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【题目】手持移动设备界面设计中设计模式思想的应用
【第一章】移动设备界面设计问题研究绪论
【第二章】界面设计框架的理论基础
【第三章】手持移动设备界面设计框架
【4.1 4.2】模式的编目方式与格式规范研究
【4.3】界面设计模式的建立
【4.4 - 4.6】模式的检索流程与模式的修改
【第五章】水下数码相机界面设计实践
【总结/参考文献】手持设备界面优化设计研究总结与参考文献
第 2 章 基础理论研究
2.1 界面设计模式的优势及特点
2.1.1 设计模式与其他设计工具的对比
目前，Alexander 的设计模式思想在建筑规划以及软件工程以外的设计领域尚未广泛普及。相对于常见的设计指南（guideline）而言，这种思想尚未被广大产品设计师和界面设计师所熟知。
本节对设计指南、设计模式及实例推理机制这三种设计方法进行了比较。三者都基于前人的有效经验为设计提供指导，具有一定的相似性，但它们的本质并不相同。在界面设计工作中，我们需要根据实际情况选择最有效的工具。设计指南通常由企业或机构发布，为该企业产品的界面设计提供指导和参考，以保证设计风格的统一，帮助设计师提高设计质量。例如，苹果公司发布了《iOSHumanInterfaceGuidelines》[23]、《iOS7UITransitionGuide》[24]等设计指南，以指导软件开发者为该公司的iOS 移动操作系统设计软件界面。与设计模式库相比，设计指南通常实例数量较少，且多阐述抽象和纲领性原理，而非像设计模式那样提供具体设计案例，因此难以为设计师提供具体问题的解决方法。而利用设计模式，设计师可更为系统化、具体化地解决设计问题。
此外，实例推理机制（Case-based reasoning,CBR）也是一种基于以往设计经验的问题求解工具。它从其实例库中检索以往解决方案，以解决当前的设计问题。该工具常用于机械设计等领域。
设计模式、设计指南及实例推理机制的特点如表 3 所示。
上表归纳和比较了三种工具的主要特点。总体而言：
设计指南：较为抽象，难以指导具体设计。
实例推理机制：依靠机器算法进行问题解的推理，解决与用户体验有关的定性问题时灵活性不足。
设计模式：位于其他两种工具之间的平衡点。
综上所述，对于需要关注用户心理、需要从用户角度来处理问题的界面设计问题来说，使用设计模式工具是较为合适的。设计模式不仅能有效地解决问题，而且从方法论的角度高屋建瓴地阐述了解决方案的原理及问题所处的情境，意在“授人以渔”.此外，模式既保证了一定的抽象通用性，也具有具体的实践指导意义，这有效地弥补了设计指南缺乏细节，难以指导具体设计的不足。
2.1.2 界面设计模式的特点
总体而言，界面设计模式具有如下特点[25]xix:
（1） 模式是具体的，而不是泛泛而谈的。如前所述，设计指南和设计原则作为界面设计师的工具得到广泛应用。例如，“减少层级结构”、“降低信息噪音”、“将页面元素对齐”等，都属于设计原则。但这些基本原则过于宽泛，以此来设计实际界面并不容易。而模式更加具体，可以更好地帮助设计师深入到具体的界面设计元素之中进行设计。
（2） 模式可有效应用到不同平台和系统中。模式比设计指南或启发式的原则更加具体，但它们也具有一定抽象性，可适用于不同的设计情况，并不局限于单一平台或单一风格。好的模式即使在其背后的技术和媒介发生变化时也依然有效。
（3） 模式是产品，而不是过程。不同于原则或以用户为中心的设计技术，模式不是工程或设计问题的解决建议，它们本身就是可能的解决方案。
（4） 模式是建议，而不是要求。模式不同于企业视觉规范等强制性文件。设计师是遵照模式还是拒绝模式，取决于实际的设计情况及用户需要。
（5） 模式关注各个界面元素之间的关系，而不是单个元素。例如，可输入文本的搜索框不是模式，但搜索框加上搜索按钮以及它们与周围的空间关系可能形成一个模式。界面元素之间的互动，以及界面元素随时间所产生的变化也可能形成模式。
Alexander 在《建筑模式语言》中列出的每个模式的详细信息中不仅包含该模式的用法，还包含了该模式与其他模式的关系，阐述了如何结合其他模式来共同解决设计问题。
当然，并非每个模式都具有复杂的关联性，也有一些模式表达的是静态关系。
（6） 模式可依据不同的设计情形进行定制。设计师既可以照搬一些模式，也可对模式进行改造和调整，以适应具体的设计需要。
2.2 界面设计框架的理论基础
