從7個方面，探討混合現(xiàn)實(shí)交互中的易用性設(shè)計(jì)

前言

“新鮮一個月、吃灰大半年”相信不少體驗(yàn)過 VR/AR*產(chǎn)品的用戶有著這樣的經(jīng)歷。原因諸多，但筆者始終不認(rèn)為缺乏殺手級應(yīng)用是核心癥結(jié)，即便是像《Alyx》這樣將虛擬現(xiàn)實(shí)的臨場感、沉浸感、強(qiáng)自然交互體現(xiàn)到極致的、足夠稱得上“殺手級”的游戲大作，仍難免淺嘗即止。相較之下：① 頭戴設(shè)備的厚重感、② 穿戴、摘取、調(diào)整的繁瑣不便、③ 全神貫注于虛擬與分心退回于現(xiàn)實(shí)之間、只可擇其一的割裂感、④ 人體器官肢體復(fù)合的交互（眼睛、軀體、手臂、手腕、手指的復(fù)雜配合）、⑤ 進(jìn)入使用的合適空間準(zhǔn)備、安全范圍顧慮等等，以上所致的身心疲勞度（Physical and Mental Fatigue）仍是低活躍、低回訪的最大阻礙。

*注：VR - Virtual Reality（虛擬現(xiàn)實(shí)）：是一種完全隔絕現(xiàn)實(shí)、覆蓋全視線區(qū)域的模擬現(xiàn)實(shí)的虛擬界面。AR - Augmented Reality（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）：是基于可視現(xiàn)實(shí)世界與物體之上疊加虛擬信息的混合界面。當(dāng)同時具備以上兩種模式、且可相互切換的界面被稱為 MR - Mixed Reality（混合現(xiàn)實(shí)）。一副 AR 光學(xué)透視眼鏡（Optical-see-through）配上遮擋蓋可變?yōu)?VR 界面，一款 VR 頭戴式產(chǎn)品具備視頻穿透模式（Video-see-through）也可變?yōu)?AR 界面。

在 Vision Pro 發(fā)布余溫未消時、結(jié)合自己對于 XR 產(chǎn)品的體驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)（Hololens, Oculus Quest, Pico, Nreal 等），就混合現(xiàn)實(shí)軟硬件交互設(shè)計(jì)中如何降低疲勞度、保障易用性，探討 7 條設(shè)計(jì)觀點(diǎn)。

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行為方式與場景設(shè)想決定產(chǎn)品與交互形態(tài)。

交互設(shè)計(jì)首先是設(shè)計(jì)行為、預(yù)設(shè)體驗(yàn)：以 Vision Pro 為例，是設(shè)想“用戶盡可能坐著、不用頻繁懸空手臂、自然搭在腿上就能輕松操控界面”的使用行為，促成了感知器件多布置于設(shè)備下沿、以更精準(zhǔn)捕捉下半部分空間手勢動作的硬件形態(tài)，及眼動選取代替手勢或控制器射線、以解放手臂（腕）負(fù)擔(dān)的基本交互形態(tài)。人的行為姿態(tài)在混合現(xiàn)實(shí)三維場域中大致可分為四種類型：

行為姿態(tài)與疲勞度、使用時長的關(guān)系（筆者自繪）

① 大范圍動作：多位移、全方位轉(zhuǎn)動、大范圍肢體動作。通常疲勞度高、用戶較難持久使用。常見于體感動作類游戲，如Player One Oasis, Alyx, All in One Sports等。

② 站立：少位移、少轉(zhuǎn)動、交互對象于正前方、小范圍肢體動作。有一定疲勞度、用戶較難持久使用。常見于專業(yè)操作類應(yīng)用，如SketchUp Viewer等。

③ 坐姿：無位移、無轉(zhuǎn)動、小范圍肢體動作。疲勞度較小、用戶較能持續(xù)一定使用時長。常見于桌面辦公類應(yīng)用，如Spatial, Mozilla Hubs等。

④ 隨意態(tài)（躺姿）：無位移、無轉(zhuǎn)動、多為小力矩關(guān)節(jié)動作。疲勞度小、用戶使用時長長。常見于影音視聽類應(yīng)用，如Skybox等。

以上不難發(fā)現(xiàn)，以互動（玩）為主的應(yīng)用，3D 對象操作多、體感強(qiáng)、相對費(fèi)力。以瀏覽（看）為主的應(yīng)用，2D 對象操作多、處理效率高、相對省力。也就是依據(jù)應(yīng)用的特性來事先選型用戶的主要交互姿態(tài)、繼而產(chǎn)出符合姿態(tài)的信息界面設(shè)計(jì)。

