交互设计背后的心理学原理

　　某次下班偶遇一开发，他问：你们平常做的交互设计，有什么准则吗?我列举了尼尔森十原则之类，却遭到对方的进一步怀疑，似乎认为这不过是一些约定俗成的规矩，细究下来背后却没有什么站得住脚的道理。

　　当然不是这样。这些交互设计准则背后，都有其依循的心理学原理，其中认知心理学应当占据了很大一部分。

　　所以借此机会，也整理了一下认知心理学中对交互设计有所启发的一些知识点(参考《认知与设计理解UI设计准则》一书)。包括：

　　中央凹与边界视野如何呈现信息以获取注意力

　　格式塔原理如何处理不同界面元素的关系

　　时间感知如何让应用具有高响应度

　　意识与无意识别让用户思考!

　　记忆的局限如何降低工作记忆负担

　　中央凹与边界视野如何呈现信息以获取注意力

　　原理

　　人眼主要通过视网膜成像。视网膜中的视锥细胞大约占据视网膜面积的1%，主要集中在中央凹中，在中央凹之外(称为边界视野)视锥细胞分布的密度很低。边界视野主要分布的是视杆细胞，大约占据视网膜面积的99%。中央凹处的成像最清晰、分辨率很高;而边界视野分辨率极低，人眼在边界视野基本处于失明状态，所见的东西差不多跟通过覆满水雾的浴室门看东西的效果一样。这是因为在中央凹处每个视锥细胞都与一个神经节细胞相连，神经节细胞是视觉信息处理和传导的起点;而在边界视野中，一个神经节细胞会与多个视锥细胞和视杆细胞相连。虽然中央凹仅占视网膜面积的1%，但是大脑皮层中负责处理视觉信息的部分中有50%是用来接收来自中央凹的视觉输入。

　　中央凹并不大，当用户与电脑屏幕距离正常时，它在屏幕上只有1-2厘米的大小。中央凹成像的区域就是我们的眼睛的注视点，因此我们每个瞬间看到的景象都只有注视点是清晰的，其他区域非常模糊。但既然边界视野的分辨率这么低，为什么我们会觉得自己所见的景象其实全都很清晰呢?这是因为我们的眼睛注视点会以每秒三次的速度快速跳动，有选择性地对周围环境进行注视，大脑再根据这些视觉输入和我们已有的经验去填充视野的其他部分，让我们能够对周围环境形成一个足够清晰的感知。

　　除此之外，在视网膜中还有一个叫做盲点的存在。盲点是眼球中视觉神经和血管的出口，在这个地方没有视锥细胞和视杆细胞，无法感知任何光源。也就是说当我们注视着一个地方时，周围环境中会存在一个点使我们无法看到 的，我们之所以无法感知是因为双眼球的存在以及大脑的自动脑补。

　　边界视野看东西很模糊，但是也有其不可替代的作用。它能够发现周围环境中的关键信息，一旦发现这种关键信息，它就会引导中央凹去仔细查看这个信息。边界视野对运动的物体非常敏感，这是因为在进化过程中我们需要很快发现周围运动的物体，它可能是可以吃的小动物、或者企图吃掉我们的猛兽。所以我们常常会对边界视野中的运动物体比较敏感，一旦发现我们几乎会不由自主地看向它。边界视野还有一个特殊能力就是能够在黑暗环境下很好地工作视锥细胞习惯高亮度，而视杆细胞更适应黑暗环境。所以在黑暗环境下不直接注视物体反而更能够看清楚。

　　启示

　　操作反馈和错误信息：

　　反馈信息尽量落在中央凹中。如果要对用户当前的操作进行反馈，反馈信息与用户当前的注视点不要超过1-2厘米，否则这些信息就会处于边界视野，用户很可能觉察不到。

　　边界视野上的反馈信息必须足够清晰，比如使用大字体、独特的颜色，或者使用动效。想象一下把边界视野都打上马赛克的样子，如果这时候提示信息仍然能够吸引注意，我们才有理由认为用户能够看到。

