Поиск и визуализация информации

Критерии качества интерфейса

В этой лекции описываются вещи, которые, не относясь напрямую к основным характеристикам интерфейса, либо очень важны для интерфейса, либо слишком часто делаются неправильно.

Память

Возможности человеческой памяти существенно влияют на качество взаимодействия пользователя с системой. Для нас актуально знать про две подсистемы памяти, а именно про кратковременную и долговременную подсистемы.

Кратковременная память

Свойства, а точнее ограничения кратковременной памяти (КВП) являются очень важными факторами при разработке интерфейса. Дело в том, что вся обработка поступающей информации производится в КВП, в этом кратковременная память сходна с ОЗУ в компьютерах. Сходство, однако, не является полным, так что думать о КВП, как об ОЗУ не стоит.

Что попадает в КВП.Удобно, хотя и неправльно, считать, что в КВП попадает всё, что кажется нужным и имеющим какой либо смысл. Соответственно, чтобы что-либо попало в КВП пользователя, пользователь должен это заметить (для чего, собственно говоря, и полезно проектировать интерфейс с учетом возможностей человеческого восприятия) и счесть полезным лично для себя. Как правило, для опытного пользователя оценка полезности не представляет проблем, неопытные же почти всегда суют в КВП наиболее заметные детали. Таким образом, самое важное в интерфейсе должно быть наиболее заметным (вот мы и узнали теоретическое обоснование очередного очевидного факта).

Изменение содержимого.Другая интересная особенность КВП заключается в том, что смена содержимого в ней происходит скорее из-за появления новых стимулов, нежели чем просто от времени. С одной стороны, это значит, что без новых стимулов КВП остается неизменной. С другой стороны, поскольку отсутствие стимулов есть труднодостижимый идеал, содержимое КВП постоянно меняется. Практический смысл этого наблюдения состоит в том, что нельзя допускать, чтобы пользователь отвлекался, поскольку новые стимулы при отвлечении стирают содержимое КВП. Но и это есть только мечта. Приходится удовлетворяться тем, чтобы максимально облегчать пользователю возвращение к работе.

Объем КВП.Чуть ли не единственным правилом интерфейсной науки, известным широкой публике, является моветон, гласящий, что в группе чего угодно не должно быть более семи плюс-минус два элементов.

Проблема в том, что это правило имеет слабое отношение к реальности и его практическое значение невелико. Более того, оно даже вредно, поскольку его знание народом, усугубленное незнанием остальных правил, приводит к искренней уверенности, что если в интерфейсе не более девяти элементов (семь плюс два; люди предпочитают складывать, нежели вычитать), то этот интерфейс автоматически хорош. Что, мягко говоря, не совсем правильно. Но начнем сначала.

Оценивать объем КВП применительно к интерфейсу как всеобъемлющие 7±2 элементов не вполне правомерно. Во-первых, как уже было сказано, в КВП информация хранится преимущественно в звуковой форме.

Это значит, что вместо смысла запоминаемых элементов в КВП хранится текст, написанный на этих элементах. Для нас это означает, что подвергать ограничению следует преимущественно те элементы, которые содержат текст. Во-вторых, известно, что в память помещается гораздо больше, но только в тех случаях, когда элементы сгруппированы. Соответственно, всегда можно сгруппировать элементы и поместить в КВП пользователя больше информации. В-третьих, существует некоторое количество людей, способных удержать девять значений в КВП, но количество людей, способных удержать в памяти только пять или шесть значений, тоже довольно существенно. Это значит, что с практической точки зрения гораздо удобнее считать, что объем КВП равен ровно семи элементам (или, если ситуация позволяет, шести), поскольку рассчитывать нужно не на сильное, а на слабое звено. И, наконец, самое важное. Информация не только хранится в КВП, она в нем же и обрабатывается. Это значит, что один этап обработки занимает место как минимум одного элемента КВП. Более того: контекст предыдущих действий тоже хранится в КВП, снижая доступный объем.

