基于信息熵的手機(jī)游戲主界面設(shè)計的質(zhì)量評價

林泓羽　張宇紅

摘要：對手機(jī)游戲的界面設(shè)計進(jìn)行質(zhì)量評價，首先根據(jù)需要，利用層次分析法可以將眾多評價指標(biāo)劃分為三大類：技術(shù)型指標(biāo)，功能型指標(biāo)，情感型指標(biāo)，將這些指標(biāo)結(jié)合起來就組成了多屬性的綜合評價指標(biāo)體系。對不同的定性與定量指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，可以構(gòu)建起規(guī)范化的評價矩陣，可以此為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計質(zhì)量評價的線性規(guī)劃。引入信息熵概念來描述評價指標(biāo)權(quán)重以及線性規(guī)劃系數(shù)所具有的不確定性，同時線性規(guī)劃的最優(yōu)解問題也可以通過最大熵原理求得。通過實際案例，代入評價小組的評價數(shù)據(jù)，篩選出最優(yōu)設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：信息熵 界面設(shè)計 質(zhì)量評價 不確定性

中圖分類號：TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2017）04-0057-03

引言

對手機(jī)游戲主界面的設(shè)計方案進(jìn)行質(zhì)量評價，一方面可以驗證方案是否達(dá)到了設(shè)計目的，避免出現(xiàn)開發(fā)資源的浪費；另一方面，在進(jìn)行競品分析或是方案選擇時，可以指導(dǎo)和幫助我們進(jìn)行正確的決策。對于設(shè)計方案質(zhì)量評價的結(jié)果，主要由以下三個影響因素決定：質(zhì)量評價方法，評價指標(biāo)權(quán)重，評價矩陣。

當(dāng)前，針對某方案的質(zhì)量評價方法主要有統(tǒng)計分析評價法、模糊評價法、相關(guān)圖分析法、層次分析法等；在質(zhì)量評價中對于評價指標(biāo)權(quán)重的確立，則主要采用AHP層次分析法，Delphi專家賦權(quán)法，變異系數(shù)法等；就目前而言，若要構(gòu)建一個評價矩陣，大多采用專家直接主觀賦權(quán)的方法，來確立評價指標(biāo)的權(quán)重以及評價矩陣中涉及到的系數(shù)。

然而手機(jī)游戲的主界面設(shè)計，具有多維度、多屬性、高耦合等特點，這就意味著對于其設(shè)計質(zhì)量評價的過程需要考慮到眾多紛繁復(fù)雜的影響因素，而這些影響因素則會給各項評價指標(biāo)的權(quán)重以及評價矩陣的系數(shù)帶來不同程度的不確定性。因此，如果要從更加客觀的角度對手機(jī)游戲主界面設(shè)計方案進(jìn)行質(zhì)量評價，其過程中所涉及到的不確定性是不容忽視的。我們可以通過信息熵的概念將評價過程中的不確定性進(jìn)行準(zhǔn)確的描述，以此確保對設(shè)計方案質(zhì)量評價的客觀性，并以此篩選出最佳的游戲主界面設(shè)計方案。

一、評價指標(biāo)體系的建立

（一）指標(biāo)層次分析

要對設(shè)計方案進(jìn)行質(zhì)量評價，首先需要根據(jù)目標(biāo)篩選出不同的評價指標(biāo)，并以此為建立起多屬性，多維度的評價指標(biāo)體系。首先可以利用層次分析的思想，將手機(jī)游戲主界面設(shè)計的質(zhì)量評價指標(biāo)劃分為技術(shù)型指標(biāo)、功能型指標(biāo)以及情感型指標(biāo)三個層次。因為評價體系的建立既要考慮界面本身的可操作等功能性因素，同時也要考慮對玩家需求的滿足程度以及帶給玩家的情感體驗。可以將手機(jī)游戲主界面設(shè)計的質(zhì)量評價指標(biāo)體系，進(jìn)行如下層次結(jié)構(gòu)分類：

設(shè)集合A（界面設(shè)計綜合質(zhì)量指標(biāo)）={A1（技術(shù)指標(biāo)），A2（功能指標(biāo)），A3（情感指標(biāo)））

其中，A1（技術(shù)指標(biāo)）=（信息容量，可視范圍，操作范圍，隱藏范圍，圖標(biāo)數(shù)量，顏色種類，視覺平衡，可視性，簡潔性…）

A2（功能指標(biāo)）={功能數(shù)量，操作準(zhǔn)確率，操作步奏，便捷性，反饋時間，功能指導(dǎo)性，一致性，交互方式…}

A3（，情感指標(biāo)）={視覺代入感，聽覺代入感，愉悅感，煩躁感，進(jìn)步感，挫敗感…）

根據(jù)游戲種類，設(shè)計階段，評價目的等因素不同，可以根據(jù)需要，對相應(yīng)的評價指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)分優(yōu)化，構(gòu)建起多層次結(jié)構(gòu)的評價指標(biāo)體系。以武俠類大型多人在線手機(jī)游戲為例，建立如下圖所示質(zhì)量評價指標(biāo)體系（圖1）：

