1. Введение

В последние десятилетия в работах о человек-компьютерном взаимодействии ( (human-computer interaction, HCI) обсуждаются эффекты юзабилити (UX-эффекты), проявляющиеся под воздействием факторов, внеположенных процессу выполнения задачи с участием интерфейса (за что их иногда называют контекстуальными факторами). Однако, как правило, дизайн UX -исследований сосредоточен на выявлении влияния одного конкретного фактора контекста «при прочих равных»; до сих пор почти не изучаются комбинаторные эффекты, формирующиеся при одновременном воздействии разнородных контекстуальных факторов, при том что такое воздействие имеется практически всегда и является неизбежным.

Обобщенная модель сочетания таких эффектов, включающая четыре группы факторов (свойства интерфейса, характер задачи, черты пользователя и условия эксперимента), была предложена немецкими исследователями в 2011 году как «модель контекстуальной точности/верности» ( contextual fidelity model, CFM). Согласно данной модели, оценка эффективности коммуникации интерактивной системы и пользователя должна производиться с учетом всех внешних и внутренних условий подобного взаимодействия. «Универсальное», независимое от контекста понимание «опыта взаимодействия» является глубоко некорректным – на результаты теста оказывает влияние множество воздействий как от субъекта оценки (текущее состояние пользователя и его реакция на свойства продукта и задач), так и от объективных обстоятельств тестовой процедуры (время, место и социальное окружение процесса). В рамках данного подхода к оценке юзабилити изучается совокупное, комбинаторное и/или компенсаторное влияние указанных факторов на когнитивные и эмоциональные процессы в психике пользователя в ходе взаимодействия с интерфейсом [1-4]. Понимание психофизиологических эффектов, формирующихся в процессе такого взаимодействия, способно существенно продвинуть вперед теорию и методологию эффективного проектирования интерфейсов информационных интерактивных систем и технологий визуализации данных.

При этом «модель контекстуальной верности» пока не применялась для оценки порталов крупных медиапроектов – ни в России, ни за рубежом, в то время как значимость интеракции пользователей с медиапорталами сегодня критически возросла и по времени, и по пользовательской вовлеченности. Более того, новостные порталы являются дизайн-объектами повышенной сложности с точки зрения эстетики, наполняемости контентом, скорости его смены, разнообразия страниц и т.д. Данная статья предлагает частично восполнить этот пробел, поскольку изучает комбинаторные эффекты взаимодействия двух факторов CFM для веб-порталов новостных агентств России и Китая.

2. Постановка задачи

В предлагаемом исследовании рассматривается комбинаторное влияние на пользовательский опыт четырех факторов CFM – качества дизайна продукта (вебсайта) на двух разных уровнях организации страницы, свойств задачи и культурной принадлежности портала. Применительно к организации исследования это означает измерение воздействия графического интерфейса сайтов из разных стран с разным качеством дизайна на двух разных уровнях композиционно-графической модели (микро- и макро-) в условиях выполнения задач двух типов – на скорость («быстрой») и без лимита времени («медленной»). В качестве зависимых переменных предполагается использовать метрики психофизиологических состояний пользователя – эффективность когнитивных процессов («производительность») и уровень психоэмоционального напряжения (в показателях уровня стресса и утомления). Таким образом, мы измеряем, с каким эффектом формируется комплексная когнитивно-психоэмоциональная дисфункциональность пользователя в зависимости от сочетания групп факторов, которые требуется учесть.

3. Теория человек-компьютерного взаимодействия и ее расширение

3.1. Независимые переменные: факторы «модели контекстуальной верности» и графическая структура интерфейса

К настоящему моменту методы исследования эффективности интерфейсов опираются на четыре самостоятельных подхода, каждый из которых в качестве ведущего рассматривает один из факторов contextual fidelity model.

Подход с точки зрения контекста рассматривает эффекты различного качества, порожденные непосредственным окружением и условиями деятельности асессора в течение эксперимента. В частности, в рамках данного подхода исследуется зависимость качества взаимодействия от присутствия других людей [5] или формата HCI [6]. Для подобных публикаций характерно внимание к реакциям пользователей на раздражающие факторы внешней среды, способные повлиять на интенсивность когнитивных процессов: наличие фонового социального окружения, внутригруппового взаимодействия, межличностные коммуникации между ментором и асессором, близость условий проведения теста к рабочему контексту. Как правило, физические и социальные условия проведения эксперимента при этом рассматриваются в рамках отдельных направлений, но в последнее время отмечается интерес к анализу их совместного, комбинированного воздействия на пользователя.

