觸屏手機(jī)作為未來(lái)手持移動(dòng)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)，手勢(shì)為其主要的交互方式和提高用戶體驗(yàn)的方法有著重要的意義。目前觸屏手機(jī)中手勢(shì)交互研究正處于初級(jí)階段，筆者作為交互設(shè)計(jì)師從實(shí)踐的角度針對(duì)本國(guó)用戶的特點(diǎn)，通過(guò)人機(jī)工程學(xué)原理進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量分析，并結(jié)合解剖學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)等相關(guān)理論，分析和總結(jié)觸屏手機(jī)中手勢(shì)交互的設(shè)計(jì)和運(yùn)用原則。

　　1 人機(jī)工程學(xué)原則

　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)針對(duì)觸屏手機(jī)中手勢(shì)操作的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行定量到定性的研究。篩選被試：選取使用觸屏手機(jī)3年以上的正常成年人為典型被試。據(jù)中科院心理研究所調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)目前右撇子數(shù)量約為91%，左撇子約為1%。故本實(shí)驗(yàn)被試以右撇子為主。且由于人體具有一定的差異，為保證所測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確，根據(jù)《中國(guó)成年人人體尺寸》中的手部數(shù)據(jù)，篩選出手部尺寸適中的用戶。最終實(shí)驗(yàn)被試：30人，年齡24——32歲，男女各半。

　　通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)“右手單手操作”和“左手持機(jī)右手操作”這兩種操作方式所占比率最多，筆者分別對(duì)這兩種操作方式進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)的探討。

　　一、單手操作方式：

　　如圖1：該操作方式以大拇指操作為主，一般用于行進(jìn)間的使用場(chǎng)景。由于生理結(jié)構(gòu)的局限性導(dǎo)致單手操作時(shí)，手指操作具有 “死角”和“熱區(qū)”，且很多手勢(shì)單手操作是無(wú)法實(shí)施。

　　大拇指操作面積

　　大拇指的操作面積即大拇指操作的“熱區(qū)”。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試顯示：

　　如圖2：被試單手進(jìn)行操作時(shí)，C為虎口位置，大拇指的操作范圍如圖陰影處所示，顏色越深處為操作越靈活，顏色越淺越不靈活。

　　大拇指操作關(guān)節(jié)舒適度

　　如圖3所示：?jiǎn)问植僮鞯膱?chǎng)景下大拇指有三個(gè)關(guān)節(jié)參與。三個(gè)關(guān)節(jié)分別是第一拇指關(guān)節(jié)、第二拇指關(guān)節(jié)和腕掌關(guān)節(jié)[1]。使用不同的關(guān)節(jié)和肌肉組織會(huì)給用戶帶來(lái)不同的感受，根據(jù)被試測(cè)量結(jié)果顯示：

　　一、第一拇指關(guān)節(jié)：向前彎曲最大90度，在手勢(shì)操作中使用頻率不高，且第一拇指前面的距離短，操作的范圍是很有限的。被試反饋：長(zhǎng)時(shí)間使用這個(gè)關(guān)節(jié)會(huì)不舒服。

　　二、第二拇指關(guān)節(jié)：向前彎曲最大90度，使用的頻率較高于第一拇指關(guān)節(jié)。第二拇指關(guān)節(jié)長(zhǎng)于第一拇指關(guān)節(jié)，操作范圍略大于第一拇指關(guān)節(jié)，但操作的范圍仍然很有限。被試反饋：長(zhǎng)時(shí)間使用這個(gè)關(guān)節(jié)也會(huì)不舒服，但略好于長(zhǎng)時(shí)間使用第一拇指關(guān)節(jié)。