（二）體系中的符號定義

假設(shè)現(xiàn)在對n個界面設(shè)計方案進(jìn)行質(zhì)量評價，記為P_D={P_D1，P_D2，P_D2，P_Dn}；評價指標(biāo)數(shù)量為m，記為I_C={I_C1，I_C2，I_C3，…，I_Cm）。方案P_Di對第j個指標(biāo)I_Cj的設(shè)計值用C_ij表示，其中（I=1，2，3，n；J=1，2，3…m），那么n個設(shè)計方案會存在有mn個設(shè)計值，用矩陣P_M=[C_ij]nxm來表示，可以稱其為相應(yīng)的設(shè)計矩陣。而評價方案對第j個指標(biāo)I_Cj的評價值用R_Cj。表示，其中（I=1，2，3，n；J=1，2，3…m），那么n個設(shè)計方案的會存在mn個評價值，用矩陣R_D=[R_ij]nxm來表示，可以稱其為相應(yīng)的評價矩陣。如果有多個專家或是質(zhì)量評價小組，采用一種或是多種方法對于設(shè)計方案進(jìn)行質(zhì)量評價，那么將得到多種評價結(jié)果，設(shè)有h種，對于某個設(shè)計方案的評價矩陣就可以記為A¹，A²，…，A^k，…，A^h。

二、質(zhì)量評價的線性規(guī)劃

（一）評價指標(biāo)規(guī)范化

由于不同評價指標(biāo)之間的量綱不統(tǒng)一，將無法直接用于比較或是計算。所以如果要進(jìn)行一個涵蓋眾多指標(biāo)綜合性評價，就必須對各項評指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，消除量綱不同帶來的影響，得到規(guī)范化的評價矩陣。對于一些定性指標(biāo)I_Cj例如便捷性，代入感等，本文采用5級分值標(biāo)度處理，用很好、好、中、較差、差，評分采用0-1分制原則，通過簡單加權(quán)法，可以表示關(guān)于某個定性指標(biāo)的評價值R_Cj（圖2）；

對于一些定量指標(biāo)I_Cj，如果其值越大越好，例如像操作準(zhǔn)確率，設(shè)計方案集P_D的設(shè)計值集X={x₁，x₂，x₃，…，x_n}，則令R_ij=（x_i-min x_i）/（max x_i-min x_i）；endprint

若其目標(biāo)越小越好，例如像反饋時間，則令R_ij=（max x_i-x_i）/（max x_i-min x_i），0≤R_ij≤1。這樣處理就能消除指標(biāo)之間量綱不同帶來問題，得到規(guī)范化的評價值，從而建立起規(guī)范化的評價矩陣R_D。

（二）線性規(guī)劃處理

因為有多個評價小組或者是專家對于一個設(shè)計方案進(jìn)行評價，所以將得到評價結(jié)果A^k。因此可以將評價結(jié)果進(jìn)行線性組合表示：

d_i小，則可以認(rèn)為該方案接近于理想方案；反之，則認(rèn)為該方案并不理想方案，或者說與理想方案存在一定差距。然而理想方案是未知的，所以如果要從待評價方案中，選取一個最佳方案，就需要對線性組合的評價矩陣進(jìn)行線性規(guī)劃，以求得最優(yōu)解。

（三）系數(shù)的不確定性

實際上（2）式中出現(xiàn)的線性組合系數(shù)λ_k是一個隨機(jī)變量，會因具體情況而改變。實際上，此時的評價矩陣是一個隨機(jī)矩陣，其結(jié)果會因λ_k改變而變化。而（4）中的R^k_ij可以理解為評價指標(biāo)中的第k個樣本值，在滿足式（2）的條件下，R^k_ij的線性組合系數(shù)λ_k可以看作是評價指標(biāo)的概率分布。因而可見，線性組合系數(shù)是具有不確定性的。

（四）權(quán)重的不確定性

在對一個游戲界面設(shè)計方案的質(zhì)量評價中，各項評價指標(biāo)所占的權(quán)重w_j主要由以下幾個因素決定：玩家需求程度，指標(biāo)之間的相互關(guān)聯(lián)程度，以及設(shè)計方案的之間的競爭性影響等。

1.指標(biāo)與玩家需求影響

玩家的需求會對評價矩陣的最終結(jié)果造成很大影響。由于玩家的性別、年齡、層次、教育水平，游戲經(jīng)驗，性格偏好等都不相同，有的玩家更重視畫面效果，有的玩家更重視操作體驗，有的玩家更重視社交互動效果。所以不同玩家具有不同需求，他們對于各項指標(biāo)的重視程度是不一樣，那么對于同一指標(biāo)的評價值則很有可能大相徑庭。因此玩家需求的不確定性，導(dǎo)致了各項評價指標(biāo)權(quán)重具有不確定性。

