ACM通信

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普遍可用性

由Ben Shneiderman
ACM通信，2000年5月，第43卷第5期，84-91页
10.1145/332833.332843
评论

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我觉得……一种渴望看到知识在人类大众中传播的热切愿望，这样它就可以……甚至触及社会的极端:乞丐和国王。
托马斯•杰弗逊
回复美国哲学学会，1808年

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• 在一个公平的社会，所有人都有平等的机会参与使用电脑资源，或从电脑资源中获益，不论种族、性别、宗教、年龄、残疾、国籍或其他类似的因素。
  ACM道德规范

普遍获得信息和通信服务的目标是迫切的。热心的网络革新者、商业领袖和政府决策者看到了广泛使用的机会和好处。但即使他们成功了，而且规模经济带来了低成本，计算研究人员仍有很多工作要做。他们将不得不处理这样一个难题:如何使信息和通信服务为每个公民所用?为有经验的频繁用户设计已经很困难了，但为不熟练的用户设计则是一个更大的挑战。从100名软件工程师到10万名学校教师，再到1亿注册选民，要想扩大规模，既需要灵感，也需要汗水。

邮政服务、电话和电视等老技术的设计者已经达到了通用可用性的目标，但计算技术对许多人来说仍然太难使用。9］．一项针对6000名电脑用户的调查发现，使用电脑平均每周浪费5.1小时。在电脑前浪费的时间比在高速公路上浪费的时间还多。用户的沮丧和焦虑在增加，非用户的数量仍然很高。低成本的硬件、软件和网络将带来许多新用户，但界面和信息设计的突破是实现更高级别成功的必要条件。

通用可用性可以定义为90%以上的家庭每周至少使用一次信息和通信服务。1998年的一项调查显示，42%的美国家庭拥有电脑，26%的家庭使用基于互联网的电子邮件或其他服务。7］．法国Minitel覆盖了21%的居民，但在美国和世界上许多国家的较贫穷和教育程度较低的地区，这一比例有所下降。对许多人来说，成本是一个问题，但硬件的限制、可感知的可用性困难和实用性的缺乏使其他人望而却步。如果各国要达到通用可用性的目标，那么研究人员就必须积极解决可用性问题。

本文提出了一个基于三个挑战的研究议程，以实现基于web和其他服务的通用可用性:

• 技术种类:支持广泛的硬件、软件和网络访问;
• 用户的多样性:适应不同技能、知识、年龄、性别、残疾、残疾状况(行动能力、阳光、噪音)、读写能力、文化、收入等的用户;而且
• 用户知识的空白:在用户所知道的和他们需要知道的之间架起桥梁。

这个清单可能不完整，但它解决了当前倡议资金不足的重要问题。致力于这些挑战的研究将为首次、间歇性和频繁用户带来广泛的好处。

这个词普及通常与1934年的美国通信法案有关，包括电话、电报和无线电服务。它寻求确保“以合理的费用提供足够的设施”，特别是在农村地区，并防止“基于种族、肤色、宗教、国籍或性别的歧视”。术语普遍访问已被应用于计算服务，但计算服务的更大复杂性意味着访问并不足以确保成功使用。因此普遍可用性已经成为计算研究的一个重要问题和课题。这种复杂性部分来自于信息探索、商业应用和创造性活动所必需的高度交互性。互联网之所以引人注目，是因为它支持人际交流和去中心化行动:企业家可以开办企业，记者可以创办出版物，公民可以组织政治运动。

对普遍访问和可用性的日益增加的压力是互联网增长的一个可喜的副产品。由于电子商务、通信、教育、医疗保健、金融和旅游等服务正在扩大，用户也越来越依赖这些服务，因此需要大力推动确保尽可能多的用户参与进来。通用可用性的另一个有力论据来自那些提供政府信息访问的人(例如美国国会图书馆的THOMAS系统提供国会面前的法案全文)，以及联邦、州和地方各级的公民服务运动。这些服务包括税务信息和备案、社会保障福利、护照、投票、执照、娱乐和公园、警察和消防部门。另一个支持圈包括职业介绍所、培训中心、家长教师协会、公共利益团体、社区服务和慈善组织。

对信息技术的批评比比皆是，但他们往往把注意力集中在制造信息匮乏的少数群体或更糟糕的互联网种族隔离上。尽管男性和女性、老年人和年轻人在互联网使用上的差距一直在缩小，但贫富之间的差距却在扩大(图1)和受教育程度高和受教育程度低(图2) [1，7］．记录较少的是，文化和种族群体之间的持续隔离，以及失业、无家可归、健康状况不佳或认知能力有限的弱势使用者的低使用率增加了进一步的障碍[10］．

