本文關(guān)鍵詞：均衡認(rèn)知負(fù)荷的人機(jī)界面信息編碼方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：復(fù)雜信息系統(tǒng)環(huán)境中人機(jī)界面的信息容量巨大、結(jié)構(gòu)關(guān)系錯綜復(fù)雜,容易造成界面信息編碼與人類認(rèn)知機(jī)理之間的不平衡。復(fù)雜信息系統(tǒng)中的超視距全局態(tài)勢顯示人機(jī)界面是系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。而擺脫了硬件表盤限制的設(shè)計師,可以通過數(shù)字界面為基礎(chǔ)的多通道交互方式,為界面設(shè)計打開創(chuàng)意的大門。本文以復(fù)雜信息系統(tǒng)人機(jī)界面需求為導(dǎo)向,以均衡認(rèn)知負(fù)荷為研究目的,通過設(shè)計編碼手段及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,提出了提高人機(jī)交互效率、降低人為失誤的設(shè)計方法和理論。實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面認(rèn)知負(fù)荷的均衡需要考慮的是：認(rèn)知負(fù)荷的過高或過低都會對人的信息加工能力造成負(fù)面的影響,降低操作者的反應(yīng)速度和正確性,乃至系統(tǒng)任務(wù)的效率。針對上述兩大方向的考慮,本文在分析國內(nèi)外人機(jī)界面認(rèn)知負(fù)荷問題及研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,運(yùn)用理論研究、實(shí)驗(yàn)觀察、原型開發(fā)和實(shí)例驗(yàn)證相結(jié)合的方法,圍繞均衡認(rèn)知負(fù)荷的理論基礎(chǔ)、方法和優(yōu)化策略展開研究。首先,通過研究人機(jī)界面信息編碼的設(shè)計信息編碼和大腦信息解碼兩階段過程,找到大腦信息解碼與認(rèn)知負(fù)荷的關(guān)系；綜合人機(jī)界面中認(rèn)知負(fù)荷的來源、分類、資源消耗和層次結(jié)構(gòu),構(gòu)建認(rèn)知負(fù)荷與設(shè)計元素的關(guān)聯(lián)；以工作記憶為突破口,最終提出均衡認(rèn)知負(fù)荷的結(jié)構(gòu)及關(guān)系框架,為論文后述的方法研究提供了理論依據(jù)。其次,根據(jù)均衡認(rèn)知負(fù)荷的結(jié)構(gòu)及關(guān)系框架模型,從工作記憶容量、客體工作記憶和空間工作記憶能力三部分內(nèi)容出發(fā),尋找均衡認(rèn)知負(fù)荷的信息編碼規(guī)律。一萬面,基于復(fù)雜信息系統(tǒng)的任務(wù)特征及視覺認(rèn)知特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)獲取不同時間壓力的水平等級；結(jié)果應(yīng)用于認(rèn)知容量實(shí)驗(yàn),獲得不同時間壓力下的顏色、形狀編碼閾值,建立不同時間壓力下的信息編碼原則。另一方面,針對覺察和分辨負(fù)荷,對于顏色和形狀編碼,利用時間相關(guān)性原理、注意捕獲理論和辨別任務(wù)實(shí)驗(yàn),建立視覺感知層次性的客體信息編碼原則；針對理解、獲取和預(yù)測負(fù)荷,對于布局和可視化結(jié)構(gòu)編碼,利用時空接近性原理、空間構(gòu)型原則和背景線索效應(yīng)的視覺搜索眼動實(shí)驗(yàn),建立視覺感知次序性的空間信息編碼原則。最后,綜合系統(tǒng)設(shè)計、以活動為中心的設(shè)計、感知層次和感知次序編碼理論方法,構(gòu)建人機(jī)界面的信息編碼層次結(jié)構(gòu)、均衡認(rèn)知負(fù)荷的編碼原則和方法;從提高認(rèn)知能力和績效方面考慮,應(yīng)用顏色感知分層原則進(jìn)行了計算機(jī)輔助設(shè)計原型開發(fā)：根據(jù)提出的信息編碼結(jié)構(gòu)、流程、原則和方法,進(jìn)行專題界面的設(shè)計和認(rèn)知負(fù)荷評估實(shí)驗(yàn),通過眼動實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文提出的信息編碼方法和框架的有效性和可行性。論文從降低認(rèn)知負(fù)荷過載所帶來的事故風(fēng)險和減少認(rèn)知負(fù)荷過低所導(dǎo)致的人因失誤兩個方面,提出了均衡認(rèn)知負(fù)荷水平的設(shè)計元素的選取和編碼的定量和定性的原則,為復(fù)雜信息系統(tǒng)人機(jī)交互領(lǐng)域解決認(rèn)知負(fù)荷問題提供了信息編碼方法和實(shí)驗(yàn)方法,為認(rèn)知負(fù)荷失衡的人機(jī)界面問題提供了有效的研究思路和方向。從設(shè)計角度為提升我國復(fù)雜信息系統(tǒng)多維數(shù)字化人機(jī)交互環(huán)境下的人員認(rèn)知能力和決策判斷的可靠性做出了積極的貢獻(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：人機(jī)界面 信息編碼 認(rèn)知負(fù)荷 均衡 感知分層化 感知次序化 編碼方法
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-16
• 第1章 緒論16-26
• 1.1 研究背景及意義16-18