充分考慮行為的可能性做設(shè)計(jì)。

人的行為、所處場景是多樣的、隨機(jī)的，不總是依照設(shè)計(jì)者預(yù)想的確定性姿態(tài)行動。為實(shí)現(xiàn)單一場景姿態(tài)下“完美體驗(yàn)”而所限定的人機(jī)工學(xué)、交互設(shè)計(jì)，往往也如同雙刃劍般成為其他可能性場景姿態(tài)的障礙，同時因此而滋生的一種“須時刻遵循和保持特定姿態(tài)方能使用”的用戶潛意識反而會平添心理疲勞：流線柄德式菜刀之于圓直柄日式菜刀如是，若在躺姿下用戶任意擺放的手無法被精準(zhǔn)識別，那么 Vision Pro 的端坐腿上手?jǐn)[位設(shè)計(jì)或許也如是。

*注：在一些效率、安全性優(yōu)先、或用戶不得不需要長時間保持一種姿態(tài)的需求場景下（如駕駛場景、工具使用等），確定性設(shè)計(jì)仍扮演重要作用。

針對非體感類應(yīng)用，如果從包容盡可能多的場景姿態(tài)、同時保持盡可能小的疲勞度的角度出發(fā)，筆者認(rèn)為除去腦機(jī)交互 BCI（Brain Computer Interaction）之外，“眼動追蹤（Eye-tracking）”+“肌電信號控制（EMG - Electromyography Control）” 或平替“微小型多手勢物理控制器（Tiny Multi-action Tangible Controller）”的交互系統(tǒng)也許是短期最佳方案。

Meta EMG Wristband Prototype（來自網(wǎng)絡(luò)）

*注：肌電信號控制可以擺脫攝像頭因存在捕捉盲區(qū)而帶來的手勢位置限制。

減少大力矩動作。

在混合現(xiàn)實(shí)交互行為中，以手、眼、聲作為主要的輸入介質(zhì)，一般認(rèn)為操控同一懸浮對象所產(chǎn)生的力矩越大、則越易疲勞，那么力矩由大到小大致可以排列為：

① 由肩關(guān)節(jié)牽動大臂的轉(zhuǎn)動

② 由肘關(guān)節(jié)牽動的小臂轉(zhuǎn)動

③ 由腕關(guān)節(jié)牽動的手轉(zhuǎn)動

④ 由指關(guān)節(jié)牽動的手指轉(zhuǎn)動

⑤ 由肌肉牽動的眼球轉(zhuǎn)動。

力矩與疲勞度的關(guān)系（筆者自繪）

目前主流的外設(shè)手柄與自然手輸入，前者有更好的物理觸壓感反饋、后者則更自由、直覺，但總體上兩者基本覆蓋了大到抬動手臂、小到手指牽動的全行程動作。在非體感應(yīng)用的界面設(shè)計(jì)中，盡可能多采用對應(yīng)手腕以下、手指和眼動輸入方式的信息布局，且即使有延伸射線的加持，也要控制目標(biāo)對象在一定幅度里。舉個例子，720 度可視區(qū)域讓信息畫布變大，但仍可以細(xì)分為信息瀏覽區(qū)和控件操作區(qū)等，合理群組控件并置于自然平視聚集的位置，減少“東張西望”的分散式布局也可以在一定程度上降低眼球、頭頸部轉(zhuǎn)動帶來的疲勞度。

*注：比如瀏覽器的導(dǎo)航欄以及搜索等工具欄是否可以置于窗口底部、而非頂部。

明確任務(wù)語境。

全視角拓寬的信息畫布、任由構(gòu)建的三維虛擬世界，為了充分利用空間，設(shè)計(jì)者理所當(dāng)然地傾向于將多個任務(wù)堆疊在一個空間（或世界）中、去增強(qiáng)所謂的現(xiàn)實(shí)感。像是“跑動著既能前往市民服務(wù)廳、又能闖入派對聊天的虛擬城市”這樣的類型案例不勝枚舉。然而即便混合現(xiàn)實(shí)場景承載多任務(wù)是有優(yōu)勢的，但用戶仍更易在單個明確的任務(wù)語境下（Task Context）知悉目標(biāo)、聚焦注意力、并付諸連貫行動。離散、無明確主次任務(wù)引導(dǎo)的應(yīng)用及界面設(shè)計(jì)會使用戶迷失目標(biāo)、進(jìn)而感知不到應(yīng)用的功能價值。