　　三、腕掌關(guān)節(jié)：腕掌關(guān)節(jié)能夠進(jìn)行較大程度的屈伸和收展，所以能完成對(duì)掌運(yùn)動(dòng)。且腕掌關(guān)節(jié)前面的距離長(zhǎng)，操作范圍廣，費(fèi)力小，控制的關(guān)節(jié)多，靈活性很高。用戶反饋：長(zhǎng)時(shí)間的使用這個(gè)關(guān)節(jié)，不會(huì)有太大的負(fù)擔(dān)。

　　根據(jù)觀察被試顯示：用戶在進(jìn)行手勢(shì)操作時(shí)會(huì)優(yōu)先使用腕掌關(guān)節(jié)，由于腕掌關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍和活動(dòng)程度與拇指關(guān)節(jié)相比增加很多，同時(shí)也更加輕松，所以當(dāng)用戶的拇指從放松狀態(tài)(拇指伸直)轉(zhuǎn)移到需要與觸摸屏接觸的狀態(tài)時(shí)，會(huì)優(yōu)先使用腕掌關(guān)節(jié)。例如在用戶進(jìn)行拖拽手勢(shì)時(shí)，也會(huì)優(yōu)先使用腕掌關(guān)節(jié)，當(dāng)僅僅使用腕掌關(guān)節(jié)無(wú)法達(dá)到所需要的距離時(shí)(例如死角位置或腕掌關(guān)節(jié)不適合精細(xì)和細(xì)節(jié)的動(dòng)作和位置)，才考慮使用拇指的第一和第二關(guān)節(jié)。

　　單手操作常用手勢(shì)靈活度

　　該實(shí)驗(yàn)要求被試單手操作手機(jī)時(shí)，常用手勢(shì)的靈活程度。

　　測(cè)試顯示：被試在單手操作手機(jī)時(shí)，平移、豎移、點(diǎn)擊、弧移、書(shū)寫(xiě)數(shù)字(1、7)得分較高，因此分析得到：?jiǎn)问植僮髟诳刹僮鞣秶鷥?nèi)只能采用簡(jiǎn)單偏直線類的手勢(shì)，曲線較多較長(zhǎng)的手勢(shì)用戶并不是很擅長(zhǎng)。

　　二、雙手操作方式及其人機(jī)工程學(xué)測(cè)量

　　如圖6：該種操作主要使用在偏靜止的場(chǎng)景。該操作方式受手指的生理限制和手機(jī)的物理?xiàng)l件限制(如手機(jī)尺寸等)很小。

　　手指組合靈活度和使用頻率

　　如圖7，對(duì)手指進(jìn)行編號(hào)。該實(shí)驗(yàn)主要測(cè)量被試對(duì)應(yīng)手指及其組合的靈活程度。

　　單指靈活度

　　雙指組合靈活度

　　三指組合靈活度

　　四指組合靈活度

　　五指組合靈活度

　　通過(guò)上述測(cè)試對(duì)比顯示：手指組合中最為靈活的是12和13組合。三指組合中最為靈活的是123、134和234組合。四指組合中最為靈活的是1234、1345和2345組合。五指操作的靈活程度非常高。因此在進(jìn)行手勢(shì)設(shè)計(jì)時(shí)，需要仔細(xì)參考不同手指和其組合的靈活度要采用靈活度舒適度較高的手勢(shì)和組合，才可以增加手勢(shì)的舒適度和易用性。

　　2定位原則

　　2.1人群定位

　　不同的人群有年齡、生理、認(rèn)知能力等的差異，會(huì)導(dǎo)致手勢(shì)交互設(shè)計(jì)的不同。在眾多變量因子中年齡因素對(duì)手勢(shì)交互設(shè)計(jì)影響是最為普遍，設(shè)計(jì)手勢(shì)交互要仔細(xì)考慮年齡變量因子。正常人群從0—22歲左右，手指的尺寸逐漸增大，會(huì)導(dǎo)致手指的靈活度和有效操作范圍不斷的增大。在約45歲之后各個(gè)手指的靈活度逐漸開(kāi)始下降，因此針對(duì)不同年齡的人群，需設(shè)計(jì)不同的手勢(shì)組合。