Подход с точки зрения свойств задачи учитывает зависимость переживаний пользователя от структурной [7] и когнитивной [8] сложности исполняемых задач. Влияние демографических и психографических характеристик пользователя на результаты взаимодействия является объектом интереса третьего подхода – с точки зрения свойств пользователя [9-11].

Но, безусловно, наиболее интенсивно разрабатываемой областью является зависимость опыта пользователя от дизайна продукта. Объектом исследовательского внимания в этом направлении HCI становились, в частности, связи между эстетической оценкой и воспринимаемым юзабилити [12], между субъективной удовлетворенностью пользователя, его производительностью и функциональностью дизайна [13].

Объектом рассмотрения в подобных исследованиях, как правило, выступают отношения между объективными показателями продуктивности пользователя и субъективными факторами его визуального восприятия, определяющих оценку качества интерфейса. При этом для подобных исследований весьма характерны противоречивые результаты в исследовании данной проблематики эмпирическими методами. Так, если в некоторых из них демонстрируется линейная зависимость производительности пользователя от эстетической оценки дизайна продукта, то в других доказывается негативное влияние интерфейса высокого эстетического качества на процесс решения пользовательских задач.  В целом для исследований, посвященных влиянию свойств продукта на пользовательский опыт, до сих пор характерна опора на достаточно поверхностные, окрашенные субъективностью подходы. Помимо условного понимания контекста использования продукта (условия которого зачастую по своей стерильности близки лабораторным), очевидным недостатком большинства исследований является слишком общий, редуцированный подход к оценке качества дизайна, основанный на субъективных показателях (таких как эстетическая оценка, например). Между тем, понимание дизайна исключительно как синкретичного, недифференцированного образного целого хотя и соответствует некоторым известным факторам эстетического суждения, но, вместе с тем, противоречит  более глубоким, фундаментальным закономерностям визуального восприятия, связанным с сукцессивным генезисом формирования образа как такового. Иными словами, сам целостный образ формируется прежде всего как результат множества субъективных реакций на отдельные компоненты воспринимаемого стимула, складывается из них. Такому пониманию дискретной по своей сути природы пользовательского опыта соответствуют некоторые исследования в области человеко-компьютерного взаимодействия [14], согласно которым различные уровни композиционно-графической модели по-разному влияют на процессы визуального восприятия и интеллектуальную активность реципиента.

В этой связи особое значение, как представляется, имеет выделение в композиционно-графической модели двух структурных уровней – микро- и макро- [15], каждый из которых связан с различными когнитивно-перцептивными режимами человека. Согласно данной концепции, формирование пользовательского опыта в процессе взаимодействия с графическим интерфейсом представляет собой многомерный процесс, в котором человек реагирует на множество дискретных элементов дизайна – таких, например, как макет страницы, соответствие графики и текста, стиль шрифта, межстрочный интервал и высота символов. Фундаментальным научным обоснованием дифференцированного подхода к воздействию композиционно-графической модели на когнитивные процессы пользователя является теория Б.М. Величковского [16], рассматривающая когнитивную деятельность человека как систему из двух взаимоисключающих модальностей – восприятия в режиме концентрации на объекте («фокальный» режим) и процесса ориентации в условиях произвольного выбора стимулов («амбьентный» режим). Оба режима вносят свой вклад в процесс обработки информации, но не пересекаются друг с другом: в фокальном режиме пользователь сосредоточен на распознавании локальных деталей при снижении поля зрения, в режиме амбьентном поле зрения значительно расширяется, а внимание рассеивается в поиске стимулов-ориентиров. Взгляд на структуру композиционно-графической модели сквозь призму когнитивных режимов обеспечивает точный, аналитический ракурс в исследовании функциональности её компонентов, способных напрямую влиять на психологическое состояние пользователей, и, как следствие, определять общую удовлетворенность взаимодействием с вебсайтом. Располагаясь на различных уровнях композиционной архитектуры, тем не менее, данные элементы составляют локальные системные единства, связанные общим воздействием на определенные когнитивные процессы:

• макроуровень композиции (F-паттерн, цветовое зонирование, модульная система макета, креолизация контента) объединяет критерии, организующие общую архитектонику страницы и управляющие эффективностью поискового когнитивного режима;

• микроуровень композиции (адаптивность, размер и контрастность шрифтов, тип гарнитуры, интерлиньяж и длина строки) объединяет критерии, обеспечивающие детальное изучение контента и управляющие эффективностью фокального (сукцессивного) когнитивного режима.

