感性工學理論體系下游戲手柄體驗研究

鄧明 趙健超

摘要：擬在感性工學視域下研究游戲手柄及其操作體驗。首先分析主流游戲手柄產品，提出玩家在使用游戲手柄時的疲勞與體驗問題。其次解析感性工學語義差異法的研究思路，并提取出游戲手柄的價值要素。再次收集游戲手柄樣本與感性詞匯，設計語義差異調查表。最后分析收集到的數據，得出對體驗型游戲手柄設計的啟示。根據感性意向實驗的數據分析，得出游戲手柄受“瞬時性”與“持久性”兩設計因子影響。將游戲手柄的兩設計因子放置到已確立的價值要素中分析、發(fā)現對于未來市場游戲手柄設計的啟示，以及得到感性工學理論體系下游戲手柄的設計框架，在此基礎上提出了一種體驗型游戲手柄的設計。

關鍵詞：游戲手柄 感性工學 語義差異法 因子分析 操作體驗

中圖分類號：TB472

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069 （2020）11-0020-04

一、體驗性的發(fā)展現狀

游戲手柄作為主機游戲操作端的控制器，是游戲系統的重要組成部分。自產生以來的50年間，手柄在游戲系統的需求框架下形成發(fā)展路徑，功能隨操作方式演化，形式受人機工學影響，且隨著游戲的持續(xù)迭代而不斷革新。目前主流游戲及其手柄的開發(fā)生產集中于美國和日本，以索尼Ps系列、任天堂NS和微軟XBOX系列為首。其中，索尼P54游戲手柄基于人機工程學而設計，通過更先進的觸摸板、傳感器來實現較為逼真的游戲體驗;任天堂NS的游戲手柄打破了傳統體感游戲手柄的局限性，可將手柄合體或分體式使用，使游戲體驗更加豐富;XBOX ELITE_代游戲手柄在按鍵的改良上增強了槍械類游戲和賽車類游戲的操作體驗，手柄背部也為使用者提供了可自定義的按鍵…--目前中國尚無有影響的獨立品牌，而游戲市場規(guī)模卻在逐漸擴大，中國主機游戲市場規(guī)模亦呈上升趨勢”[1]。為此，本文目的在于在繼承現有世界主流品牌成果及發(fā)展方向的基礎上，建立獨立的民族品牌。

根據長時間調研發(fā)現，目前市場上主流游戲手柄存在對于使用者來說的疲勞問題：（1）記憶疲勞。游戲手柄按鍵與按鍵語義繁多復雜，增加了使用者，尤其是新手對于按鍵與對應功能的記憶難度;（2）肌肉疲勞。使用者長時間握持游戲手柄時會出現因手臂與手腕位置固定而導致的疲勞現象。對于此類問題，本文擬采用感性工學思想可予以解答并建構出符合使用者預想體驗的游戲手柄設計框架。

二、語義方法與價值要素分析

（一）感性工學的語義差異法

感性工學由長町三生率先提出并研究，它結合了工程學、心理學、統計學、美學等學科而建立，以感性與工學的技術為基礎分析并研究人的感性從而設計產品。語義差異法是感性工學設計方法之一，它能夠簡易并直觀地獲得使用者對于產品在不同感性詞匯形容下的評價等級?；谡Z義差異法的設計方法步驟如下：（1）選擇產品樣本。對產品綜合理解，為提取其設計元素提供背景信息，如分析產品的歷史、現狀、特征、存在意義、目標用戶等，通過查閱文獻、瀏覽相關網站等方式建立樣本庫;（2）提取設計要素。提取出用戶對于產品感性認知的要素，可通過訪談法、觀察法等方式探求使用者對產品顯在表象的評價;（3）確定產品感性詞匯。采用語義分析法，通過設計要素、詢問受調查者與設計人士大量收集并篩選感性詞匯，組成感性詞匯庫，代表著使用者對產品感知的表述;（4）設計基于語義差異法的調查問卷。運用李克特量表設計可供評分的調查問卷，讓受調查者對于樣本和感性詞匯加以分數評判;（5）數據分析結果的驗證與總結。通過數據統計軟件（本文使用sPss中的因子分析與主成分分析）對調查問卷中的數據處理并分析，生成可視化圖表，總結出產品對于感性意向的結論。

