Cardboard虛擬現(xiàn)實(shí)VR app交互設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)研究

周勇

【摘要】 本論文描述了Cardboard盒子類VR眼鏡的交互設(shè)計(jì)樣式，以及如何基于Unity3D引擎來(lái)實(shí)現(xiàn)app中的交互效果，就目前VR眼鏡體驗(yàn)不佳的問(wèn)題，在開(kāi)發(fā)時(shí)如何做出一些交互細(xì)節(jié)上的改進(jìn)。

【關(guān)鍵詞】 虛擬現(xiàn)實(shí) Unity3d 交互設(shè)計(jì)

前言：VR的開(kāi)發(fā)有典型的學(xué)科交叉性，技術(shù)層面目前主要是計(jì)算機(jī)，電子，自動(dòng)化，甚至機(jī)械（力反饋）的人在做，另外心理學(xué)，人機(jī)工程學(xué)，以及研究人的神經(jīng)和生理結(jié)構(gòu)的人都有涉及。在龐大的科學(xué)知識(shí)體系面前，一個(gè)人的學(xué)識(shí)有限，本人就工作與學(xué)習(xí)中對(duì)交互設(shè)計(jì)的一些經(jīng)驗(yàn)積累，結(jié)合計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識(shí)，基于Unity3D 5.X開(kāi)發(fā)引擎研究一些提升交互體驗(yàn)的效果，為國(guó)內(nèi)VR的交互設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)拋磚引玉。

一、VR眼鏡的人機(jī)交互

1、人機(jī)交互的發(fā)展史。59年美國(guó)學(xué)者B.Shackel從人在操縱計(jì)算機(jī)時(shí)如何才能減輕疲勞出發(fā)，提出了被認(rèn)為是人機(jī)界面的第一篇文獻(xiàn)的關(guān)于計(jì)算機(jī)控制臺(tái)設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)的論文。自此，人們開(kāi)始關(guān)注并研究人機(jī)交互學(xué)。從CLI 命令行界面，GUI圖形用戶界面，到NUI自然用戶界面，人類經(jīng)歷了從紙筆、打字機(jī)，到計(jì)算機(jī)、筆記本、手機(jī)平板、穿戴式設(shè)備等。人機(jī)交互始終以人為根本，以用戶體驗(yàn)為中心。

2、VR眼鏡的幾種人機(jī)交互方式。定時(shí)瞄點(diǎn)，觸控板，藍(lán)牙手柄，空間定位，位置追蹤，語(yǔ)音控制，3D手勢(shì)，動(dòng)作捕捉等。這些現(xiàn)有的交互技術(shù)各有優(yōu)劣，其硬件的特性決定了它所擁有的交互方式。對(duì)于像Cardboard這種盒子類VR眼鏡，他的交互方式主要以“定時(shí)瞄點(diǎn)”為主，也是我們俗稱的“凝視”。

二、Unity3D 5.X引擎簡(jiǎn)介

Unity是由Unity Technologies公司開(kāi)發(fā)的專業(yè)跨平臺(tái)游戲開(kāi)發(fā)及虛擬現(xiàn)實(shí)引擎，開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)它輕松完成各種游戲創(chuàng)意和三維互動(dòng)開(kāi)發(fā)，創(chuàng)作出精彩的游戲和虛擬仿真內(nèi)容。不同的眼鏡廠商會(huì)提供適合自家產(chǎn)品定制的SDK包，例如暴風(fēng)墨鏡最新的包“MojingSDK For Unity V1.3.4956 （R）”，三星Gear VR的SDK包“gvr-unity-sdk-master”，谷歌Cardboard也有專屬開(kāi)發(fā)包。開(kāi)發(fā)者需要從其官網(wǎng)的VR開(kāi)放平臺(tái)下載適合對(duì)應(yīng)硬件的SDK。導(dǎo)入SDK包，將自己開(kāi)發(fā)的app結(jié)合SDK中的攝像機(jī)模塊，生成手機(jī)應(yīng)用安裝包安裝使用，最后在VR眼鏡里觀看效果進(jìn)行調(diào)試。

三、VR眼鏡app交互設(shè)計(jì)

