交互的认知模型

认知模型描述并预测人们在使用交互系统时的感知、思考和行动方式，使分析人员能够在任何用户测试之前估算任务时间等性能指标。

Definition

交互的认知模型是对使用系统时涉及的人类感知、认知和运动过程的正式或定量描述，用于解释交互并预测任务完成时间等指标，而无需进行实证测试。

Scope

本主题涵盖交互中人类表现的分析模型：模型人处理器、GOMS家族和用于预测专家任务时间的击键水平模型，以及运动和感知表现定律，如菲茨定律和希克-海曼定律。它探讨了这些模型如何预测效率并为设计选择提供信息。它不包括从用户那里收集的经验指标（在可用性指标和测量中讨论），也不包括指向的设备级细节（在输入和交互技术中讨论）。

Core questions

• 在构建或测试界面之前，如何预测任务完成时间？
• 菲茨定律对获取目标的时间有何阐述？
• GOMS家族如何将任务分解为目标、操作符、方法和选择规则？
• 预测性认知模型的优点和局限性是什么？

Key concepts

• 模型人处理器
• GOMS
• 击键水平模型
• 菲茨定律
• 希克-海曼定律
• 预测性绩效建模
• 专家任务时间
• 操作符和方法

Key theories

GOMS和击键水平模型

GOMS将熟练的任务表现分析为目标、操作符、方法和选择规则；其最简单的成员——击键水平模型，通过汇总击键、指向和心理准备等基本动作的估计持续时间来预测专家执行时间。

菲茨定律

移动到并获取目标的时间随距离增加而增加，随目标大小减小而减小，呈对数关系，为设计人员提供了量化交互控件大小和位置的依据。

模型人处理器

Card、Moran和Newell将人建模为相互作用的感知、认知和运动处理器，具有特征性的容量和周期时间，为交互性能的工程近似提供了基础。

Clinical relevance

认知模型使设计人员能够分析性地比较界面替代方案，例如估算哪种菜单布局或控件放置速度更快，而无需为每个选项进行研究；特别是菲茨定律指导图形和触摸界面中目标的大小和位置。

History

Card、Moran和Newell于1983年出版的著作将认知心理学应用于界面设计，其基础是1980年发布的击键水平模型和1954年菲茨的瞄准运动定律。GOMS家族后来由John和Kieras进行了比较和扩展，预测建模仍然是与经验方法并行的分析评估工具。

Key figures

• Stuart K. Card
• Thomas P. Moran
• Allen Newell
• Paul M. Fitts
• Bonnie E. John
• David E. Kieras

Seminal works

• card1983
• card1980
• fitts1954

Frequently asked questions

菲茨定律在界面设计中有何用途？

菲茨定律根据目标的距离和大小预测指向目标所需的时间。设计人员利用它来使常用控件更大，或将其放置在屏幕边缘和角落（这些位置实际上很容易点击），从而减少指向时间和精力。

预测性认知模型何时比用户测试更有用？

像击键水平模型这样的预测模型在早期阶段或比较多种设计变体时最有用，因为它们可以廉价快速地估算专家性能时间，而无需招募用户。它们是对测试的补充，测试仍然需要捕捉模型简化掉的学习、错误和真实世界行为。