　　此外經(jīng)過(guò)認(rèn)知心理學(xué)家測(cè)試：不同年齡段，認(rèn)知加工能力有很大的差異。正常人的記憶廣度隨著年齡的不斷增長(zhǎng)而增加，到成人時(shí)為頂峰，到達(dá)老年時(shí)開(kāi)始衰退[2]。兒童和老人的短時(shí)記憶最多的數(shù)量一般是2—4左右，而成人可以達(dá)到5—9個(gè)。故針對(duì)于老年和兒童的手勢(shì)設(shè)計(jì)，一個(gè)App中手勢(shì)數(shù)量需保持在5個(gè)數(shù)量以下，多依賴與界面的引導(dǎo)和暗示，讓此類用戶根據(jù)情境記憶這些手勢(shì)，從而增加手勢(shì)的易記憶性。

　　手勢(shì)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮到特殊的人群，如手指具有殘疾的用戶：動(dòng)作手勢(shì)(手勢(shì)的含義不隨著手指數(shù)量的增加而改變)受到手指數(shù)量限制很少，故對(duì)此類用戶也應(yīng)該多使用動(dòng)作類手勢(shì)，來(lái)保證對(duì)應(yīng)App對(duì)用戶的可用性。

　　2.2 App類型定位

　　移動(dòng)應(yīng)用一般可以分為三種類型，效率型應(yīng)用、實(shí)用型應(yīng)用和沉浸型應(yīng)用。每一種類型的應(yīng)用都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，這些都會(huì)影響手勢(shì)交互的設(shè)計(jì)。

　　郵件、電話都屬于效率性的應(yīng)用，天氣查詢、日歷查詢等屬于實(shí)用性的應(yīng)用。這兩類應(yīng)用使用場(chǎng)景一般都是在行進(jìn)間，且主要追求交互的效率性。需著重考慮單手操作手機(jī)的手勢(shì)交互。另外在行進(jìn)間的操作場(chǎng)景中手機(jī)一般隨著用戶的行進(jìn)而搖晃，此時(shí)例如搖晃類手勢(shì)需要謹(jǐn)慎考慮，對(duì)于具有破壞性的操作就不要使用該手勢(shì)，容易發(fā)生誤操作。

　　游戲就屬于沉浸型應(yīng)用。該類應(yīng)用使用場(chǎng)景一般為靜止?fàn)顟B(tài)，更加側(cè)重于體驗(yàn)性和愉悅感。游戲類的手勢(shì)設(shè)計(jì)可以適當(dāng)?shù)脑黾硬僮鞯碾y度，因?yàn)橛螒蛟O(shè)計(jì)就是要違背易用性和易懂性的原則，難度高的游戲才會(huì)激勵(lì)用戶去玩。如手機(jī)端的“使命召喚”戰(zhàn)略游戲，就需要許多手指相互組合來(lái)操作，反而吸引了很多玩家去挑戰(zhàn)。

　　2.3 需求定位

　　不同需求具有相反性、重量性和專業(yè)性等特點(diǎn)。如刪除和取消刪除這對(duì)需求就具有相反性，在設(shè)計(jì)該手勢(shì)時(shí)，采用完全相反的手勢(shì)比較符合用戶的邏輯思維和操作效率。國(guó)外一款名片的發(fā)送類應(yīng)用，發(fā)送名片和取消發(fā)送的手勢(shì)截然相反，這就是因?yàn)榘l(fā)送和取消發(fā)送屬于相反性需求，其采用上滑手勢(shì)為發(fā)送名片，下滑手勢(shì)為取消名片發(fā)送，用戶反饋易用性很好。需求的“重量性”特性： “重量性”的任務(wù)所采用的手勢(shì)也是重量性的，iPhone中多指“捏”對(duì)某個(gè)App進(jìn)行關(guān)閉，而雙指“捏”是對(duì)App中對(duì)應(yīng)視圖的縮小，因?yàn)锳pp級(jí)別需求和App內(nèi)部需求相比就屬于重量性需求。需求的專業(yè)性：如需要精細(xì)的對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，那么就需采用精細(xì)的手勢(shì)，例如點(diǎn)擊+控件就可以很好的完成需求，倘若采用“滑動(dòng)控件的手勢(shì)”那么數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)的精度就不能滿足，因?yàn)槿说奶攸c(diǎn)——滑動(dòng)手勢(shì)具有粗略性，點(diǎn)擊手勢(shì)具有精細(xì)性。

