基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)與研究

呂靜

（安徽工業(yè)大學(xué)，安徽 馬鞍山 243002）

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)與研究

呂靜

（安徽工業(yè)大學(xué)，安徽 馬鞍山 243002）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality），是依賴于計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的模擬環(huán)境及多源信息相互融合的三維動態(tài)系統(tǒng)，并使參與者沉浸其中的新型系統(tǒng)科學(xué)技術(shù).體驗(yàn)者需要借助操作界面這一載體進(jìn)行各項(xiàng)系統(tǒng)操作，因而界面設(shè)計(jì)（User Interface Design）成為了衡量整個技術(shù)是否成熟的重要標(biāo)志.本文將基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)演變歷史及其應(yīng)用進(jìn)行研究，分析已有的虛擬現(xiàn)實(shí)界面設(shè)計(jì).通過對其人機(jī)交互、操作邏輯、界面美觀的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，總結(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件界面設(shè)計(jì)的原理和特點(diǎn)，發(fā)掘其創(chuàng)意的思路和具體應(yīng)用方法.為現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的軟件界面設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)作用，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義.

虛擬現(xiàn)實(shí)；人機(jī)交互；界面設(shè)計(jì)

從1963年虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality）的構(gòu)想產(chǎn)生至今，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)由理論構(gòu)想階段發(fā)展到了推廣普及階段.虛擬現(xiàn)實(shí)正在逐步的形成產(chǎn)業(yè)化，一大批周邊產(chǎn)品更是層出不窮.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)擁有大量用戶，這一龐大的粉絲群中年輕人占據(jù)相當(dāng)大的比例.在智能手機(jī)和其它穿戴設(shè)備的大范圍普及中，人們對于技術(shù)有著近乎嚴(yán)苛的要求——更關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際體驗(yàn).然而，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用仍處于一個萌芽和起步階段，關(guān)鍵性技術(shù)的應(yīng)用范圍相對較小.在具體操作中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依然存在著諸多的缺陷與漏洞，特別是在界面操作上.作為聯(lián)系客戶與虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備之間的紐帶，界面操作的便利性與科學(xué)性有待提高.延續(xù)傳統(tǒng)交互設(shè)計(jì)風(fēng)格的二維化軟件界面設(shè)計(jì)，在三維動態(tài)系統(tǒng)下普遍存在，是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)品在發(fā)展中不可回避和急需解決的難題.

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和軟件界面設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

1.1 界面設(shè)計(jì)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality）的實(shí)現(xiàn)依賴于計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，其能夠利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生出一種模擬環(huán)境下，多源信息相互融合的三維動態(tài)系統(tǒng)，并使得參與到其中的用戶沉浸在這種虛擬的環(huán)境之中.

界面設(shè)計(jì)英文名稱為User Interface Design（簡稱UI），其是指：對軟件的人機(jī)交互、操作邏輯、界面美觀的整體設(shè)計(jì).界面設(shè)計(jì)又分為機(jī)械界面設(shè)計(jì)和軟件界面設(shè)計(jì).

對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究即設(shè)計(jì)原理的研究，包括人機(jī)交互的研究，可操作性邏輯研究和軟件界面視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)研究.以基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)品軟件界面設(shè)計(jì)為直接研究對象，分析其虛擬現(xiàn)實(shí)界面設(shè)計(jì)的演變歷史及應(yīng)用，總結(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)界面設(shè)計(jì)的原理和特點(diǎn)，發(fā)掘其創(chuàng)意的思路和具體應(yīng)用方法.

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)界面設(shè)計(jì)的意義

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身就是一個有機(jī)而龐大的操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)在操作中需要借助軟件界面這一載體進(jìn)入各項(xiàng)操作.以一般性的智能設(shè)備為例，其設(shè)備的智能性之所以能夠體現(xiàn)的淋漓盡致，與軟件界面設(shè)計(jì)之間存在著很大關(guān)聯(lián)，軟件界面設(shè)計(jì)符合原理與否、其設(shè)計(jì)美觀度的高低都會直接影響到設(shè)備或技術(shù)本身的用戶體驗(yàn).虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的軟件界面設(shè)計(jì)成為衡量虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是否具有可操作性的標(biāo)志和體現(xiàn).作為一種強(qiáng)調(diào)互動和真實(shí)體驗(yàn)的技術(shù)，軟件界面設(shè)計(jì)最為直觀的展現(xiàn)在體驗(yàn)者面前.但是，在三維動態(tài)系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，尚處于二維空間的軟件界面設(shè)計(jì)是不完善的設(shè)計(jì)，是有待改善的界面設(shè)計(jì).對基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并開發(fā)出符合三維動態(tài)環(huán)境的界面設(shè)計(jì)，對于設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)方法的改善，乃至今后虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的整體提升具有重要作用.