С практической точки зрения важно еще и следующее. Если на интерфейс смотрит опытный пользователь, почти вся необходимая ему информация содержится не в кратковременной, но в долговременной памяти, а значит, специально про КВП думать не надо. Более того, зачастую и для неопытных пользователей объем КВП не важен. Предположим, такой пользователь смотрит на раскрытое меню. Поскольку контекст его предыдущих действий никто не отменял, пользователь знает, чего он хочет, но не знает еще, как этого добиться. Он сканирует меню и, найдя наиболее многообещающий элемент, выбирает его, при этом ни один из ненужных ему элементов в КВП не попадает. Проблемы с КВП начинаются только тогда, когда ни один элемент не кажется ему более желанным, чем другие. При этом пользователю необходимо поместить все элементы меню в КВП и сделать выбор. Соответственно, большинство таких проблем может быть пресечено визуальной организацией элементов (чтобы убедиться, что пользователь смотрит именно в то меню, что ему нужно) и правильным наименованием отдельных элементов (чтобы по тексту элемента сразу была понятна его применимость). Впрочем, слишком большой объем элементов неопытным пользователям всё-таки вредит: если пользователь долго сканировал список в поиске нужного элемента, некоторая часть списка всё-таки попадет в КВП и испортит контекст, так что увлекаться большим набором возможностей тоже не стоит.

Так что значительно эффективнее считать, что объем кратковременной памяти равен пяти (шести, из которых один в запасе) элементам. Не более, но и не менее.

Нагрузка на КВП.В целом, использовать КВП пользователям неприятно. В этом заключается самая большая проблема КВП применительно к интерфейсу, большая даже, чем человеческие ошибки, вызванные выпадением элементов из памяти. Объясняется это неприятие КВП просто – и запоминание, и извлечение информации из памяти требует усилий. Более того. Поскольку содержимое КВП теряется при поступлении новых стимулов, пользователям приходится прилагать усилия, чтобы просто удержать информацию в памяти (вспомните, сколько раз вы повторяли номер телефона, чтобы удержать его в памяти на время, пока вы переходите в другую комнату).

Таким образом, необходимо снижать нагрузку на память пользователей, т.е. избегать ситуаций, когда пользователю приходится получать информацию в одном месте, а использовать её в другом. Лучшим способом достижения этой цели является непосредственное манипулирование, у которого, кстати, есть ещё множество других достоинств.

Вообще говоря, любой ввод параметров не значениями, а воздействием на управляющие элементы (т.е. верньеры) сильно снижает нагрузку на память. Другой разговор, что верньеры занимают много места на экране, плохо подходят для точного ввода значений и всегда оказываются хуже непосредственного манипулирования, поскольку при непосредственном манипулировании пользователям не нужно помещать в КВП даже и алгоритм действия.

Долговременная память

Долговременная память, вообще говоря, лучше поддается интроспекции, так что рассказ о ней будет короче. Как все мы знаем (и пока еще не забыли), объем ДВП очень велик, информация, попавшая в ДВП, хранится, судя по всему, вечно и так далее. С точки зрения дизайна всё это не представляет особого интереса. Интерес представляют два вопроса:

- При каких условиях информация попадает в ДВП?

- Сколько «стоит» вспоминание?

Оба вопроса очень интересны с точки зрения обучения пользователей, второй вопрос, к тому же, интересен еще и с точки зрения улучшения способности пользователей сохранять навыки работы с системой в течение длительного времени (а это одна из основных характеристик хорошего интерфейса).

Внутрь ДВП.Сейчас считается (и это мнение вряд ли будет изменено в дальнейшем), что информация попадает в ДВП в трех случаях. Во-первых, при повторении, т.е. при зубрежке. Во-вторых, при глубокой семантической обработке. В-третьих, при наличии сильного эмоционального шока. Эмоциональный шок нас интересует слабо – не стоять же, в самом деле, за спиной у пользователя, стреляя время от времени из ружья, чтобы он волновался (тем более что после шока запоминание прерывается). Достаточно и повторения с обработкой.

С повторением всё просто. Чем больше повторений и чем меньше времени проходит между повторами, тем больше шансов, что информация будет запомнена. Для нас как «людей просто» это ясно и неинтересно, но зато с точки зрения дизайна интерфейса это наблюдение вызывает очень простую эвристику: если системой придется пользоваться часто, пользователи ей обучатся, деваться-то им некуда. Это очень утешительное наблюдение.

