鄧海靜
摘 要:隨著人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展,智能穿戴設(shè)備已經(jīng)從概念化走向商業(yè)化,設(shè)備形態(tài)和涉及的領(lǐng)域也呈現(xiàn)多樣化,如何高效、合理的開發(fā)產(chǎn)品成為亟待解決的問題。本文首先從智能穿戴設(shè)備、專業(yè)設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)程序和人機(jī)交互技術(shù)的概念入手進(jìn)行分析; 然后對智能穿戴設(shè)備的人機(jī)交互技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)的說明; 之后以VR眼鏡為例,運(yùn)用專業(yè)設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)程序,結(jié)合相關(guān)人機(jī)交互技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐??梢杂行嵘悄艽┐髟O(shè)備的設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)水平,讓設(shè)計(jì)過程更為科學(xué)化。
關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)程序;人機(jī)交互;智能穿戴;設(shè)計(jì);VR眼鏡
中圖分類號:TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編碼:1672-7053(2017)08-0081-05
Abstract:With the development of human-computer interaction technology, intelligent wearing equipment has been from conceptualization to commercialization, equipment form and the areas involved are also diversified, efficient and reasonable development of products become an urgent problem to be solved. This paper starts from the concept of intelligent wear equipment, professional design company design program and human-computer interaction technology; Then elaborates the present situation of human-computer interaction technology of intelligent wearing equipment; Take VR glasses for example to carry out design research and practiceuse use professional design company design procedures and the relevant human-computer interaction technology.This can effectively enhance the intelligent wear equipment design efficiency and design level, so as to make the design process more scientific.
Key Words:design program; human-computer interaction; intelligent wear; design; VR glasses
智能穿戴設(shè)備,從計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)概念方向上被理解為直接穿在身上,或是整合到用戶的服飾和配飾中,能舒適地佩戴于人體上的電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)。從可穿戴概念上理解為是人體能力和設(shè)備內(nèi)置能力的配合實(shí)現(xiàn),是“以人為本,人機(jī)合一”的理念的產(chǎn)物[1]??纱┐髟O(shè)備不僅僅是一種硬件設(shè)備,更是通過軟件支持以及數(shù)據(jù)交互、云端交互來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大功能的終端,可穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)已不只是對產(chǎn)品實(shí)物的設(shè)計(jì),對其應(yīng)用與服務(wù)的設(shè)計(jì)成了最終將其推向市場的更為重要的部分[2]。相應(yīng)的,在技術(shù)研究上,從實(shí)驗(yàn)室走向終端用戶的進(jìn)程給交互設(shè)計(jì)在智能穿戴設(shè)備中的發(fā)展提供了機(jī)會[3]。
