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「認知」簡單的說就是知識的獲得和使用，這牽涉到兩個層面的問題：一是知識在我們的記憶中是如何貯存的，以及貯存什麼的記憶內容問題；一是知識是如何被使用或處理的歷程問題。前者強調的是「心智結構」，後者強的是「心智歷程」。 以上這兩個問題就是認知心理學研討的兩大方向，因此「認知心理學」可以定義為：為了解人類行為，而對人類心智歷程及結構所作的科學分析。這個定義包含三個重要部份： 第一：科學分析。認知心理學必須使用科學的方法研究。科學分析要使用客觀而且可以重複驗證的方法，在相同的程序之下，即使不同的人來測試，也可以獲得相同的答案。所以認知心理學家必須發明精確的分析工具來間接觀察心智的活動。 第二：心智歷程和結構。心智歷程和結構是認知心理學所探討的兩大內容。心智歷程探討的是我們在從事某工作時，如何使用或處理知識，而心智結構是我們如何貯存知識及貯存什麼知識於記憶。有些研究者偏好探討心智結構，有些人偏好歷程，但是兩者同屬人類的心智活動，實為互補，很難劃分。因此，往往只是強調程度的不同。 第三：了解人類行為。凡是心理學，最終目的都可說是了解人類行為。而認知心理學的目的是藉著精確分析內在的認知事件及知識，以期更加了解和預測人類行為。譬如我們分析一個人在解答數學題目時的內在心智歷程，就能了解和預測為什麼有些人能夠順利解題，而有些人則不能。 以上是認知心理學的一般性定義。若根據認知心理學家所研討的主題，認知心理學的一般性定義則是指，對人類的記憶、知覺、語言、理解、推理、決策、思考、問題解決及學習••等的科學研究。
認知心理學的主要理論架構是「訊息處理模式」。這個模式視人類為主動的訊息處理者，探討人類憑感官接受訊息、貯存訊息以及提取、運用訊息等不同階段所發生的事，所以認知心理學也常被稱做「訊息處理心理學」。 信息處理模型假設認知可以分解為一系列的階段，每一階段表示一種假設的存在。輸入的信息就在這些階段中進行某些獨特的操作。最後的反應就被假設為這些階段和操作系列﹝如知覺、信息編碼、從記憶中提取信息、形成概念、判斷和產生語言﹞的結果。每一階段都從前面的階段接受信息，然後發揮自己本身的獨特作用。由於信息處理模型的所有成分在某種程度上都與其他成分有關，因而要確認一個開始階段是很困難的。為了方便，我們可把整個程序看作是從輸入刺激開始。 「訊息處理模式」所包含的不同階段及其前後關係可以下圖表示：
訊息處理模式的第一階段是感官信號的貯存。凡是來自環境中的訊息，以感覺刺激的形式經由感官接收，皆會在感官上做短暫的停留。這個階段因為保留訊息的原始形式，也就是信號﹝signal﹞，被稱為感官信號﹝sensory signal﹞貯存的階段。感覺刺激在這個階段，必須達到一定的刺激量，信號才能夠被知覺到。假如信號沒有引起個體的注意，很快就會消失。 感官信號的貯存方式，包括視像儲存﹝iconic storage﹞和回聲儲存﹝echoic storage﹞兩種。視像儲存保留了視覺輸入，回聲儲存則保留了聽覺輸入。 通常，人的眼球常常急速跳動，在跳動之間有短暫停留，是為眼球固定。眼球跳動時並不吸收訊息，只有當眼球固定，視線停留在某點時，才吸收訊息。由此可知，「閱讀」並不是平穩地掃瞄一行課文，而是從一個注視點跳躍到另一個注視點。「閱讀」發生在注視點上，而不是在跳躍時的一瞬間。因此，在坊間看到的眾多多媒體產品所呈現的閃爍圖像或文字，其作用應該在於使讀者注意到它的存在，而非幫肋讀者閱讀方便。 