視覺(jué)注意機(jī)制在游戲畫(huà)面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

文/柴瑛楨 侯雨婷 曹桂乾 胡燕翔

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，游戲產(chǎn)業(yè)獲得了飛速的發(fā)展，規(guī)模不斷擴(kuò)大，獨(dú)具魅力的游戲媒體以及各種與游戲相關(guān)的產(chǎn)業(yè)如雨后春筍般層出不窮，這種社會(huì)現(xiàn)象帶給人們愉悅的同時(shí)，也督促相關(guān)行業(yè)研究人員不斷開(kāi)發(fā)出更具魅力的游戲項(xiàng)目?，F(xiàn)在來(lái)說(shuō)，所謂的“游戲”已經(jīng)不能夠囊括現(xiàn)在各種與游戲相關(guān)行業(yè)的規(guī)模范圍了。游戲已經(jīng)成為一種促進(jìn)大眾互動(dòng)的新的視聽(tīng)消遣方式，其具有獨(dú)具特色的視覺(jué)機(jī)制、審美以及文化特色，正逐漸改變著人們的生活，豐富社會(huì)文化。

本文在游戲畫(huà)面的設(shè)計(jì)中引入了量化的方法來(lái)對(duì)畫(huà)面設(shè)計(jì)效果進(jìn)行客觀(guān)的評(píng)價(jià)，并提出基于視覺(jué)注意機(jī)制的游戲畫(huà)面設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方法和設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則，改變目前游戲畫(huà)面設(shè)計(jì)中單純憑借主觀(guān)感覺(jué)進(jìn)行設(shè)計(jì)的狀況，使得游戲畫(huà)面的設(shè)計(jì)具有更可靠的量化評(píng)價(jià)手段。提出的基于視覺(jué)注意機(jī)制的游戲畫(huà)面設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方法和設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則,以及設(shè)計(jì)研發(fā)的游戲畫(huà)面視覺(jué)顯著度的評(píng)測(cè)軟件工具，有利的解決了游戲畫(huà)面評(píng)價(jià)中主觀(guān)差異巨大的不足，達(dá)到優(yōu)化游戲界面設(shè)計(jì)、使用戶(hù)能具有更好的游戲視覺(jué)效果的目的。

1 視覺(jué)注意機(jī)制概述

1.1 記憶特點(diǎn)

人的記憶分為短時(shí)記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶。短期記憶可以存儲(chǔ)當(dāng)前的信息，信息是自動(dòng)存儲(chǔ)在大腦中的，并且可以毫不費(fèi)力地提取出來(lái)，正如我們?cè)谇耙幻胨f(shuō)的那樣，它自然會(huì)記住。但是這個(gè)記憶的容量是有限的，大腦只能存儲(chǔ)一個(gè)信息項(xiàng)。所以人們的注意力只能在短時(shí)間內(nèi)保持連續(xù)的動(dòng)作。如果我們?cè)谝粋€(gè)設(shè)備上執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜的操作，如果有太多的水平，并且由于屏幕的限制，沒(méi)有足夠的直接導(dǎo)航顯示，那么很多人在運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)忘記返回原始接口的方式。而此時(shí)，用戶(hù)對(duì)這樣的產(chǎn)品是有茫然和煩躁感的，因?yàn)樗麄儾恢涝撛趺蠢^續(xù)下去了，此時(shí)的注意力也就中斷了。

1.2 視覺(jué)注意原理

1.2.1 視覺(jué)焦點(diǎn)

我們的大腦需要注意和專(zhuān)注于某事。沒(méi)有明確的目標(biāo)，就會(huì)導(dǎo)致分心，一旦人的眼球失去焦點(diǎn)，就會(huì)導(dǎo)致人們注意力分散，失去興趣。就像我們面對(duì)很多廣告牌一樣，它們非常密集，顏色各種各樣，而且相互之間混合在一起。一時(shí)間，人們就會(huì)不知道去哪里看，大腦很累，我們的注意力被許多物體分散了。我們的希望用戶(hù)看到的只有焦點(diǎn)信息，我們只能按特定順序?yàn)g覽信息，而我們的注意力集中在該焦點(diǎn)上。只有這樣才能抓住人們的眼球，讓人們對(duì)其產(chǎn)生深刻的印象。

1.2.2 視覺(jué)容量

在人眼黃斑附近有一個(gè)視覺(jué)上最有效的感覺(jué)部位。這種感覺(jué)部分只占人體視網(wǎng)膜的一小部分。我們的視覺(jué)能力非常小，很難同時(shí)容納很多信息。在設(shè)計(jì)界面時(shí)，我們必須考慮人的視覺(jué)能力?？紤]如何設(shè)計(jì)界面，以獲得更好的視覺(jué)效果和更多的關(guān)注。

2 游戲交互應(yīng)用中的視覺(jué)注意機(jī)制概述

2.1 簡(jiǎn)單性

簡(jiǎn)單易用的界面非常吸引人?；谝陨戏治觯覀冎烙脩?hù)的注意力是非常有限的，所以當(dāng)用戶(hù)面對(duì)一個(gè)非常簡(jiǎn)單的界面時(shí)，他可以快速地理解界面的主要內(nèi)容以及如何進(jìn)行下一步，沒(méi)有額外復(fù)雜的操作項(xiàng)，這樣用戶(hù)就不會(huì)迷惑也不會(huì)出錯(cuò)，如此的話(huà)人們必然會(huì)好感增加。想象一下，我們面對(duì)的是一個(gè)令人眼花繚亂的界面，向我們傳達(dá)了很多信息。僅僅是為了找到關(guān)鍵信息，用戶(hù)需要花大量的精力去辨別，以及在解析之后去哪里做下一步都會(huì)讓我們頭疼。我們喜歡簡(jiǎn)單的處理事情，而不是復(fù)雜的事情，所以簡(jiǎn)單易用的界面可以滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。相比之下，大多數(shù)人更喜歡成功，而不是知識(shí)。