С семантической обработкой дела обстоят интереснее. Дело в том, что информация хранится в ДВП в сильно структурированном виде (например, похоже, что зрительные воспоминания на самом деле хранятся не в виде картинки, а как список объектов, находящихся в изображении, изображения же отдельных объектов хранятся отдельно). Так что для обращения к воспоминаниям мозг выполняет работу, сходную с поиском книги в библиотеке (только более сложную; попробуйте методом самонаблюдения вспомнить, например, всех своих одноклассников). Соответственно, когда человек вспоминает, он углубляется в свою память и находит всё больше признаков искомой информации. Но верно и обратное: чем больше человек думает о какой-либо информации, чем больше он соотносит её с другой информацией, уже находящейся в памяти, тем лучше он запомнит то, о чем думает (т.е. текущий стимул). Это тоже очень утешительное наблюдение: если пользователь долго мучается, стараясь понять, как работает система, он запомнит её надолго, если не навсегда.

Несколько помогает понять устройство механизма запоминания его антипод, а именно забывание. Современная наука утверждает, что забывание обусловлено одним из трех факторов (или всеми тремя), а именно затуханием, интерференцией и различием ситуаций. Самое простое объяснение имеет затухание: когда информация не используется долгое время, она забывается. Несколько сложнее с двумя оставшимися факторами. Предполагается, что если сходной семантической обработке подверглись несколько фрагментов сходной информации, эти фрагменты перемешиваются в памяти, делая практически невозможным воспроизведение поврежденного фрагмента, т.е. фрагменты интерферируют друг с другом. Иначе обстоит дело с различием ситуаций. Предполагается, что для успешного воспоминания требуется соответствие признаков во время кодирования с признаками во время воспроизведения. Невозможно неслучайно вспомнить «то, не знаю что». Это всё равно как потерять книжную карточку в библиотеке – книга в целости и сохранности, но найти её нет никакой возможности.

Если серьезно, то повторение можно охарактеризовать как способ мощный, но ненадежный, поскольку трудно рассчитывать на повторение при нечастой работе с системой (существует множество систем, используемых редко или даже однократно). Семантическая же обработка есть способ мощный, но дорогой: без повода пользователи не будут задействовать свой разум, предоставить же им повод сложно. Лучше всего в качестве повода работает аналогия, неважно, как она представлена, как метафора интерфейса, или как эпитет в документации.

Цена вспоминания.Является общим местом, что обращение к ДВП стоит довольно дорого. Поспорить с этим невозможно, поскольку в утверждении содержится слово «довольно», обладающее крайне размытым значением.

На самом деле всё сложно. Разные понятия вспоминаются с разной скоростью, слова, например, вспоминаются быстрее цифр, а визуальные образы – быстрее слов. Очень сильно влияет объем выборки, т.е. вспомнить одно значение из десяти возможных получается быстрее, нежели из ста возможных. Наконец, частота вспоминания влияет на скорость вспоминания (т.е. на скорость вспоминания сильно влияет тренировка).

Таким образом, при проектировании интерфейса удобно пользоваться следующим правилом. Для обычных пользователей, у которых нет навыков извлечения из ДВП информации, присущей проектируемой системе, следует снижать нагрузку на ДВП; для опытных пользователей, у которых эти навыки сформировались, обращение к ДВП может быть более быстрым, нежели любой другой способ поиска информации.

Важно, однако, сознавать, что для опытных пользователей ДВП, будучи быстрым, не обязательно является предпочтительным. Например, если стоит задача снизить количество ошибок, меню будет более эффективно, чем, скажем, командная строка, поскольку оно не позволит отдать заведомо неправильную команду.

Поиск и визуализация информации

Большинство задач, выполняемых с помощью компьютера, сводятся к созданию, хранению, поиску, просмотру и редактирования текстовой и численной информации, причем поиск и просмотр лидируют по затратам времени и усилий. Это делает задачу всемерного облегчения этой работы чрезвычайно важной.

Четыре вида поиска и еще два

Существует четыре основных вида поиска информации:

- Поиск конкретных данных (сколько сделок было совершено за последние два месяца?, когда родился Пушкин?)

- Поиск расширенных данных (кто еще участвовал в этой сделке, которая принесла нам столько проблем?, какие еще произведения, помимо «Мертвые души», написал Гоголь?)