还有一些对信息和通信系统的批评应该被技术推动者听到。这些问题包括对社区社会系统崩溃、个人异化导致犯罪和暴力、丧失隐私、官僚机构扩张以及对潜在故障(如电力/数据丢失)注意不足的担忧。通过参与式设计策略和社会影响声明的方式对这些问题进行公开讨论，可能会减少负面和意想不到的副作用。

技术爱好者可以为已经取得的成就和成功互联网用户的数量感到自豪，但更深层次的见解将来自对沮丧用户和那些远离互联网的用户的问题的理解。通过提供有用和可用的服务来扩大参与和接触这些被遗忘的用户的每一步都将为我们的专业带来荣誉。必要的第一步是制定研究议程。

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容纳更广泛的使用情况迫使研究人员考虑更广泛的设计，通常会导致对所有用户都有利的创新。

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先前的研究议程

人们越来越关注与通用访问和可用性相关的计算研究问题。兰德公司(Rand Corporation)关于普及电子邮件的报告深思熟虑且重点突出。1他明确表示，“需要更好地理解当前用户-计算机界面的功能和限制。”类似地，当国家科学院/国家研究委员会召集了一个关于每个公民界面的小组时，它建议“一个由政府和私人来源资助的积极的研究项目，研究界面的人类性能方面以及当前和潜在的界面技术”[3.］．

在一项资金充足但有争议的研究中，133名参与者获得了电脑、免费网络连接、培训和解决问题的帮助。即使在这种最佳条件下，一个主要的限制是用户使用服务时遇到的困难[5］．研究人员写道:“即使是最容易使用的计算机和应用程序也会对使用在线服务构成重大障碍……即使在我们的帮助和简化的程序下，“家庭网”的参与者还是无法连接到互联网。”

随着对通用访问和可用性问题的关注增加，分析问题的框架也出现了。克莱门特与谢尔德[2]建议七个层面的分析:运输设施、设备、软件工具、内容服务、服务/访问提供、识字/社会促进和治理。他们认为可用性是一个问题，特别是对于有残疾的用户，并鼓励考虑广泛的用户和需求。通用可用性有时与满足残疾用户或在残疾条件下工作的用户的需求有关。这一重要的研究方向很可能使所有用户受益。具有不同身体、视觉、听觉或认知障碍的用户所需要的适应性，很可能使具有不同偏好、任务、硬件等的用户受益[6］．界面的可塑性和内容的表示独立性都有助于实现通用可用性。

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通用可用性研究议程

这个研究议程聚焦于三个普遍的可用性挑战:技术多样性、用户多样性和用户知识的差距。怀疑者警告说，容纳低端技术、低能力公民和低技能用户将导致一个最低公分母系统，对大多数用户来说将不那么有用。这种被称为“愚笨化”的黑暗情景是一种合理的恐惧，但作者的经验支持一个光明的结果。

我相信，适应更广泛的使用情况会迫使研究人员考虑更广泛的设计，通常会导致对所有用户都有利的创新。例如，与文字处理程序不同，Web浏览器会重新格式化文本以匹配窗口的宽度。这适用于小显示器(窄于640像素)的用户，也适用于大显示器(宽于1024像素)的用户，他们可以用更少的滚动查看Web页面的更多内容。适应窄(小于400像素)或宽(超过1200像素)的显示器是一种挑战，可能会促使设计师想出新的想法。例如，他们可以考虑减少小型显示器的字体和图像大小，对大型显示器使用多列格式，探索分页策略(而不是滚动)，以及开发概述。

第二个怀疑者的警告，称为创新限制情景，即试图适应低端(技术、能力或技能)将限制面向高端的创新。这是一个合理的警告，但如果设计师意识到这一点，危险似乎是可以避免的。基本的HTML Web页面适合低端用户，使用Java applet或Shockwave插件的复杂用户界面可以为拥有高级硬件和软件以及快速网络连接的用户添加。新技术通常可以作为附加组件或插件提供，而不是替换。随着新技术的完善和广泛接受，它们成为了新的标准。分层方法在过去已经取得了成功，它们在容纳广泛的用户方面具有吸引力。如果提前计划，它们很容易实现，但通常很难进行改造。

提倡为残障人士提供便利的倡导者经常描述在人行道上挖出一块空地，让轮椅使用者穿过街道。在筑坝工程建成后再加设限速是昂贵的，但提前建造可以降低成本，因为所需的材料更少。婴儿车推手、快递服务人员、骑自行车的人和带滚轮包的旅行者也能享受到优惠。使许多用户受益的与计算机相关的设施包括计算机前面的电源开关、可调节的键盘以及用户对音频音量、屏幕亮度和显示器位置的控制。