早期，有許多關於視覺訊息處理的研究，想要了解人類依次可看多少。因為眼球固定不動的時間大約是 250 釐秒﹝一釐秒是 1/1000 秒﹞，所以這些研究將感覺刺激設定在這個時間，然後再移去，要受試者報告看到什麼。經由這些研究，我們知到一般受試者能正確報告三、四、五，最多九頂。這短暫的視像儲存又稱視像記憶﹝iconic memory﹞。電影、卡通就是利用這視覺暫留的原理設計的。假如沒有視像記憶，我們可能就無法進一步處理稍縱即逝的訊息。 以上研究結果讓我們了解，在眼球固定不動的時間中，人類視像儲存的容量，最多可以接受九頂信號。和視覺訊息儲存一樣，也有聽覺訊息儲存。研究者稱之為回聲記憶﹝echoic memory﹞。因為有這樣的回聲記憶，我們才有可能處理許多語言訊息。譬如我們在學習外語的例子說明：「不是 zip，是 sip。」， 假如我們不能保留「Z」的音跟「S」音相比較，那麼我們就無法從這些訊息中學習語言。 關於感言記憶的研究，顯示感官記憶可貯存大量的訊息，只是如果不注意，訊息很快就失去。所以要進一步「注意」，進行「圖樣辨識」，選擇須要的感官信號做進一步的處理。
「過濾」和「選擇」階段是有關注意力的兩種理論。過濾的理論是認為注意力像過濾器，限制了一次可辨認的訊息量，其發生在型態辨認階段之前。選擇的理論是認為所有的訊息都被辨認，只是某些重要的訊息才被注意或被選擇作進一步處理，進入下一階段的記憶。此兩種理論視情況各有其正確性。 一般來說，感覺刺激很少作為單一的感覺事件被感知的，而是作為有更多意義的圖樣﹝pattern﹞的一部份為人們所感受到，並且從記憶中識別之。從感覺刺激被感知到被識別的過程稱為「圖樣辨識」﹝pattern recognition﹞，是在很短的時間內完成。 由於人們處理「圖樣辨識」的能力無論在感覺和或知覺的層面上都受到自然的限制，故必須先將外來的感覺刺激以「注意力」﹝attention﹞加以過濾選擇，否則會因信息「超載」使接受感覺刺激的能力減低。 「注意力」的理論有「瓶頸理論」和「容量理論」。瓶頸理論包含「過濾模 式」、「減弱模式」、「選擇模式」；而容量理論包含「容量模式」、「多元模式」。 「過濾模式」中，「注意」只被充當一個過濾器，只讓有限的訊息通過，所以不受注意的訊息完全被「過濾器」排除在外，沒有處理。不被注意的訊息，只有在從感官記憶中消失之前獲得注意，才有可能被認出。 「減弱模式」認為過濾器並不完全將不受注意的訊息排除在外，而是將其減弱。因此有些詞句因容易辨認，即使訊息很弱，也能夠被辨識。例如：一個人自己的名字，或者如危險信號的「火」。 「選擇模式」認為「注意」是發生於對兩組訊息的知覺分析之後，然後選擇重要的訊息做進一步處理。「注意」相當於訊息的選擇階段，是發生於知覺分析之後。也就是兩組訊息都被聽到，只是不重要的訊息很快就被忘掉。 「容量模式」主張注意力的容量有限，是非常有限的心理資源，而人類是以這有限的資源處理訊息。人類對於不同的心理活動需要不同的注意力，有些工作需要較少的心理資源，有些工作則需要較多資源。所以我們常依工作的難易分配這些資源，較難的工作需要全神貫注，花費較多的資源，故很難有餘力作其他事；而較熟悉、容易的工作不需耗費太多資源，故有多餘資源同時作其他事。例如：熟練的駕駛可以一面聊天，一面開車；而新手開車卻必須全神貫注，不可分心講話。