虛擬產(chǎn)品的可用性評(píng)估范文

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《工業(yè)工程與管理雜志》2014年第三期

1產(chǎn)品虛擬化過程的建立

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為產(chǎn)品開發(fā)提供了快速而有效的途徑，一方面用戶可以在產(chǎn)品制造完成之前，在高仿真的條件下感知產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念并體驗(yàn)產(chǎn)品的操作功能；另外一方面設(shè)計(jì)師可以根據(jù)用戶的反饋進(jìn)行產(chǎn)品的改進(jìn)與完善。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與可用理論的結(jié)合，能夠真正地實(shí)現(xiàn)“以用戶為中心”的設(shè)計(jì)。但是，由于技術(shù)及資本等原因，在虛擬技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)階段，傳感設(shè)備的使用并沒有得到真正的普及。目前，大量用戶是借助普通鼠標(biāo)和鍵盤進(jìn)行虛擬產(chǎn)品的視覺和聽覺感知，體驗(yàn)內(nèi)容主要是以產(chǎn)品外觀及功能為主。本研究基于此背景進(jìn)行評(píng)價(jià)體系模型的構(gòu)建展開。

1.1真實(shí)感產(chǎn)品的建立諾曼強(qiáng)調(diào)好看的產(chǎn)品同時(shí)也是好用的，首先建立與真實(shí)產(chǎn)品相符合的外觀造型、色彩搭配，使虛擬產(chǎn)品具有逼真的外部特性，確保用戶僅僅透過視覺就可以在愉快的情緒下與產(chǎn)品進(jìn)行深層次的交互，在Virtools中利用BB模塊（Buildingblocks）設(shè)置相應(yīng)的交互行為、環(huán)境變量并建立三維幀和攝影機(jī)，從而營(yíng)造視覺上的三維效果。

1.2產(chǎn)品動(dòng)態(tài)仿真和控制設(shè)計(jì)虛擬評(píng)價(jià)不僅要注重模型的精確與美觀，更要著眼于交互設(shè)計(jì)的合理與新穎，因此產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)仿真和控制對(duì)后續(xù)的評(píng)價(jià)有著重要的影響作用。Virtools具有較強(qiáng)的交互能力，能夠讓已完成的3D模型增加交互功能，并通過攝像機(jī)的設(shè)定，使得用戶按照自己的愿望進(jìn)行角度的更換，還可以利用鍵盤或鼠標(biāo)在與產(chǎn)品交互的過程中進(jìn)行命令的觸發(fā)。如圖2所示，在Virtools中通過設(shè)置按鈕的啟動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品功能的使用。3虛擬可用性評(píng)價(jià)模型的建立傳統(tǒng)的產(chǎn)品可用性評(píng)價(jià)是在真實(shí)的使用環(huán)境或是可用性實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)人員通過觀察用戶使用真實(shí)產(chǎn)品，從而發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中所存在的可用性問題［11］。與傳統(tǒng)可用性研究相比，針對(duì)虛擬產(chǎn)品的可用性評(píng)價(jià)研究發(fā)生了本質(zhì)的改變，一方面除了要考慮虛擬產(chǎn)品本身所存在的可用性問題，另外還要考慮評(píng)價(jià)環(huán)境（虛擬環(huán)境）的特殊性。本研究對(duì)當(dāng)前虛擬產(chǎn)品及環(huán)境的可用性因素進(jìn)行綜合考慮和深入分析，具體研究見圖3所示。

2虛擬產(chǎn)品的可用性評(píng)價(jià)方法

2.1虛擬可用性因素集的確定首先是對(duì)傳統(tǒng)可用性因素的收集。應(yīng)用自由聯(lián)想法盡可能地收集其他學(xué)者所提出的可用性因素為主，并將開放式問卷所獲得的調(diào)查作為補(bǔ)充，以盡可能地覆蓋產(chǎn)品的所有可用性維度。其次確定可用性因素的來源。本研究主要從傳統(tǒng)因素的提取、虛擬因素的拓展及自身屬性的確立三方面進(jìn)行展開，然后利用SD法（語義差異法），由專家評(píng)價(jià)，將收集到的可用性因素收斂至合理的程度，得到可用性因素集。新的可用性因素主要包括兩方面，一是對(duì)虛擬設(shè)計(jì)特征的描述，實(shí)時(shí)性、交互性、多感知性等因素是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征，是確保虛擬評(píng)價(jià)能夠順利進(jìn)行的保障，因此，確定出虛擬因素的代表對(duì)虛擬評(píng)價(jià)具有重要的意義；此外，隨著芯片的大量運(yùn)用，工業(yè)產(chǎn)品出現(xiàn)了不同的發(fā)展趨勢(shì)，即功能多樣化與功能單一化，前者強(qiáng)調(diào)的是易學(xué)習(xí)性、可記憶性，而后者更側(cè)重的是效率、方便性。不同的研究對(duì)象具有不同的屬性代表，因此根據(jù)研究對(duì)象的選擇而確定具體的評(píng)價(jià)因素集。將以上階段所獲得的可用性因素集，利用多維尺度法對(duì)其進(jìn)行認(rèn)知空間定位，并運(yùn)用K均值聚類確定因素之間的集群關(guān)系，進(jìn)行可用性因素的維度劃分。

