TL;DR
Realmente atrapalha ter muita informação? Por que?
Em teoria sim. Porque a capacidade da atenção humana é limitada. O usuário pode não perceber o que deveria, e mesmo que o faça isso pode gerar esforço cognitivo demasiado para uma interação mais continuada.
Existem estudos ou pelo menos informações consistentes que mostram que um realmente é melhor que outro?
Existem inúmeros. Mas os estudos mais gerais servem como abordagem padrão. O melhor estudo para você vai ser aquele que você fizer com os seus usuários usando protótipos do produto que prepara para eles.
Por que esconder operações é melhor? E se não é por que estão adotando isto?
Pode ser melhor esconder porque facilita a interação local do usuário (ele não precisa se preocupar com o que não é importante no contexto atual). Porém, o usuário jamais deveria precisar se lembrar de muita informação. Novamente, a capacidade humana é limitada.
Existe alguma forma de facilitar a descoberta, facilitar o acesso às operações sem "sujar" a tela?
Existem inúmeras, todas usando algum dos sentidos humanos (afinal, o usuário precisa ser capaz de perceber a informação passada). Jogos, por exemplo, fazem uso metódico - e condizente com a fantasia (leia-se, conhecimento prévio do usuário) - de sons. O exemplo clássico é o som de espadas se chocando no Age of Empires, que indica que uma batalha se inicia fora da tela do usuário. Aplicativos móveis também vibram o dispositivo. Enfim, você não precisa necessariamente usar a tela para passar alguma informação.
Há exceções onde não devemos aplicar uma destas filosofias?
Certamente há. A mais óbvia é a construção de aplicativos para cegos. Nesse caso não importa a quantidade, a tela não é a melhor forma de transmitir as informações. Pode parecer um exemplo extremo, mas a ideia é que essas exceções decorrem da sua própria análise dos seus usuários, com as preferências, expectativas e necessidades deles.
Versão original e mais completa
Há duas coisas que são muito importantes de serem consideradas no projeto de interação com um produto: apelo e engajamento.
O apelo está diretamente relacionado às preferências do utilizador e às questões estéticas do produto, como o quão agradável, belo e curioso ele parece. Trata-se de um primeiro nível da interação, em que o utilizador escolhe começar a utilizar o produto. Já o engajamento, embora também inclua atributos de preferência e estética, tem uma relação mais forte com a satisfação na experiência de uso. Trata-se de um contato mais contínuo, em que o usuário escolhe continuar interagindo com o produto. Se as expectativas criadas no primeiro contato com o produto são satisfeitas ou superadas de forma positiva na continuidade do contato, geralmente têm-se o engajamento.
Apelo, Quantidade de Informação e Esforço Cognitivo
O apelo está intimamente ligado à curiosidade, que é uma necessidade humana básica de entender o mundo. Essa necessidade advém de e conduz a interação. Nós humanos interagimos com o mundo não apenas alterando-o por meio de nossas ações, mas também percebendo as mudanças que nós mesmos e outros agentes fazem nele. Acontece que o mecanismo de atenção (que filtra a enorme quantidade de dados sensoriais que continuamente recebemos do mundo e decide o que é relavante ou não de acordo com as nossas intenções) é limitado. Estima-se* que cada pessoa pode processar 126 bits de informação por segundo, o que significa que somos capazes de prestar atenção a um máximo teórico de três conversas simultâneas (isso se conseguirmos ignorar completamente todo o resto, como as percepções internas do nosso próprio organismo).
* A fonte dessa informação é o trabalho do psicólogo Mihaly Csikszentmihalyi, no livro Flow: The Psychology of Optimal Experience. Quem desejar ler sobre o assunto de interação, atenção e motivação, de forma (talvez) um pouco mais facilitada, pode ler este meu artigo sobre diversão.
Se você não acredita nesta limitação da atenção, faça o teste e tente contar o
número de passes do time branco neste famoso vídeo. :)
É por isso que a evolução fez o cérebro se interessar tanto em padrões levemente desconhecidos. Ao observar algo que não tem novidade alguma, esse algo é simplesmente desinteressante (já conhecemos o assunto, não nos interessa pois não vai ajudar o organismo a se sair melhor nas ações com o mundo). Porém, por outro lado, se esse algo é completamente desconhecido e incapaz de ser ao menos comparado a outra coisa que se conhece, ele é caótico e consequentemente também desinteressante. Por isso que uma tela de TV só com estática, que tem muitíssima informação do ponto de vista da Teoria da Informação, é simplesmente chata e não causa sequer um início de apelo. Mas é por isso também que puzzles muito difíceis, por mais apelativos que sejam inicialmente, dificultam o engajamento porque os usuários simplesmente não conseguem saber como prosseguir.