Анализ воздействия каждого из уровней на опыт пользователя в различных сочетаниях CFM представляет несомненную ценность для понимания пластической, нелинейной динамики психофизиологических процессов, составляющих саму суть интерактивного взаимодействия человека с информационным объектом. Воздействие дизайна продукта на пользователя через графический интерфейс порождает сложную, комплексную реакцию в пользовательском опыте, в которой переплетены когнитивные, сенсорно-гедонистические и эмоциональные переживания, нередко работающие на усиление или подавление друг друга. Поэтому без детального изучения такой динамики дальнейшее совершенствование методов дизайн-проектирования и оценки качества интерфейсов не представляется возможным. Поэтому внимательный анализ дифференцированного воздействия компонентов композиционно-графической модели на различные процессы пользовательского опыта представляет несомненную важность для исследований в области графического интерфейса – он обеспечивает точность и глубину, столь необходимые на современном этапе развития науки о HCI.

3.2. Зависимые переменные: когнитивный и эмоционально-аффективный режимы пользовательского опыта как часть комплексной (дис)функциональности пользователя

Осуществление подобных исследований, однако, невозможно без определения репрезентативных метрик, выступающих в качестве переменных, зависимых от параметров композиционно-графической модели и способных измерить изменения когнитивных и аффективных процессов в пользовательском опыте.

Каковы же должны быть эти зависимые переменные?

В соответствии с задачами большинства эмпирических исследований в области человек-компьютерного взаимодействия, очевидно, что такие переменные должны обладать свойствами, удовлетворяющими минимум трем критериям валидности :

• сенситивностью – такие индикаторы должны обладать высокой чувствительностью к изменениям факторов тестирования;

• практической ориентацией – связью с реальной деятельностью пользователей и проявляться при решении большинства реальных пользовательских задач;

• универсальностью – независимостью от специфики конкретного тестового фактора, т.е. сохранять диагностическую актуальность для разных задач, продуктов и тестовых ситуаций.

Методологическая ценность таких процессов-индикаторов состоит в том, что их сочетания друг с другом способны создавать узнаваемый паттерн, позволяющий достаточно точно идентифицировать актуальное состояние пользователя.

Как показал ряд исследований [14, 17-19], среди множества параметров психофизилогической активности достижение наиболее валидных результатов в оценке пользовательских реакций гарантируют три: объем оперативной памяти и нервных процессов для когнитивной сферы – и уровень (1) стресса и (2) утомления для эмоционально-аффективной.

Мышление и память – базовые способности когнитивной сферы пользователя; именно поэтому качество пользовательского опыта в подавляющем большинстве случаев оценивают через них. Активизация интеллектуальных ресурсов в процессе решения задач подразумевает проявление целого спектра способностей – гибкости мышления, его адаптивности к изменяющимся условиям, переключения между разными задачами. Основным объектом измерения в этом случае является подвижность нервных процессов – параметр, характеризующий одновременно силу и лабильность нервной системы. Выступая обобщенным показателем вегетативного обеспечения когнитивной деятельности, данный параметр может выступать в функции ключевого индикатора умственной работоспособности в единицу времени («производительности»).

Вторым по значению объектом измерения когнитивной эффективности выступает оперативная память, ресурс которой обеспечивает мыслительные процессы. Диагностическая ценность оперативной памяти определяется её высокой чувствительностью ко всем факторам «модели контекстуальной верности»: к эмоциональным переживаниям пользователя, когнитивной сложности задач, к социальному контексту.

Для эмоционально-аффективной сферы наиболее репрезентативными представляется оценка уровня стресса и утомления, чья высокая чувствительность к интенсивности раздражающего стимула отмечена уже достаточно давно [20-22]. Также известно, что развитие данных переживаний наименее подвержено волевому контролю, что делает их удобными для оперативного мониторинга возникающих дисфункций пользователя.

Релевантные данному исследованию дифференцирующие признаки, составляющие симптомокомплексы стресса и утомления в трех основных модальностях психофизиологической активности человека, систематизированы нами по специализированным научным работам [17-19] и представлены в ТАБЛИЦЕ 1.

ТАБЛИЦА 1. Признаки потери производительности и роста психоэмоциональных состояний стресса и утомления

4. Методика экспериментов

4.1. Метод

В процессе эксперимента исследовалось воздействие интерфейса четырех сайтов на аудиторию русскоязычных студентов, при этом в оценке изменений пользовательского опыта мы ориентировались на два типа процессов – когнитивные («производительность») и эмоциональные («стресс» и «утомление»). Для формирования этих состояний мы разработали два типа задач – задачу ускоренного поиска контента («быстрая») и задачу без ограничения времени («медленная»).