1、攝像機(jī)場(chǎng)景切換與UI的淡入淡出。在VR場(chǎng)景切換時(shí)應(yīng)該有過(guò)渡感?，F(xiàn)在很多VR app在打開(kāi)或者切換場(chǎng)景時(shí)是生硬的直接跳轉(zhuǎn)，如果從一個(gè)很暗的環(huán)境突然切換到亮環(huán)境時(shí)，會(huì)對(duì)眼睛造成傷害，感到不適，特別是使用VR眼鏡，將所有的視野都包裹了，更應(yīng)該考慮到視覺(jué)上的舒適性，場(chǎng)景切換之間的流暢性，很多音樂(lè)播放器為了緩解暫停音樂(lè)時(shí)，歌曲聲音的驟停造成的不適感，將暫停時(shí)的歌曲做成淡出效果，聽(tīng)起來(lái)不會(huì)突然切斷，而是逐漸消散的感覺(jué)，因此VR在視覺(jué)上同樣可以采用聽(tīng)覺(jué)交互，給攝像機(jī)與UI以淡入淡出效果，來(lái)使畫(huà)面流暢，緩解用戶的不適感。要實(shí)現(xiàn)畫(huà)面的淡入淡出效果，我從手機(jī)移動(dòng)端的UI設(shè)計(jì)中獲得啟發(fā)，通常在手機(jī)移動(dòng)端的UI設(shè)計(jì)中，我們會(huì)增加一層黑色半透明遮罩在不需要突出或需要淡化的地方，來(lái)使主題內(nèi)容跳出來(lái)。同理，我們可以將黑色半透明覆蓋在Unity的MainCamera（主攝像機(jī)）上，設(shè)置當(dāng)運(yùn)行程序時(shí)，遮罩漸變出現(xiàn)并持續(xù)2秒。在VR中按鈕被點(diǎn)擊過(guò)后的突然又生硬的消失也會(huì)給人虛假和詫異的體驗(yàn)，這些小細(xì)節(jié)都會(huì)給大腦帶來(lái)這是假的的映像，從而降低了真實(shí)感和體驗(yàn)感，那么UI方面同樣可以像攝像機(jī)一樣有淡入淡出的效果，但是實(shí)現(xiàn)方式并不再是給攝像機(jī)加遮罩了，而是讓UI逐漸消失。

2、 凝視的十字準(zhǔn)心與UI間的交互?，F(xiàn)在的app為了能普及各種像Cardboard這樣沒(méi)有手柄的VR設(shè)備，為了更方便使用，需要設(shè)計(jì)一個(gè)交互，使用戶知道他們正在做什么，選擇了哪一個(gè)UI，使用戶能準(zhǔn)確的知道自己與虛擬世界正在進(jìn)行怎樣的交互，是“確定”或正在“取消”。這里可以參考第一人稱射擊類游戲，將槍口的準(zhǔn)心當(dāng)作我們凝視的視覺(jué)中心，使用戶知道自己正看向哪一個(gè)點(diǎn)，于是設(shè)計(jì)一種準(zhǔn)心樣式：正中心有紅點(diǎn)，四周有半透明的環(huán)，凝視住某個(gè)UI時(shí)環(huán)開(kāi)始填充，用來(lái)反饋給用戶正在選擇的進(jìn)度，防止不穩(wěn)定的頭部晃動(dòng)造成的誤操作，給與用戶反悔的時(shí)間，也確保自己選擇精準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)定時(shí)瞄點(diǎn)效果后，如果能使被凝視的UI也能隨準(zhǔn)心進(jìn)度同步反饋交互進(jìn)度，體驗(yàn)會(huì)更佳。

3、用戶偏離主界面時(shí)的處理方法。有一種情況時(shí)常發(fā)生，但很少有開(kāi)發(fā)去解決，當(dāng)你進(jìn)入某個(gè)app或者游戲的開(kāi)始界面時(shí)，這時(shí)你取下眼鏡交給對(duì)面的用戶試玩，這時(shí)他看的是界面的后方，他會(huì)告訴你怎么什么都看見(jiàn)；或者你在經(jīng)過(guò)360°的體驗(yàn)之后，不知道自己轉(zhuǎn)向了何方，但是想退出，卻找不到任何UI。這時(shí)的用戶體驗(yàn)就顯得尤其重要了，在用戶偏離正方向一定角度時(shí)，給出箭頭圖標(biāo)的轉(zhuǎn)向提示。設(shè)計(jì)當(dāng)鏡頭攝像機(jī)（用戶視線）偏離正方向UI 60°時(shí)，出現(xiàn)箭頭提示，箭頭也需要設(shè)置0.5秒的淡入淡出效果體驗(yàn)會(huì)更佳。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 劉春麗 . 人機(jī)交互界面發(fā)展趨勢(shì)研究 [J]. 濰坊學(xué)院學(xué)報(bào) ，2016（2）.

[2] 林芝 . VR/AR產(chǎn)品：交互技術(shù)百花齊放 [N]. 中國(guó)電子報(bào) ，2016.1.10.

[3] 張明 . 基于Unity3D體感游戲用戶界面的研究與實(shí)現(xiàn) [D]. 北京林業(yè)大學(xué) ，2016