還有讀書時聽音樂，若讀的資料是熟悉、容易的，則有餘力欣賞音樂；但是若讀的資料是不熟悉、困難的，則覺得音樂很吵，不能專心，必須把音樂關掉，因為沒有剩餘資源去聽音樂。 由容量理論得知，一個程序﹝或工作﹞需要多少注意力，端視其熟練程度而定。越熟練的程序，需要的注意力越少，而極度熟練的程序可以完全不需要注意力。達到這樣極度熟練的程序就叫做自動化。 「多元模式」綜合瓶頸理論和容量理論，認為個體可以選擇將瓶頸置於何處。「前選擇」﹝ an early mode of selection﹞是將瓶頸置於辨認之前；「後選擇」﹝ a Iate mode of selection﹞是將瓶頸置於語意分析之後。「後選擇」是要付出代價的，因為個體必須同時處理兩種或多種訊息，因此需要耗費較多的心理資源，以致較少剩餘資源去從事另一件工作。 多元模式的意義在個體有選擇的彈性，個體可觀情況對注意力作最佳使用。而且當個體必須同時注意幾件事時，心理學家發現可將某些工作透過不斷練習，達到自動化，以致不需耗費任何寶貴資源。
來自環境中的訊息，經感官記錄，作短暫的停留，以供圖樣辨識。然後若為進一步處理，則進入「記憶」。記憶是認知心理學最重要的研究主題，因為人類所有的後天學習都以記憶為基礎。如果沒有記憶，如何根據以前所學來的經驗詮釋目前的人事物？如何預測未來、計劃行動？一個腦部受損，無法記憶新事物的病人，學習能力必大受影響，除了一些知覺、動作學習外，幾乎無法學習新的東西，因為他不記得以前學過的事物，每次都必須重新學習。 經過注意力和圖樣辨識的信息，被送到記憶系統後，是以登碼﹝encoding﹞ 的形式儲存。人類的記憶系統根據維持訊息的長短，分為「短期記憶」和「長期記憶」。 「短期記憶」又稱「工作記憶」。容量相當有限，大概在 7±2 個意元的範圍，但個體可以用意元為單位，以擴充短期記憶的容量。短期記憶可以維持的時間大約是 30 秒，在這時間內，訊息如果沒有複述，很快就會消失掉。遺忘短期記憶的原因，主要是記憶本身自然的消退和外界的干擾。短期記憶的登碼形式以聲碼﹝acoustic code﹞為主，此外還有形碼 ﹝visual code﹞和意碼 ﹝semantic code﹞等多種形式。短期記憶的信息經過複述或重覆以後，會轉移到持續時間更長的「長期記憶」儲存裡面。 「長期記憶」的容量沒有限制，具有相當永久性。遺忘的訊息可能不是永久消失，而是暫時消失。記憶遺忘的原因可能是消退、干擾、和提取的問題。長期記憶的登碼形式以意碼為主，但還有形碼、聲碼、語言碼、味覺、嗅覺、動作、感情••等各種形式。有效地維持和轉移訊息到長期記憶，須要靠精密化的複述。
科學研究指出，人類視覺的十分之一是屬於物理層面，另外的十分之九則是屬於精神層面。因此在視覺過程中，外在的感覺刺激，雖然是以光的形式，透過眼睛傳送到大腦，形成有意義的影像﹝image﹞，不過，看的人還需要靠他個人的經驗、知識和周圍的環境來解釋這個影像。 從視覺傳達的角度來看，人類所看到的一切影像大部份是符號﹝sign﹞的集合。有些符號已經熟悉，有些還是需要再學習。換句話說，人類一張開眼睛，就能夠看到﹝look﹞世間的影像，但是卻需要學習如何去看見﹝see﹞這些符號，並且學習如何決定看見想要看見的符號。人生像一場戲，整個世界就像一個大舞台，人類彼此在世間相互溝通，所運用的種種符號和戲劇的符號系統非常類似。這些戲劇符號包括：文字、語音、姿態、動作、化裝、髮型、服裝、道具、佈景、燈光、音樂和音效。 從學術的角度來看，符號是人類為了達到溝通作用的一種手段或事物。構成符號的要素有三：﹝一﹞符號本身。