人机交互设计 可视化实验室
用交互式 SVG 呈现 Fitts 定律、Hick 定律、认知负荷、可用性原则、多模态交互等 HCI 核心技术。八个模块,纯原生实现。
Fitts 定律 · 运动时间模型
Paul Fitts 于 1954 年提出:指向一个目标所需时间与目标距离成正比,与目标宽度成反比。调节距离 D 与宽度 W,点击目标实测运动时间。
Fitts 定律(Shannon 公式)
MT = a + b · log₂(D / W + 1) ID = log₂(D / W + 1)调节滑块改变目标距离 D 与宽度 W,观察难度指数 ID 的变化。点击“开始测试”后,从左侧起点快速移到右侧目标并点击,记录实测运动时间。
Hick 定律 · 决策时间模型
William Hick 提出:从 n 个选项中选择一个的时间随选项数对数增长。改变选项数量,点击高亮目标,实测反应时间。
Hick 定律
RT = a + b · log₂(n + 1)调节选项数量 n,点击“开始测试”后等待目标高亮,尽快点击它。反应时间随 n 对数增长,但增长速率远慢于线性。
交互模式对比
直接操纵、命令行、菜单导航三种经典交互范式。完成同一任务(删除文件 report.pdf)的步骤数与认知成本差异显著。
直接操纵
Ben Shneiderman 提出。对象可视、动作物理、效果即时。拖拽文件到废纸篓只需 1 步,认知负荷最低,适合新手与可视化任务。
认知负荷理论
John Sweller 提出:工作记忆容量有限。认知负荷分为内在、外在、相关三类。切换场景(专家/新手、好设计/差设计)观察负荷分布变化。
场景说明
内在负荷由任务本身难度决定;外在负荷由糟糕设计产生,应尽量消除;相关负荷用于建构图式,是有益的。总负荷不应超过工作记忆容量(约 7±2 项)。
Nielsen 十大可用性启发式
Jakob Nielsen 于 1994 年提出十条启发式评估原则,是可用性评估的黄金标准。点击每条原则查看详情与评估示例。
选中原则
点击左侧任一原则卡片查看详细说明。可用性启发式是经验法则而非硬性规范,用于快速识别界面中的可用性问题。
信息架构 · 导航层次
网站/应用的信息组织结构:广度优先(浅而宽)vs 深度优先(窄而深)。点击节点展开/折叠,切换结构类型观察点击成本。
Miller 定律与层次设计
人类短时记忆约 7±2 项。每层 5-9 个选项最易扫描。过宽则每层决策慢,过深则路径长。Hick 定律决定了每层的选择时间,层次深度决定总路径时间。
反馈延迟与 Doherty 阈值
IBM Doherty 发现:系统响应低于 400ms 时用户保持“流畅”心流。调节延迟,点击按钮体验不同延迟下的感知差异。
Doherty 阈值
响应在 100ms 内感觉“即时”;400ms 内感觉“跟手”;超过 400ms 用户注意力开始分散;超过 1s 需明确加载指示;超过 10s 用户可能离开。
多模态交互
语音、手势、眼动、触控四种模态各有特性。切换模态查看其带宽、延迟、适用场景,以及多模态融合策略。
模态特性
多模态融合(Oviatt 提出)分三个层次:信号级、特征级、决策级。互补模态可提升鲁棒性,例如语音+手势在噪声环境下互相补偿。WIMP 界面正让位于自然交互。