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1 绪论1

1.1 研究背景及意义1

1.2 国内外研究现状4

1.3 课题研究内容10

1.4 本书撰写安排12

1.5 本书结构13

本章小结14

2 基于认知负荷的信息编码机理分析15

2.1 信息编码研究15

2.1.1 信息编码过程15

2.1.2 设计信息编码16

2.1.3 大脑信息解码18

2.2 认知负荷的产生原因及原理22

2.2.1 概念的提出22

2.2.2 认知负荷的影响因素23

2.2.3 认知负荷的分类及特性24

2.3 人机界面认知负荷的结构25

2.3.1 注意和记忆与认知负荷的关系25

2.3.2 基于认知阶段资源消耗的认知负荷26

2.3.3 人机界面认知负荷的层次结构27

2.3.4 人机界面认知负荷与设计元素的关系28

2.4 现有控制认知负荷的信息编码手段32

2.4.1 信源编码33

2.4.2 设计层信道编码33

2.4.3 显示层信道编码33

2.4.4 大脑层信道编码33

2.4.5 信宿编码34

2.5 认知负荷的均衡策略34

2.5.1 人机界面认知负荷失衡问题34

2.5.2 认知负荷的均衡基础和原理37

2.5.3 均衡认知负荷的信息编码方法38

2.5.4 均衡认知负荷的信息编码总体架构42

本章小结44

3 基于时间压力的信息编码研究45

3.1 概述45

3.2 时间压力47

3.2.1 时间压力的影响47

3.2.2 时间压力的水平47

3.3 时间压力的获取48

3.3.1 传统的时间压力获取方法48

3.3.2 生理技术获取方法48

3.3.3 获取时间压力水平的实验研究49

3.4 均衡时间压力的认知容量实验51

3.4.1 视觉认知容量的研究现状51

3.4.2 实验方法51

3.4.3 实验材料52

3.4.4 实验程序53

3.5 实验结果和分析54

3.5.1 视觉认知绩效和反应时分54

3.5.2 视觉认知容量分析55

3.5.3 编码方式与视觉认知容量/速度之间的关系56

3.5.4 实验结果验证分析57

3.5.5 实验结论58

本章小结58

4 基于感知分层的信息编码研究59

4.1 概述59

4.2 感知分层方法的理论基础59

4.2.1 时间相关性原理59

4.2.2 注意捕获理论60

4.2.3 辨别任务范式61

4.3 信息编码与视觉感知分层61

4.3.1 颜色编码与视觉感知分层61

4.3.2 形状编码与视觉感知分层63

4.4 颜色编码的层次性感知实验64

4.4.1 实验方法64

4.4.2 实验内容65

4.4.3 实验程序65

4.4.4 实验结果和分析67

4.4.5 验证实验71

4.4.6 实验结论72

4.5 形状编码的注意捕获实验73

4.5.1 实验方法73

4.5.2 实验内容73

4.5.3 实验程序76

4.5.4 实验结果和分析77

4.5.5 实验讨论86

4.5.6 实验结论88

本章小结89

5 基于感知次序的信息编码研究90

5.1 概述90

5.2 感知次序方法的理论基础91

5.2.1 时空接近性原理91

5.2.2 空间构型原则91

5.2.3 背景线索效应的视觉搜索范式92

5.3 信息编码与视觉感知次序93

5.3.1 布局编码与视觉感知次序93

5.3.2 可视化结构编码与感知次序94

5.4 布局编码的感知实验96

5.4.1 实验方法96

5.4.2 实验目标97

5.4.3 实验内容97

5.4.4 实验数据分析100

5.4.5 实验讨论和结论110

5.5 可视化结构编码的感知实验115

5.5.1 实验方法115

5.5.2 实验目标116

5.5.3 实验内容117

5.5.4 实验数据分析118

5.5.5 实验讨论和结论127

本章小结129

6 均衡认知负荷的信息编码方法130

6.1 均衡认知负荷的信息编码层次结构130

6.2 均衡认知负荷的信息编码原则131

6.2.1 信息过滤原则132

6.2.2 信息凸显原则132

6.2.3 构建视觉感知的结构化和层次化133

6.2.4 构建视觉感知的次序化和整体化134

6.3 视觉感知分层编码方法135

6.3.1 方法原理135

6.3.2 层次性认知和层次化意义136

6.4 视觉感知次序编码方法137

6.4.1 方法原理137

6.4.2 一致性认知和次序化意义138

6.5 基于感知分层的人机界面颜色辅助设计原型开发139

6.5.1 色彩的感知分层140

6.5.2 系统功能分析140

6.5.3 系统应用分析141

6.5.4 程序技术平台142

6.5.5 原型系统的操作步骤145

本章小结150

7 专题界面设计与眼动实验分析152

7.1 概述152

7.2 专题界面设计152

7.2.1 概念层次特征及任务流程152

7.2.2 信息层的信息架构模式154

7.2.3 信息层到视觉层的映射156

7.2.4 视觉层导航结构设计158

7.2.5 界面设计方案160

7.3 专题界面眼动评估实验162

7.3.1 实验设备及环境162

7.3.2 实验材料及被试162

7.3.3 实验任务163

7.3.4 实验程序164

7.3.5 实验1数据处理和分析165

7.3.6 实验2数据处理和分析169

7.3.7 实验结论172

本章小结174

8 总结和展望175

8.1 总结175

8.2 后续工作展望177

附录A 华东四省一市汽车4S店GIS软件监控系统原型设计方案178

附录B 实验数据188

附录C Aesthete人机界面颜色辅助设计软件说明书204

参考文献206