- Свободный поиск (есть ли связь между этой сделкой и какими-нибудь другими?, есть ли любовные сцены в «Кому на Руси жить хорошо»?)

- Проверка доступности (у нас есть вообще какие-нибудь данные о том, почему этот контракт был подписан?, а у меня есть какие-нибудь книги Толстого?)

В этой таксономии есть еще один вид поиска, который в список не попал, частично потому, что он плохо формализуется, а частично потому, что его значение до сих пор слабо осознано. Этим видом является «совсем уж свободный поиск», при котором основной вопрос, который искатель ставит перед системой, звучит как «а есть ли тут что-нибудь интересное?».

Эти четыре вида поиска (или пять) существуют очень давно, с появления первых библиотек. За сотни лет библиотекари научились очень многому, чтобы поиск нужной информации был эффективен и прост. Потом появился компьютер, вскоре придумали многомерные базы данных и королями поиска стали программисты. Проблема в том, что до сих пор информацию ищут примерно так же, как искали её сто и двести лет назад.

Основной проблемой поиска всегда было обилие информации. Нетрудно найти нужные сведения, когда у тебя всего один листок бумаги. Когда же нужные сведения нужно найти в библиотеке, состоящей из десятков и сотен тысяч (если не миллионов) листов, жизнь становится значительно более насыщенной. Для решения этой проблемы были придуманы (еще библиотекарями) картотеки, содержащие основные сведения о каждом объекте. Человек формулировал поисковый запрос, а потом тем или иным способом отбирал подходящие карточки.

Этот метод жив и поныне, хотя, конечно, в несколько других формах. Теперь это делается на компьютере (что действительно облегчило жизнь), а поиск производится языком SQL и иже с ним. Метод карточек хорошо справляется с поиском конкретных данных и проверкой доступности. Со всеми остальными видами поиска он справляется из рук вон плохо. Возьмем, например, свободный поиск. Его цель состоит в том, чтобы найти некий паттерн, закономерность, нечто, что в начале поиска вообще неизвестно («найди то, не знаю что»). Пользуясь методом карточек, приходится совершать огромное количество поисковых запросов, держа при этом в голове полученные ранее данные. Вероятность того, что при этом будет найдена информация, а не данные, невелика.

Но выход есть. Чтобы его найти, нужно углубиться в историю и задать себе три вопроса. Вопрос первый, зачем появились карточки. Ответ: потому, что мы не в состоянии охватить взглядом всю информацию. Вопрос второй – почему в результате поиска мы вытаскиваем часть карточек из картотеки? Опять-таки потому, что мы не можем охватить их взглядом, равно как мы не можем охватить взглядом место этих карточек в общей куче. Вопрос третий – как нам оценить найденное в целом, не отвлекаясь на частности? Ответ: разложить их на столе, молясь, что стола хватит.

Всё это издержки и ограничения самой концепции поиска карточек и вытаскивания их из общей кучи. Эти ограничения имелись, пока мы не имели ничего, кроме карточек. Теперь, когда у нас есть компьютеры, эти ограничения пора отправить на свалку. Компьютер позволяет так визуализировать данные, что появляется возможность увидеть все данные (пускай издали), видя при этом в этих данных информацию.

Т.е. при таком поиске искатель не формулирует запрос, получая на выходе горсть записей базы данных, но задает правила визуализации всех данных и видит, какие данные либо выбиваются из общего ряда, либо наоборот слишком уж обычны. Это позволяет, как найти нужные сведения, так и сразу увидеть взаимосвязи и паттерны.

При этом стандартный поиск с последовательностью запросов имеет еще один важный недостаток: он слишком абстрактен. Большинство же людей, хоть и способно создавать сложные алгоритмы, плохо управляется с абстракциями. Не имея ощутимых, не побоюсь слова «видимых», промежуточных результатов, многие люди неспособны сформировать сложный, многоступенчатый вопрос. Визуализация, напротив, позволяет это ограничение обойти.

Но не поиском единым сильна визуализация. Она позволяет также многократно сократить время, затрачиваемое на восприятие найденной информации, за счет того, что визуально выраженные закономерности воспринимаются гораздо быстрее и легче, нежели численные или цифровые (но об этом позже).

Теперь перейдем к практике.