基于審美體驗的交互裝置實體界面設(shè)計研究

劉倩茹　李棟寧

摘要：實體界面（TangibIe User Interface，TUI）作為交互裝置與受眾的交互媒介、現(xiàn)實世界與數(shù)字世界之邊界，直接影響受眾審美體驗。從受眾審美體驗出發(fā)，探討交互裝置中的實體界面設(shè)計策略。首先，將受眾對交互裝置的審美體驗過程分為知覺、觸發(fā)、反饋三個階段，總結(jié)出知覺在先、觸發(fā)的無目的性及體驗的合目的性特征;其次，根據(jù)以上特征，分析良好的交互裝置審美體驗所依賴的實體界面條件。根據(jù)交互裝置的審美體驗特征及其實體界面所創(chuàng)條件，提出制造信息線索、引入恰當(dāng)隱喻、排除交互障礙三個設(shè)計策略。從受眾審美體驗出發(fā)，結(jié)合實體界面的特征及優(yōu)勢，為改善交互裝置審美體驗提供思路。

關(guān)鍵詞：實體界面 實體交互 交互裝置 審美體驗體驗設(shè)計 人機(jī)交互 數(shù)字媒體

中圖分類號：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）06-0025-03

引言

自上世紀(jì)90年代起，國內(nèi)外交互裝置創(chuàng)作活動不斷增多，交互裝置作品層出不窮。近年來，隨著Teamlab、Moment Factory等藝術(shù)團(tuán)體，以及Daniel Rozin等新媒體藝術(shù)家的交互裝置作品進(jìn)入大眾視野，交互裝置的大眾認(rèn)知度得到提高，但其理論研究方面略為滯后。

隨著普適計算和交互場景的發(fā)展，交互系統(tǒng)愈發(fā)多元化。交互裝置是能夠接收多模態(tài)信息，并以豐富形式來展示結(jié)果的前端智能型交互系統(tǒng)，其實體界面（Tangible User Jnterface，TUI）以最小化干擾融入環(huán)境，交互方式貼近自然，且能夠感知情境以適應(yīng)用戶，是最接近普適計算理念的設(shè)計之一。實體界面作為數(shù)字世界與物理世界的邊界、人與機(jī)器的橋梁，是交互的承載者。交互裝置的審美性賦予實體界面以特殊的體驗方式，而過多地將注意力置于在界面上，容易造成對交互設(shè)計對象，即人的行為的忽視。本文試圖從受眾審美體驗鏈路出發(fā)，探討交互裝置的實體界面設(shè)計策略，從而進(jìn)一步改善受眾體驗水平。

一、交互裝置中的實體界面

實體界面這一概念最早由麻省理工媒體實驗室的石井裕（Hiroshi Ishii）教授等人提出。實體界面以用戶自身注意力為中心，允許用戶操縱與程序耦合的日常物體或建筑表面，使用戶能夠注意到背景環(huán)境及空間中的展示媒體。實體界面的目標(biāo)是彌合虛擬數(shù)字空間與真實物理環(huán)境間的邊界，溝通人類活動的前景與背景，實現(xiàn)人與交互裝置的雙向互動。

在自然交互方式逐步盛行的過程中，國內(nèi)外眾多學(xué)者對實體界面展開系統(tǒng)研究。石井裕教授等人將實體界面原型系統(tǒng)歸納為metaDESK、transBOARD及ambientROOM三類;基于上述三類原型系統(tǒng)，清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院的魯曉波教授等人，將實體界面研究類型細(xì)分為基于實物的桌面交互、基于實物的增強(qiáng)現(xiàn)實、環(huán)境顯示和涉身用戶界面四類;結(jié)合新技術(shù)與新材料，清華大學(xué)米海鵬教授等人提出“幾何塑形”、“運(yùn)動反饋”與“功能形變”三種新型實體界面形態(tài)。以上類型基本涵蓋交互裝置的不同實體界面形態(tài)及互動方式，但在受眾與各實體界面交互的過程中，其審美體驗特征存在一定共性。

在應(yīng)用方面，交互裝置之實體界面充分利用物理世界中的真實物品，帶給人們的無法訴說的，需調(diào)動身體知覺去親身經(jīng)歷的體驗，在注意力稀缺的時代有著廣闊的應(yīng)用前景。例如，NIKE、IKEA等諸多品牌與新媒體藝術(shù)團(tuán)隊跨界合作，利用交互裝置凸顯實體產(chǎn)品特色，營造“千店千面”的差異化體驗，在體驗經(jīng)濟(jì)時代成功實現(xiàn)實體店的模式轉(zhuǎn)型。