为了让模式库有效地为界面设计服务，必须将其有机纳入到界面设计流程中。为此，本研究将提出一个界面设计框架。该框架提供了一套系统的界面设计指导流程，设计师可运用这个流程及其配套工具（模式库）来指导界面设计工作，最终设计出符合以人为中心思想的产品。
界面设计框架的理论出发点来自 Alexander 的“模式语言”思想。Alexander 在《建筑模式语言》一书中提出了一个由 253 个模式组成的模式库，在阐述如何使用这些模式时，他主张设计师应该遵循一种“模式语言”,并阐述了如何从库中挑选模式形成一份列表，再基于此列表形成设计师自己的“语言”[5]51-53.但他对该语言用法的阐述较为模糊宽泛，没有提出系统明晰的设计流程框架模型。Robert Hoekman, Jr. 和 Jared Spool 的研究对此起到了一定补充作用。他们提出，应将多个设计模式组织成框架体系，以站在全局的角度指导由多个设计模式组成的完整的界面系统设计[26].此框架主要关注于如何应用模式的集合体而非个体模式。
本研究建立的框架模型与 Spool 等人提出的框架概念不同，除阐明模式的组织方法和使用方法外，还说明了模式库如何与界面设计流程有机结合起来共同指导设计，以及模式库如何自我完善和扩充。本框架以 Alexander 的模式语言思想为根基，以 DonaldNorman 倡导的以人为中心/以活动为中心的设计思想为方法论。下面将具体说明。
2.2.1 设计模式语言
在《建筑模式语言》和《建筑的永恒之道》这两部关于设计模式的重要着作中，Alexander阐述了“模式语言”的概念。他认为，设计模式语言由模式这种实体要素构成，从模式库中抽取若干项模式，便可以形成无穷无尽、千变万化的组合，每种组合都是一种独特的设计语言。在建筑模式语言中，模式依据它们之间的联系和设计意图形成建筑和场所，正如在自然语言中，词汇依据语法规则和说话人的表达意图形成句子一样。
Alexander 认为，这种语言的结构由单个模式之间的联系网所产生，模式之间的链接关系同模式本身一样，都是语言的一部分。例如，一个适于建造花园的模式语言可以由“有生气的庭院”、“梯形台地”、 “有阳光的地方”等若干模式组成，这些模式如孤立隔绝则无法完满，它们之间需要互相补充，如图 2[6]244所示。在该图中，箭头代表两个模式之间的联系，一个从 A 模式指向 B 模式的箭头代表 A 需要 B 作为它的一部分，以使 A 完满，并且B 亦需要作为 A 的一部分，才能使 B 得以完满。
Alexander 的模式语言思想实际上是一种模式组织方法，目的在于有效描述已有的优秀设计经验。它强调模式之间的配合互助，说明如何综合利用多个相关模式解决设计问题。
为了系统明确地表述这种语言，并说明模式之间的联系，模式需要有统一的格式。如文献[6]所述，模式应包括情境、问题和解决方案。这三个要素也成为了各种设计模式格式所遵循的核心要素。界面设计模式的典型格式如下：
上述格式得到了现有界面设计模式库的广泛采用。着名的雅虎设计模式库以及 Tidwell具有影响力的着作《界面设计模式》都使用了类似的格式规范，如图 3 所示。该图截取自雅虎设计模式库网页（网址见表 1），图中右侧栏显示了该模式的一些扩展信息和链接。
然而，这种格式的广泛通用性也意味着它不能完美适应各企业设计实践中的特殊要求。西门子公司在设计实践中就对模式格式进行了独特的改造，如表 5[11]187所示：
可以看到，西门子公司对主流的界面设计模式格式进行了大幅改动和扩展，改动后的格式除阐述了如何解决设计问题外，还明确定义了责任人等管理信息以及相关代码等工程技术信息，使模式服务于该企业的管理特点和企业文化，衔接了设计与工程工作，能够促进不同岗位人员之间的交流和协作。这种做法值得设计研究者和管理者借鉴。此案例给我们的启示是，在设计和技术人员各司其职、分工明确的企业机构中推行设计模式时，应对格式规范进行灵活改造，形成符合具体需求的模式语言，才能适应于企业系统化管理的要求，不应局限于业界主流格式的束缚。还需注意，由于数码产品创新速度极快，其模式语言几乎无法稳定[9]100-101,因此在建立相应的模式语言时，有必要强调灵活改造和动态发展的重要性。
2.2.2 以人为中心的设计思想与以活动为中心的设计思想
以人为中心的设计（Human-centereddesign,HCD）又被称为以用户为中心的设计，它保证人的需求得到满足，使最终产品易于理解和使用、能够完成预期任务，并使人在使用期间获得积极愉快的体验[27]219.