2.2因素權(quán)重值的建立由于可用性自身定義的抽象性及模糊性，需要細(xì)致地劃分為不同的因素及評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而形成多層次、多指標(biāo)的一個(gè)綜合評(píng)價(jià)體系；其次，由于不同產(chǎn)品具有不同的屬性呈現(xiàn)，因此可用性因素之間需要進(jìn)行權(quán)衡分析，即按照因素之間不同的重要度進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，只有這樣被試人員才能明確地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行“可用性”評(píng)價(jià)。具體做法如下。利用層次分析法（Analytichierarchyprocess，AHP）確定各因素的相關(guān)權(quán)重值。在權(quán)重值的調(diào)查中是利用Satty［13］的1－9標(biāo)度法，使兩兩因素之間定量化，構(gòu)成判斷矩陣，并求出該矩陣的最大特征根和所對(duì)應(yīng)的特征向量，各因素的權(quán)重值即為特征向量的各分量值，計(jì)算步驟見如下公式。

3實(shí)例分析

為了確保評(píng)價(jià)體系的高信效度，避免復(fù)雜因素的干擾，本人選取功能單一小家電中的典型產(chǎn)品———多士爐進(jìn)行實(shí)例分析，該方案來源于“我圖網(wǎng)”。

3.1虛擬可用性因子集及因素權(quán)重的確定通過問卷調(diào)查及資料的查閱共獲得用于描述工業(yè)產(chǎn)品的可用性因素50個(gè)（見文獻(xiàn)［14］），經(jīng)過具有設(shè)計(jì)學(xué)背景的相關(guān)學(xué)生與從業(yè)人員進(jìn)行語義差異評(píng)價(jià)，從而確定虛擬可用性因素集A由11個(gè)因素組成：A＝｛形態(tài)，色彩，一致性，平衡性，實(shí)時(shí)性，交互性，效率，可觀察性，直觀度，方便性，接受度｝其次，運(yùn)用不相似數(shù)據(jù)，按照1－7的尺度（1－7相似度遞減，其中1表示非常相似，7表示非常地不相似）排列出可用性因素之間的相似程度，運(yùn)用SPSS得出數(shù)據(jù)在n維的感知空間分布如表1所示，根據(jù)Kruskal壓力系數(shù)表可知0．1－0．2之間處于還好的狀態(tài)，且第4維的應(yīng)力系數(shù)最小，因此取四維度的坐標(biāo)資料進(jìn)行集群分析。通過ALSCAL分析，可用性因素集的所有因素映射到多維空間中，并運(yùn)用K－聚類分析法具體確定因素之間的集群關(guān)系，本研究設(shè)定分群數(shù)為3，運(yùn)用20次迭代，收斂準(zhǔn)則定為0．01，從而將其劃分為以下3類，見表2所示。通過認(rèn)知心理學(xué)對(duì)用戶體驗(yàn)層的劃分可知，因素1－4是描述產(chǎn)品自身帶給用戶的直觀感覺，反映的是產(chǎn)品外觀屬性；因素5－9是注重考察用戶能否很好地理解產(chǎn)品并順利地進(jìn)行操作，反映的是產(chǎn)品操作屬性；因素10－11是描述產(chǎn)品帶給用戶的心理感受，反映的是產(chǎn)品主觀印象屬性。可用性因素的權(quán)重確定見公式（1）～公式（5），最終得出的因素權(quán)重與指標(biāo)權(quán)重見表3所示。

