基于信息架构的软件界面设计研究综述

张宏婧

（四川大学计算机学院，成都610065）

0 引言

随着智能移动设备的快速发展，移动互联网逐渐渗透到了生活的方方面面，移动应用程序也成为我们生活中不可或缺的一部分。面对庞大的市场，移动应用程序的开发者们也在不断的开发、更新他们的产品。根据《2020年移动应用程序趋势报告》[1]显示，2020年新应用程序发布超过20亿。对移动应用程序的开发厂商而言，要使应用能够在激烈的竞争中受到用户的青睐，除了功能要满足用户的需求外，还需要有高质量的用户界面。软件的用户界面作为软件与用户沟通的桥梁，是用户和软件交互最直接的接口，界面的好坏直接影响应用程序可用性和易用性。

信息架构设计作为软件界面设计中的一个重要环节，对界面的好坏起到至关重要的作用，一个脉络清晰逻辑自恰的信息架构可以帮助用户界面的设计者设计出更加合理，更容易被用户接受、方便用户使用的界面。对于交互设计师和界面设计师而言，信息架构设计可以说是工作中最核心的内容之一。信息架构是一个应用的结构的规划，包含应用的层级关系以及每个层级中包含哪些内容，构成了应用程序的骨架，不仅在产品设计阶段决定了后续产品的布局和定位，基于优秀的信息架构还能帮助用户快速地浏览、获取内容，从而影响用户对产品的第一印象和使用体验。然而，由于信息架构的构建需要时间，具有一定复杂性，包括图书馆学、认知心理学和建筑学知识，而且需要相应的设计知识在界面设计中具体实施，要求设计师不仅有设计知识，还要有非常强的逻辑思维能力和全面的整体思考能力，须要掌握系统且科学的设计方法，如何构建优秀的信息架构，如何应用信息架构等问题逐渐出现在应用程序开发者眼前。同时，相同的信息架构在不同应用程序的用户界面中受到应用风格、产品特性、功能特点等因素的影响，往往有不同的表达方式，如何基于信息架构设计出易用又美观的用户界面也就成为一项挑战性的任务。

为了解决上述问题，很多研究者提出了与信息架构相关的用户界面研究。本文基于信息架构的理论，对基于信息架构的软件界面设计流程和方法进行综述和分析，以期为未来开展关于基于信息架构的界面设计的研究提供可能的方向。

1 信息架构的定义

信息架构（Information Architecture，IA）一词最早由平面设计师和建筑师Richard Saul Wurman于1975年提出。在《连线杂志》[2]中有关Wurman的文章中，作者Gary Wolf解释了Wurman的工作有助于“信息的呈现比信息本身更重要”的观点。在20世纪80年代中期，信息架构主要的作用是作为计算机基础和数据层的一种设计工具，主要在信息网络的组织和业务方面起到梳理信息数据的作用[3-4]。

今天的信息架构依然专注于解决访问和使用当今大量信息的基本问题。信息架构是当今大多数网络开发项目中逐渐引入的一种新范式，被定义为构建、组织和管理信息的科学，其中可用性在[5]创建的解决方案中起着重要的作用。其主要目的是促进信息的处理和同化，以及理解用户在定义的信息空间[6]中执行的任务。人们与数字信息环境的交互方式直接受到信息体系结构[7]的影响。

《用户体验的要素：以用户为中心的Web设计》[8]一书中，对网站的信息架构是这样描述的：信息架构着重于设计组织分类和导航的结构，从而让用户可以高效率、有效地浏览网站的内容。

《信息架构：超越Web设计》[6]一书中提到，信息架构很难用简短的一句话进行概括，因为它本身就具有多重含义。在这本书中提到的信息架构不仅是一种关于创建站点地图、线框图和网站导航菜单的方式，广义上的信息架构更是共享信息环境的结构化设计，是数字、物理和跨渠道生态系统中组织、标签、搜索和导航系统的合成；信息架构创建信息产品和体验的艺术及科学以提供可用性、可寻性和可理解性，也是一种新兴的实践性科学群体，目的是把设计和建筑学的原理导入数字领域中。

在软件产品中的信息架构，可能用户在使用中并不会感受到它的存在，很少会有用户对软件评价“这个软件的信息架构非常好。”但信息架构却使信息变得更容易理解，用最合适的方式来组织信息，让软件好用、易用。

2 信息架构相关研究

当前针对信息架构的研究，主要可以分为两种，信息架构的构建与评估研究和信息架构的应用研究。

2.1 信息架构的构建与评估研究

关于信息架构在计算机软件中如何构建的一般流程与方法研究，Lamar[9]研究认为信息架构师定义了网页之间的关系，同时这些关系反过来定义了用户在这些页面之间可以采取的路径：用户对站点的总体体验的一个重要方面。概述了信息架构过程中的主要步骤：理解战略目标，定义用户需求，定义所需信息的交互性，创建站点地图，设计线框图。Henderson等人[10]提供了一种创新的表达信息架构的方式，解释了信息架构的每个步骤（需求分析、竞争分析、受众定义、用户场景、流程和站点地图）是如何与每个人的日常生活相关的。