　　總之手勢(shì)設(shè)計(jì)需要仔細(xì)分析手勢(shì)的特性，結(jié)合不同的需求特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)相互匹配的手勢(shì)交互。

　　3 匹配原則

　　3.1隱喻性匹配

　　手勢(shì)交互的隱喻性匹配：指利用恰當(dāng)?shù)母拍钅Ｊ胶陀脩舻男睦砟Ｐ拖嗷テヅ鋸亩档褪謩?shì)交互的學(xué)習(xí)成本和提高易用性。概念模式：指設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)事物的設(shè)計(jì)，然后向用戶表達(dá)的出事物和操作控制之間的匹配關(guān)系。心理模型：指人們經(jīng)過(guò)訓(xùn)練、經(jīng)驗(yàn)和教導(dǎo)等，而后對(duì)自己、他人、環(huán)境以及接觸到得事物形成的固有模式[3]。系統(tǒng)表象：概念模式的外在形式表現(xiàn)。

　　如圖13：用戶在進(jìn)行認(rèn)知交互時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)表象的刺激，而后進(jìn)行的模式匹配過(guò)程，也就是建立心理模型的過(guò)程，倘若系統(tǒng)表象可以使得用戶的心理模型和概念模式相互匹配，那么易用性就會(huì)很高。倘若系統(tǒng)表象的刺激使得概念模式和用戶心理模型的無(wú)法匹配，那么我們就認(rèn)為，用戶的意圖和可以允許操作之間具有差距，這就是所謂的執(zhí)行鴻溝。用戶為了找到正確的交互方式，就需反復(fù)進(jìn)行復(fù)雜的推理等認(rèn)知活動(dòng)，會(huì)浪費(fèi)更多的心理資源，易造成易用性差和挫敗感。

　　因此設(shè)計(jì)手勢(shì)交互，需要利用文化標(biāo)準(zhǔn)和生理層面等，讓設(shè)計(jì)的手勢(shì)交互的概念模式和用戶心理模型相互匹配，這樣就會(huì)減少用戶的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。

　　3.2繼承性匹配

　　根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)：人在對(duì)新鮮事物進(jìn)行認(rèn)知模式匹配時(shí)，總是在過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)中尋找與目前情況最接近的模式，將過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)映射到當(dāng)前。例如在過(guò)去我們使用鼠標(biāo)手勢(shì)交互、筆式交互以及不同平臺(tái)的手勢(shì)交互等，用戶會(huì)不由自主的去嘗試之前的交互方式是否在觸屏手機(jī)中也存在，這就是手勢(shì)交互的繼承性。因此在手勢(shì)設(shè)計(jì)時(shí)，需要將PC端，Web端或其他移動(dòng)端中用戶比較常用的或習(xí)慣的某些手勢(shì)，繼承到觸屏手機(jī)中，就可以減少操作和學(xué)習(xí)成本、增強(qiáng)對(duì)應(yīng)手勢(shì)交互的易學(xué)性。