2 虛擬現(xiàn)實(shí)界面設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

2.1 設(shè)計(jì)理念與實(shí)際界面間存在差距

界面設(shè)計(jì)是一項(xiàng)融合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、美學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)等諸多學(xué)科的交叉學(xué)科.就界面設(shè)計(jì)來講，虛擬現(xiàn)實(shí)的界面設(shè)計(jì)與該技術(shù)本身的先進(jìn)性應(yīng)保持同步.但是，這種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念并沒有良好的轉(zhuǎn)化成虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)際的界面設(shè)計(jì)成果.當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)界面設(shè)計(jì)在成果展示上很難讓人們滿意，其所承載的設(shè)計(jì)理念也與人們司空見慣的智能手機(jī)界面設(shè)計(jì)存在著很大的雷同.從人機(jī)交互、操作邏輯到界面美觀，這些因素?zé)o疑略顯陳舊.當(dāng)帶有“似曾相識”色彩的界面設(shè)計(jì)出現(xiàn)在人們眼前時，人們會發(fā)現(xiàn)，VR虛擬現(xiàn)實(shí)所倡導(dǎo)的設(shè)計(jì)理念與先進(jìn)性并沒有在界面設(shè)計(jì)中顯現(xiàn)出來.

2.2 二維界面依然是主流

虛擬現(xiàn)實(shí)的軟件界面設(shè)計(jì)存在于虛擬空間.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在發(fā)展的進(jìn)程中提出了虛擬現(xiàn)實(shí)軟件界面設(shè)計(jì)的相關(guān)構(gòu)想，希望虛擬現(xiàn)實(shí)界面設(shè)計(jì)能夠成為其技術(shù)中的一個亮點(diǎn).當(dāng)用戶處于模擬環(huán)境下，可以沉浸其中；當(dāng)用戶進(jìn)行界面操作，系統(tǒng)能夠接收用戶的指令并轉(zhuǎn)發(fā)給具體的三維動態(tài)系統(tǒng).然而就當(dāng)前的界面設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀來看，二維的界面操作系統(tǒng)依然是主流，虛擬現(xiàn)實(shí)界面設(shè)計(jì)的三維動態(tài)化仍然處于一種理論構(gòu)想之中.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所搭載的這種二維界面已經(jīng)成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和設(shè)計(jì)總體發(fā)展的桎梏.

3 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)存在的問題

3.1 忽視了體驗(yàn)者的實(shí)際需求

界面設(shè)計(jì)從功能性上來講是聯(lián)系人與系統(tǒng)之間的紐帶，其能夠?qū)⑷说恼鎸?shí)想法反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)再將指令達(dá)成，從而使人能夠獲得操控上的滿足.當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的界面設(shè)計(jì)存在的首要問題是忽視了體驗(yàn)者的實(shí)際需求，導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)短片或游戲等的體驗(yàn)?zāi)軌蚍@很多人的眼球，而其界面設(shè)計(jì)卻飽受詬病.體驗(yàn)者關(guān)注其能夠在神廟樣的界面上實(shí)現(xiàn)這些操作以及怎樣去操作.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面是人們?nèi)媪私夂驼w體驗(yàn)這項(xiàng)技術(shù)的窗口，忽視用戶體驗(yàn)使得當(dāng)前界面設(shè)計(jì)過分推崇的內(nèi)容，忽視界面設(shè)計(jì)與實(shí)際用戶的根本需求之間的差異，也導(dǎo)致了實(shí)際的虛擬現(xiàn)實(shí)作品難以完全獲得人們的認(rèn)可.

3.2 體驗(yàn)性功能模塊過少

以智能手機(jī)和平板電腦的操作界面為例，其經(jīng)過了很長一段時間的發(fā)展，在界面設(shè)計(jì)上已經(jīng)逐漸的向體驗(yàn)性功能模塊的開發(fā)靠攏.最初的手機(jī)界面系統(tǒng)是基于臺灣MTK芯片固化的MTK通用操作系統(tǒng)，其操作系統(tǒng)所指向的均為功能性模塊，而以IOS、android為代表的操作系統(tǒng)一經(jīng)問世就使得MTK逐漸退出歷史舞臺，這主要是由于這些新興的系統(tǒng)所搭載的界面不僅滿足了人們對于設(shè)備的使用需要，更能獲得更好的用戶體驗(yàn).當(dāng)前基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)，界面設(shè)計(jì)的開發(fā)者依然將精力放在功能性模塊的開發(fā)和使用上，其希望通過功能性界面將整個虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)全面的展現(xiàn)在體驗(yàn)者面前，同樣的，也導(dǎo)致其體驗(yàn)性模塊過少，設(shè)計(jì)感缺失，整體美觀度不足.