Для измерения качества пользовательского опыта мы выбрали следующие показатели:

4.1.1. Оценка производительности

Данный параметр измерялся с помощью двух психодиагностических методов оценки:

• тест на подвижность нервных процессов «Расстановка чисел» [23: 552–553];

• тест на емкость оперативной памяти.

4.1.2. Оценка психоэмоционального состояния

Данный параметр измерялся с помощью двух методов:

• теста Спилбергера -Ханина на ситуативную тревожность (URL: https://psytests.org/res ult?v =sphA3oc);

• теста Fatigue Assessment Scale (FAS) на степень утомления (URL: https://www.waso 75).

Все психодиагностические методы применялись дважды – до и после эксперимента. Разница между показателями представляет наглядное подтверждение влияния определенных факторов дизайна интерфейса на состояние пользователей.

Эмпирической базой для разработки заданий выступили аналогичные друг другу медиапорталы крупных СМИ России (RT, РИА «Новости») и Китая (CGTN, агентство «Синьхуа») с интерактивными элементами и с различным качеством микро- и макроуровней композиции веб-страницы. Качество композиционно-графической модели измерялось по ранее предложенной и апробированной нами методике расчета индекса юзабилити для каждого из двух уровней (U- index ) [14]. В соответствии с данной методикой были сопоставлены сайты с различиями в проектировании одного из уровней композиции и тождественными дизайнерскими решениями на другом (см. ТАБЛИЦА 2):

• <Макроуровень различается; микроуровень тождествен>: CGTN vs. RT;

• <Макроуровень тождествен; микроуровень различается>: Синьхуа vs. РИА «Новости».

ТАБЛИЦА 2. Показатели U-index для четырех порталов

4.2. Дизайн эмпирического исследования

Тесты выполнялись в восьми группах по пять асессоров в каждой; четыре группы работали с заданием на быстрый поиск и четыре других – без лимита времени. В соответствии с поставленными вопросами мы разработали структуру эксперимента из следующих этапов.

1. Стартовое измерение параметров производительности и психоэмоционального состояния перед основным заданием.

2. Выполнение заданий с определенной скоростью на сайтах CGTN и RT; РИА «Новости» и Синьхуа.

3. Финальное тестирование параметров производительности и психоэмоционального состояния для определения сдвигов в показателях пользовательского опыта, вычисление различий (Δ) в уровне производительности (подвижности нервных процессов и оперативной памяти), стресса и утомления.

5. Результаты эксперимента и их обсуждение

Результаты эксперимента представлены далее в ТАБЛИЦАХ 3 и 4.

ТАБЛИЦА 3. Результаты тестирования сайтов с различиями на макроуровне композиционно-графической модели

ТАБЛИЦА 4. Результаты тестирования сайтов с различиями на микроуровне композиционно-графической модели

1.      Для ситуации <Макроуровень различается; микроуровень тождествен> (CGTN vs. RT; ТАБЛИЦА 3) характерны следующие наблюдаемые эффекты.

Во-первых, в целом дизайн макроуровня значительно влияет на рост производительности и, следовательно, интенсивность когнитивной активности – в случае с большим значением индекса юзабилити для макроуровня (CGTN; U=6) и для быстрой, и для медленной задач характерен рост подвижности нервных процессов.

В частности, на сайте CGTN мы можем наблюдать изменения подвижности нервных процессов при выполнении различных задач обоих типов: для «быстрой» задачи рост в тестовых баллах подвижности нервных процессов и эффективности оперативной памяти составляет Δ = 1 и Δ = 5 соответственно, что можно квалифицировать как слабый и умеренный рост. При этом для «медленной» задачи совокупный рост обоих когнитивных параметров оказывается еще более значительным: Δ = 4 и Δ = 11. Возможно, различие в темпах роста интенсивности когнитивных процессов в данном случае свидетельствует о недостаточной сложности тестовой задачи – на стартовом этапе в «быстром» режиме показатель когнитивной эффективности пользователей уже был достаточно высоким (9 баллов против стартовых 6 для задачи «медленной»). В условиях изначально высокого уровня готовности нервной системы асессорам просто не понадобилось много времени на решение. Рост производительности в данном случае, скорее, свидетельствует о сохранении режима высокой концентрации при выполнении задач в быстром темпе за короткий промежуток времени.

