是人在阅读理解的过程中识别字或一组字的能力。因此，可读性通常指连续性文本的可读性，测量指标为阅读速度、对写错的单字的识别。
    • 易读性
      • 主要受被试空间视觉能力的影响，提高明度和颜色对比、加大目标、增加目标内部的间隙有助于提高易读性；
    • 遮住汉字横竖笔画其识别难易程度不同
    • 遮住汉字上半部分和下半部分其识别难易程度不同
  • 符号识别
    • 图标的设计有两个关键的因素
      • 一个是语义距离（semantic distance）,即图标与所代表的含义的相似性
      • 另一个是熟悉度，也就是这个图标是不是大家都认识
  • 声音图标
    • 图标也有其对应的声音图标
      • 一种是合成音（earcon）
        • 是合成的声音，代表的含义相对抽象，其意义是后天赋予的，是通过学习产生的
      • 另一种是自然音（auditoryicon）
        • 自然音来自自然界，不需要特别学习就能够识别，比如雨滴的声音、流水的声音。
  • 告警
    • 告警的设计主要可分为视觉、听觉和触觉三部分。最常用的是视觉和听觉告警。
    • 一个告警一般会含有四个部分：信号词、危害性、性质说明和后果说明
    • 告警的设计需要包含四个要素：被注意到、被读到、让人明白和意义明确。
  • 语音感知
    • 让机器能够“听懂”人类的语言、采用了三种技术
      • 自动语音识别（Automatic Speech Recognition，ASR）
      • 自然语言处理（Natural Language Processing，NLP）
      • 语音合成（SpeechSynthesis，SS）。
  • 手势交互
    • 人的肢体语言可分为
      • 先天姿势
        • 先天姿势是基于自身日常活动所赋予姿势的意义
      • 后天姿势
        • 后天姿势是基于工作环境赋予姿势的意义
• 驾驶分神与疲劳
  • 驾驶分神的分类
    • 视觉分神
      • 驾驶员视觉注意力在交通情境之外的客体或信息上，例如，眼睛的视线远离道路。
    • 听觉分神
      • 语音播报或音乐等听觉刺激导致驾驶员注意力离开驾驶任务
    • 操作性分神
      • 驾驶员进行了驾驶之外的物理操作，例如手动调整收音机音量或选择歌曲等。
    • 认知分神
      • 对话或其他信息导致驾驶员注意力离开驾驶任务，例如大脑在思考其他问题
  • 常见的车内分神动作
  • 疲劳的研究及应对
• 车载用户体验
  • 需求理论
    • 马斯洛的模型
      • 被批评为缺乏必要的体验基础来支持其主张并验证其准确性［84］。
    • 自决理论（SDT）
      • 该理论假设人类存在三个主要需求，而要使一个人快乐就必须满足所有这些需求。
      • 自主性
        • 人类自由做出决定和决定自己未来的需求
      • 能力
        • 任何人都需要变得有用并能够运用自己的技能来应对所出现的挑战
      • 亲和力
        • 人们需要社交并与其他亲近的人保持联系的需要
    • 需求满足（马克尼夫Max-Neef）
      • 强调的是一个满足人类需求的特定方式
  • 情感三层次（唐纳德·诺曼）
    • 情感反应
      • 用户第一次与产品互动时发生的内心深处的感觉
        • 1||| 汽车的气味、颜色、内部座椅的感觉
        • 2||| 与汽车交互界面首次交互会影响用户对该车的印象
    • 行为主导
      • 与产品进行交互可以通过使用产品的经验以及产品的功能和可用性 在用户的内在印象上建立基础、增加用户体验
        • 1||| 使用导航功能容易吗？
        • 2||| 可以轻松连接智能手机吗？
        • 3||| 高级驾驶辅助系统（ADAS）在使用中如何表现？
    • 认知思维
      • 通过使用达到与用户的理想、价值观和信念相对应的有意义的体验，从而与用户形成了更牢固、更持久的联系（自我形象、个人的满足、记忆）
        • 1||| 汽车的节能减排
        • 2||| 制造汽车时大量使用可再生材料
        • 3||| 汽车的某些特征
  • 身心愉悦理论（帕特里克·乔丹）
    • 生理
      • 生理愉悦与产品的互动是否令人满意有关。
        • 1||| 使用的材料感觉良好吗？
        • 2||| 它们提供豪华还是廉价的感觉？
        • 3||| 控件的操纵方式是否感觉良好？
        • 4||| 是否没有尖锐的边缘？
    • 心理
      • 心理愉悦与互动是否令人兴奋有关。
        • 1||| 交互包括新颖的交互技术
        • 2||| 有惊喜、鼓励探索
    • 社会
      • 社会愉悦与增进同他人的沟通有关。
