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虚拟现实交互设计是什么
时间:2020-07-30来源:www.aaa-cg.com.cn点击量:作者:Mia
时间:2020-07-30点击量:作者:Mia


  我们所说的交互设计,主要是指人与物之间的交互手段、行为和方式的设计,现在人们有了无限多的选择可能性,不再只关心东西能不能用,耐不耐用,也开始在意新产品好不好用,有没有互动性,这时候交互设计才作为独立角色,真正走上时代舞台。虚拟现实交互设计也是现在应用极广的一种。
 

虚拟现实交互设计是什么
 

  交互设计让交互的手段、行为和方式越来越专业化,领域更加细分,流程更加清晰,界面操作简洁方便。交互设计“分裂”为不同流派,交互设计在工业生产中的运用,加强了人与工业产品的连接。设计从最早给一个人设计,后来给很多人设计,现在又回到私人订制个性化设计。在这个轮回中,交互设计衍生出更细的设计分支,设计方式也更多元化,关注的点也更加多样。
 

  重视界面设计视觉效果,像APP、网页设计等都属于操作界面,它们是人与产品互动的连接枢纽。虽然这一类界面设计,我们把它们归到UI方向,但有时候它又不得不和人产生一些联系,这就又归属交互设计的范畴。
 

  以用户体验为中心:常见的UX/UE方向,强调用户体验设计,以用户需求为主,课程内容包括概念建立、调研分析、原型制作等。这个方向不只要学习交互设计,还要会信息建构、用户调查等其他学科领域的内容。
 

  以用户行为逻辑为重点:在用户体验的基础上,更强调研究用户的行为逻辑,人们面对产品、环境时的思维变化、心理感受、行为动作。相对于交互设计的应用性,这个方向更多是思考交互设计深层次的社会性意义,如何通过交互设计促进社会创新,科技进步,解决当代社会发展中的复杂问题。
 

  以更新颖的交互方式为目的:我们常说的人机交互, HCI方向。它主要研究系统与人的关系,具体来说就是研究各类机器甚至是具有计算机化的系统和软件与人的关系。它更偏向于研究人机交互的技术,所以这个方向需要有扎实的计算机理论基础,一定的编程能力,超强的逻辑思维,也要对用户心理有所研究。在研究方向上,像Tangible Design可触型交互设计、Fabrication 硬件原型开发、Physical Computing 实体交互等都属于这类范畴。
 

  相对而言,交互设计是偏向解决问题的专业,但是它比工业设计更加系统化,更加人性化。它比其他专业更看重设计师的逻辑思维能力,创新能力。因为它需要你发现一些生活中的问题,总结归纳,抽丝剥茧,最后设计出一套切实可行的办法解决现有问题。做交互设计的项目时,要用到心理学、用户行为学等方面的知识,需要设计师有批判性的思维。交互设计重视过程性,在整个过程中,不要求手绘能力有多强,但是可能会涉及很多方法论,比如如何观察、怎么测试,它更像是一种试验过程,从不同的尝试过程中,找到最佳方案。
 

  随着虚拟现实技术的发展,VR在娱乐与教育、医学、建筑、军事等领域有着越来越广阔的应用场景。但因技术原因,VR仅适用于轻交互,这也导致了内容发展的局限性,在这样大环境下,2018年VR电影仍蓬勃发展,其避开了非自然的交互方式、技术限制的短板,将其沉浸感的优势发挥得淋漓尽致;VR与教育的结合能极大地解决学习资源和空间不足的问题大大推动教育的发展,虚拟场景中师生实时互动促进主动学习;在医学和建筑等专业领域不仅可以通过VR模拟还原真实场景,还可以通过眼动交互的方式释放双手。
 

