HCI STUDY_HCI & UI Research of 3D Modeling Software

HCI STUDY HCI & UI Research of 3D modeling Software

Tianjie Li

Summary Version

Click www.tianjieli.com to view Tianjie Li’s online portfolio.

For questions or details please contact [email protected].

1. OVERVIEW

This project practised HCI theory and methods through the HCI & UI research of 3D

modeling software. The research had built the user's action & congition model thro

ugh user research and provided the design guidelines of this kind of software. The r

esearch analyzed congitive demands of the icons of different user typesunder differ

ent circumstances and proposed the icons' standard towards the user centered de

sign.

2. USER MODEL (SAMPLE)

2.1. Field study model

TABLE 1 Field study example

ACTION

STAGE

OBJECTIVES PLANNING OPERATION EVALUATING ENCOUNTERING

PROBLEMS

Participant A

(A user with 1

year

experience

but didn’t use

Pro/E often.)

Began her

Planning and

Implementing

stages directly

without

Objectives stage.

Claimed that this

happened when

the tasks were the

similar work she

had done before.

Did well in

Planning and

she considered

every step

before

operating.

Didn’t involve in thinking or

trying during her

operations.

E.G. in the task of

modeling a tube, she firstly

considered the same

experience before and

recalled that if there were

special problems. This

psychology process was

almost proceeding at the

same time with finishing

the task.

Analyzed the task with the

software operation

Evaluating the

task or not

depended on

the operating

process

experience.

Gave up her work

to a new start.

Asked for help at

once when

problems arose.

Participant B

(A user with 2

years’

experience

and was

skilled in

Pro/E.)

Made sure about

the task and

checked the

model with

carefully thinking.

Conducted

Planning and

Implementing

together usually.

Analyzed the task with

actual manufacturing

process which developed

a big difference in their

operating steps.

Was sure to

check the

model through

6 views every

time.

Changed his plan

during operations

and solved

problems through

trials.

* I chose a sketching-stretching task for experiment to make a deep insight about the users’ action

feature.

* The action process was divided into four stages, Objectives, Planning, Implementing, and

Evaluating.

* Two selected participants A and B took part in this experiment.



2.2. Action & cognition research

The research of action and cognition included 97 action questions and 77 cognition

questions. In total, I interviewed 4 people who had experience in using Pro/E 4.0.

View Action & cognition research table in APPENDIX 1.

PICTURE 1 Action & cognition research sample

2.3. User model & design guideline

I selected 5 types of people, designers, mechanical engineers, software developers,

expert users to participate in the research. I gained information from contextual

inquiry and usability testing and proposed a design guideline depending on users’

cognition. Also, with the standard, novice users can learn software more quickly

and normal users can improve their skills more easily.

View user model & design guideline in APPENDIX 2.

3. ICON EXPERIMENT

3.1. Experiment introductions

In this part, I summed up the advantages and disadvantages of the icon design in

3D software, brought up a design standard for users, especially novice users.

View the icon standard in APPENDIX 3.



TABLE 2 Experiment introductions

Element Content

Participants Novice-normal users 2

Normal-expert users 2

Research objects Pro/e Wildfire 4.0

Ug 6.0

Solidworks 2007

Icons Menu icons 26(pro/e) 25(ug) 26(solidworks)

2d tools icons 21(pro/e) 12(ug) 24(solidworks)

3d tools icons 27(pro/e) 26(ug) 36(solidworks)

Experiment conditions Provided icons only

Provided icons with interfaces

Research points Icon classification

Icon name

Icon visual effect

Icon placement

3.2. RESULTS(SAMPLE)

I conducted the icon cognition experiment myself and studied the factors such as

icon classification, icon name, icon visual effect and icon placement which

impacted the users’ cognition.

CHART 1 Statistics of icon cognition, novice-normal users

Pro/EWildfire 4.0

UG 6.0Solidworks

2007

can't be understanded 6 5 35

understandable butwrong

24 23 5

understandable & correct 44 36 45

0102030405060708090

ICO

N Q

UA

NTI

TIES

ICON COGNITION OF NOVICE-NORMAL USERS, 2010

app:ds:visual

app:ds:effect

app:ds:visual

app:ds:effect



CHART 2 Statistics of icon cognition, normal-expert users

4. SEMIOTICS STUDY OF HUMAN COMPUTER INTERFACE(SAMPLE)

4.1. How to identify an icon

People mostly used icon pattern and icon name to identify icons and these features

could influence the experience of users while using software.

Pro/EWildfire 4.0

UG 6.0Solidworks

2007



1 5 7


0

20

40

60

80

100IC

ON

QU

AN

TITI

ES

ICON COGNITION OF NORMAL-EXPERT USERS, 2010 Provided icons only

Pro/EWildfire 4.0

UG 6.0Solidworks

2007



0 6 8


0

20

40

60

80

100

ICO

N Q

UA

NTI

TIES

ICON COGNITION OF NORMAL-EXPERT USERS, 2010 Provided icons with the software interfaces



CHART 3 Users’ cognitive choices of identifying icons

4.2. Users’ interaction with prompt messages

Most users once noticed the prompt messages provided by the software (the

prompt messages here didn’t include pop-up windows). The users who read the

prompt messages usually had encountered problems when using software. Some

claimed that they read the prompt messages when they couldn’t go on using

software anymore, otherwise they will only make trials.