　　边界视野上的反馈信息要有统一且易识别的特点，比如使用用户习惯的警示符号，或者标准的红色字体表示错误。这些易于识别的特点让用户能够轻易分辨出这是什么类型的信息。

　　必要时使用对话框。对话框中止了用户当前的操作、要求用户注意特定信息并作出响应。对话框要谨慎使用，因为会对用户造成打扰，尤其是模态对话框。使用对话框还有另一个弊端就是用户会有习惯化(habituation)，即重复暴露在刺激环境中会导致对该刺激反应倾向降低对话框的泛滥让用户对对话框非常不敏感，往往不看内容就会直接关闭。

　　让用户更快找到信息：

　　页面上的重点信息，可以通过颜色、字体、形状等要素与其他信息做出差异化的显示。用户通过边界视野的引导和注视点的跳动来在界面上寻找信息。如果要让用户更快找到所需的信息，就要让这些信息在边界视野上也足够明显。

　　如果信息很多并且无法预测用户的目标(比如菜单栏、应用中心)，就尽量通过图标差异化地显示每个选项。要让每个图标都容易辨认有点困难，比较好的方法是赋予每个图标独特的颜色和轮廓，不要太华丽也不要有过多的细节。

　　格式塔原理如何处理不同界面元素的关系

　　我们获得的视觉输入是独立的点、线和区域，而我们会在神经系统层面上将这些信息知觉为整体的形状和物体。

　　接近性原理：在位置上相互靠近的物体倾向于被感知为一组。

　　如iOS系统的设置，通过位置亲疏关系来体现分组。

　　

　　相似性原理：看起来相似的物体倾向于被感知为一组。

　　如支付宝首页的元素虽然很多，但是根据相似性可以清晰地分为几组。

　　

　　连续性原理：我们倾向于将线条和形状感知为连续的整体。

　　典型的例子是IBM的logo设计，我们并不把这些元素感知为独立的横线，而是感知为整体的字母。

　　

　　交互上典型的例子是滑动条，如iOS的亮度调节，我们不会把左右两边视为独立的横线，而是会在心中把它们连接起来，视为一个整体。

　　

　　封闭性原理：与连续性原则相关，我们倾向于将分散的元素感知为封闭的物体。

　　下图是印象笔记PC与Mac端多选笔记的显示效果，我们会将后面的线条视为一个封闭卡片(代表着一个笔记)的一部分，而不是视为独立的非封闭图形。

　　

　　主体/背景原理：我们倾向于将元素区分为主体和背景，其中主体占据了我们主要的注意力。

　　iOS系统的选项菜单、toast、对话框等都利用了这个原理，将用户原本操作的界面作为背景，而将当前需要用户去关注的信息作为前景。

　　

　　共同命运原理：一起运动的物体倾向于被感知为一组或者彼此相关。

　　这比较多用于动效设计，通过不同元素的共同运动体现其亲缘关系。

　　

　　几种格式塔原理之间并不是相互独立的，在设计中往往需要综合运用。

　　时间感知如何让应用具有高响应度

　　一个交互系统的响应度，即能否即使告知用户当前的状态而不需要他们无故等待，是影响用户满意度的最重要因素。

　　下面列出的是与人机交互有关的一些时间间隔，以及与之对应的认知原理：

　　

　　除了让系统反馈保持在要求的时延之内，还有一些提高响应度的tips：

　　进度条需要让用户感到系统正在运作、并且清楚进度和需要等待的时间，不要一直停在99%，也不要只显示已完成而忽略未完成。

　　尽量不要在单位子任务内发生延迟。上文提到用户会将任务拆解为子任务，完成每个子任务期间用户都是处于高度专注的状态，此时发生延迟影响较大。

　　如果加载需要长时间，先渲染出重要信息让用户看到。

　　利用空闲时间先做些事情，不要等待用户发出指令后才开始慢吞吞地行动。

　　意识与无意识别让用户思考!

　　人脑可以认为是由三个部分组成：旧脑、中脑和新脑。旧脑主要由脑干组成，掌管着人的本能反应和身体的自动调节功能。中脑位于旧脑之上新脑之下，控制着情绪反应。新脑主要由大脑皮层组成，掌管着只有高级哺乳动物才具备的意识活动。

