界面是人和物、人和人、物和物之间感知和互动的层面，感知的主体可以是人，比如我们看到一辆汽车（视觉），听到一首歌（听觉）；也可以是物，比如客厅的灯感知有人进来。物作为感知的主体，就是我们所说的智能化。交互或者互动，是发生在用户界面场域的，用户基于既定目标、完成任务的行为。

依据技术实现的轨迹，我们把用户界面分为：

1. 物理用户界面 Physical User Interface, 缩写为PUI
2. 图形用户界面 Graphical User Interface，缩写为GUI
3. 自然用户界面 Natural User Interface，缩写为NUI

注意，这里所阐述的，皆为可交互的用户界面 Interactive User Interface。当然还有非交互用户界面 Non-Interactive User Interface，比如人和杯子、人和椅之间的用户界面，则不在本探讨之列。

交互是什么？把 Interaction 拆分为 Action 和 Inter 两部分，语义就不言而明了。人们通过视觉和触觉感知杯子的存在，并且给杯子一个行动Action：“端起杯子”。但是，杯子没有反馈，人和杯子之间就没有交互发生。如果把杯子换成手电筒，按下电源键，灯亮了；再按一次，灯灭了，人和产品之间就构成了简单的交互。

这个按键，就是一个可交互的用户界面。

用户界面首先是人和机器交互的一个场域 Field。在这里面，用户通过交互行为，完成任务，达成目标。再者，用户界面是可以被设计的，是美学本质的体现，用户在此过程中可以感受到美的愉悦。

1. 物理用户界面

物理用户界面，是工业化时代人-机交互的主要通道。人和机器的对话通过各种旋钮、按键、挡杆、方向盘来实现；计算机的出现，又衍生出了鼠标、键盘、手写板等新的界面，因为这些物体都具备物理属性，故称之为物理用户界面。对于物理用户界面，人依赖“触觉感知”和机器进行交互。

物理用户界面的特征有：

1）物理特质，安全感强

相比其它交互形式，触觉给人的安全感最强。这似乎和人类的进化史有关，除了睡觉之外，先民们总是手里提一个棍子或者长矛，用于狩猎和防卫。我们去野外，也习惯手里拿一个登山杖或者棍子，这是安全的潜意识需求。从婴儿的行为也可以看出，其对拥抱和抚摸的感受，其实就是一种对安全的渴望。

现在的智能汽车，最激进的设计思路就是幻想去掉方向盘，利用其它交互通道进行操作，或者纯自动驾驶。从技术的角度看，或许没有问题，但是要改变用户对安全的需求，非朝夕可期，尤其是汽车这种安全诉求高的产品。

所以我们看到，各种交通工具的驾驶舱里，基于屏幕的图形用户界面，多用来显示信息；而驾驶行动的实施，仍然多是通过物理用户界面，尤其是关键性操作，比如转向、刹车。

飞机驾驶舱有上千个按钮。

2）操作直接、简单

物理用户界面多用于功能和信息架构简单的产品或者任务。交互反馈的直接性，是其明显的特征。比如各种产品的电源开关、多数家电的功能按键等。但是，简单便捷操控，也容易造成误操作。

由于缺乏视觉用户界面的容错性选项，如何避免错误、修正错误是我们要解决的问题。比如电梯按错楼层，如何改正错误？女性司机在紧张的驾驶状态里，很容易把油门当成刹车踩，如何通过设计来避免？

这些都是物理用户界面要研究的课题。

3）多和符号声音、显示灯共同使用

比如电梯楼到达某一楼层室，会通过声音和显示灯来提醒。洗衣机的功能选择旋钮，会通过听觉（符号音）、视觉（指示灯）和触觉（阻尼感）对用户的行动进行反馈，形成互动。

近来有一种去物理用户界面的思潮，似乎屏幕越多越大，产品的科技感就越强。尤其在汽车行业，一些实体物理键钮被被屏幕上虚拟的键钮所取代，产生了很多安全隐患。本来用户可以依赖触觉，去打开和调温空调，现在却要依赖视觉去寻找、点击、选择和确认，增加了视觉工作时长。这在高速行驶的状态下，是件很危险的事情。

随着人-机交互技术的快速发展，纯物理用户界面的产品越来越少了，交互界面的选择要以用户完成任务的安全性和便捷性为原则，多通道并举，合适即好。

2. 图形用户界面

图形用户界面是电子化、信息化时代人-机交互的主要通道。芯片和显示屏技术的快速发展，推动了用户界面设计成为一门学科。图形用户界面和视觉传达的区别，前者是可交互的，是双向的，是用户完成任务的通道，多用于产品；后者也称平面设计，是单向的寓意表述和信息传达，多用于传播和广告。是否具有交互，是二者的最大差异。当然二者也有共性，比如符号象征的表述，美学设计等。