CHART 4 Users’ interaction with prompt messages

5. APPENDIX

5.1. APPENDIX 1

2.2

2.2

1.6

1.1 1

icon pattern

icon name

icon annotation

icon placement

HOW TO IDENTIFY AN ICON

Σ(frequency×weight numeber)/person-time

33.30%

6.70%

86.70%

23.30%

16.70%

USERS' INTERACTION WITH PROMPT MESSAGES

don't read

read before every step

read when encounteringproblems

read when taking notice

read when softwaredoesn't work



Back to read Action & cognition research.

TABLE 1 Action & cognition research

USER INFORMATION

NO CONTENT

1 用户使用 Pro/E 4.0 的时间

2 用户从事工种

使用 Pro/E 4.0 软件的哪些用途

期望通过 Pro/E 4.0 软件达到什么目的（完成什么任务）

3 用户对于 Pro/E 4.0 的了解程度有多少

4 用户对于 Pro/E 4.0 整体评价与期待

ACTION

STAGE

OBJECTIVES 1 对于从未尝试过的任务，用户是否能够理解任务的性质和目的

2 曾经尝试过/完成过的任务是否仍旧还会很难理解其目的

3 对于从未遇到过的任务，用户是否能够意识到/判断要完成的任务能够通过

Pro/E 4.0 实现

4 曾经尝试过/完成过的任务，用户能否顺利判断（这类）任务可以通过 Pro/E4.0

实现，例如用户曾经通过学习或尝试知道四棱锥可以通过 Pro/E 的“混合”功

能来实现，在第二次遇到同样任务时能否立刻反应出 Pro/E4.0 对应功能

5 在用户的行动目的中，用户希望 Pro/E4.0 软件提供哪些信息

6 用户认为 Pro/E 4.0 能够完成的任务自己实际是否能够在 Pro/E 4.0 上实现

7 用户是否了解 Pro/E4.0 大概的几大模块功能和其能够完成的典型任务以及少

量延伸任务

8 用户是否知道自己需要完成的任务从属于 Pro/E 4.0 的哪些具体功能大项

9 用户能否通过 Pro/E 4.0 菜单分类来识别出自己任务的属性/类别

10 哪些操作不符合用户的行动目的

11 用户是否能够理解 Pro/E 4.0 软件中与所需完成任务的对应的功能

12 用户是否会经常混淆某些任务的目的

13 用户对于目的的理解是否与 Pro/E4.0 对于目的的表述一致

PLANNING 1 从未尝试过的任务用户是否能够大概明白任务过程和任务所属大类和子类

2 用户对于 Pro/E4.0 软件中的任务是否清楚都有哪几种计划方式，例如做一个

圆台可以如何实现

3 Pro/E4.0 软件中的任务计划是否符合用户的认知计划，例如对于回转体一个

具有凹槽的零件，通常是建模一块毛坯料、然后除料出一个槽，对于 Pro/E4.0

软件是否也是类似的计划过程

4 用户是否会通过自己生活经验来类比 Pro/E4.0 软件的操作

5 给用户一个任务链，观察用户每一步是什么时候、怎么样计划的

6 用户认为 Pro/E4.0 软件建模操作中的每一步是否过渡流畅，是否有动作冲突

7 有过一定经验的用户是否能够顺利完成自己曾经有过的计划/简单易思考、易

记忆理解

8 系统里能够记忆显示用户的操作过程

9 用户认为在自己完成任务时还缺少哪些功能

10 在一个任务链中，哪些任务链是可以省掉的，哪些不能省略掉，哪些步骤应

该由机器完成

11 有没有操作可以简化成一步操作的，例如混合中，当草绘一个封闭图元是否



应该直接切换到下一个草绘截面中

12 用户在计划一个任务链的时候是否出现混淆到其他任务链的情况

13 是否有任务让用户觉得复杂难以计划或使用户不能一次性计划好，需要分成

好几部分计划

14 操作计划是否灵活可以中途随意更改

15 基于 Pro/E4.0 软件的计划方式，如果一个操作计划链如果出错，用户是否希

望能够在当前出错的步骤进行修改还是希望能够重新定义

16 每个任务是否能够保持一致性、连贯性，不需要用户对于每个步骤进行再学

习

17 操作是否符合 Pro/E4.0 软件的使用场合

18 用户是否希望 Pro/E4.0 软件提供任务计划提示，哪些任务需要提示

19 用户在完成任务计划时，是否经常性中断

20 在用户进行计划时，需要将计划转变为实际命令操作，哪些转换难以完成，

过于复杂，例如用户是否认为“环形折弯”制作汽车轮胎中的特征定义难以计

划、操作

21 Pro/E4.0 软件中哪些计划是需要记忆的，是否符合用户的记忆需求

22 用户需要哪些操作过程的提示，如何进行提示

23 用户能否方便知道自己的计划顺序

24 针对同样的目的，用户是希望软件提供多种计划/单一计划

25 用户认为单一计划/多种计划促进自己的操作

