轨迹球作为一种界面光标控制类输入设备,由于操控精准、对空间要求小的特点,经常被应用于飞机、船舶、潜艇操控等场景。目前界面设计对轨迹球操控缺乏优化,尤其是在军事及民航应用场景下,这些场景需要快速与精准的反应与执行操作,因此需要对采用轨迹球操控的界面进行优化设计,提高界面用户体验。情感体验作为用户体验中的一部分,是其最终的表现形式。随着数字界面不断发展,界面的功能不断被完善,同质化也越来越明显,因此情感体验在界面中的重要性也越来越显著。情感体验的测量方法主要分为主观测量法和客观测量法,以主观问卷调查为主的主观测量法是目前主要测量手段。目前单一的评测方法都存在一定的局限性,主观测量法缺乏实时测量能力与客观性,以生理测量为主的客观测量法又无法明确表征指标与情感体验之间的关系,因此需要将多种测量方法融合,克服单一方法的局限性,从而提出一套更加有效的评测系统。本文通过对轨迹球交互特性、界面优化理论与情感体验测量方法进行研究,对现有基于轨迹球操控的界面进行优化设计,使其更加适合轨迹球操作,从而提高用户的情感体验。在此基础上,融合主观、眼动、生理三大评测指标系统,提出多指标体系的情感体验测量方法,对原界面与优化界面进行对比实验评估,验证界面优化效果,并且对三大指标体系进行相关性分析,进一步探索情感体验的内在机制。本文在以下方面进行研究:一、对于轨迹球的特点与交互特性进行了阐述,通过与其他光标输入设备的对比,总结了轨迹球的应用场合与局限性,为针对采用轨迹球操作的界面优化设计提供了方向。二、运用用户体验元素理论与轨迹球交互特点对现有界面进行优化设计,使其更加适应轨迹球操作,从而提升用户情感体验。三、提出融合多种指标体系的用户界面情感体验研究方法,运用AXURE RP7制作两个界面原型,设计典型实验任务,运用主观情感量表与眼动仪、生理记录仪和D-LAB软件等,收集并分析情感体验实验数据,得出了不同界面上情感体验差异的主要指标。在此基础上,分析不同情感指标体系之间的联系,进一步探讨情感体验的内在机制。