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3 課題研究內(nèi)容22-23
• 1.4 論文撰寫安排23-24
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)24-25
• 本章小結(jié)25-26
• 第2章 基于認(rèn)知負(fù)荷的信息編碼機(jī)理分析26-49
• 2.1 信息編碼研究26-31
• 2.1.1 信息編碼過程26-27
• 2.1.2 設(shè)計信息編碼27-28
• 2.1.3 大腦信息解碼28-31
• 2.2 認(rèn)知負(fù)荷產(chǎn)生原因及原理31-34
• 2.2.1 概念的提出31-32
• 2.2.2 認(rèn)知負(fù)荷的影響因素32-33
• 2.2.3 認(rèn)知負(fù)荷的分類及特性33-34
• 2.3 人機(jī)界面認(rèn)知負(fù)荷的結(jié)構(gòu)34-39
• 2.3.1 注意和記憶與認(rèn)知負(fù)荷的關(guān)系34
• 2.3.2 基于認(rèn)知階段資源消耗的認(rèn)知負(fù)荷34-35
• 2.3.3 人機(jī)界面認(rèn)知負(fù)荷的層次結(jié)構(gòu)35-36
• 2.3.4 人機(jī)界面認(rèn)知負(fù)荷與設(shè)計元素的關(guān)系36-39
• 2.4 現(xiàn)有控制認(rèn)知負(fù)荷的信息編碼手段39-41
• 2.4.1 信源編碼39-40
• 2.4.2 設(shè)計層信道編碼40
• 2.4.3 顯示層信道編碼40
• 2.4.4 大腦層信道編碼40
• 2.4.5 信宿編碼40-41
• 2.5 認(rèn)知負(fù)荷的均衡策略41-48
• 2.5.1 人機(jī)界面認(rèn)知負(fù)荷失衡問題41-43
• 2.5.2 認(rèn)知負(fù)荷的均衡基礎(chǔ)和原理43-44
• 2.5.3 均衡認(rèn)知負(fù)荷的信息編碼方法44-47
• 2.5.4 均衡認(rèn)知負(fù)荷的信息編碼總體架構(gòu)47-48
• 本章小結(jié)48-49
• 第3章 基于時間壓力的信息編碼研究49-60
• 3.1 概述49-50
• 3.2 時間壓力50-51
• 3.2.1 時間壓力的影響50
• 3.2.2 時間壓力的水平50-51
• 3.3 時間壓力的獲取51-53
• 3.3.1 傳統(tǒng)的時間壓力獲取方法51
• 3.3.2 生理技術(shù)獲取方法51-52
• 3.3.3 獲取時間壓力水平的實(shí)驗(yàn)研究52-53
• 3.4 均衡時間壓力的認(rèn)知容量實(shí)驗(yàn)53-55
• 3.4.1 視覺認(rèn)知容量的研究現(xiàn)狀53
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)方法53-54
• 3.4.3 實(shí)驗(yàn)材料54-55
• 3.4.4 實(shí)驗(yàn)程序55
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析55-59
• 3.5.1 視覺認(rèn)知績效和反應(yīng)時分析55-57
• 3.5.2 視覺認(rèn)知容量分析57
• 3.5.3 編碼方式與視覺認(rèn)知容量/速度之間的關(guān)系57-58
• 3.5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證分析58
• 3.5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論58-59
• 本章小結(jié)59-60
• 第4章 基于感知分層的信息編碼研究60-83
• 4.1 概述60
• 4.2 感知分層方法的理論基礎(chǔ)60-61
• 4.2.1 時間相關(guān)性原理60-61
• 4.2.2 注意捕獲理論61
• 4.2.3 辨別任務(wù)范式61
• 4.3 信息編碼與視覺感知分層61-63
• 4.3.1 顏色編碼與視覺感知分層61-62
• 4.3.2 形狀編碼與視覺感知分層62-63
• 4.4 顏色編碼的層次性感知實(shí)驗(yàn)63-70
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)方法63-64
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容64-65
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)程序65
• 4.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析65-69
• 4.4.5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)69-70
• 4.4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)論70
• 4.5 形狀編碼的注意捕獲實(shí)驗(yàn)70-82
• 4.5.1 實(shí)驗(yàn)方法70
• 4.5.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容70-72
• 4.5.3 實(shí)驗(yàn)程序72-73
• 4.5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析73-80