設(shè)計(jì)程序是有目的的實(shí)施設(shè)計(jì)計(jì)劃的行為次序,是一個(gè)具體的設(shè)計(jì)從開始到結(jié)束的各個(gè)階段有序的工作步驟。設(shè)計(jì)程序分為專業(yè)設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)程序和企業(yè)設(shè)計(jì)程序兩種,專業(yè)設(shè)計(jì)公司通常不提供生產(chǎn)加工服務(wù),而是通過接單的方式,為客戶提供設(shè)計(jì)服務(wù)[4]。專業(yè)設(shè)計(jì)公司的一般設(shè)計(jì)程序包括項(xiàng)目導(dǎo)入、設(shè)計(jì)調(diào)查、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)五個(gè)部分,不同的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)在程序內(nèi)容上會有一定的調(diào)整,本文綜合了德國FROG DESIGN、美國IDEO、日本技奧設(shè)計(jì)公司的設(shè)計(jì)程序結(jié)合研究對象特點(diǎn)將設(shè)計(jì)程序設(shè)置為:設(shè)計(jì)調(diào)查(用戶調(diào)查和產(chǎn)品與市場調(diào)查)、設(shè)計(jì)定位、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)五個(gè)部分。
人機(jī)交互技術(shù)(Human-Computer Interaction Techniques)是指通過計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備,以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對話的技術(shù),也指通過電極將神經(jīng)信號與電子信號互相聯(lián)系,達(dá)到人腦與電腦互相溝通的技術(shù)[5]。人機(jī)交互系統(tǒng)通常包括產(chǎn)品通過輸出或顯示設(shè)備給人提供大量信息及提示,以及人通過輸入設(shè)備向產(chǎn)品輸入有關(guān)信息,問題回答等[6]。
1智能穿戴設(shè)備的人機(jī)交互技術(shù)現(xiàn)狀
當(dāng)下主流的人機(jī)交互技術(shù)主要有骨傳導(dǎo)交互技術(shù)、眼動跟蹤交互技術(shù)、AR/MR交互技術(shù)、語音交互技術(shù)、體感交互技術(shù)、觸覺交互技術(shù)和腦波交互技術(shù)。
骨傳導(dǎo)交互技術(shù)主要是一種針對于聲音的交互技術(shù),將聲音信號通過振動顱骨,不通過外耳和中耳而直接傳輸?shù)絻?nèi)耳的一種技術(shù)。目前在智能眼鏡、智能耳機(jī)等方面,骨傳導(dǎo)技術(shù)是比較普遍的交互技術(shù),其中谷歌眼鏡即是采用聲音骨傳導(dǎo)技術(shù)來構(gòu)建設(shè)備與使用者之間的聲音交互。眼動跟蹤技術(shù)是當(dāng)代心理學(xué)研究的重要技術(shù),在實(shí)驗(yàn)心理學(xué)、應(yīng)用心理學(xué)等領(lǐng)域有比較廣泛的應(yīng)用,目前該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于VR眼鏡設(shè)備的人機(jī)交互中。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR),是指在真實(shí)環(huán)境之上提供信息性和娛樂性的覆蓋,是虛擬環(huán)境和真實(shí)環(huán)境的結(jié)合。AR/MR技術(shù)可以為可穿戴設(shè)備提供新的應(yīng)用方式,主要是在人機(jī)之間構(gòu)建了一種新的虛擬屏幕,并借助于虛擬屏幕實(shí)現(xiàn)場景的交互,這是目前智能眼鏡、沉浸式設(shè)備、體感游戲等方面應(yīng)用比較廣泛的交互技術(shù)。語音交互是可穿戴設(shè)備時(shí)代人機(jī)交互之間最直接,也是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的交互技術(shù)之一,語音交互技術(shù)的應(yīng)用分為兩個(gè)發(fā)展方向:一個(gè)方向是大詞匯量連續(xù)語音識別系統(tǒng),主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的聽寫機(jī);另一個(gè)重要的發(fā)展方向是小型化、便攜式語音產(chǎn)品的應(yīng)用,如無線手機(jī)上的撥號、智能玩具等。體感交互技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等技術(shù)識別人的肢體語言,并轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可理解的操作命令來操作設(shè)備,其中尤其以手勢交互最具代表性,隨著各項(xiàng)技術(shù)的成熟和傳感器的發(fā)展,手勢識別已經(jīng)進(jìn)入可用性階段,各類產(chǎn)品和解決方案也開始涌現(xiàn)。觸覺交互是目前可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)中比較新的人機(jī)交互技術(shù),其領(lǐng)域包括手術(shù)模擬訓(xùn)練、娛樂、機(jī)器人遙控操作、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等,觸覺交互目前在沉浸式智能產(chǎn)品中有了一定的應(yīng)用探索,將會是未來人類在虛擬現(xiàn)實(shí)中“真實(shí)”的感知外界的一種關(guān)鍵交互技術(shù)。腦波交互技術(shù)目前已經(jīng)有了一定的探索,但還沒有得到比較廣泛的應(yīng)用,腦波交互技術(shù)不僅構(gòu)建了人與設(shè)備之間,同時(shí)也是構(gòu)建人與人之間的一種新的溝通方式,將會是可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的終極交互方式。
2基于專業(yè)設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)程序和人機(jī)交互技術(shù)的智能穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)踐——以VR眼鏡為例