        • 1||| 在自动驾驶系统背景下，增强与其他车辆驾驶员之间联系
        • 2||| 随着自动驾驶的逐步实现，很多社交媒体、帮助社交的程序都受到驾驶员的欢迎。
    • 思想
      • 思想愉悦与支持人们的理想有关。
        • 1||| 有助于减少能源消耗的材料、技术或应用
        • 2||| 有助于实现个人的可持续发展目标
  • 产品体验框架（德斯梅特和赫科特）
    • 审美愉悦
      • 这种体验水平对应于我们的感官感知到的刺激
        • 1||| 汽车HMI的第一印象就属于这种体验水平。
    • 意义归属
      • 通过认知过程对产品的各个方面中代表的符号价值的记忆和联想。
        • 1||| 这辆车是你和你女朋友第一次结缘的地方
    • 情感反应
      • 与产品本身或产品使用产生的情感。
        • 1||| 如果车主的兴趣是拥有出行自由，则可能对汽车进行正面评价
        • 2||| 但是如果与车主的节俭感不匹配，则可能对汽车进行负面评价
  • Be-Do体验模型（哈森扎赫）
    • （这三个层次的区别）是解决与技术交互不同层次的概念工具”［90］。Be-Do体验模型通过在经验框架中使用活动理论来拓宽设计师的范围，敦促设计人员不仅要考虑用户与技术的交互方式，还要考虑用户为什么要这样做。例如，虽然很少有人因为想开车而开车，但他们却因为自己想到某个地方去而开车，设计师很容易忘记这些原因，尤其是在关注设计细节时会提出这些疑问。
    • motor-goal
      • 第一个是与操作技术相关联的目的
        • 我用我的手臂、手、腿和脚操纵汽车
    • do-goal
      • 第二个是与用户活动相关联的目的
        • 我使用转向盘和踏板来操纵汽车
    • be-goal
      • 第三个是与用户的行为动机、情感和意义相关联的目的
        • 我开车的目的是去上班，这就是我做这件事的原因
  • 体验的四条线路（麦卡锡与赖特）
    • 感官线
      • 第一条体验线路是感官线，它与人的感觉相关
    • 情感线
      • 第二条体验线路是情感线，强调情感在塑造体验中的重要性。
    • 进入一辆新车展厅时会受到强烈的感官刺激：明亮的展室灯光、新车的气味，以及现代的内饰和组合仪表板激发出情感，这些情感构成了与汽车的首次互动体验，并设定了对未来体验的期望
    • 组成部分
      • 第三条体验线路是体验的组成部分
        • 元素和元素之间的关系构成驾车穿越林间小路的体验
    • 时空线
      • 第四条体验线路是体验的时空线
        • 关系到用户体验对时间和空间感知的影响
  • 用户体验的多样性
    • 用户体验多样性的四个显著因素 （卡拉帕诺斯Karapanos）
      • 个体
        • 个体因素描述了个体特征对产品用户体验非常显著的影响
          • 一个人的成长经历和以前的汽车经历可能会引导此人对未来的汽车经历产生积极的倾向。在汽车修理工家庭中长大的年轻人可能对汽车感到亲切、舒服，而从未见过汽车发动机的年轻人就不会有这种感觉。
      • 产品
        • 产品是影响用户体验的另一个显著因素
          • 例如，汽车的功能以及外观和内部的设计可以极大地影响汽车的用户体验。运动型的汽车会使用户期望并期待运动型驾驶体验，而豪华轿车将激发人们对平稳、舒适的期望。
      • 时间
        • 时间对体验有重大影响。随着时间的流逝，体验不断发展和变化。
          • 例如，最初保留有对汽车中的自动泊车系统不信任的用户可能会随着时间的流逝和在对系统进行测试之后改变他们的看法，从而改变他们对汽车的未来体验，因而随着时间的变化对自动化的信任逐渐建立起来［92］。
      • 情景
        • 情景因素对体验也会产生巨大影响，类似于使用环境对可用性的影响
          • 他们能否在缓慢通过繁忙的交通路段时打电话、听音乐或保持与外界的联系？汽车的噪声隔离和网络连接选项是否达到标准？春季开车到农村地区，汽车是否具有巨大的天窗以增强对大自然的享受？是否有导航选项使用户在寻找目的地时感到安全？这些示例表明，这种使用场景改变了用户的车内装配系统优先级的选择，可能原先并不重要的设计忽然变得很重要，从而改变了驾乘汽车的潜在体验。
    • 感知多样性可能存在三个不同的层面 （霍夫施泰德Hofstede）：
      • 1）某些感知可能是个人独有的，由于其自身的关系对个体具有重要意义；
      • 2）其他可能具有共同的对特定的社会或文化有重要意义的群组成员会产生共同的判断；
      • 3）普遍的、在先天或基础层面上的判断，与人的共性有关。
    • 多样性在整体评价判断的形成上有两个不同阶段 （卡拉帕诺斯Karapanos）
      • 第一阶段是感知多样性
        • 它主要是根据产品功能形成的对产品质量的感知（例如新颖、易于使用）过程