二、交互裝置的審美體驗特征

受眾與交互裝置實體界面的交互過程涉及三個階段，即知覺、觸發(fā)和反饋，分別與審美體驗的前提、起點(diǎn)及目標(biāo)相關(guān)聯(lián)。

（一）知覺在先

人類的知覺、身體與世界是一個統(tǒng)一體。交互裝置唯有在由“身體.物體一背景”構(gòu)成的知覺場中顯現(xiàn)，審美體驗才具備發(fā)生條件。而實體界面作為技術(shù)中介，通過傳感器收集體感數(shù)據(jù)，與受眾形成交互關(guān)聯(lián)，從而延展受眾身體可感知和經(jīng)驗的范疇。對于交互裝置，實體界面是受眾進(jìn)入裝置的交互系統(tǒng)的重要介質(zhì);而對于受眾，知覺是交互裝置融入其身體空間的前提。

美國新媒體藝術(shù)家Daniel Rozin的魔鏡系列裝置由各種物理材料和馬達(dá)組成。在魔鏡裝置被受眾知覺到之前，它只是一堆材料，唯有受眾通過視覺或觸覺“觸及”到它，它才真正進(jìn)入受眾身體空間，才真正“在場”，從而有可能產(chǎn)生一系列的交互過程（見圖1）。受眾與交互裝置之見與被見、觸與被觸關(guān)系，都是以身體知覺為前提。

（二）無目的的觸發(fā)

康德認(rèn)為，美具有無目的的合目的性;王國維先生曾說，故美術(shù)之為物，欲者不觀，觀者不欲;朱光潛先生認(rèn)為，美是自然而然地流進(jìn)心里的。審美為非功利性活動，在交互裝置審美體驗活動中，作為體驗起點(diǎn)的觸發(fā)行為是無目的性的。從受眾角度來看，其并非抱有具體目的去靠近審美對象;從審美角度來看，美并無具體目的，它趨向一種共通感。因此，在交互裝置中，受眾的完滿審美體驗始于無目的的觸發(fā)行為，建于感受美的自然過程，成于最終的合目的體驗。

交互裝置的觸發(fā)依靠實體界面的輸入功能，且常常由受眾的好奇心驅(qū)動，并伴隨著隨機(jī)性。在CT.LAB的互動紙藝裝置Blooming中（見圖2），在受眾經(jīng)過交互裝置之前，它呈靜止?fàn)顟B(tài);當(dāng)受眾無目的地移動，碰巧經(jīng)過Blooming裝置，攝像頭捕捉到受眾影像，便觸發(fā)機(jī)關(guān)。裝置被觸發(fā)后，花瓣朝受眾的運(yùn)動方向盛開時，帶給受眾“我只為你盛開”的美好感受。這一體驗的起點(diǎn)，便是受眾的無目的觸發(fā)行為。

（三）合目的的體驗

無目的的合目的性是康德對美的現(xiàn)象的描述。當(dāng)人們與審美對象發(fā)生無目的的“觸碰”，事物隱而不露的本質(zhì)得以敞開，在這種狀態(tài)下，主體才能激起“詩意的審美”，收獲合目的的體驗。

實體界面中的許多交互方式符合人類長久以來的自然習(xí)慣，其反饋也符合人類行為預(yù)期，因此有助于為受眾創(chuàng)造合目的體驗。在互動音樂裝置Reactable中，旋轉(zhuǎn)元件代表控制音頻，這與人類通過調(diào)節(jié)收音機(jī)上的旋鈕來控制音量的行為一致;在韓國首爾數(shù)字創(chuàng)意公司Raonsquar開發(fā)的基于導(dǎo)電油墨的音樂互動墻PLAYDODO中，墻上每種樂器的交互方式與演奏對應(yīng)真實樂器的手法類似（見圖3）;在Reefs on the Edge裝置中，受眾作用于實體界面的行為影響著虛擬的珊瑚礁生存環(huán)境，這與真實世界中，人類介入其他生物生存環(huán)境會對其造成影響這一事實一致。實體界面中人類所熟悉的交互方式常常能引起受眾共鳴。

三、交互裝置的實體界面條件

在交互裝置系統(tǒng)中，實體界面是受眾與交互裝置的互動接口。受眾的無目的行為觸發(fā)交互裝置，并得到與行為相協(xié)調(diào)的合目的反饋，在這一過程中，交互裝置自身的實體界面特征為良好審美體驗創(chuàng)造了條件。