26 哪些图标不容易识别

27 图标布局是否符合用户认知

28 菜单分类是否符合用户认知

29 有没有用户从来没有使用过的图标/功能

30 有哪些操作过程需要用户来选择，有没有这些选择可以通过机器代替，例如

在“混合”时，需要选择“直的”“光滑的”，可否通过机器默认替代，类似功能

31 用户认为这些功能是否有用/多余/妨碍用户认知

32 软件的操作方式是否合适软件的使用场合

33 用户能否只用鼠标来完成全部任务

34 用户可否只用快捷键来完成任务，不需要鼠标或者触摸板的辅助

OPERATION 1 对于一个任务用户能否依据操作提示顺利完成

2 Pro/E 4.0 软件的菜单分类是否符合用户的操作习惯和期待

3 用户是否认为 Pro/E 4.0 软件的菜单栏与任务的计划链是能够对应的

4 Pro/E 4.0 软件操作对于体力的要求有多高，工作量是否合理，如果有哪些任

务有不合理，请举例说明

5 操作任务时，是否能够集中注意力而不被其他图标、提示信息等分散

6 脑力工作量是否过大

7 操作是否能够形成一条自动化的工作链

8 用户在操作过程中是否有功能特别容易出错

9 是否有功能不符合用户认知和实施习惯

10 Pro/E 4.0 的操作提示是否明显易见

11 用户是否觉得软件的操作提示中的措辞、表达不易理解

12 操作中是否会存在操作冲突



13 系统发现操作错误时，是否能够即时修改，或者挑选步骤修改，有无必须重

做的情况出现

14 用户希望软件做什么意图引导/提示

15 用户希望软件上添加什么样子特别的指示

16 用户能否清楚地知道鼠标的各种操作方式

17 用户是否清楚哪些地方可以进行操作，哪些地方不行

18 能否只通过统一的操作器件完成一项任务，如果不行，最少需要交换几次

19 对于操作工具的命名，是否符合用户经验

20 操作键的操作方式是否使用户觉得麻烦、不方便，比如点击次数/点击方式/

滑动方式

21 操作环境（例如背景、布局）是否符合用户的心理预期

22 用户希望在出错情况下 Pro/E 4.0 软件有哪些弥补功能

23 用户是否清楚 Pro/E 4.0 软件哪些功能具有可逆操作性

24 基于用户自己的使用经验，对于 Pro/E 4.0 有哪些新功能/独有功能期待

25 用户是否需要学习操作动作

26 对于同一个任务链的操作动作是否能够很轻易的形成一条自动操作链

EVALUATING 1 用户对于评价过程的要求度有多高/认为类似 Pro/E 4.0 这种画图软件的评价

要求有多高/与其他同类软件相比有什么不同

2 用户在进行任务评价时，是否需要感官评价

3 用户需要哪些感官评价，是否需要多通道感官评价，例如用户在模型生成时，

既在特征库中出现了任务特征，同时在建模区中有实体模型生成

4 用户认为 Pro/E 4.0 软件的评价系统如何/能否满足自己的心理预期，例如依

照用户个人经验，一般是如何评价操作

5 用户认为建模中的一个操作过程完成后使用闪烁的方式是否符合自己的期待

6 在删除图元时，通过改变颜色来判断图元是否被删掉能否符合用户认知

7 用户是否希望通过界面的语言提示来作为评价标准

8 用户是否会在界面提示信息处注意并提取出评价信息

9 在 Pro/E 4.0 软件现有的评价体系中，哪些符合用户的认知，哪些不符合

10 Pro/E 4.0 软件中的哪些评价过于繁杂

11 有没有哪些项目没有用户需要的评价

12 用户是希望每一步操作后都要进行一次评价还是整体之后进行综合评价

13 用户对于分步评价和整体评价的侧重，哪个应该详细，哪个可以简略

14 反馈信息的内容表达和符号设计是否符合用户期待

15 用户希望何时看到评价/反馈

16 用户是否接受 Pro/E 4.0 软件所提供的评价系统，例如用户对于 Pro/E 4.0 软

件现有的反馈信息系统位置、出现方式、出现阶段、反馈内容等是否满意

17 用户期待怎样获取反馈信息，例如用户希望自己任意时刻查找还是希望系统

自动跳出

18 用户对于评价系统的位置期待

19 用户能否容易的理解评价内容的含义

20 用户倾向于自己习惯的评价方式/习惯于习惯软件的评价方式

COGNITION STAGE 1 用户是否明确自己的目的意图和行动意图

2 用户确定自己目的意图和行动意图后会首先看界面的哪个位置以及之后的观



察顺序

3 用户是否使用过类似软件，对于 Pro/E4.0 软件界面设计是否有相当大的陌生

感

4 用户是否能够接受 Pro/E4.0 界面的色调，例如背景色与模型颜色搭配、草绘

界面颜色与草绘线条颜色搭配是否符合用户的视觉需要？

5 是否会导致用户出错、视觉疲劳、识别困难等？

6 Pro/E4.0 软件的界面菜单布局是否符合用户的期待

7

用户需要完成一个任务链时，是否能便捷的对 Pro/E4.0 软件中整个任务链中

的所有子任务进行点选，不会整个屏幕跑着点选，例如用户操作拉伸一个正

方体实体，点击右上侧“拉伸”——左上侧“放置”选择面——右上侧“确定”，

一系列动作是否符合用户的感知需求，是否会造成用户视觉、知觉的疲劳？

8 用户能否快速定位自己建模所对应的目标菜单功能

9 用户是否能够顺利从某一大类菜单栏中找到自己的目标子菜单，例如用户需

要在模型中插入一个“扫描”特征，能否顺利在插入栏中找到“扫描”