日新月異的交互技術(shù)無疑帶來了智能穿戴設(shè)備的不斷迭代和發(fā)展,對新產(chǎn)品的開發(fā)周期提出了一定的挑戰(zhàn)。為了提高產(chǎn)品的開發(fā)效率,同時(shí)讓產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更有針對性,這里基于專業(yè)設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)程序和現(xiàn)有人機(jī)交互技術(shù)設(shè)計(jì)了一款新型VR眼鏡,以期能為現(xiàn)代智能穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)提出一定的思路。
2.1 用戶調(diào)查
設(shè)計(jì)調(diào)查是所有專業(yè)設(shè)計(jì)公司進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)至關(guān)重要的一步,一般而言,產(chǎn)品設(shè)計(jì)調(diào)查分為用戶調(diào)查和產(chǎn)品與市場調(diào)查兩種不同方法。本研究中,VR眼鏡用戶調(diào)查被看作VR眼鏡設(shè)計(jì)調(diào)查的重要任務(wù),其目的是發(fā)現(xiàn)VR眼鏡的用戶人群、用戶需求、價(jià)值觀念、生活方式、習(xí)慣等方面的特征,挖掘和獲取用戶的行動心理和操作使用信息,為VR眼鏡的設(shè)計(jì)提供有用的信息。
用戶調(diào)查的方法主要有問卷法、訪談法、觀察法、用戶角色構(gòu)建法[4],這些方法可以單獨(dú)使用,也可以結(jié)合使用。本文使用訪談法、觀察法、用戶角色構(gòu)建法三種調(diào)查方法結(jié)合的方式對VR眼鏡用戶開展調(diào)查。首先筆者按照對訪談過程的控制程度采用了非結(jié)構(gòu)式訪談的方式(自由式訪談方式)以特定主題對被訪者進(jìn)行彈性訪談,根據(jù)深度訪談和焦點(diǎn)小組訪談的特點(diǎn)進(jìn)行分階段訪談,訪談特點(diǎn)如表1所示。
筆者首先通過對使用VR眼鏡的用戶進(jìn)行深入訪問,以揭示其對不同品牌VR眼鏡特定問題的看法,然后以焦點(diǎn)小組的形式對特定產(chǎn)品進(jìn)行討論交談,獲取對特定產(chǎn)品有關(guān)問題的深入了解,并通過對用戶需求的分析和歸納,得到VR眼鏡用戶需求表達(dá),如表2所示。
觀察法是用自己的感官和輔助工具去直接觀察被研究對象,從而獲得研究資料。按照觀察者是否參與被觀察對象的活動,觀察法可分為參與式觀察與非參與式觀察?;赩R眼鏡產(chǎn)品使用特性,本文采用的是非參與式觀察,如圖1所示,筆者通過觀測用戶的學(xué)習(xí)過程、操作過程、出錯(cuò)情況以及非正常情況的操作等來研究VR眼鏡的功能特性和結(jié)構(gòu)特性。
用戶角色構(gòu)建法是基于對真實(shí)用戶群體的廣泛深入研究后,抽象出虛擬的綜合原型,用以描述用戶群體的目標(biāo)、行為和觀點(diǎn)特征的方法。用戶角色構(gòu)建一般包含個(gè)人基本信息、家庭、工作、生活環(huán)境描述,與產(chǎn)品使用相關(guān)的具體情境描述等。本文根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)特點(diǎn),構(gòu)建的用戶角色如表3所示。
2.2 產(chǎn)品與市場調(diào)查
產(chǎn)品與市場調(diào)查主要關(guān)注流通過程中的“產(chǎn)品——商品”環(huán)節(jié),獲取有關(guān)產(chǎn)品生命周期、市場細(xì)分特征、各品牌產(chǎn)品特征和發(fā)展趨勢等相關(guān)信息。產(chǎn)品與市場調(diào)研方法主要有生命周期調(diào)查法、市場細(xì)分法、品牌調(diào)查法等。本文主要使用品牌調(diào)查法和市場細(xì)分法進(jìn)行調(diào)查。
首先根據(jù)消費(fèi)者的購買行為和購買習(xí)慣等方面的差異,本文將VR眼鏡的使用消費(fèi)群進(jìn)行細(xì)分,如表4所示。
然后通過產(chǎn)品品牌調(diào)查法對市場上產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)查,得出不同品牌VR眼鏡的品牌特點(diǎn),本文以三款熱銷產(chǎn)品為例進(jìn)行說明,如表5所示。
2.3 設(shè)計(jì)定位
設(shè)計(jì)定位是在前期用戶調(diào)查和產(chǎn)品與市場調(diào)查資料的基礎(chǔ)上總結(jié)得出的設(shè)計(jì)方向,通過前期對VR眼鏡用戶和VR產(chǎn)品和市場的調(diào)研結(jié)果,分析提煉出本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定位,如圖2所示。設(shè)計(jì)定位即是對前期設(shè)計(jì)調(diào)查的歸納和總結(jié),也是對后期產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)指導(dǎo)的最核心要素。
2.4創(chuàng)意設(shè)計(jì)
創(chuàng)意設(shè)計(jì)是以設(shè)計(jì)定位為依托開展的一些列思考和設(shè)計(jì)實(shí)踐,本文從整體構(gòu)思和細(xì)節(jié)構(gòu)思兩個(gè)方向開展創(chuàng)意設(shè)計(jì),鑒于篇幅,文中只列舉了一小部分內(nèi)容。
2.4.1整體構(gòu)思方向
能否有新的形式,如隱藏式、懸浮式、透明式等。
摘下VR眼鏡后,會有眩暈感和頭部不適,希望可以改善這個(gè)問題。
能否方便年紀(jì)大的人進(jìn)行簡易操作?
