衛星定位系統之使用者介面選單架構與導航型式探討｜國立臺灣科技大學博碩士論文系統

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研究生：	蔡垂宏 Chui-Hung Tsai
論文名稱：	衛星定位系統之使用者介面選單架構與導航型式探討 An Investigation on the Menu Structure and Guiding Style for the User Interface of Global Positioning System
指導教授：	陳建雄 Chien-Hsiung Chen
口試委員:	鄭金典 Jin-Dean Cheng 張建成 Chien-Chen Chang
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	設計學院 - 設計系 Department of Design
論文出版年：	2007
畢業學年度：	95
語文別：	中文
論文頁數：	116
中文關鍵詞：	衛星導航、介面架構、導航型式、後設認知、使用者介面
外文關鍵詞：	Global positioning system, Interface structure, Guiding style, Metacognition, User interface
相關次數：	點閱：332 下載：2
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隨著電腦運算科技的進步與普遍，衛星導航系統已經成為許多人出門使用的輔助尋路用品，使用者介面設計的優劣對於衛星導航系統的操作具有很大的影響力。因此，本研究探討衛星定位系統中符合使用者心智模式之介面設計特點及使用上的問題，藉以建構衛星導航系統操作介面的設計原則。
第一階段實驗使用市面上現有3款具有代表性之衛星導航使用者介面進行任務操作，以了解使用者對於衛星導航使用者介面之操作問題與意見，歸納為下列八項：(1) 衛星導航系統的介面設計應避免過多層次的設計；(2) 介面使用之詞彙與圖像應能夠和使用者的心智模式契合；(3) 應善用功能介面的特性增進衛星導航系統的使用性；(4) 控制介面呈現之資訊量需能減少使用者的心智負荷；(5) 應採用群組化的相關功能選單；(6) 清晰明確的功能詞彙能避免使用者的誤解；(7) 選單的安排應合乎操作流程的順序；(8) 增進使用者與衛星導航系統介面的互動，乃至於愉悅性的加入以增加介面的親合性。
第二階段實驗以2(選單架構) x 3(導航型式)之二因子實驗設計，設計出六組不同類型之衛星導航使用者介面原型，作為正式實驗之測試樣本。量測其操作任務所需之時間，之後要求受測者就QUIS使用者介面滿意度、NASA-TLX工作負荷指標、以及後設認知量表是否有顯著差異存在，研究結果如下：
(1) 階層式結構選單與線性式結構選單在介面的呈現上各有其優缺點，對於操作目的相似之功能應採用線性式選單結構以增進操作績效，且可避免使用者的迷失；而屬性相互獨立之功能應有適當的區分，減少使用者因往返介面之間而造成混淆。
(2) 導航模式所提供的互動型式應評估其提供給使用者之資訊量是否適當，過多的資訊對於使用者而言反而成為使用者操作的負荷，過少的資訊對於使用者而言亦無顯著的助益。
(3) 可針對目標使用者之特性進行介面的設計考量，了解使用者基本能力的差異與相關的使用經驗，進而運用使用者之後設認知經歷於任務設計中，讓使用者容易理解介面的功能與操作之目的，而能順利完成任務。

As the progress and wide spread of the computing technology, the global positioning system (GPS) has become a required guiding support for many users. The user interface design of the GPS has a major influence on the usability of the GPS. Therefore, this research study is intended to investigate the user interface design of the GPS based on users’ mental models as well as potential interaction problems. It is hoped that the design guidelines of the GPS user interface can be constructed for future references.

In the first stage of the experiment, 3 representative GPS user interfaces were investigated by means of task performances in order to understand potential interaction problems. A total of 8 design recommendations were generated. They are: (1) The hierarchy of the GPS user interface should not adopt too many layers. (2) The text and icons showing on the user interface should match users’ mental models. (3) The function characteristics should be carefully used to enhance the GPS usability. (4) The amount of information showing on the display should be reduced to help decrease users’ mental workload. (5) The grouping concepts should be incorporated regarding interface functions. (6) Adopting clear vocabulary can prevent users’ misunderstanding. (7) The menu arrangement should match the task flow. (8) Incorporating the pleasurable design concepts can help users’ interaction with the GPS user interface.
The second stage of the experiment adopted a 2 (menu structure) x 3 (guiding style) factorial design. A total of 6 different interface prototypes were created for the experimental purpose. The data from participants task performance and from 3 questionnaires (QUIS, NASA-TLX, and metacognitive awareness) were collected and tested for significant difference. The results generated from this study revealed that:
(1) There existed pros and cons between the hierarchical and linear types of menu structures. Adopting linear menu structure to functions of similar task goals could actually enhance users’ performance and avoid the occurrence of disorientation. There should exist clearly distinctions among independent functions. By so doing could reduce confusing when users moved back and forth among interface functions.
(2) The appropriate amount of information should be provided to the users according to the guiding style. Too much information could overload users’ task performance. However, providing users without enough information would not help them conduct the task.
(3) The design of GPS user interface can take target users’ characteristics for references. Not only can users’ capabilities and use experience be understood, but also can incorporate users’ metacognitive awareness in the task design. Therefore, users can easily realize the interface functions and task goals. The tasks can be completed within the shortest possible time.

目錄
中文摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .i
英文摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .iii
致謝. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .iv
目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .v
圖目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .vii
表目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .viii
第一章	緒論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
1.1 研究背景與動機. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
1.2 研究目的. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1.3 研究範圍與限制. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1.4 論文組織與架構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
第二章	文獻探討. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
2.1 GPS與GIS的發展與應用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
2.2 使用者對三度空間的流覽與理解. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
2.3 後設認知的研究與發展 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
2.3.1 後設認知之定義. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
2.3.2 後設認知理論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
2.4 Norman的認知理論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
2.5 使用者為中心的設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
2.6 使用性評估. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
2.7 選單架構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
第三章	研究方法與實驗設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
3.1 研究方法與步驟. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
3.2 實驗設計流程與架構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
3.2.1 第一階段實驗：現有衛星導航軟體分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2.2 現有軟體介面架構分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
3.2.3 第二階段實驗：衛星導航軟體模擬介面與操作實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
3.2.3.1 資料蒐集. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
3.2.3.2 介面測試原型設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
3.2.3.3 實驗任務設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
3.2.3.4 問卷設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
3.2.3.5 受測者樣本. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
第四章	實驗結果與討論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
4.1 實驗步驟. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
4.2 第一階段：現有軟體介面任務操作實驗之結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
4.2.1 任務一：確認訊號. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.2.2 任務二：設定最佳路徑. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.2.3 任務三：修改路徑. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.2.1 任務四：儲存自定點. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.2.5 任務五：多點行程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.2.6 任務六：整體任務. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.3 第二階段：衛星導航介面測試原型操作實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
4.3.1 實驗內容. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.3.2 實驗架構. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.4 第二階段實驗資料分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
4.4.1 執行任務時間績效分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.4.2 使用者介面滿意度問卷QUIS評量表分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.4.3 NASA-TLX評量表分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 78
4.4.4 後設認知評量表分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
第五章	結論與建議. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 103
5.1 研究結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
5.2 結論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106
5.3 後續研究發展建議. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
英文文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
中文文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111

附錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
使用者基本資料與使用經驗調查問卷. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
使用者介面滿意度QUIS評量表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
NASA TLX評量表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
後設認知評量表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116

                                

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