  VR中的用户体验主要体现在VR产品适用的沉浸感、舒适度、多通道整合的交互方式、有效可靠的反馈等方面.保证舒适度可以从眩晕、延迟方面着手,而提升沉浸感则需要综合考虑界面、交互方式、动效、音效等。舒适度及沉浸感很大程度上取决于VR眼镜的显示技术;此外,VR界面不仅仅需要可操作的界面,更需要营造一个看似真实的场景,设计师进行VR界面设计时必须考虑到沉浸感的特性,这也决定了交互方式、界面最佳尺寸及交互的准则。
 

  为了增强用户在虚拟环境中的沉浸感,VR中的显示技术需要最大程度地还原人眼对深度、颜色和纹理信息的感知,现有的分色、分光、分时、光栅以及全息投影等技术能通过模拟双眼视差产生立体感的过程构建立体视觉效果。然而有了“立体感”还不足以产生“真实感”,“真实感“可以通过真实感绘制技术来呈现。当用户移动视点时,主要通过纹理映射、环境映射、预测计算等技术快速绘制出与真实场景中质感相似度很高的图像,极大程度地还原场景中物体的纹理和光照等特征,并且通过视点同步来模拟现实中的感知。
 

  在设备发展上,需要专业的立体显示设备增强虚拟场景的沉浸感,如头盔显示器、立体眼镜和全方位显示器等。为了进一步增强沉浸感,VR相关设备不断轻量化和提升移动性,如HTC Vive、Oculus Go一体机等,摒弃了繁杂沉重的设备束缚,让VR体验更轻量、更易用。
 

  VR头戴显示是一种新型显示技术,成像机制不同于传统平板显示,它形成放大的虚像,而传统显示则为实像,VR技术和产业链超出传统的平板显示范围。VR成像系统有以下特点:可穿戴,小型化而实现大尺寸高清晰画面,非常适合移动互联时代需求;技术交叉性强、门槛高,综合集成电路、新型显示器件、成像光学、超高精密加工和装配、视觉学、人体工学等。
 

  在AR/VR中场景制作分为真实场景和三维渲染场景。前者场景制作方式主要用于如公司、学校环境展示,通过实景全景拍摄可以带来足够真实的体验。另外一种三维渲染场景主要应用于房产家居样板房展示以及游戏场景,此类场景要带来良好的沉浸感需要建模比例与真实物理世界相符,建模渲染逼真细腻。
 

  VR交互设计原则:关心用户的生理感受:始终保持头部追踪,匀速运动,设置固定参考点,过渡性变化;回归自然的设计方式:舒适区设计,即时反馈,独立的沉浸式空间。
 

  交互设计发展史上的每一个重要里程碑,都源自技术和人性的碰撞。
 

  “眼球追踪”实现交互,大多数人认为眼球追踪技术是解决虚拟现实头显设备眩晕病问题的突破之处。Oculus创始人帕尔默•拉奇曾称眼球追踪技术为“VR的心脏”,因为它对于人眼位置的检测,能够为当前所处视角提供最佳的3D效果,使VR头显呈现出的图像更自然,延迟更小。同时,由于眼球追踪技术可以获知人眼的真实注视点,从而得到虚拟物体上视点位置的景深。目前虽然有很多公司在研究,但是却还没有一个另外满意的解决方案。
 

  “动作捕捉”实现交互,动作捕捉系统可以让用户获得完全的沉浸感,真正“进入”虚拟世界。目前市面上针对VR的动捕系统还不是很多。现有的一些也只能在特定的场景中使用,并 且还要花费比较长的校准和穿戴时间才能使用。相比之下,Kinect这样的光学设备在某些对于精度要求不高的场景可能也会被应用。全身动捕在很多场合并不 是必须的,而它交互设计的一大痛点是没有反馈,用户很难感觉到自己的操作是否有效。
 