﹝二﹞符號所代表的事物或意義。﹝三﹞符號的使用者或解釋者。每一個符號都具有表層的外延意義﹝denotation﹞和裏層的內涵意義﹝connotation﹞。例如玫瑰的外延意義是一種灌木植物的花，而內涵意義就要看使用者而定，像是代表美麗、愛情....等等。 符號在指示它所代表的對象的過程，可以經由二個方向加以區分：一是編碼﹝encoding﹞的過程，另一個是解碼﹝decoding﹞的過程。前項指的是符號的傳播過程，而後者則是指符號的受信過程。 符號和它的指示對象之間，存在著三種關係： 第一：圖像的關係。符號一看就能瞭解，如自然物的照片。這種符號稱為圖像﹝icon﹞。 第二：指引的關係。符號看了之後，須加以聯想才能瞭解。譬如，風向器所顯示的風向。 第三：象徵的關係。符號須要經過學習，才能瞭解它所代表的意義。譬如，國旗，這種符號稱為象徵﹝symbol﹞。 一般來說，根據人類共通的習俗所設計的符號，是最容易被理解的。換句話說，透過這種符號傳達資訊，最容易達到溝通的效果。 下面的表格說明了三種符號的特性。
圖像﹝Icon﹞雖然是一看就能瞭解的符號，以它傳達資訊最容易達到溝通的 效果，不過有許多多媒體設計者對圖像存有一些錯誤觀念。這些錯誤觀念包括： 錯誤觀念之一：認為圖像可以完全取代文字。其實不一定。 錯誤觀念之二：認為圖像不如文字能清晰表達意義。其實不一定。 錯誤觀念之三：認為圖像使產品更容易使用。其實不一定。 錯誤觀念之四：認為圖像必須是圖畫。其實不一定。 錯誤觀念之五：認為圖像設計是一種純藝術。其實不對。 所有的設計都有一個目的。有的人設計跑車、有的人設計晚禮服、有的人設計辦公大樓、多媒體製作者則設計圖像。設計的目的或許是為了設計師的個人藝術表現，希望藉著設計得獎、加薪或升遷。這種以設計師為中心所設計出來的產品，往往不能滿足人們的需求。真正一個好的產品的設計，一定能充分考慮產品使用者的需求，和使用者與產品之間互動的關係。同樣的，多媒體製作者如果不能充分了解圖像的功能，通常他設計出來的產品是不會好的。要設計出好的圖像，必須先了解圖像如何發揮它的功能；了解人們如何經過觀看、認識、記憶、使用圖像的過程來使用一個多媒體製作。上面所說的，也能夠幫助人們了解其他形式的視覺傳達設計。 一個單獨存在的圖像，實際上是沒有任何意義的。如果它是在一篇上下文章裡面，使用者會因為上下文章互相關連中，所引發的靈感而賦予它相當的意義。所以我們用下列圖解，說明圖像意義形成的過程。
首先是上下文為圖像的意義提供暗示，接著使用者依據他的視覺習慣、知識、經驗、興趣、好奇心或當時的情緒完成解讀圖像的步驟。 同一個圖像用在不同的地方、不同的時間、或不同的使用者都可能產生不同的意義。因此設計圖像之前儘可能先了解真正的使用者的認知狀態，設計之後則讓使用者測試之。如此當可減少設計出模稜兩可的的圖像的機會。 多媒體製作者了解認知心理學能避免用膚淺的視覺處理方式草率地設計圖像。膚淺的視覺處理模式可用下面的圖解表示。設計者在這種模式裡，只是把人類的視覺行為當成照相機一般。如果這種模式成立的話，人類將只能認識和他第一次所看到完全一樣的視覺影像了。
一個實際的視覺處理模式是在整個視覺處理過程中，每一個階段都會彼此相互影響。我們可用下面的圖解說明：