Во-вторых, разница в дизайне макроуровня веб-страницы оказывается значима для формирования негативных эмоциональных состояний пользователя. И в «быстрой», и в «медленной» задаче наблюдаются одинаковые эффекты: в случае с большим значением индекса юзабилити для макроуровня (CGTN) уровень стресса и утомления остается неизменным, что характеризует способность пользователей при данном индексе юзабилити сохранять стабильное психическое состояние и эффективно справляться со стрессом при выполнении заданий с разной скоростью. В случае с меньшим индексом RT (U=4) наблюдается рост обоих негативных эмоциональных состояний. Этот результат говорит о том, что, хотя «медленные» задания дают пользователям больше времени на обдумывание и обработку информации, длительная когнитивная нагрузка все равно приводит к накоплению усталости. Возможно, это связано со стереотипностью когнитивных операций. Примечательно, что хотя при выполнении «быстрых» и «медленных» заданий уровень утомления повышался по-разному, в целом скорость выполнения задания не оказывала существенного влияния на уровень усталости. Этот вывод опровергает традиционное мнение о том, что «быстрые», форсированные задания вызывают большую усталость. Более вероятно, что за влиянием задачи на уровень усталости стоят другие факторы, такие как сложность задачи, состояние самого пользователя и длительность опыта взаимодействия.

В-третьих, наблюдается отчетливая связь между дизайном макроуровня и скоростью задачи: в случае с более высоким индексом юзабилити (CGTN) темп прироста производительности («дельта» для подвижности нервных процессов) менее выражен, чем для «медленной» задачи. Иными словами, при увеличении скорости выполнения задания рост когнитивной эффективности замедляется. Возможно, это свидетельство в пользу прямой зависимости между периодом адаптации к когнитивной нагрузке и степенью подвижности нервных реакций – медленная задача предоставляет больше возможностей для ускорения когнитивных способностей. Аналогичная тенденция наблюдается и с объемом оперативной памяти: с ростом скорости работы на сайте с более качественным дизайном макроуровня этот объем сокращается. «Медленная» задача лучше активизирует ресурсы оперативной памяти, при этом «быстрые» задачи перераспределяют когнитивные ресурсы в пользу скорости обработки информации и в ущерб емкости оперативной памяти.

2.      Для ситуации <Макроуровень тождествен; микроуровень различается> (Синьхуа vs. РИА «Новости», ТАБЛИЦА 4) различия на микроуровне дизайна также оказываются значимыми для формирования дисфункций и имеют следующую специфику.

Во-первых, в случае с производительностью дизайн с меньшим индексом юзабилити (Синьхуа, U=4) оказывается чувствителен к скорости выполнения задачи – чем выше скорость, тем сильнее снижается производительность.

Во-вторых, в случае с эмоциональным состоянием наблюдается сквозной эффект для обоих сайтов – линейная корреляция между скоростью выполнения задачи и индексом стресса. С увеличением скорости пропорционально растет и уровень стресса – возможно, срочность заставляет пользователя острее ощущать сложность задачи. В свою очередь, в случае «медленной» задачи стресс отсутствует.

3. Культурные различия показали разнонаправленную динамику, что может свидетельствовать в пользу превосходства дизайна конкретного портала над культурными паттернами веб-дизайна и его эффективности. Так, в случае различий на макроуровне портал CGTN показывает намного более высокую эффективность в целом, чем портал RT: он дает возможность пользователям «вырастить» производительность как на «быстрой», так и на «медленной» задаче, тогда как RT заметно снижает производительность пользователя и повышает как стресс, так и утомляемость. Но в ситуации различий на микроуровне ситуация обратная: китайское агентство новостей «Синьхуа» показывает низкую юзабилити-эффективность портала, тогда как «РИА Новости» позволяет асессорам сохранять когнитивный и эмоциональный фокус пользователя почти неизменным.

6. Выводы и заключение

Таким образом, в экспериментальных данных проявляются два различных паттерна совместного влияния композиционной архитектуры сайта и содержания исполняемых задач.

Во-первых, при наличии макроуровневых различий в композиционно-графической модели сайта и отсутствии различий на микроуровне скорость навигации пользователей по сайту существенно влияет на их когнитивную эффективность. При этом эмоциональные состояния пользователей проявляют относительную стабильность, что позволяет предположить для данного типа различий более тесную связь колебаний когнитивной эффективности с содержанием исполняемой задачи и особенностями дизайна.

Во-вторых, в случае совпадения юзабилити сайтов на макроуровне и различиях на микроуровне, оказалось, что скорость навигации по сайту начинает оказывать влияние на негативное психоэмоциональное состояние пользователей. Согласно результатам исследования, индекс стресса пользователей увеличился как на сайте Синьхуа, так и на сайте РИА «Новости». Более того, для Синьхуа наблюдалось значительное снижение подвижности нервных процессов пользователей вне зависимости от скорости выполнения задания. Этот результат позволяет предположить, что различия на микроуровне дизайна могут вызывать психологический стресс у пользователей, что, в свою очередь, определяет скорость их психофизиологических реакций.