10 在 Pro/E4.0 软件的操作界面中，有没有自己从未见到过的功能表达或者图标

形式，这些功能所占的比例大小

11 有没有 Pro/E4.0 软件的表达和符号是用户熟悉的、已经能够认知的，例如用

户以前是否知道“镜像”功能？是否使用过类似功能？

12 Pro/E4.0 软件中所提供的“镜像”功能与用户的经验认知是否一致？如果不一

致，哪些方面不一致？如符号设计、用词表达、所属类别、实际效果？

13 用户是否知道 Pro/E4.0 软件中哪些部位有操作功能，哪些没有

14 用户是否理解界面中每一个图形、文字、颜色、结构

15 用户能否理解光标的含义和操作中光标改变形式的含义，用户在使用“删除草

绘”的功能时，是否理解光标拖尾的意义？

16 对于从未遇到过的任务，用户是否能够意识到/判断要完成的任务能够通过

Pro/E 4.0 实现

17

曾经尝试过/完成过的任务，用户能否顺利判断（这类）任务可以通过 Pro/E4.0

实现，用户曾经通过学习或尝试知道四棱锥可以通过 Pro/E 的“混合”功能来

实现，在第二次遇到同样任务时能否立刻反应出 Pro/E4.0 对应功能

18 用户一次性可以接受多少个信息图标

19 在操作时，Pro/E4.0 是否在目的、计划、实施、评价每一步中都能够提供足

够的指导信息

20 用户是否容易看到提示信息所显示的位置，符合自己对于提示信息的期待位

置

21 提示信息的字体、字体颜色、字号是否符合用户期待，提示信息字号是否过

小难以辨认或过大占据太多空间？字体颜色是否不符合用户视觉特性？

22 哪些信息不符合用户的行动需要，需要删减改动或重新描述表达

23 用户能否顺利从 Pro/E4.0 提示中获取自己需要的信息

24 用户能否理解提示信息的用词表达，例如草绘混合截面时，Pro/E4.0 软件会

提示“图元数目必须相等”，用户能否理解什么是“图元”？

25 用户能否识别 Pro/E4.0 软件中各个图标的功能，图标的设计是否符合用户期

待

26 有哪些图标用户不理解其含义或者容易对其图标产生误解，例如用户是否理



解“边界混合”图标的含义，如果没有文字解释，用户会认为这个图标是什么

功能？

27 有哪些图标用户容易混淆，例如用户能否区别“可变截面扫描”和“扫描混合”

两个功能的图标？

28 有没有用户需要学习和记忆的符号图标并举出例子

29 什么情况下，用户希望软件提供文字信息说明

30 什么情况下，用户希望软件提供图形说明

31 用户能否通过大类菜单的表达来推断其所含有的小类选项都有从属于哪些功

能，例如用户所理解的“编辑”菜单中的功能应该有哪些？

32 用户对于 Pro/E4.0 的功能描述是否能够正确理解，例如“伸出项”是什么含义，

具体表现到模型上是怎样的一个特征

33 用户能否通过 Pro/E4.0 的功能描述来区分功能用途和属性不同，例如用户是

否能够说出“混合”项和“扫描混合”项的区别和不同使用情况

34 在 Pro/E4.0 软件设计中，操作过程中用户是否需要长时间集中注意力

35 Pro/E4.0 设计中是否含有持续注意

36 Pro/E4.0 软件针对的持续注意是否有提供声音、闪烁等形式

37

对于 Pro/E4.0 中采用的分割注意，是否符合用户的心理需求，分割的是否合

理，例如进行“扫描”功能时，将“扫描”步骤分为若干步，是否能够减少了用

户因注意力不集中而产生的问题？

38 界面设计是否能够避免外界干扰

39 有哪些任务用户认为是特别需要集中大量注意力完成的

40 这些任务用什么样形式的引起注意才能达到警示、提醒的作用

41 在用户疲劳的状态下，怎样的界面设计可以引起用户的注意，不会出错

42 用户的评价系统和提示信息等是否应该处于同一位置

43 所有的语言提示信息分属不同功能应该如何区分

44 现有 Pro/E4.0 软件的区分方式是否符合用户的心理期待

45 应该采用哪些形式进行区分，如符号、文字、图标还是其他感官区分方式，

如闪烁

46 怎样能够使得用户在长时间（超过 15min）的注意之后能够进行精神放松

47 如何协助用户进行记忆，例如用户希望操作界面上需要有哪些提示、提示频

率以及提示密度如何

48 用户认为操作链做成多少层最能符合他的记忆需求

49 用户认为每一层操作链之间如何联系最方便快捷

50 对于 Pro/E4.0 这类工程建模软件，用户更倾向于快捷键操作还是鼠标操作

51 对于快捷键操作，用户是否能够接受 Pro/E4.0 软件的设计

52

Pro/E4.0 软件中有没有存在自己熟悉的快捷键，例如用户是否知道

“CTRL+V”“CTRL+C”“CTRL+S”等平常使用的快捷键对于 Pro/E4.0 同样适

用？

53 Pro/E4.0 软件中设计的快捷键是否方便记忆、容易记忆

54 用户是否能够方便找到 Pro/E4.0 软件中一个功能的快捷表示方法

55 目前 Pro/E4.0 软件设计中，快捷键命令的种类和个数是否符合用户的期待

56 用户认为在 Pro/E4.0 软件操作中还缺少哪些快捷键的命令

57 有没有哪些快捷键的命令是经常出错的



58 您的任务是画出一个零件，您是否能从 Pro/E4.0 的界面知道第一步是什么/

如何进入操作界面？

59 能否迅速识别找到这个图标？

60 是否知道几种典型特征的操作步骤？

61 您是否知道零件/绘图等类型区别，子类型的区别清楚吗？

62 您知道要选择模板的意义吗？

63 您觉得在新建的操作中有哪些不方便的地方

64 打开文件的图标您能够识别吗？

65 知道通过怎样的操作能够点选路径

66 如果您不知道您的文件名称，您怎样选择打开的文件？

67 您知道预览选项吗？您用过吗？

68 您觉得在打开操作中有什么不方便的地方吗？

69 在大量文件中寻找目标文件时，会不会使用文件类型来进行筛选？

70 您在工作前会不会使用设置工作目录命令？

71 您知道设置工作目录的目的吗？

72 保存的时候有没有经常出现不能保存的现象？

73 知道保存的快捷键吗？

74 知道保存副本与保存的区别吗？

75 是否会应用保存副本？

76 保存副本的路径选择是否经常出错？

77 是否会进行备份工作文件？

5.2. APPENDIX 2

Back to read User model & design guideline.