3.3 全息界面技術(shù)發(fā)展緩慢

二維化的界面設(shè)計(jì)占據(jù)主導(dǎo)以及全息界面設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展緩慢也是當(dāng)前基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的界面設(shè)計(jì)存在的問題.盡管虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)相對成熟，但是當(dāng)前對于這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)依然停留在成像及虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建技術(shù)之上，對于界面設(shè)計(jì)這種輔助性組件，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的整個產(chǎn)業(yè)鏈沒有給予應(yīng)有的重視.以基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的游戲設(shè)計(jì)為例，當(dāng)前能夠與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)完美契合的游戲相對較少，在可穿戴頭盔設(shè)備的軟件界面設(shè)計(jì)上，界面開發(fā)也僅僅是按照游戲公司的傳統(tǒng)軟件界面進(jìn)行了高度還原.這種界面設(shè)計(jì)在新鮮感上的缺失使得很多體驗(yàn)者極為失望.當(dāng)前基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)尚沒有可以參考的成功范例，且整個行業(yè)處于起步階段，諸多原因都使得虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和其可穿戴設(shè)備的界面設(shè)計(jì)在創(chuàng)新性上難以達(dá)到理想水平，全息界面技術(shù)的緩慢發(fā)展更是導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)難以在短時間內(nèi)獲得快速發(fā)展.

3.4 與多感知特性間匹配性較低

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身具有多感知性，其是指除一般計(jì)算機(jī)所具有的視覺感知外，還有聽覺感知、觸覺感知、運(yùn)動感知，甚至還包括味覺、嗅覺感知等.理想的基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬空間體驗(yàn)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能.這也使得基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)盡可能多的考慮到多感知性所包含的內(nèi)容.從基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)的發(fā)展上來看，其與多感知特性之間的匹配性較低.由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)并沒有達(dá)到極為成熟的水平，這也使得這項(xiàng)技術(shù)的開放性較低，而數(shù)量相對較少的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)持有企業(yè)在產(chǎn)品的軟件界面設(shè)計(jì)上無法進(jìn)行兼顧，其自身在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)上所具備的資源與優(yōu)勢也不能在軟件界面設(shè)計(jì)階段完美展現(xiàn)出來.很多基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的智能穿戴設(shè)備上的界面都無法對于味覺、嗅覺和感知等進(jìn)行涵蓋，這種指向性的缺乏和不穩(wěn)定也將會在未來相對一段長的時間里存在.

4 提升基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)水平的建議

4.1 以體驗(yàn)者為中心的設(shè)計(jì)原則

提升基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)水平的核心是堅(jiān)持以體驗(yàn)者為中心的設(shè)計(jì)原則，在市場經(jīng)濟(jì)體制下，企業(yè)追求利潤不應(yīng)當(dāng)以犧牲消費(fèi)者的體驗(yàn)為代價，特別是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化剛剛起步的階段，把握體驗(yàn)者的實(shí)際需求，圍繞其對于界面設(shè)計(jì)提出的一些看法來進(jìn)行界面操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著極大的現(xiàn)實(shí)意義.以VR領(lǐng)域中知名的Oculus公司為例，該公司創(chuàng)意總監(jiān)Malkemus從2013年起開始負(fù)責(zé)產(chǎn)品的用戶界面.開始前半年，其團(tuán)隊(duì)一直在探索VR三維空間的用戶界面形式，或許應(yīng)該是玩家撿起一個瓶子意味著啟動游戲，或者玩家走進(jìn)一個虛擬走廊，旁邊每一扇門就代表一款游戲，走進(jìn)一扇門就可啟動這款游戲.總之，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在很零亂地做各種嘗試.其之所以能在目前獲得源源不斷的訂單和好評，主要也是因?yàn)槠鋵Ⅲw驗(yàn)感作為了設(shè)計(jì)的根本性原則之一.