　　我们的思维可以分为两种：由旧脑和中脑产生的无意识的、自动化的、情绪化的思维，称为系统一;由新脑产生的有意识的、理性的思维，称为系统二。系统一只会根据自己已知的东西做判断，不在乎逻辑性和准确性，并且反应更加快速，它在大部分情况下都运作良好，因此也不需要系统二出马。系统二掌管的是更加高级的认知能力，它往往在系统一无法做出合理反应、或者我们对反应结果的要求比较高的时候，才会亲自出马。系统二运作的成本较高，需要进行有意识的监控并消耗有限的注意力资源，并且只能按照顺序一件一件完成。相比之下系统一的运作就轻松得多，也允许多线程操作。

　　举个栗子：当你早期刷牙时，打字时，开车时，都几乎不需要费力去想如何完成这些事情。因为这些是你已经习得的行为，只需要使用系统一就能够完成，你甚至可以一边唱着一首熟悉的歌曲，一边给自己做早餐。但是，要用到系统二时，比如算一道数学题、背出你部门里30个人的名字、决定今天中午吃什么，我们就会开始觉得这些事情有难度，它需要消耗我们的认知资源。

　　这些知识给交互设计的启发是，尽量让用户使用系统一就能够完成操作，尽可能少消耗用户的认知资源，这样用户会觉得系统很易用。

　　用户已经学会的操作可以用系统一轻松完成。因此在设计时尽量保持用户已有的操作习惯，让用户使用以往的经验、而不需要重新学习，就能完成任务。

　　用户对软件系统存在很多图式(即schema，是认知的基本单元，用于解释感知、调节行为和存储知识)，所以他们往往根据对特定界面或控件的特定期望进行反应，而不仔细去看实际显示在界面上的内容。如果某个元素的设计符合用户对按钮的图式，用户就会认为它可以点击;如果用户的图式中对话框的确定操作在右边而取消操作在左边，他可能在意识到你调换了操作位置之前就已经完成了点击。我们要减少消耗用户的认知资源，就需要去了解、遵循用户已有的图式，以及在应用中建立稳定的图式，这也是为什么我们需要在设计中遵循一致性原则。

　　不要让用户去思考：A跟B的概念有什么区别?为什么没有反应、我到底操作成功了没?找不到删除订单的操作、它应该在哪里?这个东西选中后会有什么效果?用户对这些事情想的越多，就说明系统越难用。用户的注意力是有限的，应该尽量减少用户对工具的注意，这样他才能全神贯注去完成他的目标任务。

　　记忆的局限如何降低工作记忆负担

　　人的记忆分为短期记忆和长期记忆。短期记忆也称工作记忆，是为了完成任务而临时储存的信息，一般保留几分之一秒到几秒。长期记忆是我们记住的东西，长期记忆包括但不等于永久记忆，保留时间也可能只有几分钟、几天、几年。

　　长期记忆对应着神经系统的某个活动模式，参与该模式的神经元通过突触建立联系，神经元上的这种变化可能是长期的甚至是永久的。神经活动模式可以被再次激活，这就是我们回忆的过程。神经活动模式如果经常被激活，其连结也会变得越来越稳固，这就是为什么经常复习有助于巩固知识。

　　工作记忆是感觉、注意和长期记忆留存现象的组合。来自人体各个感觉器官的信息，会被短暂地存储下来，其中一部分可以被注意到，进入到工作记忆中。长期记忆中的内容也是工作记忆的候选来源。而注意机制负责对感觉和激活的长期记忆进行筛选，因此进入工作记忆中的信息都是我们注意到的部分，是属于上一部分所述的系统二的工作。

　　我们一次只能注意一件事，如果你觉得你能同时注意两件，那是因为你在两件事之间快速地切换你的注意力。

　　工作记忆的容量有限，大约是4±1，即我们能够同时记住的互不相关的东西的数量在3~5之间。此外，工作记忆还非常不稳定，如果我们将注意转移到新事物上，之前工作记忆中的内容就可能遗失。

　　Tips：

　　避免使用模式，即避免同个操作在不同模式下有不同的效果。用户常常会忘记当前处在哪个模式下，因此很容易犯错。除非在使用模式时非常清晰地将模式标示出来。

　　让用户知道他使用的搜索词是什么。用户居然会笨到忘记自己搜的是什么吗?了解了工作记忆的特点之后，也许我们会更能理解这种问题。

　　每个页面应该只有一个行动召唤按钮(Call To Action)，避免干扰用户注意。

　　提供操作提示和帮助时，不要一次呈现太多信息，用户记不住。

　　层级低的导航更好用，因为用户会忘记自己所处的位置。

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