This research has adopted eye movement technique to study the influence of warning character on the information processing, which involves in two experiments. With our study, we have made our focus of research on the warning position, warning icon and warning border as a visual stimulus means. In our investigation, we have been keeping on with such commonly-made eye-movement recording parameters, such as the Fixation Count, the First Fixation and Duration by using an Eye Link II eye tracker, which is in a position to reflect the subject's attention and conversion of the attentions. What is more, we have done a single factor variance analysis (ANOVA) in hoping to work out the experimental data due to the kinds of eye movement parameters, and the following conclusions were drawn: (1) The warning position on the warning interface affects the machining process of the warning. When the warning is embedded in text, the warning is more noticeable and the perceived hazard level is higher. (2) Consistent with the results of the relevant studies on warnings on product labels, there are also icon effects on the warning interface, and the icon can improve the salience of the warning itself and the level of perceived danger. (3) There are also border effects on the warning interface. The appearance of the border makes the warning more significant and the perceived hazard level can be improved. The research results of this paper can also be adopted as the warning message design reference, which has had a great significance in improving the identification of warning message and reducing the rate of visual accidents on interface.

Accurate comprehension of safety signs plays a critical part in warning construction workers of potential work hazards. However, existing studies have rarely investigated construction workers' comprehension of safety signs at construction sites. Moreover, existing evaluation methods are generally based on subjective behavior tests, questionnaires, and interviews. Therefore, this study examined the effects of semantic congruity on the comprehension of safety signs, including two sign types (prohibition vs. warning signs) and two conditions (semantic congruence vs. incongruence), combining event-related potentials and time-frequency analysis measurements. Adopting the S1-S2 paradigm, electroencephalogram data were recorded when participants decided whether S1 and S2 were semantically congruent or not. Results showed that the semantically incongruent safety sign-word pairs elicited larger N400 amplitudes and increased theta (3–8 Hz) power in 300–420 ms. The amplitude of N400 in the semantically incongruent condition of the warning sign-word pairs was more negative than that for the prohibition sign-word pairs, while there were no significant differences between the prohibition and warning sign-word pairs in the semantically congruent condition. A greater late positive potential (LPP) (550–750 ms) was also elicited in the semantically incongruent safety sign-word pairs, which was different from previous studies that observed larger LPP in congruent conditions. These results suggest complicated cognitive mechanisms of safety sign comprehension in construction workers. This study extends safety sign comprehension research by using electrophysiological approaches and provides useful indicators for researchers or safety engineers to measure the semantic congruity of proposed sign designs. © 2022 Wiley Periodicals LLC.

It is important to use a bath chair for reducing the injury risk in elderly independent bathing and for improving the elderly bathing experience. This study aimed to investigate the elderly independent bathing process and the effect of bath chairs on the elderly. We investigated the bath scenarios of elderly Chinese people through a questionnaire and behavior observation. Then, based on the survey results, we designed an experiment to evaluate the muscle workload and subjective experience in twelve bathing tasks. Twelve elderly participants were recruited to complete the bathing task in two scenarios: with a chair and without a chair. We found Showering was the dominant bathing style for elderly Chinese people. The rectus-femoris and the lumbar-erector workload change differed significantly between the two scenarios when cleaning the lower body, and the subjective experience with a chair was significantly better than that without a chair. The amplitude of the basic motions of the static-work joints significantly affects the workload of corresponding muscles and the bathing experience. The bath chair effectively reduced the workload of the rectus femoris and the lumbar-erector, reducing the risk of falls and improving the subjective experience of the elderly when cleaning the lower body. However, the bath chair had limited improvement in the workload of the rectus femoris and the lumbarerector during some bathing tasks, which was the main direction of the bath-chair optimization. This study helps to evaluate the elderly bathing experience, and optimizes bath-chair design.