  “肌电模拟”实现交互,因为神经通道是一个精巧而复杂的结构,从外部皮肤刺激是不太可能的,所以利用肌肉电刺激来模拟真实感觉需要还有一定的难度。目前的生物技术水平无法利 用肌肉电刺激来高度模拟实际感觉。有一个VR拳击设备Impacto用肌电模拟实现交互。Impacto设备分为两部分,一部分是震动马达,能产生震动感,这个在一般的游戏手柄中可以体验到;另外一部分,也是最有意义的部分,是肌肉电刺激系统,通过电流刺激肌肉收缩运动。两者的结合能够给人们带来一种错觉,误以为自己击中了游戏中的对手,因为这个设备会在恰当的时候产生类似真正拳击的“冲击感”。
 

  “触觉反馈”实现交互,触觉反馈主要是按钮和震动反馈,大多通过虚拟现实手柄实现,这样高度特化/简化的交互设备的优势显然是能够非常自如地在诸如游戏等应用中使用,但是它无法适应更加广泛的应用场景。目前三大VR头显厂商Oculus、索尼、HTC Valve都不约而同的采用了虚拟现实手柄作为标准的交互模式:两手分立、6个自由度空间跟踪,带按钮和震动反馈的手柄。这样的设备显然是用来进行一些高度特化的游戏类应用的,这也可以视作一种商业策略,因为VR头显的早期消费者大多数是游戏玩家。
 

  “语音”实现交互,VR 用户在体验时主要是环顾四周,不断发现和探索。图形指示可能会对沉浸感产生影响,这时如果用户和VR世界进行语音交互,会更加自然,而且它是无处不在无时不有的,用户不需要移动头部和寻找它们,在任何方位任何角落都能和他们交流。
 

  “方向追踪”实现交互,方向追踪可用来控制用户在VR中的前进方向,但很多时候都会受空间的限制,追踪调整方向也可能会有转不过去的情况。交互设计师给出了解决方案——按下鼠标右键则可以让方向回到原始的正视方向或者叫做重置当前凝视的方向,或者可以通过摇杆调整方向,或按下按钮回到初始位置。但是这也有可能会使用很累,削弱了舒适性。
 

  “真实场地”实现交互,超重度交互的虚拟现实主题公园The Void采用了这种途径,就是造出一个与虚拟世界的墙壁、阻挡和边界等完全一致的可自由移动的真实场地,这种真实场地通过仔细的规划关卡和场景设计就能够给用户带来种种外设所不能带来的良好体验。把虚拟世界构建在物理世界之上,让使用者能够感觉到周围的物体并使用真实的道具,比如手提灯、剑、枪等,中国媒体称之为“地表最强娱乐设施”。这种的缺点是规模及投入较大,且只能适用于特定的虚拟场景,在场景应用的广泛性上受限。
 

  “传感器”实现交互,传感器能够帮助人们与多维的VR信息环境进行自然地交互。比如,人们进入虚拟世界是想在虚拟世界中到处走走看看,但目前这些大多数是设备上的各种传感器产生的,比如智能感应环、温度传感器、光敏传感器、压力传感器、视觉传感器等,能够通过脉冲电流让皮肤产生相应的感觉,或是把游戏中触觉、嗅觉等各种感知传送到大脑。目前已有的应用传感器的设备体验度都不高,在技术上还需要做出很多突破。
 

  放在VR里面来说,肢体和手势动作可以用于大部分交互场景,尤其是轻度交互的固定场景还是对于重度交互的移动场景,手势的优势都非常突出。虚拟现实是一场交互方式的新革命,作为一项能够“欺骗”大脑的终极技术,虚拟现实已经应用在医学、军事航天、室内设计、工业设计、房产开发、文物古迹保护等领域。虽然虚拟现实交互的输入方式尚未统一,市面上的各种交互设备仍存在各自的不足。但是随着多玩家虚拟现实交互游戏的介入以及玩家追踪技术的发展,我们不难判断未来虚拟现实的多人真实交互将如日中天。
 