TABLE 2 User model & design guideline

USER MODEL DESIGN GUIDELINE

SITUATION

DESCRIPTIONS

PROCESS

STAGE

ACTION

MODEL

COGNITION MODEL USER ERRORS AND

PROBLEMS

在 Pro/E4.0 软件环境下

新建进入零件建模界面

目的用 Pro/E4.0 软

件进入建模界

面

知道建模的第一步需要“新建” 如何让用户知道使用

软件第一步是“新建”

计划用户如何进入

建模操作界面识别图标含义 / 理解

新建功能的从属

菜单

用户如何进入建模操

作界面（计划问题）

确定零件属性

（草绘/零件/组

建，实体/钣金/

复合/主体）

知道任务类型为“零件”，子类

型为“实体”具体含义和各个类

型的区别



知道要通过模板修改单位

过程中是否需要提示信息如果需要提示信息，

提示信息应该存在于

界面的什么位置/在

何时出现（软件信息

提示问题）

定义模型名称知道需要给新建的零件一个名

称，以及名称是否有其的固有

格式

实施单击点选 “ 新

建”菜单栏；选

择各个参量；点

击左键“确定”，

进入界面开始

建模

寻找如何进入建模界面的图标

（新建）

用户是否清楚点选情况

用户能否清楚注意到每一个需

要点选的项目，是否会漏掉？

评价是否新建了一

个零件

如何“告知”用户已经成功新建

了一个零件，可以继续下一步

进行建模

进入建模界面有什么

改变对用户进行反馈

非正常操作找不到新建图标

不知道新建中各个类型之间的

区别

定义名称格式不符合

Pro/E4.0 软件的要求

定义名称、模板之后定义出错

或希望重新定义/修改

打开文件目的打开一个需要

的文件

寻找需要的文件，按照文件夹

所在目录寻找，按照文件类型

寻找，如何能够快速、准确找

到文件所在位置并打开文件

计划如何计划整个

打开文件的过

程

识别类似图标的含义/知

道“打开”功能的含义和菜单从

属项

寻找文件

所在目录



怎样能够使得用户快速确定文

件所在目录，有无不方便的问

题

用户无法记清文件所

在目录（比如最近使

用文件、最近文件等

等）

寻找各种

不同类型的文件

若用户忘记/不确定

自己打开的文件类型

若用户无法通过文件名确定文

件是否为所需要文件，用“预

览” ，用户是否理解

“预览”含义

用户是否理解预览的

效果，是否知道如何

操作能够提供什么帮

助

实施单击 “打开 ”图

标或选择 “ 打

开”选项

用户是否能够寻找到图标正确

位置，是否理解图标含义

用户是否知道怎样通过路径寻

找文件？是否理解软件中修改

路径的图标含义

确定目标文件知道如何查看文件的详细信

息，如“上次修改时间”、“文件

大小”

