交互设计背后的心理学原理

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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：