  近来,越来越多的企业和品牌开始关注并开发虚拟现实和混合现实的APP。VR多重感官的体验会给观众带来深刻的印象,让人一眼即对新鲜复杂的信息事物有了立体的理解并产生同理心。VR类应用这一独特的特征被称之为沉浸感,而它所唤起的感觉在心理学中被称为存在感。沉浸感在交互设计的领域经常被提到。设计师需要让用户相信他们已经离开了现实世界,正“身处”在虚拟环境当中。
 

  对于设计师来说,存在感这个概念引入了一系列新的可用性指标去衡量用户体验——用户的位置觉察,用户的控制能力,虚拟环境的真实性,体验的吸引力,去除外界干扰性以及多模态信息的一致性等。
 

  优先考虑生理舒适度:舒适度和易用性在所有类型的交互设计中都被反复强调,但在设计VR应用时这点变得尤为重要。因为VR体验的特殊性会影响到用户更多的感官,因此一旦任何原因使人感到不适,用户就会立刻拒绝并停止使用。换句话说,如果想为设计带来“存在感” ,生理舒适度几乎是公认的第一考量标准。
 

  消除晕动感:晕动感,即通常我们提到的晕车,是因人眼所见到的运动与前庭系统感到的运动不相符而产生的昏厥、食欲减退和恶心的生理反应。VR应用中最常见产生晕动感的原因叫做移动幻觉(vection)。
 

  当用户的视角存在于一个场景之中时,将视角放在用户眼睛的高度可以为用户带来更好的“存在感”,让用户感到参与到场景之中。相反,如果用户的视角是俯瞰着场景,用户就更像一个徘徊的观众。确保轻松寻路,在VR设计中,引导用户避免迷路的最简单方法是加入视觉提示。例如传送标记,足迹或引导用户前进方向的持续标记串。在游戏开始时,最好先让用户熟悉这一系列的视觉提示语言,并将起始点放置在其中一个重要的提示旁。
 

  如果你设计的应用要求用户使用运动控制器,可以通过震动其中一个控制器并结合视觉或者声音提示来模拟多模态感官刺激。有时候一个场景本身就是一个提示。根据行为设定理论,人们一旦发现自己身处于一个特定环境中,就会倾向于遵循刻板印象中的惯例行为模式。
 

  在VR设计中,就像普通电脑游戏一样,空间的延展就是故事本身。即使场景中没有任何的旁白或者角色,丰富的VR环境促使用户自行展开他们自己的剧情细节。迪士尼主题公园开创了空间故事叙事的设计方法。在迪士尼,建筑师很重视历史真实性,他们尽可能的重现历史建筑,通过离奇的手法强调童话质感的景象,并使用诸如“强迫视角”之类的视觉技巧,以激发游园者的想象并促使他们进入幻想的世界。
 

  纪念碑谷游戏也是一个很好的例子。纪念碑谷的第一章更多的是引导用户进入视觉错觉的设定当中,而不似传统游戏以情节做引导。用户因此沉浸于一个如同M.C.艾雪的错觉艺术作品一般的建筑迷宫当中,这是这款解谜类游戏成功的关键因素之一。在进入虚拟世界的前三十秒中,用户会决定他们会继续体验还是摘下VR设备。因此在这开头的30秒内吸引他们的注意力并激发他们的好奇心非常重要。因此,请确保你设计的第一个场景中包含动画提示(最好是以一个微妙的方式)。这个小技巧基于一个科学事实,即与场景中的静止物体相比,人们更容易被运动的物体所吸引。
 

  “屏幕”满足了人们对信息速度的追求,让信息得到了最直观地展现,同时它也影响着我们的行为习惯。如果你已经习惯了触屏操作,那可能对所有屏幕都会不自觉地触摸,想看看上面会出现什么东西,能否带来惊喜。当科技不再是实现功能的门槛时,设计就是连接人与物的媒介,而交互设计则是如何更快、更高、更好地连接两者。虚拟现实交互设计正是交互设计的成功应用,为我们的生活带来了很多全新的体验,也让未来充满了更多的可能性。
 

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