点击“预览”查看模型以进一步

确定模型确为所需要的模型

如何通过文件类型筛选大量文

件从而找出用户需要的文件

评价打开用户需要

的文件

如何显示用户打开需要文件的

信息

非正常操作无法确定自己需要的文件，如

想打开近期文件，却忘记文件

名称/文件路径

保存文件目的将所做工作保

存



计划如何保存到需

要的目录中，保

存格式

知道要在保存前设置工作目

录，即为保存目录

用户是否清楚 Pro/E

的保存目录要求

知道如何对工作目录进行设置

用户能否区分保存和保存副本

如何点选用户希望保存的目录

Pro/E4.0 软件保存环境的要

求

保存名称要求

实施保存的各个步

骤操作点击保存图标 /在文件中

找到保存功能选项点击

若未设置工作目录，如何点

选？

点击确认/点击滚轮

保存快捷键是否为默认的常规

快捷键，是否方便记忆与操作

评价如何使得用户

知道自己的工

作已经保存

信息提示，应该显示在什么位

置

用户如何确定文件为可保存状

态

其他提示方式，如屏闪/声音等

非正常操作如为区分清楚保存与保存副本

保存路径出错，需要更改

名称出错无法保存

在操作过程中出现无法保存情

况，如未完成任务进行保存等

保存副本目的保存文件为一

个副本

是否知道保存副本的目的/用

途/与保存的区别

计划保存副本的过

程

识别保存副本的符号

和快捷键，

区别于保存命令

选择用户需要的目标保存路径

实施操作保存副本

的整个过程

能够找到保存副本命令，并且

区别于保存，单击

命令，弹出

对话框

正确操作，选择用户需要保存

的目录与子目录

点选确定，知道通过单击/双击



/左键/右键来点选

知道保存命令的快捷键并且能

够区别于保存命令，与其他软

件的“另存”模式相一致

评价如何知道已经

保存副本，保存

到了什么路径

下

用户通过信息提示来了解

通过屏闪/声音提示来了解

非正常操作因为文件名称不对无法保存副

本

备份目的将所画模型备

份一个

计划如何实行备份

过程

识别备份图标/找到备份所属

功能菜单

如何提供用户选择备份路径的

提示

实施如何操作进行

备份

寻找备份选项并点击进行备份

软件系统应该包含哪些提示

如何选择备份路径进行备份

评价用户怎样知道

自己的工作已

经备份

信息提示，应该如何提示/在什

么地方提示

通过其他什么方式能够更快捷

的进行提示

非正常操作备份失败

用户忘记自己备份路径，需要

查看等

利用 Pro/E4.0 三维建模

软件草绘出一个零件截

面

目的用 Pro/E4.0 软

件进行草绘

知道 Pro/E4.0 软件可以进行

草绘画图操作

新建中存在什么问题

计划如何进入草绘

界面

知道草绘的第一步是进入草绘

界面并且能够识别草绘图标

用户怎么识别草绘图

标，认知草绘操作（将

进入草绘界面的步骤

改变简单）

能够对草绘平面进行选择并且

能够调整参照和方向

如何画出图形能够识别基本的图形符号信

息，如直线、自由曲线、园、

椭圆等

有些图标不能识别，

或是单个图标的延展

图标分类不符合用户

认知

如何删改画出的图形可以进行修改以及对于新手用户如何理



删除段的含义

解删除段含义？如何

识别图标？应该把删

去图元操作如何命

名？如何给出图标符

号？

如何添加尺寸

可以对任意的图元尺寸

进行定义和修改

怎样能够使得用户知

道尺寸可以进行修

改，修改的操作方式

是什么

特征约束

在图元间添加约束

什么是特征约束？如

何进行特征约束（提

示用户特征约束的范

围和种类）

退出草绘环境

用户对于勾和叉的理解

是否符合用户认知，在整个

Pro/E 环境下，类似操作是否

保持统一

实施选择草绘面是否需要点选？应该在哪里点

选？如何能够减少点选错误的

情况？点选时能否进行放大、

缩小的操作？

修改选择草绘

面

点选画图几何

工具

用户能否知道如何选择自己画

图所需工具

每条工具栏下其余工具选项如

何进行选择，是否符合用户一

般认知

是否应该与各大主流

画图软件保持一致

修改草绘通过怎样的操作进行修改

定义约束

重修改尺寸

退出界面

评价进入草绘界面

后

用户如何知道自己已经进入草

绘界面

草绘界面与三维建模

界面有何不同

选择工具用户如何知道自己已经选择上

画图工具，可以进行草绘操作

退出界面如何确定已经退出草绘界面

非正常操作参照不足，无法退出界面

未完成草绘，用户没有注意点

击了退出命令

拉伸、除料目的拉伸实体（或曲拉伸实体、除料属于



面）/除去实体同一功能键（怎样能

够使得用户知道拉伸

与除料属于同一功

能，并与其他同类软

件区分）

计划确定草绘拉伸

截面并绘制

选择拉伸属性

和拉伸长度

用户是否明白各种拉伸属性的

含义，是否能够明白拉伸属性

图标

拉伸属性，例如双向

拉伸、拉伸到面等等

（利用文字与图标双

重表达来提示用户）

确定拉伸

实施绘制草绘截面

点选拉伸属性用户能够识别选择拉伸属性图

标并且知道如何选择

修改长度、方向能够修改拉伸长度、拉伸方向怎样能够方便的修改

拉伸长度

确定拉伸点击图标确定拉伸

评价知道草绘已经

绘制完成，可以

进行下一步操

作

确定用户选择

的拉伸属性、方

向和长度

确定拉伸成功

非正常操作拉伸失败，特征相交、特征冲

突，未除料等

如果拉伸失败怎么

办？如何退出、如何

修改、如何提供备选

处理方案等等

旋转特征目的将一个草绘特

征进行旋转

计划首先选择一个

旋转草绘或者

选择一个草绘

面进行草绘

知道草绘步骤如何进行选择

选择旋转轴线用户认知如何定义旋转轴线或

进行轴线绘制

怎样提示用户选取旋

转轴？

选择旋转度数

和旋转方向

用户如何知道在何处确定旋转

方向和旋转度数

用户是否能够意识到

旋转方向和度数是可

变的

选择除料还是

实体

用户是否能够意识到

旋转可以进行除料

确定旋转确定旋转的图标



实施如何草绘

绘制转轴轴线如何操作划基准线绘制旋转轴线工具的

选择有何特殊之处

（提示用户应该选择

虚线进行绘制、或者

使用基准线）

确定旋转度数

和方向

在什么位置修改旋转度数和方

向

（有箭头和数字标明

旋转方向和旋转度

数）

评价确定选中旋转

草绘面

用户是否能够确定旋转草绘面

确定选中旋转

基准轴线

用户是否能够确定旋转

确定旋转成功

非正常情况旋转出错，选择方向出错、度

数出错、转轴选择出错

扫描，根据所给曲线，

做出如测试文档所示的

实心管子，管子的截面

是直径为 30mm 的圆

目的做出如目标模

型所示的图形

计划确定使用的特

征工具为扫描

用户是否理解扫描的含义和效

果

扫描工具的范围是什

么？怎样使用户明白

确定扫描路径、

扫描方向

扫描路径的含义、扫描方向所

指

扫描路径可以选择哪

些？

绘制模型形状

的截面

扫描界面是哪个面上的截面

确认生成模型

实施点击特征工具

“扫描”