類(lèi)似的設(shè)計(jì)技術(shù)可以在谷歌和百度的主頁(yè)上看到。谷歌和百度的主頁(yè)設(shè)計(jì)非常相似，是將簡(jiǎn)單性運(yùn)用到非常完美的設(shè)計(jì)案例。不管網(wǎng)頁(yè)在計(jì)算機(jī)上顯示還是在移動(dòng)終端上顯示，網(wǎng)頁(yè)的效果都非常簡(jiǎn)約，整個(gè)網(wǎng)頁(yè)界面設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)單的白色，不存在復(fù)雜的元素可用，只有大大的搜索框，和幾個(gè)常用搜索分類(lèi)按鈕。界面上甚至更多的空間來(lái)放置搜索功能，而其余的不到的空間來(lái)放置不常用的一些功能，比如下載手機(jī)客戶(hù)端、設(shè)置等小按鈕。非常方便，而且節(jié)省了大量的控件位置來(lái)放置主要的功能，突出了用戶(hù)常用的功能，提高用戶(hù)使用系統(tǒng)時(shí)的效率。

圖1：算法效果

圖2：HC算法實(shí)現(xiàn)效果

圖3：AC算法實(shí)現(xiàn)效果

圖4：FT算法實(shí)現(xiàn)效果

2.2 可維持性

用戶(hù)的注意力被界面的第一印象吸引后，用戶(hù)開(kāi)始嘗試操作，最初的嘗試將在清晰的層次結(jié)構(gòu)中引導(dǎo)界面并及時(shí)反饋。之后，用戶(hù)將進(jìn)入深度使用階段。在這個(gè)階段，用戶(hù)已經(jīng)使用了一段時(shí)間，這可能會(huì)導(dǎo)致一定程度的分心、視覺(jué)疲勞和好奇心減弱。在這種情況下，需要提供一些接口的各種信息對(duì)，來(lái)對(duì)逐漸減弱的注意力產(chǎn)生良好的維護(hù)。從前面簡(jiǎn)單易用的標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，滿(mǎn)足用戶(hù)的心理需求。

2.3 存在性

存在的基本原理是每個(gè)用戶(hù)必須清楚地看到每個(gè)界面中的每個(gè)功能和操作方法，并且用戶(hù)只來(lái)瀏覽它。一項(xiàng)功能是否具有存在性，取決于使用者的經(jīng)驗(yàn)和背景，以及功能出現(xiàn)的上下文。

3 關(guān)于圖像顯著性處理的研究

為了進(jìn)一步研究圖像處理在視覺(jué)注意機(jī)制中的作用，研究了四種簡(jiǎn)單的圖像顯著性區(qū)域特征提取方法，并分析了它們的相應(yīng)效果。

3.1 LC算法

Mubarak Sha等提出了一種利用圖像顏色統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算空間顯著性圖的方法。該算法的實(shí)現(xiàn)是將每個(gè)像素的顯著值作為與圖像中所有其他像素的距離的總和。這個(gè)距離通常是歐幾里得。如果使用直接公式，則算法的時(shí)間復(fù)雜度很高。以一個(gè)像素的灰度值作為顯著性計(jì)算的基礎(chǔ)。此圖像中的最大像素?cái)?shù)僅為256。通過(guò)算法編程，得到圖像的顯著性效果，如圖1所示。

3.2 HC算法

在減少顏色數(shù)量的方案中，RGB分量被映射成12個(gè)相等的部分，并且隱藏圖像最多僅具有12 * 12 * 12個(gè)顏色。這可以構(gòu)建較小的直方圖以加快算法的操作，但是由于過(guò)渡量化，結(jié)果將是有缺陷的。圖2所示的效果是通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)的。

3.3 AC算法

關(guān)于該算法的理論分析，完全檢測(cè)到小于濾波器大小的對(duì)象，而僅大于濾波器大小的對(duì)象僅部分地檢測(cè)到（靠近邊緣）。最小的濾波器有利于檢測(cè)小目標(biāo)，而較大的則只能由大的濾波器檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)的結(jié)果如圖3所示。

3.4 FT算法

FT算法對(duì)顯著性檢測(cè)提出了以下4個(gè)指標(biāo)：

（1）強(qiáng)調(diào)最大的突出對(duì)象；

（2）統(tǒng)一突出整個(gè)突出區(qū)域；

（3）明確突出物的界限；

（4）高效輸出全分辨率顯著性圖。

FT 算法實(shí)現(xiàn)效果如圖4所示。

4 總結(jié)

現(xiàn)在來(lái)說(shuō)，所謂的“游戲”已經(jīng)不能夠囊括現(xiàn)在各種與游戲相關(guān)行業(yè)的規(guī)模范圍了。游戲已經(jīng)成為一種促進(jìn)大眾互動(dòng)的新的視聽(tīng)消遣方式，其具有獨(dú)具特色的視覺(jué)機(jī)制、審美以及文化特色，正逐漸改變著人們的生活，豐富社會(huì)文化。本文提出的基于視覺(jué)注意機(jī)制的游戲畫(huà)面設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方法和設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則,有利的解決了游戲畫(huà)面評(píng)價(jià)中主觀(guān)差異巨大的不足，達(dá)到優(yōu)化游戲界面設(shè)計(jì)、使用戶(hù)能具有更好的游戲視覺(jué)效果的目的。