在信息量复杂的可视化界面,即复杂信息界面中,若要提取复杂信息的层级结构和关联属性,视觉系统需要能够同时整合多种元信息。全局编码作为有效提取信息聚合属性的视觉统计手段,是提供总体感知的可行算法。而且在目前信息显示维度和数据维度日趋复杂的时代背景下,视觉特征重叠的全局编码感知正确率和精度是用户能否做出最优决策的重要指标。因此,对全局编码感知量化的研究能够为复杂信息界面的设计与评价提供更系统和全面的科学基础。本研究以复杂信息界面设计需求为研究导向,以量化任务驱动的全局编码感知差异为研究目的,以认知心理学和设计学的相关研究方法为技术手段,找出感知差异拟合关系,进而总结出不同任务驱动的全局编码感知规律,最终形成基于不同全局任务的复杂信息界面设计评价方法。论文主要工作和创新点如下:（1）对全局编码感知基础和感知差异形成因素进行研究,包括对信息编码设计端和复杂信息界面信息显示端等进行总结分析,并对全局编码的产生机制、全局感知的层级分类、全局编码的感知策略以及全局编码的量化感知基础等进行深入探讨。为复杂信息界面全局编码的感知差异量化研究奠定理论基础,并提供量化感知实验所涉及的实验范式的使用依据。（2）对复杂信息界面视觉任务、交互任务以及分析任务等进行分类,并基于运算对象分类方法,对信息维度进行整合,进而构建不同的信息维度与全局任务的映射关系,最终创建针对复杂信息界面的全局任务集。为建立不同的全局任务与全局编码的表征关系奠定研究基础。（3）分别开展识别任务驱动、模式判断任务驱动和量级总结任务驱动的全局编码感知差异量化实验研究,最终构建不同任务驱动的信息界面全局编码物理变化量与感知变化量的拟合关系,得到不同任务驱动的全局编码量化感知差异规律。为形成基于不同全局任务的信息界面设计评价方法提供科学的数据理论支撑。（4）根据不同复杂信息界面任务所得到的的编码感知规律和感知差异拟合关系,形成针对复杂信息界面设计的全局编码决策集,并基于此集合设计相关复杂信息界面实例。除此之外,将加权平均算子和VIKOR相结合的综合评价方法嵌入界面综合评价数据库,验证了全局编码决策集的有效性及合理性。

随着计算机科学和云计算的不断发展,数据也越趋于复杂,其中不乏很多高维数据。对高维数据进行有效的可视化处理是降低用户认知负荷与提高数据传输效率的重要方法,可视化处理方式主要是对数据进行视觉编码,视觉变量作为视觉呈现的媒介,对信息传递具有重要意义。由于视觉变量多为成对使用,而目前大部分的视觉变量研究都仅仅关注于独立视觉变量,不利于提高视觉编码效率,因此,本文着重对基于高维数据可视化的独立变量与多重变量进行系统性的研究,梳理视觉变量与高维数据特征的表征关系,结合用户的认知特性,利用视觉感知实验探究多重视觉变量有效性并根据实验所得规律指导案例设计。本文首先结合高维数据的静动态属性特点与用户的认知特性,对静动态视觉变量进行深入剖析,同时依据高维数据的可视化特征提出视觉变量分类新方案。其次,基于可视化界面的认知特性及认知负荷理论基础,分析多重视觉变量的认知特性及视觉感知效果,从多重视觉变量的“联想—分离”特性出发探究差别变量与等级变量多种组合形式带来的视觉感知特征,并在充实的理论铺垫下,提出多重视觉变量视觉感知的序列性概念,同时基于此概念研究多重视觉变量的编码策略。视觉变量不仅运用在视觉呈现上,本文对可交互式视觉变量编码的分析拓展了视觉变量的运用领域。再次,运用心物学理论的视觉感知实验方法研究多重视觉变量有效性,将背景色纳入实验因素之内。使用JavaScript搭建一个实验系统,实验在此系统界面上进行。运用spss和excel对实验结果数据进行分析,最终得出提高可视化视觉编码有效性的参考性建议。最后,选用基于时空数据的人口迁徙案例作为设计对象,将实验所得规律与设计实践相结合。

随着互联网的飞速发展,海量数据富含着巨大价值的同时也使得数据关系日渐复杂。信息可视化可以有效的帮助用户挖掘机信息的关联关系。因此,如何利用可视化的方法挖掘大数据之间的关系并应用于实际,已经成为当今学术界与各行业研究的热点问题。但是高维多元的数据可视化的信息呈现往往会导致页面承载的信息量过大,从而弱化信息的关系表征,造成了用户识别效率的下降。增加了时间表征维度的动态可视化可以在一定程度上缓解高维数据可视化页面局限性问题。本研究旨在运用动态可视化来更好地展示数据之间的信息关联,辅助用户进行高维数据挖掘。本文从信息关联出发,对动态可视化的设计表征和视觉感知进行深入探讨,尝试建立“多维信息-动态表征-视觉感知”之间的映射关系。本文从复杂信息属性与统计学的角度对大数据进行解构,提出了信息关联的三种基本类型:层次关联、网络关联和时间关联,并着重分析其关联特征。在高维信息动态可视化表征的研究中,本文从表征的交互主动性上将其分为基于时间维度的动态可视化和基于交互维度的动态可视化。针对基于时间维度的动态可视化提出了静态变量与动态变量的表征策略,针对交互维度的动态可视化提出了交互反馈形式和交互准则。围绕用户的视觉感知,以提高信息关联认知效率为导向,提出了针对信息关联的动态表征展示策略,该策略有助于提升大数据可视化关联性展示的可读性。为了验证大数据信息关联性的动态展示策略的有效性,从实际的交通大数据出发完成设计实证。结果表明,本文提出的动态展示策略可以有效降低用户在信息关联识别过程中的认知负荷,提高认知效率。本文的研究内容在一定程度上填补了大数据信息关联性可视化方法的理论空白,可为可视化实践提供理论参考。

