数字界面图形和文字的认知绩效脑电指标评价方法研究

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1、目录致谢学校代码：10286分类号：TB47密级：公开UDC：621学号：153389数字界面图形和文字的认知绩效脑电指标评价方法研究研究生姓名：潘龙玉导师姓名：薛澄岐申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学一级学科名称工业设计论文答辩日期2018年6月7日二级学科名称工业设计工程学位授予日期年月日答辩委员会主席常研评阅人Y201801222AY201801222B2018年6月11日硕士学位论文数字界面图形和文字的认知绩效脑电指标评价方法研究专业名称：工业设计工程研究生姓名：潘龙玉导师姓名：薛澄岐本论文获

2、航空科学基金项目（20165169017）、上海航天科技创新基金项目（SAST2016010）和国家自然科学基金（71471037,71271053）资助。RESEARCHONEVALUATINGMETHODSOFERPINDICATORSFORCOGNITIVEPERFORMANCEOFDIGITALINTERFACEGRAPHICSANDTEXTSAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringB

3、YPanLongyuSupervisedbyXueChengqiSchoolofMechanicalEngineeringSoutheastUniversity摘要数字界面图形和文字的认知绩效脑电指标评价方法研究研究生：潘龙玉导师：薛澄岐史鸣杰东南大学机械工程学院摘要在数字界面中，图形和文字是构成界面完整度与支持用户认知最主要的两大因素，不同的设计特性会带来不同的界面设计效果，从而影响用户认知及操作绩效。因此对界面图形和文字的设计优劣所影响的用户绩效进行评价研究，有利于评测和优化设计，使数字界面更具可用性。

4、本文首先结合了视觉感知与认知心理学，分析了数字界面中图形与文字的认知流程。将图形与文字的影响要素进行解构，分析了图形概念元素、视觉元素及相关元素对用户视觉认知绩效的影响，以及文字字体、字号、字间距对用户文本阅读绩效的影响。随后针对图标背景和文字字体字号视觉搜索任务进行了行为实验，分析了不同设计条件下用户完成任务的反应时及准确率。同时结合神经认知科学，采用事件相关电位技术进行了图标Oddball实验和文字字间距搜索实验，将用户行为及认知绩效与脑电P300、N200成分的波幅、潜伏期指标对比，得出实验结论如下：

5、（1）在不同图标背景视觉搜索行为实验中，图标背景的形状因素在面型概念因素下对认知绩效有较显著的影响，用户对矩形面型图标的反应显著快于圆形面型。（2）在不同图标背景Oddball实验中，P300波幅与认知资源，P300潜伏期与反应时间具有一定映射关系。矩形面型的图标占用了更多注意资源，任务的准确率更高，圆形线型的图标反应时短，可辩性更强。（3）在文字字体与字号视觉搜索行为实验中，字体与字号的交互作用对用户认知绩效影响显著，综合两者进行分析可知文本任务中最佳搭配为微软雅黑36px。（4）在不同字间距的文字搜索脑

6、电实验中，字间距适宜的文本激发的N200波幅绝对值更大，潜伏期更长。0.2W间距适宜于文本扫视，0.4～0.8W间距适宜于目标搜索。最终从脑生理测量层面对特征元素不同设计水平的认知绩效进行阐述。总结出了评价数字界面图形和文字认知绩效的脑电指标评价方法，为界面设计提出了理论依据和推荐形式。有助于界面设计师对界面图标和文字的设计进行评估及优化。关键词：数字界面，图形及文字，认知绩效，脑电ERPIAbstractResearchonEvaluatingMethodsofERPIndicatorsforCognit

7、ivePerformanceofDigitalInterfaceGraphicsandTextsByPANLongyuSupervisedbyXUEChengqiSHIMingjieSchoolofMechanicalEngineering,SoutheastUniversityAbstractInthedigitalinterfacedesign,graphicsandtextarethetwomajorfactorsthatconstitutetheintegrityoftheinterfaceands

8、upportuserperception.Differentdesignfeatureswillbringdifferentinterfacedesigneffects,thusaffectinguserperceptionandoperationalperformance.Therefore,thestudyoftheuserperformanceaffectedbythedesignoftheinterfac