設計者在這種模式裡認識到幾種現象：﹝一﹞人的眼睛只能過濾並且轉化他所看到的十萬分之一的影像，這是短期記憶。﹝二﹞對於一件物件，人類可以用幾個視覺影像來記憶。﹝三﹞對於一件物件，人類不只記住它的影像，也同時記住它抽象的特徵。因此，一旦要回憶這物件時，可以同時將相關的，無論是具像的影像或是抽象的觀念互相連結起來。 有些大的電腦製造廠商認為，圖像本身不論用在那裡都必須具備完整的意義，這種作法實在是不可能也毫無意義。一個圖像就像一個文字，必須搭配上下文以後，才能完全顯示它真正的意義。如果堅持要設計放諸四海皆準的圖像，往往會使設計變得非常複雜。最好的方式是，先了解使用者的使用環境和認知習慣以後再進行設計，結果將會更趨完美。
從使用者的角度分析圖像﹝icon﹞本身，他包含了信息﹝message﹞、助解者﹝enabler﹞、雜音 ﹝noise﹞三部份。信息又可區分為事實性和情緒性兩種。事實性的信息給予使用者新資訊，而情緒性的信息卻用來刺激使用者的情緒。一個圖像可以同時提供這兩種信息，如紅色的「停」的交通標誌。「停」字提供了事實性的信息，紅色則提供了情緒性的信息。助解者雖然不是訊息的一部份，但卻能夠幫助訊息加速傳遞給使用者。它包括了圖像的背景、圖像的風格、圖像的排列、提示性的裝飾圖案、邊框、導引線等等。對於溝通來說，雜音是不好的東西。因此凡是讓使用者分心，不能專注於圖像的設計都可以看做雜音。好的設計師設計助解者，不好的設計師則設計出雜音來。 一個成功的圖像設計，使用者一定可以對這圖像做四樣事情。 第一：圖像能夠被解碼﹝decode﹞。 第二：圖像能夠被辨識﹝recognize﹞。 第三：圖像能夠被搜尋﹝find﹞。 第四：圖像能夠被驅動﹝activate﹞。 多媒體使用者，面對一個多媒體製作時，常常看到他從未看過的圖像。為了明瞭這個圖像的意義，首先他要將圖像分解成幾個較簡單的圖形﹝graphic object﹞。接著根據他的記憶，解釋這些簡單圖形的意義，並且組合起來，找出整個圖像的意義。以上解碼新圖像的過程，為多媒體製作者提供了兩個設計圖像的要領： 第一：設計師可以用一個大家已經知道意義的簡單圖形，來設計成一個圖像，以表示這個意義。 第二：設計師也可以用一個大家已經熟悉的幾個圖形組合成一個圖像，以表示一個新的意義。 一旦我們了解了一個圖像之後，如果再看到它，我們要能夠辨識它、同時了解它的意義。人類有能力記住、分辨許多相似的視覺影像。不過如果要迅速、正確地辨識圖像，圖像最好具備以下特性： 第一：正確地顯示真實世界的物件。 第二：生動、清楚地陳述一個意義。 第三：能和其它圖像在觀念上分辨開來。 辨識圖像不能只是做表面功夫。它必須做到不只是記得以前曾經看過這個圖像，還要能夠從記憶中回憶出它的意義。從以上辨識圖像的要訣，可以知道設計圖像的要領是選擇具體、生動的，而且能夠將一個觀念清楚表達的視覺影像做為圖像。 面對一個散亂的螢幕畫面時，我們要能夠迅速地找到我們所要的圖像。不過若要迅速地找到圖像，必須： 第一：使用者知道他要找的圖像的大概樣子。 第二：視覺上，所要找的圖像能和其它圖像分辨開來。 因此，要設計一個能讓使用者很容易找到他所要的圖像的要領是：確定設計完成的圖像，具備了使用者在搜尋圖像過程中可能預測的視覺特性，如顏色和造型。 一旦使用者找到他所要的圖像以後，接著就要驅動圖像。通常可按滑鼠的按鍵一次或兩次，或者直接用手觸摸螢幕以驅動所選的圖像。記得，在一個多媒體製作中，為了免除使用者的困惑和不便，在適當的地方，要告訴使用者驅動圖像的方法。至於驅動圖像的方法最好能從頭到尾一致比較理想。
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