      • 第二阶段是评估多样性
        • 它主要是根据产品质量的感知对产品进行整体评估（例如优劣）的过程
  • 用户体验的暂时性
    • 用户体验形成
      • 福里兹（Forlizzi）描述了经验是如何从无意识中超越而进入认知状态，最终成为“体验”，甚至令人难忘的体验，还可以在社交互动中传达
    • 在产品使用过程中有三个阶段
      • 定位
        • 是指用户的最初体验，这个体验主要发生在接触产品的第一周时间
      • 合并
        • 合并，是指产品如何在我们的日常生活中变得有意义。在这里，长期可用性变得更加重要，而不是最初的易学性。
      • 识别
        • 当我们接受了产品，在日常生活中它参与了我们的社交活动，传达了我们部分的自我认同，使得我们与他人区分开来，或者产生一种社区归属感。这个阶段称为可识别性
• 交互设计理论
  • 活动理论
    • 活动理论是一种基于人类学/人类意识的社会学理论。
    • 使用活动理论来理解操作、动作和活动，从整体角度确定操作的方式，考虑活动的物理和社会条件，将其融入系统设计当中
    • 活动的层次结构提供了世界上多个行为层面的互动（图9-1）
  • 分布式认知
    • 分布式认知理论主要研究人与其使用的物品以及使用环境上下文之间的关系。
    • 当一项任务需要多方人员共同完成时，问题的解决方案就分布在这些人和他们工作的环境和系统中。
    • 在系统设计时，我们需要考虑信息如何在这些人-机-环境中分布、相互之间如何交流，以最优化的方式最有效率地完成任务。
  • 生态界面设计
    • 生态界面设计的产生源于以用户为中心的设计方法中存在的不足之处
    • 用户为中心设计不足
      • 1）“用户”对产品经验方面的局限性。大部分用户可能都只是了解产品的某些方面，而不一定有全面的认识，同时还与个人的偏好有直接的关联。
      • 2）用户对相关技术的知识非常有限，比如大部分驾驶员可能都不清楚辅助安全系统是如何工作的。
      • 3）用户个人对产品的期望值。他们在不了解产品能力的情况下，会对产品产生不切实际的期望，而这个期望往往在设计中是很难实现的
      • 4）用户如果参与设计，他们对设计过程能够产生什么样的贡献？以用户为中心的设计强调用户参与设计，而这一点其实很难实现，尤其是汽车这样庞大而复杂的产品，因此，用户对设计的贡献其实是很有限的。
      • 5）用户与设计者之间所能达成的共识。设计者是为用户提供他们需要的产品，还是让设计者去引导用户的喜好？
      • 6）用户之间的差异很大，这一点是众所周知的，那么在以用户为中心的设计中，我们如何选择“用户”代表呢？
    • 生态界面设计理论主要适用于复杂环境下的系统设计，它对设计的指导意义更多地体现在分析问题和提出解决问题的思路方面。它与以用户为中心的设计最大的区别是，它在分析用户需求之前先分析产品使用的环境，从环境出发去理解人的需求。
    • 分析问题的步骤应该是，首先分析环境，再去分析人在此环境状态下做什么、如何做，以及他们知道什么。
    • 三类事件
      • 熟悉的事件
      • 不熟悉，但可以理解和预测的事件
      • 既不熟悉，又无法预测的事件
  • 认知工作分析
    • 生态界面设计的框架
      • 1）功能目的，即系统的总体目的、系统的意义，也即为什么要有这个系统？这个系统的主要目的是什么？
      • 2）抽象功能，带有标志性的水平，也即过程的因果结构，包括质量、能量、信息或价值流。
      • 3）一般功能，反应行为结构的系统流程，例如基本功能、能量的流动和存储。
      • 4）物理功能，与交互元件有关的状态和特性，组件及其之间的关系。
      • 5）物理形式，组件的位置和外观等，以及这些级别相互之间的关系［129］。
    • 交通运输系统的认知工作分析框架
    • 与生态界面设计相关联的各类理论、方法及其之间的关系
  • 层级设计理论
    • 层级设计理论是一个描述性的理论，它指导人们如何一级一级地进行设计，让设计过程层次分明
      • 第一级概念层级：
        • 其中有两个心智模型起到作用，一个是设计师认为的用户如何操作系统的模型
        • 另一个是用户实际可能的操作模型。
      • 第二级语义层级
        • 这里决定用户输入的语义和系统输出的语义。
      • 第三级合成层级
        • 设计传达用户动作的语义和如何组合成计算机句子以执行某些任务。
      • 第四级词汇层级
        • 依赖于处理设备对用户指令做出精确的运算。
  • 行为阶段理论
    • 操作分成7个阶段
      • 1）形成目标；
      • 2）形成意向；
      • 3）确定动作；
      • 4）执行动作；
      • 5）感知系统状态；
      • 6）理解系统状态
      • 7）产出评估。
• 自动驾驶中的人因问题