強(qiáng)調(diào)溝通與互動功能,而非只用于娛樂。
2.4.2細(xì)節(jié)構(gòu)思方向
控制按鈕:可否使用聲控?可否是感應(yīng)的?是否可以利用太陽能供電?
視力調(diào)節(jié):可否調(diào)整視力,如近視、遠(yuǎn)視、弱視、老花眼。
固定方式:方便固定且不易脫落的情況下是否可以隱藏固定帶?固定材質(zhì)的選擇是否有更為舒適、合理的材料?PU、海綿、硅膠、蛋白質(zhì)材料等用于機(jī)身的優(yōu)缺點(diǎn)有什么?
交互技術(shù):哪些交互技術(shù)可靠性更高,體驗(yàn)更好?
CMF:產(chǎn)品的色彩、材質(zhì)、肌理有無創(chuàng)新的使用方式,從而能體現(xiàn)出新產(chǎn)品的時(shí)尚性和品牌DNA特征。
2.5交互設(shè)計(jì)技術(shù)
人機(jī)交互技術(shù)的使用是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn),合理的人機(jī)交互技術(shù)將極大提高產(chǎn)品的外在競爭力,基于前文中對人機(jī)交互技術(shù)的分析,本設(shè)計(jì)的人機(jī)交互技術(shù)要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)目標(biāo):
2.5.1設(shè)計(jì)專屬交互體驗(yàn)
伴隨著新技術(shù)的出現(xiàn),應(yīng)突破以往VR眼鏡體驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路限制,充分利用先進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)勢為VR眼鏡設(shè)計(jì)獨(dú)一無二的使用體驗(yàn)。特別是在手勢交互特性上,應(yīng)符合人的自然行為習(xí)慣,對一些功能采用啟示性設(shè)計(jì)[7],進(jìn)行一定的引導(dǎo),從而達(dá)到有趣的交互效果。
2.5.2情境設(shè)計(jì)
VR眼鏡作為可穿戴式智能設(shè)備,其使用場景豐富且復(fù)雜,其情境設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮設(shè)備的交互技術(shù)能否具備良好的容錯(cuò)性[8],不會因?yàn)楫?dāng)前用戶的半專注狀態(tài)和易被打擾的狀態(tài)引起誤操作。
2.5.3簡化操作負(fù)荷
VR眼鏡的設(shè)計(jì)應(yīng)多使用傳感器、腦波、體感等技術(shù)與信息錄入關(guān)聯(lián),減少用戶的手動輸入,避免用戶復(fù)雜的操作負(fù)荷,例如運(yùn)用語音輸入和RFID/NFC 技術(shù)代替手動操作信息的雙向傳達(dá),運(yùn)用簡單的肢體運(yùn)動代替一些復(fù)雜功能的實(shí)現(xiàn)。
2.5.4簡化認(rèn)知負(fù)荷
由于VR眼鏡的尺寸限制,在使用情境中不便通過傳統(tǒng)觸控方式實(shí)現(xiàn)對信息的輸入,需要使用光纖傳感器、距離傳感器等硬件交互傳感器技術(shù)來簡化操作形式,另外在軟件交互方面,需要對層級架構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃,讓信息言簡意賅,只顯示必要的內(nèi)容[9]。這些硬件和軟件交互技術(shù)帶來的豐富的交互形式,促進(jìn)了VR眼鏡的發(fā)展,多種交互方式的組合,也會給操作用戶帶來更多的可能和更私人更專屬的操作體驗(yàn)。
2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
經(jīng)過前期的創(chuàng)意構(gòu)思和交互技術(shù)選擇,該設(shè)計(jì)可進(jìn)入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和造型設(shè)計(jì)階段了。如圖3和圖4所示,該VR眼鏡本體包括眼罩(眼鏡本體)、兩耳罩、以及連接兩耳罩的支架,支架作為第一頭帶,加強(qiáng)了VR眼鏡穿戴的穩(wěn)定性和舒適性[10],防止了VR眼鏡從用戶頭部脫落的情況發(fā)生,耳罩同時(shí)也起到輔助固定作用。眼罩內(nèi)側(cè)設(shè)有提高佩戴舒適性的海綿面罩,保證了用戶穿戴VR眼鏡的舒適性和避光性。眼罩包括鏡架和設(shè)置在鏡架上的屏幕、透鏡、保護(hù)殼,眼罩底部設(shè)有視力調(diào)節(jié)器,用戶可以通過該調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié),減少了佩戴眼鏡帶來的疲勞感。耳罩一側(cè)設(shè)有觸摸式操作器,操作簡單。眼罩設(shè)置為旋轉(zhuǎn)收納式,收納后的VR眼鏡更為小巧,方便攜帶。另外,可選配高清外置攝像頭,增強(qiáng)互動交流的真實(shí)性。
