Computers in Human Behavior | 用户对网站设计的反应：基于进化心理学的神经影像研究
在数字化时代，网站设计的视觉元素对于用户体验至关重要。颜色和按钮形状作为关键的设计元素，可以显著影响用户的情感和行为反应。研究发现，用户对这些元素的反应不仅仅停留在表面体验上，还涉及到更深层次的神经机制。本研究通过使用近红外脑功能成像（fNIRS）技术，探讨了颜色和按钮形状如何通过神经机制影响用户对电子商务网站的偏好。通过非侵入性的大脑成像方法，能够深入了解用户在浏览不同设计元素的网站时的脑部活动，从而为优化网站设计提供科学依据。
1.研究背景与理论基础
颜色是网站设计中最具影响力的视觉元素之一。大量研究表明，颜色不仅是视觉的装饰品，更是影响用户情感和行为的重要工具。例如，蓝色通常传达出信任和安全感，因此在银行和保险等行业网站上广泛使用。相反，红色通常与紧急和危险信号相关，能够引发较高的情绪唤起和警觉性。这种颜色反应可以追溯到进化心理学的背景，在人类进化过程中，不同颜色与生存环境中的特定信号相关联。现代研究发现，尽管文化背景可能对颜色偏好有一定影响，但总体趋势表明，用户更偏好蓝色网站，因为它能引发更积极的情感反应和较低的认知负荷。
形状作为视觉设计元素，同样在用户体验中扮演着关键角色。研究表明，用户通常更偏好圆润的形状，这是因为在人类进化过程中，圆润的形状通常与无害物体（如水果）相关联，而尖锐的形状则可能联想到潜在的威胁（如尖刺）。在网站设计中，圆形按钮往往比尖角按钮更能提高用户的交互意愿和点击率，因为它们更容易被用户视为安全和友好的选择。本研究进一步探讨了在不同颜色背景下，按钮形状对用户神经反应的影响。
进化心理学为解释用户行为提供了独特的视角。人类视觉系统的演化使我们对颜色和形状产生了特定的反应，这些反应起源于远古时期的生存需要。例如，红色通常与危险和警觉相关，而蓝色则与水体和开放空间相关，给人以安全和舒适的感觉。在现代网站设计中，这些进化形成的反应仍然在潜意识中影响着用户的偏好和决策。基于这些理论背景，我们提出了几个关键假设，旨在通过神经机制解释颜色和按钮形状如何影响用户的偏好。
研究模型与假设
2.实验方法与设计
预实验和刺激材料：
为了确保实验的有效性，我们首先进行了预实验。研究团队设计了六种不同的网页样式，这些样式在颜色（蓝色、红色、无色）和按钮形状（尖角、圆形）上有所不同。所有网页内容保持一致，仅在视觉设计元素上进行操控。预实验的目的是评估这些设计元素是否能够显著影响用户的视觉吸引力和交互意愿。通过在线问卷调查，研究团队收集了来自德国、奥地利和瑞士的137名参与者的反馈数据。预实验结果显示，颜色和按钮形状的设计在视觉吸引力和用户交互意愿上存在显著差异，这为后续的正式实验提供了重要依据。
实验设计：
本研究采用了3×2的实验设计，包括三个颜色条件（蓝色、红色、无色）和两个按钮形状条件（圆形、尖角形）。这种设计方法允许研究人员评估颜色和形状对用户反应的独立和交互影响。每位参与者都会接触到所有的实验条件，从而在同一参与者内进行对比，以减少个体差异的影响。
使用的刺激材料
参与者选择：
研究招募了38名健康的成人参与者，这些参与者均具有正常或矫正后的视力，且有在线购物经验。参与者的年龄范围为21至35岁，平均年龄为27.2岁。为了确保数据的可靠性，实验前所有参与者填写了一份关于其人口统计信息、在线购物频率和信任倾向的问卷。研究中特别注意了性别、年龄和文化背景的平衡，以尽量减少这些因素对结果的潜在影响。
人口统计数据
实验过程：
实验在一个控制光线和环境色彩的实验室中进行。参与者被引导至实验室后，首先阅读并签署知情同意书，然后被安排坐在显示器前并佩戴近红外脑功能成像（fNIRS）设备。fNIRS设备放置在前额区域，用于测量该区域的氧合血红蛋白（HbO）和脱氧血红蛋白（HbR）水平的变化。设备校准后，实验正式开始。
实验包括72个试验，每个试验随机展示一种网页设计（不同颜色和按钮形状），每种设计呈现12次，每次呈现3秒。参与者需要根据自己的主观体验，通过5分量表对网页进行评分，这些评分包括愉悦度、唤醒度、信任度和总体态度。为了避免因视觉疲劳或认知负荷过重而导致的数据偏差，每个试验间隔显示一个2.5至3.5秒的中性图像，用以恢复参与者的基线状态。
实验范式
实验使用设备：
本研究中使用的是NIRSport 系列的fNIRS设备，由NIRX公司开发。该设备具有7.81 Hz的采样频率，能够以两个波长（760 nm和850 nm）发射近红外光，测量脑组织中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化。这些数据可以反映前额叶皮层在不同视觉刺激下的神经激活情况。fNIRS设备的非侵入性和便携性使其特别适合用于动态的、真实感强的实验环境，如本研究中的网站浏览任务。设备的高空间分辨率和对移动的适应性使得它在研究复杂的用户界面反应时，能够提供精确的神经数据。