图形用户界面的特征：

1）通过视觉通道，感知文本和图形信息，直观、清晰，易于记忆。心理学研究显示，视觉承载了70%以上的信息感知。

2）屏幕提供了信息长时间滞留的场地。不像声音信息，转瞬即逝。多层级架构的信息可以在此平铺展开，提供复杂信息交互的可能性。

3）辅助于鼠标、键盘、触屏等工具和技术，人-机交互变得越来越简单。

图形用户界面为视觉美学应用开辟了一个新领域，并促成用户界面设计成为一门学科，创造了新的职业岗位。就目前来说，其依然是主流的人-机交互通道，广泛应用于各类电子产品、家电产品、交通工具等领域，和人们的日常生活须臾不可分。

3. 自然用户界面

自然用户界面是随着技术发展而出现的，是一种全新的人-机交互通道。相较于物理和图形用户界面，其不再借助于其它媒介（键钮、屏幕等），而是让用户和机器直接互动来完成任务。自然用户界面深度依赖智能化技术，通过对使用情景 Context of Use 的智能感知，以及不断的学习，做出行动决策。使用户完成任务的过程更为流畅、自然，并具有情感色彩。

1）声音用户界面 Voice User Interface

声音，分为符号 Sign 声音和语言 Language 声音。符号声音指具有寓意象征的短音节：表示反馈、提醒、或者警告。常用于用户完成任务之后的反馈，比如开关的声音（反馈音）；电话的铃声（提醒音）；汽车的鸣笛（警告音）。

我们注意到，由于安全原因，对符号声音的设计要求已经上升到法律的层面。去年欧盟通过法令，要求自2019年7 月 1 日起，所有新售的电动车都必须加装车辆报警系统（Acoustic Vehicle Alerting System），这个装置在低于20km/h 的车速下，能发出一种声音或噪音，让路人对电动车获得足够的感知，尤其是在晚上、狭窄的街道和小区内。

该法令规定，2021年7月1日以后，欧盟国家的全部电动车就都要配备低速声音提示，并且行驶过程中不能关闭。

新能源车太过安静既是优点，也是缺点。因为驶近时人们可能听不到声音，这导致行人、骑自行车者以及其他交通弱势群体被置于险地。

语言声音，简称语音。随着语音识别技术的发展，语音用户界面正在逐步普及。相对屏幕，语音的滞留时间很短，适用于指令模式的交互行为，其设计原则也迥异于图形用户界面。语音交互，目前有应用泛滥之倾向，很多产品打着智能的幌子，实际上用户使用起来更加麻烦了。

2）手势用户界面 Gesture User Interface

手势是身体语言的一部分。身体语言，指非词语性的体态符号，包括目光、表情、运动、触摸、姿势、空间距离等。身体语言分为有意识的“暗送秋波”，以及无意识的微表情。

手势用户界面的设计，一定要符合用户的习惯和文化背景，比如顺时针表示正序，逆时针表示反序。手势用户界面作为一个交互通道，一般多和其它交互界面并用。

手指的左右滑动可控制音量的大小

3）眼动用户界面 Eye Movement User Interface

眼动用户界面是通过对眼动特征，如注视点、注视时间、注视轨迹和眼跳进行定义，对机器下达指令并进行人-机交互的一个通道。这方面主要应用于一些特殊人群，比如无法使用语言进行沟通的重症病人，可以通过对屏幕“喝水”这个词语，用眨眼的动作进行确认，来表达“喝水”的愿望。

据说霍金的轮椅在改造过程中，曾考虑用当时最先进的眼球跟踪技术，只是由于霍金的病情导致眼睑下垂，眼动仪无法准确标定其目光而作罢。

4）脑波用户界面 Brainwave User Interface

通俗来说就是用意念来控制机器，是所有用户界面里面最神奇的技术。这点会让人想起某些大师们的“神功”。

脑波图

目前脑波用户界面的技术和应用尚处于探索阶段，感兴趣的可以关注一下马斯克的 Neuralink 公司的相关研究，这里不复赘言。

Neuralink 公司的相关研究

兵无常势，水无常形。任何界面的选择和应用，都要以用户完成任务的简单性和愉悦性为前提。提倡多通道并行，比如一个任务指令既可以使用物理用户界面，也可以使用声音用户界面，但是要切忌追求技术噱头。

几年前曾经看到一款“智能加湿器”，为了炫显其科技含量，使用了语音界面。要使用这个加湿器，用户首先要安装APP、与加湿器建立连接，然后输入语音指令：“打开加湿器”，才能启动机器。原本一个按键就能解决的问题，却要删简求繁，这显然是一个搞笑且失败的设计。

作者：袁小伟，德国图宾根大学博士，曾工作于西门子慕尼黑和北京，2001年创办伊飒尔界面设计公司。

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