確保實(shí)現(xiàn)單個任務(wù)的功能、空間容器、操作界面設(shè)計(jì)的完整性，并在導(dǎo)航或進(jìn)入的前置界面中明確告知用戶。多任務(wù)并行情況下（如桌面辦公）考量相關(guān)性、主次優(yōu)先級，來布局界面信息。

任務(wù)語境的明確告知設(shè)計(jì)（筆者自繪）

增強(qiáng)主體感知。

不論是 AR 的真實(shí)環(huán)境背景還是 VR 的虛擬環(huán)境背景，烘托沉浸氛圍的同時，處理不當(dāng)?shù)慕缑嬖O(shè)計(jì)所產(chǎn)生的環(huán)境視覺噪音會對主要交互的對象造成干擾：① 主體對象可被交互的功能可見性、指引性弱、② 主次元素?zé)o差別渲染、③ 位置關(guān)系混雜等。一間數(shù)字孿生的線下服飾門店空間如果仍以側(cè)掛排列的貨架、照搬門店氛圍的方式呈現(xiàn)，那么服裝作為主體就會被淹沒在混雜中。

增強(qiáng)可交互對象的主體感知、減少空間氛圍等因素的信息干擾，輔助信息、環(huán)境氛圍設(shè)計(jì)應(yīng)合理退讓。

主體對象交互可見性、畫布位置與占比關(guān)系、空間氛圍適度性設(shè)計(jì)（筆者自繪）

確保可交互對象的直達(dá)性

由于導(dǎo)航或全局控件一般作跟隨處理，故此處的可交互對象尤指相對靜止于世界（World-Lock Objects）的信息內(nèi)容（通常以 3D 元素為主）。而又因增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的使用場景多以用戶移動、與現(xiàn)實(shí)對象互動為主，所以現(xiàn)實(shí)世界中的靜止對象也不在討論范圍內(nèi)。對象難以定位、發(fā)現(xiàn)的直達(dá)性問題往往出現(xiàn)在以虛擬現(xiàn)實(shí)為主、有位移行為的大尺度世界應(yīng)用設(shè)計(jì)中，原因體現(xiàn)在：

① 對象與用戶的位置關(guān)系設(shè)計(jì)不合理

② 對象數(shù)量與方位缺乏指引無預(yù)期

③ 到達(dá)對象成本高

④ 漫游任務(wù)過多稀釋互動任務(wù)等。

增強(qiáng)可交互對象的直達(dá)性、減少無效費(fèi)時的方位感知與尋找，視線前方 FOV120 度內(nèi)的所有對象的可見性和觸達(dá)性盡可能要均等，在增加停留時長、趣味性與效率之間仍要把握平衡。

交互對象與用戶的位置關(guān)系設(shè)計(jì)（筆者自繪）

按功能選擇 3D/2D 形式。

從內(nèi)容功能的角度選擇對應(yīng)的維度展示：

① 3D展示：強(qiáng)調(diào)真實(shí)感、體量感、沉浸感、直覺互動的內(nèi)容。如商品、模型、影像等。

② 2D展示：強(qiáng)調(diào)信息瀏覽、操作處理的效率型內(nèi)容。如導(dǎo)航、文字、圖片信息流等。

同時，上述內(nèi)容在空間界面中的交互特性也需考慮：直覺交互的3D對象多以World-lock為主、輔助信息或跟隨三維主體的次級操作多Billboarding為主、全局菜單或警示強(qiáng)迫型信息操作以Tag-along為主等等。

始終以效率為判斷確定以 3D 或 2D 信息交互展示，勿濫用 3D 元素：一般操控 3D 元素的交互疲勞度會略高于 2D 元素，如雙手 Pitch 旋轉(zhuǎn)等。

*注：World-lock UI：相對靜止于世界的用戶界面元素。在 6DoF 自由向度下可實(shí)現(xiàn)圍繞瀏覽的體驗(yàn)。Billboarding UI：信息正面始終朝向用戶的用戶界面元素。一般應(yīng)用于跟隨 World-lock 對象的輔助信息或次級操作控件。Tag-along UI：跟隨用戶的用戶界面元素。一般用于全局菜單、導(dǎo)航等。

3D/2DUI 元素的設(shè)計(jì)（筆者自繪）

以上，僅供討論與參考。

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