（一）實體界面與體驗情境互融

實體界面與交互裝置體驗情境互融，是知覺、交互與情感三個層面的互融。實體界面之廣延性是其互融的重要條件。廣延是物質(zhì)的基本空間屬性，凡物質(zhì)必然占據(jù)空間，有其長寬高。相較于二維圖形界面，具有廣延性的實體界面有著更多的知覺維度、更多的交互觸點(diǎn)，以及更多的情感連接點(diǎn)。

從受眾知覺的角度看，實體界面與體驗情境在空間上是互融的。具有廣延性的實體界面真實存在于物理空間中，不僅能帶給受眾以視聽體驗，甚至能調(diào)動受眾的觸覺及嗅覺。從交互角度看，實體界面交互接口與體驗情境互通。實體界面作為交互裝置的一部分，直接敞開于體驗空間，也直接影響著體驗環(huán)境。實體界面組件分布于受眾的活動空間中，受眾無目的地游走增大觸發(fā)裝置的概率。從情感的角度看，實體界面與體驗情境相互構(gòu)造。受眾作用于實體界面的同時，也塑造著交互裝置空間情境;受眾對體驗情境的理解，同時也賦予實體界面以不同的意義。例如，2018年由“天貓奇妙研究所”與“軒尼詩Hennessy”合作的新媒體藝術(shù)展“酒神精神的復(fù)興”中，新媒體藝術(shù)家們將味覺與視聽感官結(jié)合，打造沉浸式體驗，讓來到現(xiàn)場的觀眾都成為作品的一部分，與作品及體驗情境融為一體。該藝術(shù)展的其中一個作品是新媒體藝術(shù)家陳娛設(shè)計的氣味互動裝置《酒狂》。盛滿酒的容器隨著觀眾的位置變化而產(chǎn)生不同頻率的振動，酒液進(jìn)漸，酒香隨之飄散。在該作品中，觀眾自身活動觸發(fā)交互裝置并影響著體驗情境，敞開于體驗空間的實體界面讓觀眾自然而然地成為音樂演奏者，利用振動促使實體酒液氣味彌散，營造嗅覺體驗。在該交互裝置中，酒液實體界面與體驗情境的互融，使現(xiàn)場體驗完美契合“think less， feel more”這一主旨。

可見、可觸甚至可嗅的實體界面與體驗情境的互融，能夠為交互裝置體驗情境增添真實感、沉浸感，也創(chuàng)造了更高的觸發(fā)及共情幾率。

（二）數(shù)字內(nèi)容與實物耦合

在受眾與交互裝置互動的過程中，實體界面與數(shù)字內(nèi)容耦合是創(chuàng)造合目的體驗的另一條件，并包含兩層含義。其一是靜態(tài)耦合，表現(xiàn)為實體界面外觀上的所見即所指。例如，在BEYOND EXPERIENCE新媒體藝術(shù)工作室制作的濟(jì)州島傳奇故事互動墻中（見圖4），當(dāng)體驗者按壓真實的鼓風(fēng)機(jī)，動畫中的灶便會燃起火焰。該裝置中的實體鼓風(fēng)機(jī)是人們在日常生活中可以見到的物品，觀眾看到它便知道它是生火的工具，并根據(jù)日常習(xí)慣去按壓。在這一行為中，實體鼓風(fēng)機(jī)極大簡化了觀眾在操作時的認(rèn)知過程，以及從心理目標(biāo)到物理操作的轉(zhuǎn)化過程。

實體界面與數(shù)字內(nèi)容耦合的第二種類型是動態(tài)耦合，即數(shù)字內(nèi)容的變化與實物的變化一致，包括狀態(tài)一致和效果一致。若實物作為輸入端，當(dāng)其位置或形狀等屬性被改變，對應(yīng)的數(shù)字模型立刻接受信號，改變相應(yīng)的數(shù)字參數(shù)及信息，并輸出反饋;若實物作為輸出端，當(dāng)傳感器采集到位置、手勢、溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會立即處理數(shù)據(jù)后并將指令傳給實物，產(chǎn)生相應(yīng)反饋。在CT.LAB與澳鍵豐澤合作的數(shù)字化體驗展廳中（見圖5），當(dāng)體驗者將展位上的產(chǎn)品拾起，數(shù)字影像便瞬間轉(zhuǎn)換為該智能美容儀的產(chǎn)品參數(shù)。實體產(chǎn)品位置的變化與數(shù)字內(nèi)容生成的聯(lián)動，不僅讓用戶獲取對產(chǎn)品的切實感知，同時使用戶在注意力集中于產(chǎn)品的時刻獲取產(chǎn)品信息，加深對產(chǎn)品認(rèn)識。

