一、相关学科知识
作为一门新兴学科，在具体的设计操作过程中，用户体验设计吸取了多个学科的知识。除了第一章所讲述的面向人的学科和面向技术的学科之外，还包括面向设计的学科。面向人的学科包括心理学、生理学、社会学、文化学、语言学、哲学和美学等方面的知识；面向设计的学科包括工业设计、艺术设计、数字媒体设计和动画设计等；面向技术的学科主要指信息沟通技术，涉及到计算机技术、信息技术、电子技术、网络技术、软件工程、人机交互技术和数据库等。
不同的应用领域对于用户体验设计所要求的知识体系和研究方法有所不同，如建筑设计和环境设计中的用户体验等。图1所示为用户体验与产品创新设计的研究框架和知识体系。
1.1 信息与沟通技术
信息与沟通技术（Information and Communication Technology）包括信息电子技术、计算机技术和网络技术等，它们为用户体验与产品创新奠定基本的技术基础。
信息电子技术主要以信息的产生、获取、变换、传输、存储、处理、显示和利用等技术为主线，以各类电子设备、信息系统、通信系统与网络的研究、设计、制造、应用、开发为中心内容，包括信息技术及其设备、系统与网络的软硬件开发等。
例如：木块镜子（Wooden Mirror）是一个简单和奇怪的装置，来自交互设计师Daniel Rozin的作品，如图1.1所示（Rozin，2009）。当你站在镜子前面时，你的头像就会显现在木块镜子中。这看起来很奇特。
图2 木块镜子
1.2工业设计
1980年，国际工业设计联合会（International Council of Societies of Industrial Design，ICSID）（http://www.icsid.org/）对工业设计的定义是：就批量生产的工业品而言，凭借训练、技术、知识、经验及视觉感受而赋予材料、构造、形态、色彩、表面加工及装饰以新的品质和资格。
设计关注于由工业化而不只是由生产时用的几种工艺所衍生的工具、组织和逻辑创造出来的产品、服务和系统。设计是一种包含了广泛专业的活动，产品、服务、平面、室内和建筑都在其中。这些活动都应该和其它相关专业协调配合，进一步提高生命的价值。
图3 工业设计展览
从用户体验角度来看，工业设计解决人与产品、环境的交互关系，为人服务。一方面取决于产品和环境本身，如功能、性能、外观、结构、色彩、声音、材质、味道等，包含了物理的、社会的和文化的情境；另一方面，依赖于用户本身，如情感、目的、任务、感知、期望和能力等。
1.3 艺术设计
设计艺术学是艺术与科学，生产与生活紧密结合，从事设计艺术创作与设计以及理论研究的学科。设计艺术学主要研究艺术设计的规律，将现代科技成果和价值判断应用于设计，实现人文与审美需要。与用户体验设计相关的艺术设计主要包括视觉传达设计、公共环境艺术、装饰壁画、数码交互艺术、建筑造型艺术以及城市艺术，等。
艺术设计主要从美的需求出发，研究界面以何种形式来呈现。界面的美，不仅要作为艺术审美形式的美，满足人们感觉上的愉悦性，更多的是产品作为人操作的一种工具，来满足人实现某种目的时带来的愉悦性。它不仅仅是一种表象，而是一种实质性的体现，带有更多的实用性。美的造型经常以鲜明生动的形式：形态、色彩、质感等给人以舒服悦目的感受。它是在产品的实用及认知功能基础上产生的一种心理和精神范畴的功能。
1.4 心理学
心理学是研究人的心理现象及其发生、发展规律的科学，兼有自然科学性质和社会科学性质的中间科学。心理学研究心理现象，就是要揭示心理现象发生、发展的客观规律，用以指导人们的实践活动。与用户体验设计相关的包括认知心理学、实验心理学和工程心理学等。
1.4.1 认知心理学
认知心理学（Cognitive Psychology）是20世纪50年代中期在西方兴起的一种心理学思潮，在20世纪70年代成为西方心理学的一个主要研究方向。它研究人的高级心理过程，主要是认识过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维和语言等，从心理学的观点研究人机交互的原理。该领域研究包括如何通过视觉、听觉等接受和理解来自周围环境的信息的感知过程，以及通过人脑进行记忆、思维、推理、学习和问题解决等人的心理活动的认识过程。其中人脑的认知模型——神经元网络及其模拟已经成为新一代计算机、人工智能等领域中最热门的研究课题之一。对人的认知行为的研究、测量、分析和建模也称为认知人机工程学。
用实验心理学的技术和认知心理学概念，来改进软件生产，即将心理学和计算机系统相结合而产生了一个新的学科，叫做软件心理学（Software Psychology），成为人机界面学的另一个领域。
1.4.2 实验心理学
实验心理学（Experimental Psychology）是在实验室控制条件下进行研究工作的心理学，更注重的是研究方法。实验心理学的建立使心理学摆脱了哲学心理学的阶段，进入了科学心理学的阶段。