选择扫描路径、

扫描方向

如何选？什么样的路径可以扫

描？是否需要连续

绘制模型形状

的截面

截面的尺寸是否有要求绘制扫描截面时，如

何知道扫描截面的绘

制位置

确认生成模型

评价跳出旋转特征

界面

模型由黄色变

成实体灰色

左边生成“扫描

+编号”特征

编号的含义

混合，画出一个棱台，

底面尺寸为

目的做出一个棱台混合工具的范围是什

么？怎样使用户明白



300*200mm，顶面矩形

尺寸为 200*100mm，

高度 100mm

计划确定使用何种

特征工具

用户是否能够知道棱台使用混

合工具

确定棱台的上

面和下面尺寸

用户是否知道棱台的生成需要

哪些尺寸

确定棱台高度

确定混合方向用户是否明白混合方向的含义什么是混合方向？对

于最终模型有何影响

确定混合面起

止点

用户是否知道混合截面对应点

的问题

如何提醒用户需要注

意混合截面起止位置

的问题

生成混合模型

确认模型

实施点击 “混合 ”特

征工具

选择混合属性每个混合属性的效果

通过切换剖面

绘制棱台的上

面和下面

切换剖面的工具分类，如何提

示用户需要切换剖面

混合面起止点

对应正确

如何提示用户？使用的提示语

言？

输入棱台高度

生成混合模型

确认模型

评价跳出混合特征

界面

模型由黄色变

成实体灰色

左边生成 “ 混

合”特征

螺旋扫描，画出一个弹

簧，弹簧界面为

Ф20mm 的圆

目的在三维环境下

做出一个弹簧

计划确定使用的特

征工具

什么是螺旋扫描，螺

旋扫描是否只能扫描

像弹簧那样的特征？

确定弹簧中轴

面

中轴面的意义中轴面的作用是什

么？如何提醒用户定

义中轴面？

确定弹簧长度、

弹簧中轴线，

弹簧长度的箭头含义，如何保

证用户不会忘记定义两个特征

怎样提示用户同时在

草绘面中定义弹簧长

度和中轴线？

确定弹簧螺旋如果不明白截距怎么办？



扫描截距

生成弹簧

确认确定扫描

模型与目标模

型一致

实施点击 “ 螺旋扫

描”特征工具

选择弹簧中轴

面

弹簧属性

草绘出弹簧长

度、弹簧中轴线

草会有方向之分、有先后次序

之分

怎样保证两者的先后

次序问题？

输入弹簧螺旋

扫描截距

何时输入弹簧的螺距

值？

生成弹簧

确认确定扫描

模型与目标模

型一致

评价跳出弹簧扫描

特征界面

模型由黄色变

成实体灰色

左边生成 “ 扫

描”特征

边界混合，根据已给曲

线，做出如图曲面

目的做出一个曲面

计划确定使用特征

工具

如何知道不用扫描曲面而是边

界混合

边界混合是怎样的功

能，它能够完成哪些

任务

选择一组曲线选择曲线的先后次序如何提示用户的选择

顺序和确认已选择曲

线？

选择边界曲线什么是边界曲线、什么是混合

曲线

什么是边界？有哪些

特征？

混合成面

实施点击 “ 边界混

合”特征工具

选择一组曲线提示用户需要按住 ctrl 选择多

条曲线

怎样能够使得用户明

白他选择了哪些曲

线，分别属于哪类曲

线？

选择边界曲线怎样切换到选择边界曲线

混合成面



评价跳出边界混合

特征界面

曲面由黄色变

成实体灰色

左边生成“边界

混合”特征

孔特征，创建一个埋头

孔

目的打孔为什么要设定一个孔

特征？

计划确定打孔类型如何通过图标表现不同的孔类

型

孔特征需要包含标准

件中的哪些孔类型

确定打孔面，孔

尺寸以及孔深

明确开孔方向

以及孔位置

定位尺寸怎样提示用户就可以

完全约束孔的位置了

怎样减少用户的工作

量，是否比用拉伸除

料更加方便？

确定生成埋头

孔

实施点击“孔”特征

选择打孔面、孔

类型，输入孔

深、孔径

选择开孔方向，

选择开孔位置

参照

确认生成孔

评价出现目标孔

显示埋头孔的

各个参数

壳，利用现有实体创建

一个厚度为 4mm 的壳

体

目的做出壳体


工具

什么是壳特征？

确定开口面可以提示用户“选择您要移除

的面或一组面”

怎样使得用户知道他

可以选择除去的面，

而且是一组除去的面

确定壳体厚度壳体厚度有哪些要

求，比如不可以和壳

体特征冲突等

确定壳体抽壳

方向

抽壳方向表示要明显

确认生成壳体

实施点击“壳”特征



按住 ctrl 键选择

多个未封闭面

输入壳体厚度壳体厚度能不能不用输入在左

上角

确定抽壳方向

生成壳体

评价跳出壳体特征

界面

模型由黄色变

成实体灰色

左边生成 “壳 ”

特征

拔模，利用现有实体，

对齐进行拔模，拔模斜

度为 10°

目的使得一个实体

具有目标拔模

角度


工具

“拔模曲面”、“拔模枢轴”不理

解含义

如何明确提示用户什

么是“拔模曲面”、“拔

模枢轴”