• 4.5.5 實(shí)驗(yàn)討論80-82
• 4.5.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)論82
• 本章小結(jié)82-83
• 第5章 基于感知次序的信息編碼研究83-113
• 5.1 概述83
• 5.2 感知次序方法的理論基礎(chǔ)83-85
• 5.2.1 時空接近性原理83-84
• 5.2.2 空間構(gòu)型原則84
• 5.2.3 背景線索效應(yīng)的視覺搜索范式84-85
• 5.3 信息編碼與視覺感知次序85-87
• 5.3.1 布局編碼與視覺感知次序85-86
• 5.3.2 可視化結(jié)構(gòu)編碼與感知次序86-87
• 5.4 布局編碼的感知實(shí)驗(yàn)87-101
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)方法87-88
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)88
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容88-90
• 5.4.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析90-97
• 5.4.5 實(shí)驗(yàn)討論和結(jié)論97-101
• 5.5 可視化結(jié)構(gòu)編碼的感知實(shí)驗(yàn)101-112
• 5.5.1 實(shí)驗(yàn)方法101-102
• 5.5.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)102
• 5.5.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容102-103
• 5.5.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析103-110
• 5.5.5 實(shí)驗(yàn)討論和結(jié)論110-112
• 本章小結(jié)112-113
• 第6章 均衡認(rèn)知負(fù)荷的信息編碼方法113-130
• 6.1 均衡認(rèn)知負(fù)荷的信息編碼層次結(jié)構(gòu)113-114
• 6.2 均衡認(rèn)知負(fù)荷的信息編碼原則114-116
• 6.2.1 信息過濾原則114
• 6.2.2 信息凸顯原則114-115
• 6.2.3 構(gòu)建視覺感知的結(jié)構(gòu)化和層次化115
• 6.2.4 構(gòu)建視覺感知的次序化和整體化115-116
• 6.3 視覺感知分層編碼方法116-118
• 6.3.1 方法原理116-118
• 6.3.2 層次性認(rèn)知和層次化意義118
• 6.4 視覺感知次序編碼方法118-120
• 6.4.1 方法原理118-119
• 6.4.2 一致性認(rèn)知和次序化意義119-120
• 6.5 基于感知分層的人機(jī)界面顏色輔助設(shè)計原型開發(fā)120-129
• 6.5.1 色彩的感知分層120-121
• 6.5.2 系統(tǒng)功能分析121
• 6.5.3 系統(tǒng)應(yīng)用分析121-122
• 6.5.4 程序技術(shù)平臺122-125
• 6.5.5 原型系統(tǒng)操作步驟125-129
• 本章小結(jié)129-130
• 第7章 專題界面設(shè)計與眼動實(shí)驗(yàn)分析130-148
• 7.1 概述130
• 7.2 專題界面設(shè)計130-137
• 7.2.1 概念層次特征及任務(wù)流程130-132
• 7.2.2 信息層的信息架構(gòu)模式132-133
• 7.2.3 信息層到視覺層的映射133-135
• 7.2.4 視覺層導(dǎo)航結(jié)構(gòu)設(shè)計135-136
• 7.2.5 界面設(shè)計方案136-137
• 7.3 專題界面眼動評估實(shí)驗(yàn)137-147
• 7.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及環(huán)境137
• 7.3.2 實(shí)驗(yàn)材料及被試137-138
• 7.3.3 實(shí)驗(yàn)任務(wù)138-139
• 7.3.4 實(shí)驗(yàn)程序139-140
• 7.3.5 實(shí)驗(yàn)一數(shù)據(jù)處理和分析140-143
• 7.3.6 實(shí)驗(yàn)二數(shù)據(jù)處理和分析143-146
• 7.3.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)論146-147
• 本章小結(jié)147-148
• 第8章 總結(jié)和展望148-150
• 8.1 總結(jié)148-149
• 8.2 后續(xù)工作展望149-150
• 致謝150-151
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利151-152
• 附錄A 華東四省一市汽車4s店GIS軟件監(jiān)控系統(tǒng)原型設(shè)計方案152-161
• 附錄B 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)161-170
• 附錄C Aesthete人機(jī)界面顏色輔助設(shè)計軟件說明書170-172
• 參考文獻(xiàn)172-181