Роль культурных различий требует дополнительного изучения в рамках «модели контекстуальной верности», поскольку и в данном случае, и в наших более ранних исследованиях этот фактор проявлялся как нестабильный или не имеющий решающего значения [24]. Однако системные различия могут проявиться при работе групп асессоров на разных языках.

Благодарности

Исследование выполнено в рамках проекта «Центр международных медиаисследований» Санкт-Петербургского государственного университета, Россия, этап 4, шифр проекта GZ_F_2025 – 1, ID: 116958888.

Список литературы

1. Gilal N. G., Zhang J., Gilal F. G. The four-factor model of product design: scale development and validation // Journal of Product & Brand Management, Vol. 27, №6, 2018. P. 684–700.

2. Sauer J., Sonderegger A. The influence of prototype fidelity and aesthetics of design in usability tests: effects on user behaviour, subjective evaluation and emotion // Applied Ergonomics, Vol. 40, 2009. P. 670–677.

3. Sonderegger A., Sauer J. The influence of design aesthetics in usability testing: effects on user performance and perceived usability // Applied Ergonomics, Vol. 41, 2010. P. 403–410.

4. Yakunin A. V., Bodrunova S. S. Cumulative Distortions in Usability Testing: Combined Impact of Web Design, Experiment Conditions, and Type of Task and Upon User States During Internet Use // Design, User Experience, and Usability: UX Research, Design, and Assessment – 11th International Conference, DUXU 2022, Held as Part of the 24th HCI International Conference, HCII 2022, Proceedings. Cham: Springer Nature, 2022. P. 526–535.

5. Als B. S., Jensen J. J., Skov M. B. Exploring Verbalization and Collaboration of Constructive Interaction with Children // Proceedings of the IFIP 9th International Conference on Human-Computer Interaction – INTERACT 2005. P. 443–456.

6. Razak F. H. A., Hafit H., Sedi N., Zubaidi N.A., Haron H. Usability testing with children: Laboratory vs field studies // Proceedings of the 2010 International Conference on User Science and Engineering (i-USEr). P. 104–109). IEEE.

7. Sauer J., Sonderegger A. Visual aesthetics and user experience: A multiple-session experiment // International Journal of Human-Computer Studies, Vol. 165, 2022, 102837 (doi:10.1016/j.ijhcs.2022.102837).

8. Bara I., Binney R. J., Ward R., Ramsey R. A generalised semantic cognition account of aesthetic experience // Neuropsychologia, Vol. 173, №13, 2022 (www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0028393222001476).

9. Aledaily A., Gannouni S., Belwafi K., Aboalsamh H. A Framework for Usability Testing using EEG Signals with Emotion Recognition // Proceedings of the 5th International Conference on Intelligent Human Systems Integration (IHSI’2022): Integrating People and Intelligent Systems, Venice, Italy. P. 22–24.

10. Gannouni S., Aledaily A., Belwafi K., Aboalsamh H. Emotion detection using electroencephalography signals and a zero-time windowing-based epoch estimation and relevant electrode identification // Scientific Reports, Vol. 11, №1, 2021, 7071 (doi:10.1038/s41598-021-86345-5).

11. Gannouni S., Aledaily A., Belwafi K., Aboalsamh H. Adaptive emotion detection using the valence-arousal-dominance model and eeg brain rhythmic activity changes in relevant brain lobes. // IEEE Access, Vol. 8, 2020, 67444–67455 (doi: 10.1109/access.2020.2986504).

12. De Angeli A., Sutcliffe A.G., Hartmann J. Interaction, usability and aesthetics: What influences users’ preferences? // Proceedings of the 6th Designing Interactive Systems conference (DIS-06), New York: ACM, 2006. P. 271–280.

13. Tuch A. N., Roth S. P., Hornbaek K., Opwis K., Bargas-Avila J. A. Is beautiful really usable? Toward understanding the relation between usability, aesthetics, and affect in HCI. // Computers in Human Behavior, Vol. 28, №5, 2012. P. 1596–1607.

14. Yakunin A. V., Bodrunova S. S. U-index: An eye-tracking-tested checklist on webpage aesthetics for university web spaces in Russia and the USA // Proceedings of the 6th International Conference on Design, User Experience, and Usability: Theory, Methodology, and Management (DUXU 2017), Held as Part of HCI International 2017, Vancouver, BC, Canada, July 9–14, 2017, Part I, #6. Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics). Vol. 10288. Cham: Springer International Publishing, 2017. P. 219–233.

