科研軟件開發中UI設計探討論文

軟件作為一種技術載體和計算實體是科研成果有形化的有效途徑，是應用和推廣科技成果的重要手段。但在科研項目軟件開發過程中，對於科研軟件的UI設計重視不足、投入不夠、資源缺乏等因素，往往導致軟件在開發完成後由於較差的用户體驗被束之高閣。文章探討了科研項目中軟件UI設計的常見問題，提出改善用户體驗的策略和方法，並結合實例進行了分析説明，以期更好地提升軟件質量、推廣軟件產品。

1 前 言

當前，網絡信息技術的飛速發展正在深刻地影響着人類社會的變革，計算機技術已經滲透至政治、經濟、社會以及日常生活的方方面面。在科研工作中，使用計算機技術，以軟件為載體將科研成果有形化是應用和推廣科技成果的有效途徑，但由於科研工作的固有特性，在軟件開發中，對於用户體驗、人機界面的投入較之軟件功能、軟件性能要少得多，這使得科研軟件在開發完成後由於其較差的用户體驗往往被束之高閣，本文探討了科研項目中軟件界面設計的常見問題，並對改善用户體驗方面提出解決策略，從而達到更好地推廣科研軟件、應用新技術的目的。

2 界面設計概述

用户界面(User Interface，簡稱UI)是指人(使用者、用户)通過敲擊鍵盤、滑動鼠標、觸摸屏幕等方式向計算機輸入指令，而計算機通過聲音、圖像或震動反饋信息，這樣一種人和計算機相互交互的系統即為UI[1]。

UI設計主要是指對軟件的人機交互、操作邏輯、操作界面的整體設計。國際權威的人機交互專家Norman博士強調，一個完好開發的、有凝聚力的產品，應該看上去美觀，用起來舒心，使用户能夠愉悦的欣賞，快樂地使用，同時增強心靈和思想的感受[2]，良好的用户體驗是用户界面設計的最終目標。

2.1 UI設計與用户體驗

用户體驗(User Experience)是指人機交互過程中建立起來的心理感受[2]。它要求以用户為中心進行組織設計和提供服務，通過創造性的工作來體現獨特的個性和價值，是用户獲得最大的成就和滿足感。用户體驗是藝術、交互和技術的統一[3]。

對於設計師而言，用户體驗應該貫穿UI設計的'整個流程，UI設計的最終目標就是良好的用户體驗，雖然用户體驗是純主觀性的感受，但是對於一個界定明確的用户羣體，可以通過把握用户體驗的共性達到設計良好的效果[4]。

2.2 UI設計流程

用户界面設計同時也遵循軟件工程的基本思想，通過流程化、規範化實施將為軟件界面的持續改進提供保障。用户界面設計主要分為以下步驟[5]：

(1)需求整理及分析。作為一項軟件產品，需求整理及分析是設計師獲得產品設計目標的重要途徑，通過需求分析確定軟件界面需要具備的基本條件和必備元素，弄清楚用户人羣特徵、客户喜好、使用環境和使用方式。

(2)方案制定及選型。在明確目標後，設計師着手設計幾套不同風格的界面方案以供用户選擇，可以通過目標人羣的自然選擇結果作為選型依據。然後收集用户反饋，比如對各設計方案的第一印象、綜合印象等，對方案的結構、色彩搭配、文字排版、內容展示的滿意程度等，選出用户認為最佳的排列。

設計師通過不斷改進和反覆推敲最終交由用户確認最優方案。

(3)產品開發及測試。方案選型結束後就進入產品開發階段，軟件界面設計是一個功能開發和測試交互的過程，通過不斷調試和測試從而開發出功能完備的軟件產品;

(4)產品交付及跟蹤。軟件產品的交付並不意味着軟件生命週期的終結，對於軟件而言進入另一個生命週期，在這個週期中，設計師仍然需要對軟件的用户體驗進行跟蹤，收集信息，為後續的升級和改版做好準備，具體流程見圖1。

