触屏手机作为未来手持移动设备的发展趋势，手势为其主要的交互方式和提高用户体验的方法有着重要的意义。目前触屏手机中手势交互研究正处于初级阶段，笔者作为交互设计师从实践的角度针对本国用户的特点，通过人机工程学原理进行相关数据测量分析，并结合解剖学、认知心理学等相关理论，分析和总结触屏手机中手势交互的设计和运用原则。

　　1 人机工程学原则

　　通过实验针对触屏手机中手势操作的相关问题进行定量到定性的研究。筛选被试：选取使用触屏手机3年以上的正常成年人为典型被试。据中科院心理研究所调查数据显示，中国目前右撇子数量约为91%，左撇子约为1%。故本实验被试以右撇子为主。且由于人体具有一定的差异，为保证所测数据真实准确，根据《中国成年人人体尺寸》中的手部数据，筛选出手部尺寸适中的用户。最终实验被试：30人，年龄24——32岁，男女各半。

　　通过测试发现“右手单手操作”和“左手持机右手操作”这两种操作方式所占比率最多，笔者分别对这两种操作方式进行人机工程学的探讨。

　　一、单手操作方式：

　　如图1：该操作方式以大拇指操作为主，一般用于行进间的使用场景。由于生理结构的局限性导致单手操作时，手指操作具有 “死角”和“热区”，且很多手势单手操作是无法实施。

　　大拇指操作面积

　　大拇指的操作面积即大拇指操作的“热区”。根据相关实验测试显示：

　　如图2：被试单手进行操作时，C为虎口位置，大拇指的操作范围如图阴影处所示，颜色越深处为操作越灵活，颜色越浅越不灵活。

　　大拇指操作关节舒适度

　　如图3所示：单手操作的场景下大拇指有三个关节参与。三个关节分别是第一拇指关节、第二拇指关节和腕掌关节[1]。使用不同的关节和肌肉组织会给用户带来不同的感受，根据被试测量结果显示：

　　一、第一拇指关节：向前弯曲最大90度，在手势操作中使用频率不高，且第一拇指前面的距离短，操作的范围是很有限的。被试反馈：长时间使用这个关节会不舒服。

　　二、第二拇指关节：向前弯曲最大90度，使用的频率较高于第一拇指关节。第二拇指关节长于第一拇指关节，操作范围略大于第一拇指关节，但操作的范围仍然很有限。被试反馈：长时间使用这个关节也会不舒服，但略好于长时间使用第一拇指关节。

　　三、腕掌关节：腕掌关节能够进行较大程度的屈伸和收展，所以能完成对掌运动。且腕掌关节前面的距离长，操作范围广，费力小，控制的关节多，灵活性很高。用户反馈：长时间的使用这个关节，不会有太大的负担。

　　根据观察被试显示：用户在进行手势操作时会优先使用腕掌关节，由于腕掌关节的活动范围和活动程度与拇指关节相比增加很多，同时也更加轻松，所以当用户的拇指从放松状态(拇指伸直)转移到需要与触摸屏接触的状态时，会优先使用腕掌关节。例如在用户进行拖拽手势时，也会优先使用腕掌关节，当仅仅使用腕掌关节无法达到所需要的距离时(例如死角位置或腕掌关节不适合精细和细节的动作和位置)，才考虑使用拇指的第一和第二关节。

　　单手操作常用手势灵活度

　　该实验要求被试单手操作手机时，常用手势的灵活程度。

　　测试显示：被试在单手操作手机时，平移、竖移、点击、弧移、书写数字(1、7)得分较高，因此分析得到：单手操作在可操作范围内只能采用简单偏直线类的手势，曲线较多较长的手势用户并不是很擅长。

　　二、双手操作方式及其人机工程学测量

　　如图6：该种操作主要使用在偏静止的场景。该操作方式受手指的生理限制和手机的物理条件限制(如手机尺寸等)很小。

　　手指组合灵活度和使用频率

　　如图7，对手指进行编号。该实验主要测量被试对应手指及其组合的灵活程度。

　　单指灵活度

　　双指组合灵活度

　　三指组合灵活度

　　四指组合灵活度

　　五指组合灵活度

　　通过上述测试对比显示：手指组合中最为灵活的是12和13组合。三指组合中最为灵活的是123、134和234组合。四指组合中最为灵活的是1234、1345和2345组合。五指操作的灵活程度非常高。因此在进行手势设计时，需要仔细参考不同手指和其组合的灵活度要采用灵活度舒适度较高的手势和组合，才可以增加手势的舒适度和易用性。

　　2定位原则

　　2.1人群定位

　　不同的人群有年龄、生理、认知能力等的差异，会导致手势交互设计的不同。在众多变量因子中年龄因素对手势交互设计影响是最为普遍，设计手势交互要仔细考虑年龄变量因子。正常人群从0—22岁左右，手指的尺寸逐渐增大，会导致手指的灵活度和有效操作范围不断的增大。在约45岁之后各个手指的灵活度逐渐开始下降，因此针对不同年龄的人群，需设计不同的手势组合。

　　此外经过认知心理学家测试：不同年龄段，认知加工能力有很大的差异。正常人的记忆广度随着年龄的不断增长而增加，到成人时为顶峰，到达老年时开始衰退[2]。儿童和老人的短时记忆最多的数量一般是2—4左右，而成人可以达到5—9个。故针对于老年和儿童的手势设计，一个App中手势数量