（二）價值要素與分析

收集產品樣本后，通過查閱文獻資料以及對游戲手柄使用者的調查，得出游戲手柄的價值要素體現在功能性、審美性、體驗性3方面。（1）功能性要素是游戲手柄的基礎。按鍵與握柄是游戲手柄基本功能組成部分，應當符合基本的人機工程學條件，且可對使用疲勞、手部排汗等問題加以緩解;（2）審美性要素是游戲手柄的表征。游戲手柄整體應當為非有機體的形態(tài)，可適當利用燈光配置營造操作端氛圍，足以吸引玩家的注意力、激發(fā)再度體驗的欲望;（3）體驗性要素是游戲手柄的延伸。游戲手柄在增強游戲體驗感的交互性上應不斷深入，縮小使用者與交互方式間的違和感。綜上，體驗型游戲手柄設計需保證其基本功能、提高其顯在審美、強化其交互體驗。下文所開展的實驗與分析均與這3個價值要素緊密相連。

三、感性體驗的實驗及分析

（一）感性詞匯的收集與確定

本文采用了語義差異法中的語義分析實驗與數據分析實驗，故收集了與握持操作類主觀意向相關的形容詞匯，用于后期問卷題目中對游戲手柄進行感性評價。作者通過文獻、雜志等資料、網站以及用戶訪談的方式收集了以下80個感性意向詞匯（表1），并進行進一步的語義篩選實驗。

通過發(fā)放問卷回收后的票數篩選，得出20個符合條件的感性意向詞匯，再通過文獻歸類法與德爾菲法將上述感性詞匯分組，將意義相似的詞匯歸為一組，得到7個最具有代表性的感性意向詞匯，并在此基礎上推出其各自的反義詞，最終整合出7組感性意向詞對。所有詞對以“詞匯”的首字母“C”與數字作為編號（表2）。

（二）基于語義差異法的調查問卷設計

根據收集產品典型樣本的方式，對游戲手柄的發(fā)展歷史剖析，初步搜集到各時期下的游戲手柄樣本，再通過聚類分析刪除相似樣本，得出游戲手柄的典型樣本共1 0個，以確保樣本選取全面且客觀。（圖1）

通過10個典型樣本與7對感性詞匯建立5級李克特量表，采用以1到5的方式計分，表示受調查者情感意向程度的高低或傾向性。在5級李克特量表中，設置值分別為1，2，3，4，5，其中，1表示對此樣本的感性認知更符合左側的形容詞，5表示對此樣本的感性認矢口更符合右側的形容詞。10個樣本最終組成游戲手柄語義差異法的調查問卷（表3）。

（三）典型樣本的感性語義評價

本問卷采用指定人群發(fā)放的形式，故回收后均為有效問卷。本次問卷調查其發(fā)放問卷50份，收回46份。先通過求得得分的平均值以得到10個樣本下的總平均數據（表4）。

（四）數據分析

本問卷數據將采用統計學軟件SPSS中因子分析的方式，故先對每一個樣本的數據進行信度檢驗與效度檢驗，以確保因子分析的合理性。經檢驗，本文所選的10個樣本均適合采用因子分析的方式，故下文展開10個樣本在7組感性樣本詞匯平均值下的因子分析。

將表4的數據導入SPSS中，通過因子分析與主成分分析對以上的平均值數據加以降維處理，以驗算感性詞匯的重要性。得到的典型樣本感性詞匯數據的公因子方差見表5，解釋的總方差見表6，碎石圖見國2，旋轉成分矩陣見表7。

公因子方差表示所提取的公因子對于初始變量信息的解釋及貢獻率，即感性詞匯對于游戲手柄的代表性或解釋權。貢獻率越高，提取的公因子對初始變量的代表性越強。理論來說，提取信息值在0.7以上則表明此信息有效，故驗證，通過投票數提取并分析出的7組感性詞匯均有效且具有代表性。

通過解釋的總方差圖與碎石圖可分析出主成分數目。由表6可知，有2個成分的特征值大于1，且累計比例占83.896%，因此提取這兩個成分為主要因子（主要成分）。圖2碎石圖可通過斜率變化方式確定主要特征，第1個成分與第2個成分特征值皆大于1且明顯高于其他成分點，第3成分的特征值處在拐點處，即從第3成分開始，特征值點趨于平緩，同樣可判斷出成分1與成分2為主要因子。

旋轉成分矩陣描述各項目與因子間的關聯性，數值越大則關聯性越強。由表7可知，主要因子1主要與C2、C4、C3、C7有較強關聯性;主要因子2主要與Cl、C5、C6有較強關聯性。