然后結(jié)合人機(jī)工程學(xué)相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)對VR眼鏡的外觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和分析,確定各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參考數(shù)據(jù),如圖5所示:
2.6.1眼罩尺寸
眼罩尺寸參考成人鼻上寬數(shù)值、眼寬數(shù)值和臉寬數(shù)值進(jìn)行綜合測算,眼罩寬度以小于250mm較為合適,高度以小于150mm較為適合,本設(shè)計(jì)的眼罩寬度為240mm,高度為100mm。
2.6.2鏡片尺寸
鏡片尺寸參考成人眼寬及瞳距數(shù)值進(jìn)行綜合測算,單鏡片尺寸在 50mm*50mm 內(nèi)較為符合人機(jī)工程學(xué)及視覺效果,基于此外觀尺寸數(shù)據(jù)與眼罩尺寸進(jìn)行結(jié)合設(shè)計(jì),可以有效控制產(chǎn)品的整體外觀尺寸,本設(shè)計(jì)的鏡片尺寸為150mm*50mm。
2.6.3固定支架尺寸
固定支架尺寸參考成年人頭圍數(shù)據(jù)進(jìn)行測算,同時(shí)結(jié)合市面上現(xiàn)有VR眼鏡產(chǎn)品的調(diào)研數(shù)據(jù),確定固定支架的寬度以不小于40mm較為合適,厚度在附加海綿和硅膠材質(zhì)后,以30mm 內(nèi)的尺寸較為合適且易實(shí)現(xiàn),本設(shè)計(jì)的寬度為46mm,厚度30mm。基于用戶頭部高度的不同,支架長度需求跨度大,故固定支架的長度應(yīng)具備可調(diào)節(jié)性,調(diào)節(jié)直線距離在50mm范圍內(nèi),本設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)距離為20~40mm。
2.6.4耳罩尺寸
耳罩尺寸參考成年人耳廓數(shù)據(jù)進(jìn)行測算,同時(shí)結(jié)合市面上現(xiàn)有的耳麥產(chǎn)品數(shù)據(jù),確定圓形耳罩的外直徑以不小于90mm較為合適,內(nèi)直徑以不小于60mm較為合適,耳罩厚度以不小于60mm較為合適,本設(shè)計(jì)的外直徑數(shù)據(jù)為110mm,內(nèi)直徑為65mm,厚度為80mm。
3 結(jié)語
本文提出了基于專業(yè)設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)程序和人機(jī)交互技術(shù)的智能穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)流程,根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)特點(diǎn),通過采用五步式設(shè)計(jì)程序有效解決了設(shè)計(jì)中的難點(diǎn),讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程變得更清晰、條理,幫助設(shè)計(jì)人員提升了產(chǎn)品的開發(fā)效率。本文對于設(shè)計(jì)調(diào)研、交互設(shè)計(jì)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較深入研究和實(shí)踐,取得了一定的研究成果,對同類產(chǎn)品的開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。但是本研究也存在一定的局限性,鑒于篇幅,很多內(nèi)容沒有展開進(jìn)一步的論述,比如設(shè)計(jì)定位后期對于設(shè)計(jì)創(chuàng)意的剖析不夠徹底和深入,對于后續(xù)結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)的引導(dǎo)性不強(qiáng)。本研究還有繼續(xù)改進(jìn)的空間,文中存在的問題和缺點(diǎn)將在后續(xù)研究過程進(jìn)一步深化和推敲,力求取得更科學(xué)、合理的研究成果。
本文系東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級科研項(xiàng)目(2016a10)。
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