2.指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系影響

當(dāng)某一項指標(biāo)改變，引起了另—項指標(biāo)值的變化時，就說明這兩個指標(biāo)之間存在相關(guān)關(guān)系。指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系既有正相關(guān)關(guān)系，例如當(dāng)操作步奏增加時，煩躁感可能會增加；也有負(fù)相關(guān)關(guān)系，例如當(dāng)手機(jī)游戲主界面中的操作范圍增大時，其可視范圍可能會減小。正是因為指標(biāo)之間存在著這種動態(tài)變化的相關(guān)關(guān)系，使得指標(biāo)權(quán)重具有不確定性。

3.設(shè)計方案的競爭性影響

手機(jī)游戲與其他互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品不同的是，其本身具有明顯的競爭性和時間上的互斥性，用戶可以一邊用手機(jī)聽音樂一邊看新聞，卻不能在同一時間內(nèi)玩兩個手機(jī)游戲。并且一般而言，玩家選擇了某款游戲并投入了時間和精力之后，由于玩家的沉默成本，在一段時間之內(nèi)往往都不會再選擇同類型的競爭游戲。因此就所有的待評價設(shè)計方案而言，評價指標(biāo)值很大程度上就會受到相互競爭的游戲的影響。例如一個玩家在玩了一段時間界面信息容量較小，但隱藏范圍較大的游戲之后，讓其評價一個界面信息容量大但操作步奏少的游戲，玩家就可能覺得不適應(yīng)并覺得繁雜產(chǎn)生厭煩感。因此，游戲設(shè)計方案之間存在的競爭性影響關(guān)系，使得指標(biāo)權(quán)重具有不確定性。

假設(shè)w_j是關(guān)于玩家需求，指標(biāo)間相關(guān)關(guān)系，設(shè)計方案競爭性的概率密度函數(shù)，有

式中，x₁代表玩家需求因素，x₂代表指標(biāo)間相關(guān)關(guān)系因素，x₃代表設(shè)計方案競爭性因素。在一定的邊界條件下，能夠解得最優(yōu)解w_j，使得趨近于指標(biāo)的理想權(quán)重w^*_j。

（五）信息熵

信息熵通常用來描述信息的不確定性，我們可以將線性組合系數(shù)和指標(biāo)權(quán)重看作兩個不確定事件，因其具有不確定性，可以用信息熵公式將其表述：

至此，基于信息熵的游戲主界面設(shè)計的質(zhì)量評價工作，就可以轉(zhuǎn)化成一個多目標(biāo)的線性優(yōu)化問題，并且可以用拉格朗日函數(shù)對此加以表述。

三、質(zhì)量評價優(yōu)化

四、案例研究

我們選擇近期比較受歡迎的4款武俠類大型多人在線手機(jī)游戲的主界面設(shè)計進(jìn)行分析，《劍俠世界》《劍俠情緣》《誅仙》《天下》（圖3）：

（表1）所示為4個游戲的主界面設(shè)計方案的各項設(shè)計值，將（表1）按照中各項指標(biāo)的設(shè)計值進(jìn)行規(guī)范化處理后，可以得到如（表2）所示的界面設(shè)計的質(zhì)量評價矩陣。選擇4個質(zhì)量評價小組分別對4個游戲的主界面設(shè)計方案進(jìn)行質(zhì)量評價，并對指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化處理，可以得到如（表3）所示的綜合型質(zhì)量評價矩陣。

解式（16）可知，當(dāng)λ_k（k=1，2，3，4）最逼近λ時，則λ對應(yīng)的界面設(shè)計方案就是最佳設(shè)計方案。由計算可知第1組的λ₁最接近λ，因此最佳的主界面設(shè)計方案應(yīng)該是《劍俠世界》。

結(jié)論

（一）通過層次分析法可以將手機(jī)游戲的主界面設(shè)計的指標(biāo)分為技術(shù)型指標(biāo)，功能型指標(biāo)和情感型指標(biāo)三個層次。我們可以針對其他不同類型的游戲，或者是不同界面的設(shè)計，根據(jù)不同評價需求，對指標(biāo)分層進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化調(diào)整。

（二）由于評價指標(biāo)與玩家的需求關(guān)系不同，指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系影響，以及設(shè)計方案的競爭關(guān)系等因素，為指標(biāo)的權(quán)重以及評價過程中的線性規(guī)劃系數(shù)帶來了不確定性。而這些不確定性可以被信息熵的概念和公式客觀描述。同時，線性規(guī)劃中的優(yōu)化問題，也可以利用最大信息熵原理加以解決。

（三）利用線性優(yōu)化，構(gòu)造拉格朗日函數(shù)求解多目標(biāo)優(yōu)化問題，從更為客觀方向?qū)τ螒蚪缑嬖O(shè)計的質(zhì)量進(jìn)行評價研究，這樣的方法對于指導(dǎo)開發(fā)游戲和進(jìn)行方案決策時會更加有效。endprint