长期以来，汽车设计师们都明白满足各种用户需求的好处。它们具有可调节的座椅，方向盘，镜子，照明水平作为标准设备，并为那些需要额外灵活性的人提供可选设备。

接触到广泛的受众不仅仅是民主的理想;这在商业上很有意义。网络外部性，即所有用户都能从扩大参与中受益的概念，已经被反复提出。便利访问和提高可用性扩大了市场，增加了不同用户的参与，他们的贡献可能对许多人都有价值。扩大参与不仅是降低新设备成本的问题。随着用户数量的增长，快速更换大多数设备的能力下降，因此适应广泛设备的策略将变得更有需求。考虑到这些问题，一个由三部分组成的通用可用性研究议程可能会激发所有用户的创新。

技术多样性要求支持广泛的硬件、软件和网络访问。第一个挑战(图3)是处理技术变化的速度和用户使用的设备的种类。标准硬件、操作系统、网络协议、文件格式和用户界面的稳定力量被快速的技术变革削弱了。技术创新者喜欢新奇和改进的功能。他们认为先进的设计具有竞争优势，但这些变化破坏了扩大受众和市场的努力。由于限制进度通常是一个不令人满意的解决方案，一个有吸引力的策略是使信息内容、在线服务、娱乐和用户界面更具延展性或适应性。

所使用的处理器速度范围的差异为1,000或更多。摩尔定律指出，处理器速度每18个月翻一番，这意味着10年后，最新处理器的速度将提高100倍。希望利用新技术的设计人员有排除使用旧机器的用户的风险。RAM和硬盘空间的类似变化也阻碍了当前希望获得广泛用户的设计师。其他硬件的改进，如屏幕尺寸的增大和输入设备的改进，也可能限制访问。研究如何适应不同的处理器速度、RAM、硬盘、屏幕大小和输入设备有助于应对这一挑战。用户如何在手持设备、笔记本电脑和墙壁大小的显示器上运行相同的日历程序?

另一个研究主题是跨媒体或设备转换接口和信息的软件。对于那些希望通过电话将Web页面内容读给他们听的用户或盲人用户，已经有了一些服务(www.conversa.com)，但需要改进以加快交付速度并适当提取信息[11］．通过通用总线容纳各种输入设备将允许第三方开发人员为残疾或有特殊需要的用户创建专门和创新的设备[8］．

软件更改是第二个需要关注的问题。随着应用程序的成熟和操作系统的发展，当前软件的用户可能会发现他们的程序过时了，因为新版本不能保持文件格式的兼容性。为了支持新特性，需要进行一些更改，但是需要对模块化设计进行研究，以促进发展，同时确保兼容性和双向文件转换。Java运动是朝着正确方向迈出的一步，因为它提出支持平台独立性，但它的挣扎表明了问题的困难。

第三个问题是网络访问的多样性。一些用户将继续使用较慢的拨号调制解调器(14.4Kbps)，而另一些用户将使用10Mbps电缆调制解调器。这种100倍的加速需要仔细的规划来适应。由于许多Web页面包含大型图形，因此提供用户对字节计数的控制将是有利的。大多数浏览器都允许用户屏蔽图像，但需要更灵活的策略。用户应该能够选择只包含信息的图形或减少字节数的图形，并调用服务器上的过程将图像从300K压缩到80K或20K。

用户多样性包括适应不同技能、知识、年龄、性别、残疾、残疾状况(行动能力、阳光、噪音)、读写能力、文化、收入等方面的用户。第二个挑战(图4)和扩大参与是用户的多样性[4］．由于计算技能水平差异很大，搜索引擎为查询公式提供了一个基本和高级的对话框。由于应用程序领域的知识水平差异很大，一些站点提供两个或更多版本。例如，美国国家癌症研究所(National Cancer Institute)为患者提供癌症入门信息，为医生提供详细信息。由于儿童的需求与成人不同，NASA在其太空任务页面上提供了儿童部分。大学通常会根据申请者、在校生或校友来划分网站，然后提供共同感兴趣的共享资源链接。细分创建和管理工具将帮助希望遵循这一策略的开发人员。

类似的分割策略可以用于适应阅读技能较差的用户或需要其他自然语言的用户。虽然有一些自动将Web页面转换为多种语言的服务(例如www.altavista.com和www.scn.org/spanish.html)，但人工翻译的质量要好得多。研究各种工具，以便编写和更新多种语言的网站，将是有帮助的。例如，如果一个电子商务网站维护一个产品目录的多种语言版本，那么有一个工具来方便同时更改产品价格(可能是不同的货币)、名称(可能是不同的字符集)或描述(可能调整为区域变体)将是很有用的。一个更困难的问题是如何适应不同收入、文化或宗教的用户。想象一下，尝试准备多种音乐、食物或服装目录，这些目录根据当地需求进行调整，强调非常受欢迎的产品，并删除令人反感的项目。在这些策略上取得成功的电子商务网站可能会得到更广泛的使用。