3 UI設計常見問題

當前，以軟件為載體將科研成果有形化已經成為科研工作的重要組成部分，軟件往往成為科研項目推廣和新技術應用的關鍵手段。

但是由於科研項目的固有特性，在軟件產品的UI設計中，經常出現以下共性問題，具體有：

(1)科研過程的嚴肅性和不確定性，往往導致軟件開發人員重視軟件基本功能實現，忽略軟件UI設計這一重要環節，有的甚至認為科研項目軟件產品的UI設計無足輕重。

(2)在軟件產品UI上的投入遠遠小於軟件功能實現方面，有的軟件產品往往缺少UI設計師或專業設計人員，這就導致UI設計乏力，很難設計出具有專業水準的軟件產品。

(3)缺乏美觀、大方的用户界面，不注重UI結構設計，文字排版粗糙，即使軟件功能再強大，但是界面呆板、顏色單調、輸入困難等導致用户難以上手，對特定用户來説甚至形成使用障礙，這樣的軟件產品在短時間內難以吸引用户形成凝聚力，從而阻礙了軟件產品的進一步推廣和應用。

(4)功能複雜，UI設計晦澀難懂，用户需要專業培訓方能掌握使用技巧，此類軟件產品可能在UI的界面設計方面具有特點，但往往由於複雜的操作方法導致軟件推廣困難，這也屬於不注重用户體驗的產品類型。

4 改進策略及應用實例

4.1 改進策略

針對以上常見問題，結合筆者所參與科研項目中軟件開發的實際經驗，提出以下解決辦法，主要有：

(1)樹立UI意識，重視用户體驗對於軟件產品的作用，對於科研類軟件產品開發，除滿足基本功能需求外，必須考慮到特定用户羣體的使用喜好和體驗感受，對UI設計進行整體規劃，根據軟件產品特點分析UI設計具體需求，並制定設計方案，以目標人羣的選擇結果作為改進的方向。

(2)加大UI設計的投入力度，通過配備專業設計師或者設計團隊在軟件產品開發初期通盤考慮UI設計，優秀的UI設計將為軟件產品的推廣起到事半功倍的作用。 (3)軟件產品交付後，軟件進入新的生命週期，這個階段的主要工作就是密切跟蹤用户反饋，收集用户使用信息，通過不斷改版和升級完成軟件產品的更新換代，從而保證軟件的可持續發展和用户體驗的不斷提高。

4.2 實例分析

以下根據筆者所參與的“標準編寫軟件”開發項目進行實例分析。“標準編寫軟件”用於輔助標準起草人編寫符合標準規範(標準化工作導則最新版)要求、結構要素完整的標準文檔，主要包括：文檔模塊、要素編寫模塊、段落樣式設置模塊和綜合應用模塊。該軟件化繁為簡，通過減少重複編輯和繁瑣的樣式設置，提高標準編寫的質量和效率。本項目在軟件開發前對需求進行了分析，主要UI設計要點如下：

(1)目標羣體及運行環境。軟件的目標用户羣體為標準起草和制修訂人員，用户主要特徵有：具備良好的標準制修訂從業背景，具有一定的英語讀寫能力，能熟練操作計算機和常用的辦公軟件等，該軟件運行於Windows Xp/Vista/7(32位、64位)等系統，使用MS Office文字處理軟件進行標準編寫。

(2)軟件風格。軟件需要具備的基本風格要素有：簡潔、工整、實用，具體就是用户界面簡潔大方，結構排版工整規範，功能佈局實用美觀。

(3)配色方案。在UI設計中，顏色是最重要的設計元素，而配色方案的選取直接決定了軟件風格和用户感受。目前，很多在線網站提供配色方案選型，主要方法有單色、類比、互補色、複合等色彩衍生方法，在本軟件中採用Adobe公司的kuler網站實現以下顏色搭配方案，配色板見圖2，配色板RGB值見表1。

該軟件發佈後，通過不斷跟蹤用户的使用反饋對相關功能進行了刪減和重新排列，目前已經從V1.0發展到V2.3，併成為相關專業標準起草人員日常工作的必備軟件。

5 結 語

本文對科研軟件開發的UI設計中常見問題進行了歸納整理，提出了改進UI設計的方法和策略，將其應用於“標準編寫軟件”的開發中收到了較好的效果。目前，隨着信息技術的不斷完善，新技術的不斷髮展為良好的UI設計提供了技術上的保證，如Ajax、Silver light的出現為用户體驗的進一步提高提供了可能，同時，加強UI設計對於改善用户體驗的作用越來越明顯，軟件的UI設計也應遵循循序漸進的策略，不斷收集用户反饋，通過改版和升級做到軟件產品功能和UI設計從數量到質量的轉變。