3.2Virtools模型的構(gòu)建及評(píng)價(jià)本實(shí)例利用Virtools軟件實(shí)現(xiàn)虛擬原型構(gòu)建，不僅能夠讓用戶對(duì)產(chǎn)品的外觀有直觀的認(rèn)識(shí)，還可以借助如鼠標(biāo)、鍵盤等普通的輸入設(shè)備進(jìn)行交互操作，用戶可以詳盡地了解產(chǎn)品的各種功能且能夠獲得更加真實(shí)的使用體驗(yàn)。具體的交互程序見文獻(xiàn)［14］，虛擬原型構(gòu)建如圖4所示，并邀請(qǐng)20名在校大學(xué)生進(jìn)行測(cè)試。采用likert量表的5分制（1－5滿意度遞增，1分表示很不滿意，5分表示很滿意）。為了保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性，利用正態(tài)分布進(jìn)行檢驗(yàn)，并設(shè)定置信區(qū)間為0．95，通過該方法可以有效地將差異較大的數(shù)據(jù)去除掉，并最終保留17份可信度較高的有效數(shù)據(jù)。調(diào)查結(jié)果見表3所示。由表3得到的虛擬多士爐的可用性評(píng)估結(jié)果可以明顯地發(fā)現(xiàn)，17份調(diào)查問卷均在功能按鍵標(biāo)示方面具有較低的分值（1．9411），因此需要進(jìn)一步地改進(jìn)與優(yōu)化。同時(shí)功能布局（2．2941）及按鍵反應(yīng)速度（2．5294）兩方面也存在著可用性問題，并根據(jù)總分?jǐn)?shù)表示最終的可用性評(píng)價(jià)結(jié)果，見表4所示。

3.3評(píng)估后模型的修改及再次評(píng)估由表3所獲得的定量數(shù)據(jù)，我們可以獲得產(chǎn)品的可用性相關(guān)信息，并將定量的分析結(jié)論運(yùn)用到接下來的虛擬產(chǎn)品改進(jìn)設(shè)計(jì)中，即在可用性的評(píng)價(jià)指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)師能夠明確地決定產(chǎn)品需要改進(jìn)的方面，并對(duì)新的虛擬原型進(jìn)行再次可用性評(píng)估，以分值越大越好的原則確定修改后的方案是否優(yōu)于先前方案。為了確保用戶不過分地關(guān)注產(chǎn)品形態(tài)，而忽視產(chǎn)品的操作及印象維度，因此，本研究并沒有在形、色、質(zhì)三方面進(jìn)行明顯的修改。本研究主要是針對(duì)使用流程、按鈕的認(rèn)知識(shí)別以及功能模塊的布局等方面來展開，同樣獲得17份調(diào)查問卷，并進(jìn)行單因素方差分析，由顯著水平a＝0．05，得到F分布的臨界值Fα＝4．1491。若F的統(tǒng)計(jì)量值大于臨界值4．15，差異明顯，說明方案有了顯著改變，如果得到的值小于臨界分布值，則兩組值沒有明顯變化，差異仍處于隨機(jī)誤差范圍之內(nèi)，挑選有顯著改變的評(píng)估項(xiàng)，并進(jìn)行分析，見表4。從最終的總分值可以看出，經(jīng)過改進(jìn)后的（得分：69．184）產(chǎn)品可用性質(zhì)量明顯要高于改進(jìn)前（63．202），產(chǎn)品可用性水平得到了提高，從而驗(yàn)證了評(píng)價(jià)模型的有效性。修改后的方案在按鍵布局（F：8．789）、功能布局（F：31．645）及功能按鍵標(biāo)識(shí)（F：35．779）三個(gè)方面較之以前方案有了顯著改變，但由用戶的滿意度可知，按鍵布局并沒有達(dá)到用戶的理想要求，甚至低于改進(jìn)之前，該項(xiàng)數(shù)據(jù)表明，設(shè)計(jì)師在對(duì)方案進(jìn)行修改時(shí)，并不能保證每次的設(shè)計(jì)效果優(yōu)于之前方案，從另一個(gè)側(cè)面也體現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中“以用戶為中心”進(jìn)行多次迭代設(shè)計(jì)的必要性。

4結(jié)論

本文以可用性為理論指導(dǎo)，建立合理的指標(biāo)體系，并通過用戶對(duì)虛擬產(chǎn)品的使用進(jìn)行評(píng)價(jià)，獲得虛擬產(chǎn)品可用性的綜合得分。由于產(chǎn)品可用性的內(nèi)涵不僅與形狀、色彩、操作等因素有關(guān)，還關(guān)聯(lián)到材質(zhì)、觸感等其他因素，因此，如何在傳感設(shè)備欠缺的現(xiàn)階段，綜合考慮這些因素從而進(jìn)行評(píng)價(jià)模型的完善將成為后續(xù)研究的重點(diǎn)。該研究主要貢獻(xiàn)一方面是對(duì)可用性理論做了進(jìn)一步的應(yīng)用拓展，另外一方面隨著產(chǎn)品開發(fā)虛擬化的快速發(fā)展，該評(píng)價(jià)體系具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。最后，通過具體的實(shí)例充分驗(yàn)證了該評(píng)價(jià)模型提出的有效性及實(shí)用價(jià)值。

作者：陳默薛澄岐王海燕李晶邵將單位：東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院