　　4 可視性原則

　　人類存儲(chǔ)的信息一般分為兩類：儲(chǔ)存在外界和存儲(chǔ)在頭腦中(長(zhǎng)時(shí)記憶)。

　　表1外界知識(shí)和頭腦中知識(shí)特點(diǎn)對(duì)比

　　存儲(chǔ)在頭腦中信息存儲(chǔ)在外界信息

　　學(xué)習(xí)性需要學(xué)習(xí)，甚至需要大量的時(shí)間和精力，但如果學(xué)習(xí)材料的結(jié)構(gòu)具有一定的規(guī)律和特征那么就可以簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)成本只需極少量的學(xué)習(xí)，只需提供暗示或者線索和用戶相互匹配(易學(xué)性較高)

　　可提取性不可見(jiàn)，需要在記憶中搜尋，提取過(guò)程緩慢，容易出錯(cuò)可見(jiàn)

　　使用效率效率很高需要一個(gè)解碼的認(rèn)知過(guò)程，速度慢

　　易用性低高

　　美觀性屬于看不見(jiàn)的信息，不存在美觀性若存儲(chǔ)信息大，可能就比較亂但是也取決設(shè)計(jì)師如何設(shè)計(jì)

　　如表格1：存儲(chǔ)在外界的知識(shí)有很大優(yōu)勢(shì)，但是也有缺點(diǎn)，它很大程度上依賴于是否在物質(zhì)世界中有暗示和線索，而且受環(huán)境限制大，只有在特定的場(chǎng)景之中，才能獲得相關(guān)的知識(shí)。存儲(chǔ)在腦中的知識(shí)，所需記憶負(fù)擔(dān)大，但是其交互效率高，不需要依賴于環(huán)境。設(shè)計(jì)心理學(xué)家唐.諾曼認(rèn)為：優(yōu)秀的交互設(shè)計(jì)，很容易被用戶理解，因?yàn)樗麄兘o用戶提供了正確操作方法的線索，減少了用戶的心理資源的使用。因此提高手勢(shì)交互的易學(xué)性簡(jiǎn)化記憶負(fù)擔(dān)，手勢(shì)交互設(shè)計(jì)需要和外界知識(shí)相互結(jié)合，讓手勢(shì)變得“可視化”。

　　4.1手勢(shì)結(jié)合控件

　　設(shè)計(jì)人員可以為用戶設(shè)計(jì)大量的外界知識(shí)，幫助用戶認(rèn)知記憶。可以通過(guò)界面控件來(lái)引導(dǎo)用戶去使用某種手勢(shì)，這就是手勢(shì)結(jié)合控件。如圖14，調(diào)節(jié)的手勢(shì)：iOS、Android和Windows Phone都采用Picker控件。當(dāng)用戶看見(jiàn)這個(gè)控件暗示，自然就會(huì)被引導(dǎo)上下滑動(dòng)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，大大降低了學(xué)習(xí)成本。

　　圖14左起Windows Phone picker、iPhone picker、Android picker

　　倘若沒(méi)有控件暗示，那么用戶就很難理解如何調(diào)整，如圖15：該款國(guó)外的電子鐘表應(yīng)用，采用直接在界面上下滑動(dòng)手勢(shì)來(lái)調(diào)節(jié)實(shí)踐，無(wú)控件暗示。這樣用戶很難發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)時(shí)間的手勢(shì)，需要多次嘗試和思考才會(huì)操作，易用性太差。

　　圖15 國(guó)外某款電子鐘

　　4.2手勢(shì)結(jié)合界面場(chǎng)景

　　讓用戶記憶外界的知識(shí)其中最重要的就是情景效應(yīng)，例如相同的東西在不同的情景之下就會(huì)具有不同的含義，一個(gè)物體所處的情景能使得記憶變得容易或者困難。