Todo esse bla-bla-bla teórico é pra demonstrar que há um ponto ideal na quantidade de informações a ser exibida. Ela deve ser suficiente para causar apelo e excitar a curiosidade (e não pense só em jogos; um alarme em um sistema de controle de fábrica precisa ser capaz de atrair a atenção rapidamente!), mas não pode exceder as limitações naturais dos seres humanos a ponto de causar desconforto e assim dificultar o engajamento. Mesmo que muita informação seja compreendida e cause apelo, ela pode requerer muito esforço cognitivo e assim simplesmente cansar o usuário. É por isso que lá nos Princípios de Usabilidade prega-se, entre outras coisas, evitar que o usuário tenha de se lembrar do caminho nos menus para um comando, por exemplo.
Note, entretanto, que a mera existência de muita informação nem sempre é ruim. Ruim é alagar o usuário com toda ela de uma vez só, tornando-o incapaz de extrair algo de útil dela. O resultado de uma pesquisa no Google, por exemplo, tem muitísima informação, mas ela está espalhada ao longo de páginas facilmente navegáveis. E, principalmente, é muito claro ao usuário que existe essa possibilidade (ele percebe que há mais dados além dos que está enxergando atualmente). De fato, aqui há a ligação com o esforço físico do próximo tópico: o usuário pode não se importar tanto em ter de navegar para o próximo item muitas vezes, contanto que essa ação de navegar seja relevante e simples.
O exemplo que você usou na pergunta (a interface cheia de campos) é intrinsicamente pior porque o usuário não sabe o que fazer a seguir do que pelo fato de ele ter disponível toda aquela quantidade de informação. Este fantástico artigo, chamado Desmystifying UX Design, tem muito mais informações relevantes a esse respeito.
Engajamento e Esforço Ergonômico
O esforço ergonômico, ou de uso (como o número de cliques), é mais relevante no engajamento do que no apelo. Isso é natural, pois durante o primeiro contato o usuário ainda não usou o produto propriamente e só tem expectativas a respeito de como será interagir com ele. O esforço cognitivo, tratado no tópico anterior, já é iniciado a partir do primeiro contato, quando o usuário procura entender como funciona o produto.
É uma tendência acreditar que muito esforço físico prejudica o engajamento porque faz o usuário simplesmente cansar de interagir com o produto. Por exemplo, o jogo de luta de boxe do Nintendo Wii pode parecer muitíssimo interessante em um primeiro contato (tem grande apelo), mas após algumas partidas o cansaço físico de ter de socar o ar continuamente pode tornar a experiência menos satisfatória do que se imaginava. Ainda assim isso não é uma verdade universal, pois tudo depende das preferências e das expectativas que são criadas nos usuários durante o apelo. Há usuários que têm imensa satisfação em dispender esforço físico, e certamente irão perceber que esse é o tipo de jogo pra eles a partir das primeiras interações.
Em outras palavras, não é o esforço em si que prejudica o engajamento, e sim a percepção de sua relevância por parte dos usuários. No artigo que eu citei anteriormente sobre a desmistificação da UX, há o exemplo do maior número de cliques em uma interface de Assistente (Wizard), mas que é percebido como facilitador pelos usuários porque não requerem grande esforço físico ou cognitivo individualmente, não sobrecarregam o usuário com perguntas, e permitem que ele atinja o objetivo de forma gradual.
Eu infelizmente não tenho mais a referência desse estudo, mas o mecanismo de subir o vidro elétrico dos carros com apenas um toque veio de testes de empresas automotoras japonesas com seus usuários, em que se observou justamente esse fato. Nas primeiras versões, os usuários eram requeridos a continuar apertando o botão para que o vidro subisse ou descesse. Por mais rápido que o vidro subisse, os usuários sempre reclamavam que o mecanismo era lento demais (mesmo que fosse muito mais rápido do que girar uma manivela, como era feito até então). Acontece que continuar pressionando o botão significa realizar esforço físico, mesmo que bem menor do que girar a manivela. Mas a percepção do resultado por aquele esforço era muito pequena, comparativamente. Enquanto se estava segurando o botão - uma tarefa tão simples a ponto de ser ridícula - o tempo parecia passar mais devagar porque a sensação de ociosidade (idleness) era enorme. Por isso os japoneses criaram o subir/descer automático a partir de um toque. :)
Aliás, há estudos que também observaram esse fenômeno da relação da ação com o tempo. Após intencionalmente distorcer a percepção de tempo ("enganando" os participantes com relógios que passam mais rapidamente), comprovou-se que mesmo tarefas consideradas muito chatas (como contar palitos de fósforo!) são experienciadas como mais prazeirosas por causa dessa percepção de tempo voando...
E como Planejar a Interação
A melhor forma, segundo todas as fontes de UX que eu já estudei e a minha própria experiência, é a avaliação da interação diretamente com os usuários, principalmente usando protótipos de baixa fidelidade (como construídos em papel). A baixa fidelidade do protótipo facilita a construção (em termos de custo e tempo) e evita que o projetista tenha apego ao produto criado (essa interface ficou tão bonitinha e o usuário não gostou... ah, ele é que não sabe o que quer... my precious!). Além disso, a avaliação permite observar os pontos críticos em todos os aspectos discutidos anteriormente. Sobre esse assunto, eu sugiro também ler esta outra pergunta sobre o que são Wireframes, Mockups e Protótipos e o livro Interaction Design: Beyond Human-Computer Interaction.