近年来，以人为中心的设计思想成为了一种流行的设计观点，获得了设计界的广泛拥护和支持。但该思想的最早提倡者之一 Donald Norman 却在这种热潮中保持了冷静态度。
他重新审视了该思想的利弊，提出了一种以活动为中心的设计思想（Activity-centereddesign,ACD）。该设计思想将人的活动分为若干层级：“活动”（activities）由“任务”（tasks）构成，“任务”又由“操作”（operations）构成[27]233.任务和操作支撑起了用户进行的活动。该思想强调：设计师应当理解人的活动和行为；人有必要去学习和适应工具，而不是一味要求工具适应人。Norman 举例道，乐器这种产品就是以活动为中心设计出来的，它们十分复杂，难以操作，必须经过大量学习才能熟练使用，还容易引发重复性应力损伤等疾患，乐器和乐谱都无法通过任何以人为中心的设计评审[28].
简而言之，以人为中心的设计思想主张让工具适应人，而以活动为中心的设计思想主张让人适应工具。后者受到了一些质疑：Cooper 等人认为，虽然这种思想对任务和活动的分析对细节层次上的设计很有帮助，但这种帮助只有在用户的最终目标得到充分理解之后才有意义，即核心问题应当是“用户的目标是什么”[9]9.他们随之提出了一个界定目标与任务/活动的简单方法：目标随时间的推移可能不变或变化缓慢，而活动和任务则易于变化，因为它们几乎完全依赖于所采用的科技手段[9]10.例如，长途旅行者的目标可能是快速、舒适、安全地到达目的地。在 19 世纪，他采取的活动可能是乘坐马车并携带枪支；而在今天，他的活动可能是乘坐飞机且不携带任何武器以免安检时被扣留。虽然受到此类批评，但 Norman 澄清道，以活动为中心的设计思想最终目的仍然是让产品满足用户需求，只是侧重点与以人为中心的设计思想不同而已[29];它并不与后者相冲突，而是后者的发展和提高；针对非同质化的庞大人口群体来做设计时，以活动为中心的方法要适合得多[27]231.例如，汽车就是一种要求人去学习和适应的工具，它能够很好地服务于全世界各种各样的用户。
综上所述，以活动为中心的设计思想是对以人为中心这种主流设计思想的一种发展和补充。它提供了一种与后者不同的设计方法论视角，但归根结底，两者的最终目的都是使产品满足用户需求。本研究建立的模式框架模型主要基于以人为中心的设计思想，而在建立模式库时则汲取了以活动为中心的设计思想中的活动层次理论（表现为将活动和任务的概念纳入模式结构之中，后文将详述），意在结合两种思想的核心优点，最终指导设计师设计出能够有效支持用户目标的良好界面。
2.3 本章小结
本章简要阐述了 ChristopherAlexander 提出的设计模式和模式语言的特点，并将设计模式与其他两种常用的设计工具（设计指南、实例推理机制）进行了对比，以说明设计模式思想为何适合于指导界面设计。本章还审视了当前在界面设计领域十分流行的以人为中心的设计思想，说明这种思想可以与另一种以活动为中心的设计思想相互补充，共同服务于最终的产品界面设计。
设计模式、模式语言、以人为中心/以活动为中心的设计思想共同构成了本研究的理论基础。在下一章中，本文将以这些理论作为核心指导思想来构建界面设计的模式库及框架模型。