确定需要拔模

的曲面

操作顺序不对，不明白两个代

表的含义

怎样提示用户选择的

顺序

确定拔模枢轴

确定拔模方向

修改拔模角度

生成拔模特征

确认模型

实施点击使用 “ 拔

模”特征

选择需要拔模

的曲面

选择拔模枢轴

确定拔模方向

生成拔模特征

修改拔模角度

确认模型

评价跳出拔模特征

界面

模型由黄色变

成实体灰色

左边生成 “ 斜

度”特征

倒圆角，利用现有实体

进行倒圆角，圆角尺寸

目的对棱边进行倒

圆角



为 25*25mm

倒圆角的类型如何区

分


工具

选择棱边，进行

倒角

棱边倒角、面倒角、多半径倒

角等有何区别

输入倒角尺寸

确认倒角特征

实施点击 “倒角 ”特

征

选择棱边，进行

倒角

输入倒角尺寸

确认倒角特征

评价跳出倒角特征

界面

模型由黄色变

成实体灰色

左边生成 “ 倒

角”特征

阵列，利用已知孔进行

阵列，数量为 10 个

目的建立一个如图

所示的模型


工具

哪些特征可以阵列、

哪些不行，如何确定

范围

确定阵列对象

选择阵列轴用户是否知道阵列轴要提前绘

制

用户是否清楚需要先

行选择特征再进行阵

列功能

选择阵列个数

选择阵列角度提示用户角度是第一个和相邻

一个的角度，怎样减少用户从

阵列个数到阵列角度的计算

阵列的参数都是如何

设定的，是否有明确

的提示

确认阵列

实施点击 “阵列 ”工

具

选择阵列对象先选择阵列对象再进行阵列

选择阵列轴提示用户要先绘制阵列的轴

选择阵列个数

选择阵列角度

确认阵列

评价跳出阵列特征



界面

模型由黄色变

成实体灰色

左边生成 “ 阵

列”特征

镜像，利用现有曲面进

行对称处理

目的按照要求镜像

曲面

计划确定使用工具先选择镜像对象再进行镜像用户是否能够意识需

要先确定镜像面才能

选择镜像

确定需要镜像

对象

确定镜像面提前绘制镜像面

确定模型

实施点击使用 “ 镜

像”工具

选择需要镜像

对象

选择镜像面如果用户之前未确定

镜像面，现在是否能

够重新定义？

确定生成模型

评价生成了另外一

半模型

合并、加厚，将三个曲

面进行合并，并使它成

为有厚度的实体，加厚

方向朝外侧，厚度为

5mm

目的按照要求制作

特征

计划利用合并命令合并需要先选择要合并的面什么是合并命令？合

并对象都能有哪些？

利用加厚命令

实施选择 “合并 ”工

具

选择两个曲面，

点击合并

合并对象的数目是否

有要求，如何告知用

户？

选择方向，完成

合并

合并方向有何含义会

有什么效果？

再和另一个曲

面合并

两个面进行合并

选中合并的曲

面

选择加厚加厚方向如何能够更



好的评价？

确认特征

评价出现对称特征

投影、修剪，将曲线投

影在现有曲面上，并且

利用曲线来修建曲面

目的按照要求修剪

曲面

计划确定投影曲线

和投影面

投影范围是什么？什

么特征可以投影，可

以投影到什么对象

上？

利用曲面上的

曲线修剪曲面

确认曲面

实施选中曲线，点击

投影命令

选择投影到的

曲面

选择投影曲线进行投影

完成投影

选中曲面要选择投影曲面

点击曲面修剪

选中修剪曲线分清“修剪对象”和“修剪工具”

的含义以及选择顺序

完成修剪

评价出现已经修剪

过的曲面

相交，取两个曲面的相

交线（蓝色的线条）

目的按照要求选取

交线

计划利用相交命令选择相交面进行相交相交的类型和对象有

哪些？如何确定范围

确定两个相交

面

确定相交

实施选中两个曲面选中相交对象是否容

易？

点击相交命令如果无法生成相交面

怎么办？是否能够重

新定义

评价出现相交线

填充，封闭的草绘转化

为一个平面

目的按照要求做出

曲面

计划确定使用工具



确定填充曲线

填充草绘曲线填充的面必须在一个平面上怎样告知用户填充的

需是一个平面草绘

确认曲面

实施选中草绘

点击填充

评价出现填充如何评价能够更好的

告知用户已经生成了

填充平面

实体化，将曲面转化为

一个实体

目的实体化

计划确定实用工具实体化的曲面需要是

封闭的已经合并的曲

面，那么用户是否知

道

合并曲面实体化的曲面必须是封闭的曲

面

实体化

确认实体模型

实施选中曲面

先将曲面进行

合并

选中封闭的曲

面

实体化的方向如何定

义？会对生成的模型

有何影响？

点击实体化命

令

评价曲面变为实体

左边出现“实体

化”特征

5.3. APPENDIX 3

Back to read Experiment introductions.

TABLE 3 Icon design standards

PRO/E UG SOLIDWORKS KEY

ELEMENTS SEMANTICS

一样

app:ds:pragmatics

app:ds:semantics



草绘代表几

何、草绘纸草绘

新的模型新建零件

两个装配在

一起的新的

模型

装配

一张图纸上

画有三视简

图

工程图

向前、向后

箭头撤销重做

一样

循环箭头再生

屏幕、大小

指示箭头

调整到合适

视图

放大镜、缩

放标注

一样



问号帮助

直线以及直

线的约束直线

弧线以及弧

线的约束弧线

圆以及圆的

约束圆

两条直线以

及倒角倒角

矩形矩形

自由曲线样条

点十字/星

形点

两条曲线偏移

剪刀，剪掉

曲线删除段

一个投影

面、一条曲

线以及投影

上的曲线

投影

字体

对称轴、对

称图元镜像



一个空的平

面基准面

一个虚线基准线

坐标系基准坐标系

坐标系+点基准点

一个面沿着

虚线拉成体拉伸

一个轴线、

一个旋转体旋转

一个被倒角

的模型，倒

角处为不同

颜色

倒圆角

一个被倒角

的模型，倒

角处为不同

颜色

倒斜角

一个零件中

有一个埋头

孔（比较形

象）

抽壳的模型抽壳

筋板筋板

带网格的曲

面曲面

交截线相交

求和

修剪

两个相同的

模型中间有镜像



一个平面

阵列

Date post:	10-Mar-2016
Category:	Documents
Upload:	li-tianjie
View:	220 times
Download:	0 times

HCI STUDY_HCI & UI Research of 3D Modeling Software

Documents