随着互联网、云计算、交互技术的迅猛发展,当今的大数据可视化不仅需要呈现海量数据信息,还包含了高时效、多维度的动态交互形式,但现有的大数据可视化鲜有考虑用户的认知需求,导致了用户在“读取”海量数据时大量有价值的信息被湮没在可视化的“复杂度”之中。因此,基于用户认知的大数据可视化复杂度研究是当前设计领域与数据可视化领域交叉研究中亟待解决的关键问题。本研究以用户认知为切入点,通过行为和生理实验方法,分别从认知、数据、视觉、交互四个方面全面地展开了基于用户认知的大数据可视化复杂度研究。研究成果为大数据可视化复杂度优化问题提供了有效的研究思路和方法指导。课题重点开展以下研究工作:（1）针对性地研究了可视化用户的认知加工过程与认知负荷,及其包含的典型认知机制;构建了大数据可视化的信息加工模型、认知负荷结构模型和大数据可视化的认知复杂度结构模型,从根本上梳理出了可视化认知复杂度的构成因素。（2）建立了基于认知空间的数据结构并进行数据结构重构示例验证;提出了基于认知空间的数据结构与图元编码表征映射关系,解开了从数据到可视化的“黑匣子”,并通过实验研究了多属性编码数量和叠加形式对于认知的影响。（3）通过多个行为与眼动实验确定了构成大数据可视化视觉复杂度的客观属性和主观因素,并提出了视觉复杂度的分层映射理论。研究证明:视觉复杂度本质上是由用户对于视觉元素的组块能力和块强度决定的,熟悉度越高,组块强度越高,视觉复杂度越低。这一结论为视觉复杂度的相关研究做出了理论贡献。（4）从交互操作、交互行为、到交互逻辑三个层次分析了大数据可视化的交互复杂度;建立了大数据可视化整体复杂度的结构模型,提出了详细的复杂度优化设计方法、设计流程和逆向解析方法,并应用于案例得到验证,为大数据可视化的设计与分析提供准确、快速的指导方法。

随着大数据技术的发展,人们使用数据采集设备可以获取到越来越完整的交通数据。可视化与可视分析技术能够帮助用户以视觉的形式从复杂海量数据中提取可用信息,实现数据的有效分析。因此,通过地图与可视化组件加速交通数据分析过程,以支持人对交通态势的认知与决策是交通数据可视化与可视分析的根本目标。本文以该目标为导向,融合多学科的理论,研究了适用于交通领域的理论分析模型与数据表征方法。针对目前交通数据可视分析的不足提出了基于地图空间进行嵌入式编码的新思路。本文主要研的究内容及贡献如下:（1）对交通大数据的基础数据体系、信息特征做了分析,阐述了数据可视化领域相关理论模型与时间、空间、多维范式下的交通数据可视化方法。（2）基于态势感知理论,阐述了交通数据在态势感知不同层次上的分析任务,提出了交通领域的数据可视化模型,并对其中关键步骤做了剖析。（3）根据交通数据视图表现空间的不同,将地理空间和抽象空间作为可视化的两个子维度研究了可视化模型中交通综合统计数据的可视化设计方法与合适的的交互方式。分别对1、地图空间中以点、线等图元进行数据编码以及2、抽象空间中不同变量水平下的交通数据可视化表征方法进行了研究。（4）最后,针对目前交通数据大多采取“多视图窗口策略”,脱离地图空间而造成“视觉认知脱节”的问题,提出了一种基于地图空间的交通流集成编码的新的设计形式。和地图空间中以点、线等图元进行数据编码的方式不同,集成视图的设计方式将具有复杂关联性的统计型数据编码到地图空间,打破了传统地图可视化只能表达单一数据状态的局限性并且减少了界面视觉空间占用。本文所提出的交通数据可视分析方法以地图空间作为探索环境,通过可视化结构内嵌入地图的方式将时间事件流与地图进行融合,使得地图视角具备展示整体时空特征的能力。用户可以在地图空间对交通态势感知层、理解层和预测层数据信息进行综合理解。