fNIRS在前额叶皮层（PFC）上的长距离探测器（LDDs）及其覆盖的次区域，涉及Brodmann分区（BA）和EEG 10–20系统参考点。注意：通道的颜色对应图右侧的颜色框
数据采集与分析：
在数据采集过程中，fNIRS设备通过两个波长的近红外光测量参与者大脑中的血红蛋白变化。氧合血红蛋白（HbO）和脱氧血红蛋白（HbR）的变化水平反映了特定大脑区域的神经激活情况。数据分析使用了Brain AnalyzIR Matlab工具箱，首先对数据进行了重采样以降低自相关，然后使用线性最小均方估计（Linear Minimum Mean Square Estimations）方法去除伪影。通过混合效应模型进行组间分析，进一步确保了结果的可靠性。
fNIRS颜色对比的混合效应模型结果。注意：通道显示显著HbO变化的t值（𝑝𝐹𝐷𝑅 ≤ 0.01，𝑝𝑜𝑤𝑒𝑟 > 0.80）
3.实验结果
在自我报告数据中，参与者对不同颜色和按钮形状的网页设计进行了愉悦度、唤醒度、信任度和总体态度的评分。分析结果显示，颜色在影响用户体验方面具有显著作用。蓝色和红色设计的网页相较于无色设计的网页，得到了更高的愉悦度评分，并且在信任度和总体态度上也表现得更好。这说明有色设计能增强用户的正面体验。然而，在蓝色和红色设计之间，用户的评分并无显著差异，表明这两种颜色在本实验条件下对用户反应的影响相似。另一方面，按钮形状（圆形和尖角形）对参与者的自我报告结果没有显著影响，提示按钮形状可能不是影响用户主观体验的主要因素。
通过近红外脑功能成像（fNIRS）技术收集的神经数据进一步揭示了颜色和按钮形状如何影响用户的大脑活动。数据显示，不同颜色条件下，右侧背外侧前额叶皮层（dlPFC）在无色设计的网页中表现出更高的氧合血红蛋白（HbO）水平。这表明，与有色设计相比，无色设计需要更高的认知负荷。相比之下，蓝色设计的网页在左侧背外侧前额叶皮层（dlPFC）和腹内侧前额叶皮层（vmPFC/OFC）表现出较低的HbO水平，暗示蓝色背景设计可能降低了大脑的认知负担，从而提高了用户体验的流畅性。
关于按钮形状的影响，神经数据表明，相对于尖角形按钮，圆形按钮在右侧背内侧前额叶皮层（dmPFC）和前运动皮层区域表现出更高的HbO水平。这种神经激活的增加可能与圆形按钮诱发的积极情感体验相关，尤其是在无色和蓝色背景的条件下。这些发现表明，虽然按钮形状可能不会显著改变用户的自我报告体验，但它确实会在神经层面上影响大脑的反应模式。
4.讨论
颜色感知的神经机制
本研究的发现支持了颜色在网站设计中的重要性，尤其是其对用户情感和认知负荷的影响。蓝色通常与开放空间和水体相关联，能够降低唤醒度和认知负荷，从而提升用户体验。相反，红色由于其进化背景中的威胁信号，需要更高的认知处理资源，这在神经层面上表现为dlPFC区域的更高激活。研究结果表明，颜色可以通过影响大脑特定区域的激活水平来调节用户的情感和认知体验，为未来的网站设计提供了重要的理论支持。
按钮形状的神经机制
研究还发现，按钮形状在用户体验中的作用同样不可忽视。圆形按钮更能引发积极的情感反应和更高的用户参与度，这可能是因为圆形在进化过程中被视为安全和无害的象征。因此，在现代网站设计中，使用圆形按钮可能是一个提升用户满意度的有效策略。神经层面的数据也支持这一观点，显示圆形按钮能激活与情感价值和奖励处理相关的vmPFC/OFC区域。
5.结论与未来研究方向
本研究通过结合自我报告和神经影像技术，揭示了颜色和按钮形状对用户体验的多重影响。结果表明，颜色尤其是蓝色在降低用户认知负担、提高体验流畅性方面具有重要作用，而圆形按钮在增强用户积极情感反应方面也显示出一定潜力。这些发现为网站设计的优化提供了科学依据，并为未来的研究方向指明了方向。
未来的研究可以进一步探索其他视觉设计元素（如字体、图片）对用户体验的影响，或研究不同文化背景下用户对网站设计的反应差异，以更全面地理解用户体验的复杂性。此外，研究还可以扩展到其他类型的界面设计，如移动应用程序和虚拟现实环境，以了解这些新兴技术中的设计因素对用户体验的影响。
在实际应用中，这些研究结果可以帮助企业和设计师在制定网站设计策略时做出更明智的决策。通过优化颜色和形状等设计元素，网站不仅能够提供更好的用户体验，还能够提高用户的参与度和忠诚度，从而最终促进业务目标的实现。
参考文献：https://doi.org/10.1016/j.chb.2024.108168
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