卡片分类法是设计网站信息体系结构的主要方法之一[11]。如图1所示，在应用该方法时，向具有代表性的用户提供一堆索引卡，每个索引卡包含一个表示在网页上提供的信息或服务的单词或短语。他们被要求将卡片成几组，然后命名由此产生的组。卡片分类“能够洞察用户的心理模型，阐明他们通常在自己的头脑中对任务和内容进行默认分组、分类和标记的方式”。文献[12]利用卡片分类的方法对移动平板应用（App）的信息架构展开研究，对其进行方法论层面的探索，并通过具体的设计案例进行应用验证。然而，这种方法有许多缺点。虽然卡片分类研究的结果在20人甚至更少的参与者中是稳定的[13]，但在软件开发生命周期早期寻找具有代表性的用户的过程是耗时且成本高昂的，导致该方法难以被普遍采用。

图1 卡片分类法流程

针对卡片分类法存在的问题，Katsanos等人[14]提出了一种创新的、基于工具的自动卡片分类（AutoCar⁃dSorter）方法来设计和评估网站的信息体系结构。该方法采用潜在语义分析算法（LSA）和聚类算法来支持网站架构设计或重新设计的早期步骤，模拟了一个开放式卡片分类实验。首先，设计器提供Web站点将包含的页面的描述。然后，该工具使用LSA算法将LSA作为距离度量来创建内容项描述之间语义差异的距离矩阵，用于计算所有Web页面描述之间的语义相似度。然后利用聚类算法将语义相似的页面分组，构造信息空间和机器学习技术运行自动分析。最后输出是一个交互式树图，介绍了包含网站导航模型的页面的推荐聚类。实现了以自动化的方式提供最优的信息架构导航方案。

类似的研究还有文献[15]，研究了一种基于层次聚类算法对软件系统信息架构进行自动划分的方法。该方法通过对各功能点进行特征词分析，为特征词添加属性权值，进行向量化，然后通过层次聚类算法实现对信息架构功能的自动划分，使用欧几里得距离计算对象距离，公式为：

最后用卡片分类法进行验证。该方法在数据处理完毕后依然需要设计师再次处理简单分类数据，考虑人的记忆影响，过多的分类数量会影响分类质量。

除卡片分类法外，Ren Long等人[16]研究了图形推理的形式结构与心理模型表征形式之间的关系，发现布局、信息分类等心理模型要素与图形的形式结构有一定的共性推理，通过探索界面设计信息架构的构建和心理模型表示来研究界面设计信息架构的构建。通过对形式推理和图形推理心理模型的形式结构的研究和比较，发现隐藏在推理系统背后的信息架构指导是从可用性设计的起源角度出发的。

2.2 信息架构的应用研究

文献[17]中，提出了一个形式化的方法来表示来自IA概念定义的知识，以及一种机制来将这些知识转化为分析和设计信息，供软件工程师处理，以便开发交互式网络应用。自动从信息架构师输出的信息架构转化到软件工程师所需的用于分析和设计的UML元素，解决了信息架构师和软件工程师信息传输困难的问题。

文献[18]研究了来自不同文化的网络访问者如何将注意力分配到信息架构的四个主要部分（标签、组织、导航和搜索），探究了网络访问者的文化背景如何与不同信息架构中网络组件的关注相关联。最终解释揭示全球网络社区中特定文化的信息架构的主题，以帮助更好的Web设计和开发。

文献[19]基于Kuk和Janssen[20]提出的信息体系结构和商业模式的二元性，提出了一个理论框架来理解物联网和智能社区之间的关系，将智能社区发展的路径视为一组配置，包括信息架构因素和商业模型模式。利用定性比较分析（QCA）方法，发现智能社区依赖于信息架构和业务模型两方面，不同的业务模型模式如何受到信息架构的影响。

3 结语

通过对当前信息架构的相关研究的总结和分析，我们可以发现仍然存在以下几点问题值得深入研究和改进：

（1）传统的信息架构方法是基于卡片分类法进行构建的，很多研究试图将这一过程自动化，但这种方法对于导航此类粒度较大的信息分类效果显著，但对于粒度更小的信息结构划分效果不好，信息粒度不容易确定。同时由于软件应用有自己独特的功能特征和风格，语义分析聚类无法针对每个应用进行调整。因此如何自动化生成合适粒度，又具有针对性的信息架构，是一项具有挑战性的工作。

（2）信息架构的应用研究多聚焦于如何利用信息架构进行软件开发，通过信息架构给与软件开发人员在界面设计和开发方面的帮助。但无法解决从现有界面中抽取信息架构，检索信息架构等问题，这些领域依然值得探索。