15. Якунин А. В. Композиционно-графическая модель веб-сайта как фактор его эстетической привлекательности // Проблемы, перспективы и направления инновационного развития науки: Сборник статей международной научно-практической конференции (1 октября 2016, Уфа) / в 2 ч. Ч. 2. Уфа: Аэтерна, 2016. С. 226–231.

16. Величковский Б. М. Исследование когнитивных функций и современные технологии // Вестник РАН, №80, 2010. С. 440–446.

17. Леонова А. Б. Психодиагностика функциональных состояний человека. М: Изд-во Моск. ун-та, 1984.

18. Леонова А. Б. Структурно-интегративный подход к анализу функциональных состояний человека // Вестник Московского университета. Серия 14. Психология, №1, 2007. С. 87–104.

19. Леонова A. Б., Медведев В. И. Функциональные состояния человека в трудовой деятельности. М: Изд-во Моск. ун-та, 1981.

20. Краснов В. Н. Расстройства аффективного спектра. М: Практическая медицина, 2011.

21. Костина Л. М. Методы диагностики тревожности. СПб: Речь, 2002.

22. Березин Ф. Б. Психическая и психофизиологическая адаптация человека. Л: Наука, 1988.

23. Касьянов С. Психологические тесты. М: Эксмо, 2006.

24. Yakunin A. V., Bodrunova S. S. Cumulative impact of testing factors in usability tests for human-centered web design. Future Internet, 14(12), 2022, 359 (doi:10.3390/fi14120359).

---

Contextual Fidelity Factors in Usability Testing and Their Combined Impact Upon Efficiency of Human-Interface Interaction

Authors: A.V. Yakunin^1,A, S.S. Bodrunova^2,A

School of Journalism and Mass Communications, St. Petersburg State University, 7-9 Universitetskaya nab., St. Petersburg 199004, Russia

¹ ORCID: 0000-0001-9491-6658, a.yakunin@spbu.ru

² ORCID: 0000-0003-0740-561X, s.bodrunova@spbu.ru

 

Abstract

The proposed study presents the results of an experiment on the combined effects of impact factors included in the ‘contextual fidelity’ model of user experience developed in 2011. The four groups of factors described in this model simultaneously affect user experience and shape usability of interfaces, including creating hardly predictable combinatorial (e.g., cumulative or compensatory) effects in task performance efficiency. Our study investigates the combined impact of aesthetic properties of webpage design at the micro- and macro-level of interface design and task performance of different cognitive intensities, while also taking into account the cultural belonging of given web portals. Our sample includes four Russian-language versions of large-scale Russian and Chinese media portals with varying design quality at two different levels of page layout (micro- and macro-), on which task performance is tested in two conditions, namely with and without a time limit. Thus, we co-measured the combined impact of four parameters: design quality on two levels, cultural belonging, and type of task based on time constraint – upon the user performance efficiency.

We evaluated the resulting user psychophysiological states that form under the combined impact of ‘contextual fidelity’ factors via assessing cognitive productivity and psycho-emotional strain (stress and fatigue), which were used as dependent variables. As the results of the experiment showed, differences at the macro-level of design have a stronger effect on the efficiency of cognitive processes; at the same time, the emotional states of users show relative stability. In the case of micro-level differences, the impact on users’ psycho-emotional states appears to be more significant than on cognitive processes. Small cultural differences in the formation of effects are also noted.

 

Keywords: HCI, contextual fidelity model, usability testing, graphical interface, user experience, combinatorial effects.

 

References

1. Gilal N. G., Zhang J., Gilal F. G. The four-factor model of product design: scale development and validation // Journal of Product & Brand Management, Vol. 27, №6, 2018. P. 684–700.

2. Sauer J., Sonderegger A. The influence of prototype fidelity and aesthetics of design in usability tests: effects on user behaviour, subjective evaluation and emotion // Applied Ergonomics, Vol. 40, 2009. P. 670–677.

3. Sonderegger A., Sauer J. The influence of design aesthetics in usability testing: effects on user performance and perceived usability // Applied Ergonomics, Vol. 41, 2010. P. 403–410.

4. Yakunin A. V., Bodrunova S. S. Cumulative Distortions in Usability Testing: Combined Impact of Web Design, Experiment Conditions, and Type of Task and Upon User States During Internet Use // Design, User Experience, and Usability: UX Research, Design, and Assessment – 11th International Conference, DUXU 2022, Held as Part of the 24th HCI International Conference, HCII 2022, Proceedings. Cham: Springer Nature, 2022. P. 526–535.