另一组问题涉及广泛的残疾，或用户的不同能力。许多系统允许部分视力的用户，特别是老年用户，增加文档的字体大小或对比度，但很少允许用户提高控制面板、帮助消息或对话框的可读性。如果盲人用户能够通过语音生成或盲文接收文件，并通过语音或定制接口提供输入，他们将更积极地使用信息和通信服务。如果身体残疾的用户能够将他们的定制界面连接到标准的图形用户界面，那么他们将非常乐意使用服务，即使他们的工作速度可能要慢得多。轻度学习障碍、阅读障碍、记忆力差和其他特殊需求的认知障碍用户也可以通过适度的改变来改善布局、控制词汇量和限制短期记忆需求。

专家和频繁用户也有特殊需求。启用可加快高容量用户速度的定制、支持重复操作的宏以及包含特殊用途的设备可以使许多人受益。对高端用户的研究可以改善所有用户的界面。

最后，需要为更广泛的用户开发、测试和改进适当的服务。企业知识工作者是许多当代软件项目的主要受众，因此失业者、家庭主妇、残疾人或农民工的界面和信息需求通常较少受到关注。到目前为止，这一直是一个适当的商业决策，但随着市场的扩大和关键的社会服务是通过电子方式提供的，被遗忘的用户必须得到照顾。例如，Microsoft Word为营销计划和公司报告提供模板，但每个公民的界面可能有助于求职申请、保姆合作社或给市政厅的信件。那网上的急救、911急救服务、犯罪报告或中毒控制呢?

随着界面和信息设计的改进，网络支持社区、医疗急救指南、社区改善委员会和家长教师协会将加快发展。预防吸毒或酗酒、家庭暴力或犯罪的面向社区的计划也可以从界面和信息设计的研究中受益。这类研究对政府网站尤其重要，因为它们的设计者正在转向提供基本服务，如驾驶登记、营业执照、市政服务、税务申报，最终是投票。尊重用户的不同需求将大大有助于吸引他们使用先进技术。

用户知识差距解决了用户所知道的和他们需要知道的之间的差距。第三个挑战(图5)是在用户所知道的和他们需要知道的之间架起一座桥梁。许多用户不知道如何开始，在对话框中选择什么，如何处理系统崩溃，或者如何处理病毒。策略包括可褪色脚手架、训练轮和即时训练。竞争理论包括极简主义、建构主义和社会建构主义，但它们的功效有待研究。

用户使用新的软件工具具有不同的技能和多种智能。有些用户只需要几分钟的熟悉就能理解新奇之处，并开始成功地使用新工具。其他人则需要更多的时间来获取关于应用程序域和用户界面中的对象和操作的知识。研究目标包括清晰指示的有效指导、错误预防、图形化概述、新手的有效教程、间歇性用户的建设性帮助和专家的紧凑演示。其他可研究的主题是容易逆转的动作和详细的历史记录，以便与同伴和导师进行回顾和咨询。来自系统的使用记录和用户观察的可靠证据将大有帮助。对软件工具和体系结构的研究将使开发人员能够提供更高质量的通用接口。

如何支持进化学习是界面和信息设计研究的一个基本问题。需要实现和测试分层设计、逐步披露和可理解的用户控制选项的建议。用户是否可以从只包含基本功能的界面开始(比如整个系统的5%)，并在几分钟内成为这一级别的专家?游戏设计师创造了巧妙的介绍，在用户获得技能时优雅地呈现新功能。类似的技术能否应用于现代文字处理程序、电子邮件处理程序和Web浏览器中的众多特性?分层实现和最小手册等概念已经有了一个良好的开端[12]，但扩大规模和更广泛的应用还需要进一步的研究。

最后，通过电子邮件、电话、视频会议和共享屏幕提供在线帮助需要进一步的研究和设计改进。有证据表明，同侪之间的社交机制(如新闻组、在线社区和常见问题解答)是有帮助的，但很少有研究区分这些机制中最好和最坏的。最佳实践、经过验证的分析、指导方针和理论都可以通过广泛的研究得到改进。

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结论

要实现对基于网络的和其他信息、通信、娱乐和政府服务的普遍访问的好处，就需要更强烈地致力于降低成本，同时进行人机交互研究和可用性工程。研究的起点应该是一个至少能解决技术多样性、用户多样性和用户知识差距等普遍可用性挑战的项目。

研究可以为广大公民参与高质量的在线服务和新颖的社会、经济和政治项目铺平道路。“美国在线”声称“如此简单易用，难怪它是第一名。”他们认识到可用性的中心地位，并且在使他们的服务被许多人使用方面做得很好。他们的成功是值得称赞的，因为他们只触及了一小部分潜在用户，但是要实现通用可用性的目标还有很多工作要做。

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