　　手勢(shì)交互設(shè)計(jì)亦如此，相同手勢(shì)操作在不同的界面場(chǎng)景，反饋卻不相同。例如在界面最頂部下拉手勢(shì)，調(diào)出status bar(狀態(tài)欄)，而在具體的界面列表中下拉手勢(shì)為調(diào)整列表位置。在最頂部下拉，狀態(tài)欄設(shè)計(jì)的層級(jí)關(guān)系為最頂層，其主要隱喻類似現(xiàn)實(shí)生活的窗簾，因此在這樣的場(chǎng)景下，下拉手勢(shì)必然為打開(kāi)狀態(tài)欄。而在列表中，列表為當(dāng)前正在操作層，所以在界面中下拉手勢(shì)相當(dāng)于對(duì)界面的直接操作，此時(shí)下拉手勢(shì)和現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)具體物體的下拉手勢(shì)操作相匹配，因此此時(shí)下拉就為移動(dòng)列表位置。綜上所述，手勢(shì)設(shè)計(jì)也要結(jié)合場(chǎng)景，不同的場(chǎng)景手勢(shì)含義不同，使用的手勢(shì)類型也會(huì)不同。

　　5 防失誤原則

　　根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)，用戶在長(zhǎng)時(shí)記憶存儲(chǔ)的編碼過(guò)程會(huì)受到各種的干擾因此就會(huì)導(dǎo)致記憶的模糊化。其主要原因：存儲(chǔ)信息進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶，在編碼過(guò)程中需要提取一條線索和目標(biāo)記憶相互連接，當(dāng)被試在長(zhǎng)時(shí)記憶中進(jìn)行目標(biāo)記憶索取時(shí)，只需找到相關(guān)線索就可以抓到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)記憶，如圖16所示：

　　記憶的存儲(chǔ)機(jī)制為：當(dāng)目標(biāo)記憶特征比較明顯，那么對(duì)應(yīng)提取線索傾向于只對(duì)應(yīng)一個(gè)目標(biāo)記憶，當(dāng)幾個(gè)目標(biāo)記憶特征不明顯，那么在同一個(gè)提取線索下面可能會(huì)對(duì)應(yīng)多個(gè)目標(biāo)記憶。當(dāng)被試在讀取記憶時(shí)，單獨(dú)提取線索對(duì)應(yīng)單個(gè)記憶的就比較容易抓到。單個(gè)線索對(duì)應(yīng)多個(gè)目標(biāo)記憶那么就不容易抓取，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)記憶混淆，就很容易產(chǎn)生誤操作。

　　認(rèn)知心理學(xué)測(cè)量顯示：所要記憶的對(duì)象差異性較大、特征性明顯給用戶刺激產(chǎn)生的提取線索就越多，越容易提取。

　　因此手勢(shì)交互設(shè)計(jì)彼此需要具有較明顯的特征性。例如iPad的五指捏關(guān)閉App的手勢(shì)相對(duì)于其他滑動(dòng)手勢(shì)就很特別，特征明顯，用戶就容易記住。而諾基亞N9的滑動(dòng)手勢(shì)賦予太多的操作任務(wù)，用戶在記憶的時(shí)候，提取線索少，目標(biāo)記憶多，發(fā)生失誤操作的概率非常大。

　　6 總結(jié)

　　通過(guò)筆者的實(shí)驗(yàn)和理論研究總結(jié)出手勢(shì)交互設(shè)計(jì)的原則，對(duì)實(shí)踐具有很大的價(jià)值。但手勢(shì)交互設(shè)計(jì)靈活度和難度都很大，需要交互設(shè)計(jì)師大量的積累用戶的心理模型、行為習(xí)慣等，設(shè)計(jì)完成后需要反復(fù)的進(jìn)行用戶研究測(cè)試才可以投入市場(chǎng)使用。而且目前手勢(shì)交互的研究正處于初級(jí)階段，相關(guān)的研究資料極少，文章由于時(shí)間、人力和資源限制，無(wú)法全面系統(tǒng)和深入的總結(jié)出手勢(shì)設(shè)計(jì)的方法，筆者在今后的研究中會(huì)大量涉獵不同的學(xué)科和實(shí)踐，使得手勢(shì)交互設(shè)計(jì)理論更加充實(shí)和全面。