5. Als B. S., Jensen J. J., Skov M. B. Exploring Verbalization and Collaboration of Constructive Interaction with Children // Proceedings of the IFIP 9th International Conference on Human-Computer Interaction – INTERACT 2005. P. 443–456.

6. Razak F. H. A., Hafit H., Sedi N., Zubaidi N.A., Haron H. Usability testing with children: Laboratory vs field studies // Proceedings of the 2010 International Conference on User Science and Engineering (i-USEr). P. 104–109). IEEE.

7. Sauer J., Sonderegger A. Visual aesthetics and user experience: A multiple-session experiment // International Journal of Human-Computer Studies, Vol. 165, 2022, 102837 (doi:10.1016/j.ijhcs.2022.102837).

8. Bara I., Binney R. J., Ward R., Ramsey R. A generalised semantic cognition account of aesthetic experience // Neuropsychologia, Vol. 173, №13, 2022 (www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0028393222001476).

9. Aledaily A., Gannouni S., Belwafi K., Aboalsamh H. A Framework for Usability Testing using EEG Signals with Emotion Recognition // Proceedings of the 5th International Conference on Intelligent Human Systems Integration (IHSI’2022): Integrating People and Intelligent Systems, Venice, Italy. P. 22–24.

10. Gannouni S., Aledaily A., Belwafi K., Aboalsamh H. Emotion detection using electroencephalography signals and a zero-time windowing-based epoch estimation and relevant electrode identification // Scientific Reports, Vol. 11, №1, 2021, 7071 (doi:10.1038/s41598-021-86345-5).

11. Gannouni S., Aledaily A., Belwafi K., Aboalsamh H. Adaptive emotion detection using the valence-arousal-dominance model and eeg brain rhythmic activity changes in relevant brain lobes. // IEEE Access, Vol. 8, 2020, 67444–67455 (doi: 10.1109/access.2020.2986504).

12. De Angeli A., Sutcliffe A.G., Hartmann J. Interaction, usability and aesthetics: What influences users’ preferences? // Proceedings of the 6th Designing Interactive Systems conference (DIS-06), New York: ACM, 2006. P. 271–280.

13. Tuch A. N., Roth S. P., Hornbaek K., Opwis K., Bargas-Avila J. A. Is beautiful really usable? Toward understanding the relation between usability, aesthetics, and affect in HCI. // Computers in Human Behavior, Vol. 28, №5, 2012. P. 1596–1607.

14. Yakunin A. V., Bodrunova S. S. U-index: An eye-tracking-tested checklist on webpage aesthetics for university web spaces in Russia and the USA // Proceedings of the 6th International Conference on Design, User Experience, and Usability: Theory, Methodology, and Management (DUXU 2017), Held as Part of HCI International 2017, Vancouver, BC, Canada, July 9–14, 2017, Part I, #6. Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics). Vol. 10288. Cham: Springer International Publishing, 2017. P. 219–233.

15. Yakunin A. V. Website layout as a factor of its aesthetic appeal // Problems, prospects and directions of innovative development of science: Collection of articles from the international scientific and practical conference (October 1, 2016, Ufa) / in 2 parts. Part 2. Ufa: Aeterna, 2016. Pp. 226–231.

16. Velichkovsky B. M. Research of cognitive functions and modern technologies // Bulletin of the Russian Academy of Sciences, No. 80, 2010. P. 440–446.

17. Leonova A. B. Psychodiagnostics of functional states of a person. M: Publishing house of Moscow University, 1984.

18. Leonova A. B. Structural-integrative approach to the analysis of human functional states // Bulletin of Moscow University. Series 14. Psychology, No. 1, 2007. P. 87–104.

19. Leonova A. B., Medvedev V. I. Functional states of a person in work activity. Moscow: Moscow University Press, 1981.

20. Krasnov V. N. Affective spectrum disorders. M: Practical Medicine, 2011.

21. Kostina L. M. Methods of anxiety diagnostics. St. Petersburg: Rech, 2002.

22. Berezina F. B. Mental and psychophysiological adaptation of man. L: Nauka, 1988.

23. Kasyanov S. Psychological tests. M: Eksmo, 2006.

24. Yakunin A. V., Bodrunova S. S. Cumulative impact of testing factors in usability tests for human-centered web design. Future Internet, 14(12), 2022, 359 (doi:10.3390/fi14120359).