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尹志宏;;淺談多媒體在物理教學(xué)中的作用[J];教育教學(xué)論壇;2012年32期

2 張劍鋒;;降低網(wǎng)絡(luò)外語學(xué)習(xí)認(rèn)知負(fù)荷的策略研究[J];技術(shù)與創(chuàng)新管理;2013年06期

3 胡慶華;唐國華;;減輕網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)認(rèn)知負(fù)荷的策略研究[J];教育學(xué)術(shù)月刊;2009年12期

4 孫崇勇;;多媒體學(xué)習(xí)中歸納對認(rèn)知負(fù)荷及學(xué)習(xí)成績的影響[J];心理研究;2013年04期

5 李建華;國佳;沈旺;;網(wǎng)絡(luò)受控環(huán)境下信息檢索用戶認(rèn)知負(fù)荷動態(tài)變化分析[J];圖書情報工作;2012年10期

6 樊建華;金哲;;多媒體輔助語言學(xué)習(xí)中的認(rèn)知負(fù)荷闡釋[J];深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2005年03期

7 羅小勝;康民;;網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中的認(rèn)知負(fù)荷及解決途徑初探[J];中國教育技術(shù)裝備;2008年24期

8 李金波;;網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者狀態(tài)元認(rèn)知對認(rèn)知負(fù)荷影響的實(shí)驗(yàn)研究[J];現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究;2010年02期

9 汪海波;薛澄岐;黃劍偉;宋廣麗;;基于認(rèn)知負(fù)荷的人機(jī)交互數(shù)字界面設(shè)計和評價[J];電子機(jī)械工程;2013年05期

10 李金波;;網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中影響學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷的因素[J];電化教育研究;2009年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙俊峰;申繼亮;;中學(xué)生學(xué)習(xí)過程中認(rèn)知負(fù)荷的現(xiàn)狀[A];第十一屆全國心理學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

2 許遠(yuǎn)理;郭克敏;朱新明;李亦菲;;從認(rèn)知負(fù)荷的角度看傳統(tǒng)教學(xué)方法的缺點(diǎn)[A];第八屆全國心理學(xué)學(xué)術(shù)會議文摘選集[C];1997年

3 胡啟雷;王麗;張彤;;兩種典型漢字輸入裝置的輸入績效及認(rèn)知負(fù)荷研究[A];增強(qiáng)心理學(xué)服務(wù)社會的意識和功能——中國心理學(xué)會成立90周年紀(jì)念大會暨第十四屆全國心理學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

4 龔德英;張大均;;自我解釋與材料難度對多媒體學(xué)習(xí)中認(rèn)知負(fù)荷的影響[A];增強(qiáng)心理學(xué)服務(wù)社會的意識和功能——中國心理學(xué)會成立90周年紀(jì)念大會暨第十四屆全國心理學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

5 王穎;官漱塵;吳皓;林立甲;Chee Ha Lee;Slava Kalyuga;;內(nèi)外部圖像化學(xué)習(xí)方法對學(xué)習(xí)和認(rèn)知效應(yīng)的研究[A];心理學(xué)與創(chuàng)新能力提升——第十六屆全國心理學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

6 董珍珍;;從認(rèn)知負(fù)荷模型看會議口譯譯前準(zhǔn)備[A];福建省外文學(xué)會2007年會暨華東地區(qū)第四屆外語教學(xué)研討會論文集[C];2007年

7 趙妍;陳紅艷;劉儒德;;多媒體呈現(xiàn)方式對認(rèn)知負(fù)荷與學(xué)習(xí)成效的影響[A];第十屆全國心理學(xué)學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2005年

8 朱瑜;許，

本文編號：359123