（五）實驗結果討論

從7組感性詞匯中選擇積極方面的詞作為核心語義詞，進一步為2個主要因子命名。

主要因子1，傾向于游戲手柄的“瞬時性”描述，包括“智能的”（C2）、“互動的”（C4）、“流暢的”（C3）、“耐用的”（C7）。 “瞬時性”表示為：在使用者接觸前到接觸時瞬間所能體會到的性質。再將這5個詞匯以使用者主客觀感受進一步劃分，“智能的”、“互動的”是使用者的主觀感受，即在使用的短期時間內自發(fā)體會到其智能與交互的要素，這需要積極調動游戲手柄與人的五感的呼應;“流暢的”作為游戲手柄純粹的客觀形態(tài)，即游戲手柄的外觀需保持流暢、流線的形態(tài)語言;“耐用的”則兼顧了游戲手柄的材料選擇、重量配給、按鍵牢固程度等在加工方面需保障的客觀層面，以及使用者在使用時通過恒量肌理、溫度、重量等屬性而對游戲手柄質量評估的主觀層面?？傮w來說，因子1占總因子比重更大，游戲手柄對于“瞬時性”的感性認知更為重要，它所給予使用者的第一印象與新鮮感影響著使用者的使用意愿。

主要因子2，傾向于游戲手柄的“持久性”描述，包括“易操作的”（Cl）、“愉悅的”（C5）、“個性的”（C6）。“持久性”表示為：使用者在單次長時間操作游戲手柄的過程中所能體會到的感性體驗并能夠長久維持。以“易操作的”為例，使用者會認為他自己選擇的手柄相較于其他手柄在操作難易度、舒適度等方面上存在優(yōu)勢，并長期認為自己選擇這款手柄具有充分的合理性，其他詞匯亦然。持久性因子的優(yōu)勢在于其既能夠挽留住固定的用戶群體，同樣也能通過給使用者留下的印象來塑造評判同類產品的范本。因子2更側重于游戲手柄的功能性價值要素，需要靠以人機工程學為基礎進行舒適度的修繕以及通過美學對于外觀新鮮感、品牌符號特征的維持。

將兩個主要因子帶入問卷的10個樣本中，分析樣本的瞬時性與持久性關系，反應在SPSS中獲得可視化的樣本聚類樹狀圖（圖3）與因子一樣本散點分布圖（圖4）。

樣本聚類的意義在于將樣本分類，找出樣本中的共性。在圖3中，樣本類間距離在5至10的過程中聚類逐漸趨于穩(wěn)定，即把這10個游戲手柄樣本分為5類，且5類各自具備其特點。可視化分類為圖4中的實線圈，虛線圈則表示市場新產品開發(fā)的感性特征范圍。樣本類群特征分析見表8。

圖4的第一象限中為最理想的游戲手柄，也是外觀、體驗與人機最優(yōu)解的產物。綜合上述分析，筆者認為未來的游戲手柄設計方向在于：（1）凸顯出游戲手柄的個性，基于現今游戲手柄的外觀與功能進行對產品的橫向擴充;（2）可從以往經典的游戲手柄產品中提煉語義符號，應用到新式游戲手柄中，以加強游戲手柄的可適應性;（3）打破以往對于游戲手柄造型的刻板印象，可適當放棄其對稱性等美觀排布而更多傾向于舒適性安排，可適當引入合體與分體的概念以減輕肌肉疲勞;（4）將智能與交互的手段附著在多種部件上，如以交互式按鍵代替普通按鍵，通過按鍵得到的反饋加以輔助記憶，以減輕記憶疲勞。

四、體驗型游戲手柄設計應用

根據以上分析結果，筆者將游戲手柄分為握柄、按鍵、交互模塊3部分展開并提出了一種體驗型游戲手柄的初步設計。

首先，游戲手柄的基本形態(tài)需保證其功能性。通過查閱中國成年人手部尺寸的國家標準，計算出握柄與按鍵的人機尺寸與位置并推演出握柄與按鍵理論下的數理模型（圖5）;其次，以此數理模型為基礎繪制若干草圖，從中選出一種方案捏制紙黏土模型（圖6）并交給5人做握持手感調查，憑調查結果對數理模型加以修正;將上一步驟重復若干次后，得到最理想的握柄與按鍵草圖，并通過PS細化后加以建模與渲染處理（圖7），同樣的，也得到了游戲手柄整體效果圖（圖8）。