1879年，冯特在莱比锡建立第一个实验心理学实验室，这被心理学教科书认为是科学心理学诞生的标志。随着20世纪下半叶心理学研究领域的扩展，实验心理学所覆盖的领域延伸到社会心理学、发展心理学、人机工程学等多个领域。其中认知心理学和生理心理学的实验研究成为主流。自20世纪80年代开始，两个领域开始综合，形成一门新兴的重要学科——认知神经科学。该学科把心理和大脑的统一理解作为自己的目标。
实验心理学已经融入了当今的大多数心理学研究中。实验作为一种重要的研究方法而被广泛强调。实验方法又分为实验室实验和现场实验。现场实验在更为自然的环境下进行，对无关条件的控制没有实验室实验严格，但现场实验比实验室实验更接近真实的情景。
1.5 人机工程学
2000年8月，国际人类工效学学会（International Ergonomics Association，IEA）对人机工程学所下的定义为：人机工程学是研究系统中人与其他组成部分的交互关系的一门科学，并运用其理论、原理、数据和方法进行设计，以优化系统的工效和人的健康幸福之间的关系（罗仕鉴等，2002；赵江洪等，2006）。新的定义与传统定义之间并没有本质的差别，但更加强调了“交互”的概念，以人的利益为前提优化系统，这符合人机工程学发展的趋势。
图4为美国设计师德雷夫斯（Henry Dreyfuss, 1903-1972）所著的《人体测量》一书以及芬兰Fiskars剪刀设计。德雷夫斯是真正称得上既是工业设计大师又是人机工程专家的第一人，他酷爱收集数据，并将数据运用于设计当中。在捷克Zdenek Nejedly工业艺术学院任教的雕塑家、工业设计师Zdenek Kovar（1917出生）对手工具人机工程学问题颇有研究，他1952年设计的剪刀在西方国家引发了一场剪刀变革，后来被大量模仿。
图4 德雷夫斯的人体测量以及Zdenek Kovar 1952年设计的剪刀
从用户体验的角度看，人机工程学研究可以分为三个层次：物理层、认知层和感性层，如图5所示。
图5 基于用户体验的人机工程学三个层次
1.6 其他学科
其他学科包括了社会学、人类学、市场学、情报学和管理学等。
社会学是一门人文科学，它以人类的社会生活及其发展为研究对象，用科学的态度、实际社会调查的各种方法对社会现象、社会生活、社会关系和各种社会问题进行观察、分析和研究，从而揭示出人类各个历史阶段的各种社会形态、社会结构和社会发展的过程和规律，为人们积累认识社会和安排社会生活的科学知识，为有关社会部门正确处理社会问题提供参考资料和科学依据。概括地讲，社会学是研究关于社会运行和协调发展的规律性的综合性的社会科学。社会学主要涉及到用户体验对社会结构影响的研究，而人类学则涉及到用户体验中的群体交互活动的研究。用户体验设计要研究人类的文化特点、审美情趣以及个人、群体的爱好偏向等。
情报学则为用户体验中的信息架构提供了一些方法参考。此外，管理学、营销学等学科也对用户体验与产品创新有着一定密切的关系。
二、用户体验与产品创新设计的研究内容
潘云鹤院士指出，产品的创新设计有三类方法：技术创新设计、文化创新设计和人本创新设计，这三种创新模式是紧密联合在一起的。技术是构成产品的关键要素，是产品创新的核心；文化是产品的内涵，通过在产品中巧妙地融入文化艺术元素以实现创新，已经成为产品设计和创新的主流思想；人本创新设计是更加关注用户，为了满足消费者多样化的需求。用户体验与产品创新设计的研究内容与这一理论相吻合，从人出发，关注文化和技术，为人创造新的体验模式。
用户体验设计的本质特征在于协调“人—产品一环境”所组成情境的动态关系，为人们创造多重结构和谐的生活方式。对使用方式的情境描述主要集中在使用产品的过程中人与环境和社会的动态关系，这种关系包括人与使用环境(使用场所和时间)、人与人(各自的角色与地位)、人与产品(感受和互动)、产品与产品(相互作用与影响)等多重结构和互动。可以用图6来解释。
图6 用户体验与产品设计的人机系统模型
用户体验设计的关注焦点是系统中的人、人与产品、人与环境的关系；目标是人性价值以及系统的效能；研究方法是系统的、科学的实验和分析，如图7所示。
图7 用户体验设计的关注焦点、目标以及研究方法
三、基于知识的设计
现代设计是基于知识的设计（谢友柏，1996）。用户体验与产品创新是一种基于知识的创新，它体现了现代企业最主要的竞争能力。用户体验设计是由离散知识到知识集合体的整合过程，用户知识与设计知识是在一定的知识情境下，通过一系列的知识活动创造的，同时又在一定的情境下通过一系列的知识活动过程共享和应用。
从存在的形态来看，可以将知识分为显性知识（Explicit Knowledge）和隐性知识（Tacit Knowledge）（Polanyi，1958；罗仕鉴等，2010（A））。