4.2 將操作性作為重要參考

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)實(shí)際上是一種針對于操作界面的設(shè)計(jì)，界面設(shè)計(jì)的操作性實(shí)際上是其實(shí)用性的體現(xiàn)，一旦其失去了操作性這一特點(diǎn)，其本身就喪失了存在于VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之中的意義.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)需要秉承“操作第一”的理念.從市場的實(shí)際發(fā)展來看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品依然是一種小眾技術(shù)產(chǎn)品，其并沒有在社會范圍內(nèi)進(jìn)行全面推廣與普及，在未來的一段時間里，盡管其能夠擴(kuò)大自身的影響，然而推廣到更多普通用戶的身邊，熟練的進(jìn)行操作和減少錯誤率才是界面設(shè)計(jì)的最主要目的.過度追求體驗(yàn)而使界面趨于復(fù)雜和繁瑣必然是一種本末倒置的錯誤行為，如何將操作的功能性與娛樂體驗(yàn)進(jìn)行良好的結(jié)合，也需要VR產(chǎn)業(yè)者進(jìn)行不斷地摸索與考量.

4.3 專業(yè)性人才將引領(lǐng)軟件界面設(shè)計(jì)的創(chuàng)新

專業(yè)性人才勢必會引領(lǐng)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)的新一輪創(chuàng)新，當(dāng)前的界面設(shè)計(jì)師主要活躍于智能移動終端的界面設(shè)計(jì)工作中.對于虛擬現(xiàn)實(shí)，很多設(shè)計(jì)人員依然是陌生的.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身的一些特點(diǎn)使現(xiàn)有的界面設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念無法與之相互兼容.針對于虛擬現(xiàn)實(shí)界面設(shè)計(jì)這一專業(yè)性極強(qiáng)的設(shè)計(jì)工作，需要由眾多的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的專業(yè)人員合作完成.這有待整個虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中不斷細(xì)分，重視理論的建立，專門人才的培養(yǎng)和從業(yè)者的重視.

4.4 加大技術(shù)研發(fā)等相關(guān)投入

新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展均離不開資本的強(qiáng)有力支持，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在娛樂、醫(yī)療和軍事上呈現(xiàn)出的優(yōu)勢使得其應(yīng)用前景極為廣闊，鑒于于當(dāng)前軟件界面設(shè)計(jì)在水平上較為低下這一問題，國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)的相關(guān)投入.相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)給予更高的重視，有計(jì)劃和針對性的培養(yǎng)專門的界面設(shè)計(jì)研發(fā)人員，使得這部分人員不僅熟知界面設(shè)計(jì)的理論與方法，也能夠?qū)τ谄胀ㄈ说牟僮髁?xí)慣、實(shí)際需求以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身都能夠有極強(qiáng)的了解.目前，專門的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)界面設(shè)計(jì)人員少之又少，在這樣的背景下，企業(yè)只有通過加大投入培養(yǎng)人才，方能在未來的市場競爭中獲得優(yōu)勢，使得自身的界面設(shè)計(jì)成為展示虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新名片.

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)勢必會在各個領(lǐng)域中大放異彩，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì)在不同的領(lǐng)域中也需要呈現(xiàn)不同的特色.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)尚處于初級發(fā)展階段下，其界面的設(shè)計(jì)理念應(yīng)當(dāng)與技術(shù)本身發(fā)展的程度相結(jié)合.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)界面設(shè)計(jì)的水平提升并不是一朝一夕能夠完成的，作為一種新興的產(chǎn)業(yè)，其并沒有積累出大量的專業(yè)人才儲備，這就要求現(xiàn)實(shí)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)界面設(shè)計(jì)者進(jìn)行不斷的專業(yè)知識補(bǔ)充，使得自身對于VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、界面設(shè)計(jì)和用戶真實(shí)所想有更為準(zhǔn)確和全面的把握，只有這樣，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的界面設(shè)計(jì)才能真正的成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在發(fā)展中的助推器.

〔1〕龔進(jìn).VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的飛躍.科技尚品，2015（12）.

〔2〕李瑋盛.VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡介與前景分析.家庭影院技術(shù),2016（3）.

〔3〕路莉.未來必勝的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù).中國發(fā)明與專利,2016（2）.

〔4〕張婷.人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)在產(chǎn)品可用性中的應(yīng)用研究.包裝工程，2014（2）.

〔5〕林育曼.國家精品課程教學(xué)課件界面設(shè)計(jì)調(diào)查與分析.中國遠(yuǎn)程教育，2013（1）.

〔6〕徐豐.界面設(shè)計(jì)中視覺信息的主導(dǎo)作用分析.包裝工程,2015（2）.

TP311.52

A

1673-260X（2017）01-0006-03

2016-09-20