通過該體驗型游戲手柄的操作方法（圖9）可知，握柄以可充電模塊的形式既可安裝在游戲手柄上，也可以脫離游戲手柄使用，以滿足在不同游戲的場合下的操作體驗，而且足以釋放手腕與手臂的自由度。

在按鍵上，該體驗型游戲手柄保留了傳統游戲手柄的搖桿、普通按鍵以及扳機狀按鍵基本要素。在每一側各減少了一個普通按鍵，改為上中下排列;取消了按鍵的語義符號，而將每個按鍵改為屏幕自發(fā)光，按鍵的語義隨著游戲的不同場合發(fā)生變化，使得語義更加具象。這些都能夠減少使用者的記憶復雜度。

在操作體驗上，該體驗型游戲手柄添加了由無名指與小拇指操作的感應性側鍵，通過兩指按壓程度來判斷按鍵的值，這開發(fā)了以往游戲手柄所未曾開發(fā)的無名指與小拇指指位;該體驗型游戲手柄中間部分存在兩塊屏幕，可通過屏幕顯示內容的變化使操作體驗更加多元化;在該手柄呈“合體”狀態(tài)時，使用者可通過稍加施力的方式讓握柄產生扭轉（圖1 0），可轉動范圍為±900，這解決了使用者可能會出現的單側手臂過度施力的問題，同樣也增加了操作的自由性，可體驗到形如“射擊”動作的樂趣。

結語

本文通過將感性工學中的語義差異法應用于游戲手柄設計中，通過分析游戲手柄的價值要素，并展開一系列的游戲手柄感性意向實驗，獲取、篩選并統計了被調查者對于給定樣本的定量評價結果，從感性詞匯的確定與統計學分析總結出游戲手柄設計框架中的兩個核心語義因子，分別為“瞬時性”與“持久性”。以此類核心語義因子的框架作為設計輔助，展開了體驗型游戲手柄設計。同樣，通過產品意象的統計，大致總結了現今游戲手柄的市場特征，并大致劃定了游戲手柄未來市場的潛在機會。

本文所提出的基于感性工學的游戲手柄設計框架欲在應用方面上以“瞬時性”解決游戲手柄按鍵語義記憶復雜的問題;從“持久性”解決長時間握持疲勞的人機工程問題。同時，新型游戲手柄的外觀設計仍需進一步與使用者產生反饋與深入探究。

未來的游戲手柄將在功能性確定的基礎上向交互性進一步發(fā)展以提升更為真實的游戲體驗?；诟行怨W的游戲手柄設計可視為是對現有游戲手柄外觀與功能的改良，而對于未來具有跨時代意義的、打破固有認知的產品而言，感性工學也存在其局限性。

參考文獻

[1]2020-2024年中國主機游戲市場份額及市場規(guī)模預測[DB/OL] http：腳vwwchyxx com/industry/202006/876644.html

[2]游歷史：家用游戲機手柄進化史[DB/OL] https： //www.sohu com/a/319663139_120099908

[3]羅麗弦，洪玲感性工學設計[M].北京：清華大學出版社，2015

[4]陳金亮，趙鋒，李毅，張倩怡.基于感性工學的產品設計方法研究[J].包裝工程，2019，40 （12）：162-167

[5]肖江浩，董石羽.基于感性工學的童車外觀情感意向研究[J].包裝工程，2019，40 （12）：267-272

[6]屈毅.感性工學框架下對國產汽車造型設計的思考[J].設計，2019，32 （18）：96-97

[7]鈕崢愷，何少豪.基于語義差異法的餐盒CMF設計研究[J].設計2017 （15）：104-105

[8] WM Wang，JW Wang，Z Li，ZG Tian.EricTsui. Mulhple affective attribute classification of online customerproduct reviews：A heuristic deeplearning method fosupporting Kanseiengineering[J].Engmeering Applicationsof Artificialintelligence，2019： 33-45

[9]翁琛隆，陳虹基于感性工學的高跟鞋側面曲線造型設計研究[J].設計，2019，32 （21）：16-19

[1O]吉玉龍.家用游戲主機設計要素分析[J].價值工程，2020，39 （05）：242-243

[11]印秋萍，張凌浩移動終端的手感體驗設計思考[J]包裝工程，2011，32 （10）：63-66

[12] Fu Guo，Qing-Xing Qu，Mitsuo Nagamachi，VincentG. Duffy.A proposal of theevent-related potenhalmethod toeffechvely identify kansei words for assessing product desigp features in kanseiengineering research[J].InternationalJournalof IndustrialErgonomics，2020，76.