显性知识是存在于书本、文件、手册、说明书等载体之中，甚至可以从互联网上检索和下载并传授给他人的技能和客观事实。它是一种社会化的知识，是可以仿制和异地传播的，这类知识比较明确、规范，容易获取。显性知识可以编码，容易被计算机表示和处理。
与显性知识不同，隐性知识则是一种无形的知识，是在书本、文件、手册、说明书等载体中找不到的，是人类专家所拥有的却无法轻易描述的技能、判断和直觉，如洞察力、灵感、视觉感受、经验等，这类知识带有主观性、随意性和模糊性。隐性知识是个人的，具有特定的情境性，难以形式化、编码和交流（Nonaka等，1995），嵌入在个人的体验中。隐性知识可以分为两个维度：（1）技术维度，即知道如何（Know-how），包括非正式的和难以表达的技巧；（2）认知维度，包括认知图解、心智模型、信仰和感知，等。认知维度是我们关于真实世界的意象（是什么，what is）以及我们对未来的愿景（应该是什么，what ought to be）。尽管它们不能很容易地被表达，但是这些隐性模型塑造了我们理解周围世界的方式。
人类的知识结构中隐性知识占据了大部分，而且对于知识的转化和创新意义重大。如果用知识冰山比喻人类知识整体的话，冰山的水面以上相对较小部分是显性知识，水面以下的绝大部分则是隐性知识，如图8所示。
3.2 知识的循环过程
用户体验设计的研究，事实上是知识在不同阶段的循环，从而形成了一个不断成长的知识螺旋，如图9所示。
图9 知识循环图
用户体验与产品创新设计的知识循环是一个闭环的过程，体现于产品生命周期全过程之中。知识从用户开始，挖掘用户的显性知识和隐性知识需求；将用户知识变成数据表达形式，形成产品的概念设计；通过信息用户的测试，逐步完善产品的概念；通过用户体验设计，完成产品/服务的详细设计；通过进一步的产品/数据验证，完成最终产品的设计与评估，并交由最终用户使用；同时，开始下一个循环过程。
3.3 隐性知识的显性化设计
用户体验设计的关键点是要考虑到体验内容提供者（开发者）与接受者（用户）之间的交互质量和体验感受。其宗旨就是在用户设计过程中要紧紧围绕用户，在系统设计和测试过程中，要有用户的参与，以及时获得用户的反馈信息，根据用户的需求和反馈信息，不断改进设计，直到满足了用户的体验需求，其关系如图10的模型所示。
图10 体验内容提供者与体验内容接受者之间的映射模型
用户体验隐性知识的显性化设计一般是对用户和需求进行研究，将设计内容以一定的视觉形式或者其他方式提供给用户，并且通过用户评价不断改进体验内容与形式。对于用户体验设计而言，用户和设计者之间总是存在着知识和认知等方面的差异，设计者要以隐喻的方式确保用户不仅能够明白操作的方法，还可以看得出系统的工作状态。因此设计者要从用户体验的角度出发，研究用户的心理和行为，以及系统模型，开发符合用户使用的界面系统，其过程模型如图11所示。
四、用户体验与产品创新设计的开发设计流程
用户体验设计一般有两种形式：一是针对已有产品，通过用户体验的测试与评估，对产品进行改进，以提高用户的体验满意度；二是针对全新的产品，以用户为中心，让用户参与设计，通过用户研究，提出设计原型，让用户进行体验，并不断改进和完善，直到满足用户的体验需求。本书所提出的用户体验与产品创新设计过程主要针对全新的产品开发设计。
对于用户体验与产品创新设计而言，以用户为中心贯穿于整个过程，从最初的用户研究到产品的发布与维护，直至产品的消亡以及下一个阶段的需求形成。知识在整个设计过程中不断进行转化，可概念化为知识处理的螺旋化，即显性知识和隐性知识在不同变化阶段的螺旋化动态转化，表现为“需求分析、开发设计和设计测试”三大阶段，具体为“用户研究→需求分析→任务与系统模型→原型设计→评估测试→产品Demo→开发设计→产品测试→发布与维护”等过程。事实上，不同的产品，其开发设计过程是不一样的，也没有必要这么严格和全面。图12提供了一种较为完整的用户体验与产品创新设计过程模型（罗仕鉴等，2010（B））。
图12 用户体验与产品创新设计过程模型
五、迭代开发
要平衡用户和企业之间的关系，需要寻求一个系统的方法来整合查找问题和寻求解决方案的过程，关注个性化因素同时又不失大局，这就是迭代开发（Iterative Development）（Kuniavsky，2003）。
迭代开发基于通过试验和错误进行持续优化的理念。不是一开始就尝试创建一个完整的版本，迭代开发以最终目标为导向，不断优化关注点并完善产品，直到达到目标为止。每一个循环包含了同样基本的步骤，每一个循环灌输了大量的信息。解决方案是创新性的，试验过的以及重新创新的，直至商业和用户需求统一到一致的、适当的和可以预见的道路上来。
迭代开发在大规模软件开发和制造业领域已经存在多年，名称也各不相同。不管怎样，迭代开发的核心思想可以概括为三个阶段，如图13所示。
图13 迭代开发设计过程模型