數(shù)字內(nèi)容與實物的靜態(tài)及動態(tài)耦合，不僅能夠縮短受眾適應(yīng)及反應(yīng)的時間，而且有助于彌合虛與實、數(shù)字與物理世界的邊界。

（三）表示功能與控制功能模糊

表示功能與控制功能的模糊是交互裝置自身形式與功能間的模糊性，該模糊性常常為體驗增添驚喜。在二維圖形界面中，信息的控制接口與表示接口幾乎是分離的。用戶用鼠標(biāo)、鍵盤等設(shè)備輸入指令，而反饋信息是通過其他輸出設(shè)備呈現(xiàn)出來的，如屏幕、投影等。而在實體界面中，實物組件可以是具備控制功能的輸入端，也可以是具備表示功能的輸出端，甚至可以兼具控制功能和表示功能。例如ART+COM團(tuán)隊創(chuàng)作的模擬人工湖的地面交互裝置《雙重性》。當(dāng)行人從裝有發(fā)光二極管的玻璃地面上走過時，玻璃上呈現(xiàn)出如水波紋般的光。在該交互裝置中，裝有傳感器的玻璃地面作為實體界面，既體現(xiàn)其控制功能，即利用隱藏的傳感器采集行人位置信息;同時也體現(xiàn)其表示功能，即根據(jù)采集到的行人位置數(shù)據(jù)，在相應(yīng)區(qū)域呈現(xiàn)相應(yīng)的燈光效果。

實體界面表示功能與控制功能的模糊，弱化了界面的存在，因此受眾在無意間觸發(fā)裝置時，并非帶有特別的目的性，從而易于收獲即時且驚喜的合目的體驗。

四、交互裝置的實體界面設(shè)計策略

交互裝置實體界面設(shè)計與一般設(shè)計過程類似，包括概念設(shè)計和物理設(shè)計，其中物理設(shè)計又包括展示設(shè)計、操作設(shè)計及交互設(shè)計。對于交互裝置的實體界面，以上三個設(shè)計層面分別涉及信息線索的呈現(xiàn)、交互映射的建立和交互障礙的排除。

（一）制造信息線索

眾所周知，動物常常根據(jù)從環(huán)境中捕捉到的氣味來決定覓食路線。若該氣味信號引起動物興趣，它們或許會去尋找。同樣地，在交互裝置中，承載交互觸點(diǎn)的實體界面必須放出一種“信息線索”，使受眾知覺到它，創(chuàng)造體驗前提。

交互裝置的信息線索有諸多類型。新奇的裝置造型、醒目的文字、圖像、聲音、燈光等容易被注意到的內(nèi)容都散發(fā)著“氣味”。這些信息線索或能引起受眾的注意，或起到提示作用。信息線索越明顯，引起受眾注意的可能性就越大;信息線索越明晰，給受眾的提示就越明確。

引起受眾知覺注意的因素有很多，大多出于裝置的吸引力及其實體界面的易達(dá)性。例如在teamlab的互動燈光展中，受眾原本并不知曉該裝置意圖，并非帶有特定目的去靠近它。在黑暗環(huán)境中，裝置光線及其運(yùn)動規(guī)律引起受眾注意，從而吸引受眾前去探索。因此，交互裝置實體界面需具備能吸引受眾的元素，或用于引導(dǎo)受眾發(fā)現(xiàn)交互觸點(diǎn)的指向性內(nèi)容。

（二）引入恰當(dāng)隱喻

由于交互裝置的數(shù)字內(nèi)容與實物耦合，引入恰當(dāng)?shù)碾[喻，有利于受眾依靠自身已有的心智模型來理解交互裝置實體界面的交互映射關(guān)系。

恰當(dāng)?shù)碾[喻包含物理隱喻和行為隱喻。引入恰當(dāng)?shù)奈锢黼[喻需考慮人們?nèi)粘Ｉ钪械恼J(rèn)知習(xí)慣，例如在表示環(huán)境溫度升高時，使用紅光比使用藍(lán)光更加合適。引入恰當(dāng)?shù)男袨殡[喻需考慮人們?nèi)粘Ｉ钪械男袨榱?xí)慣，在交互方式的設(shè)it～盡可能參照人們熟悉的行為方式。例如在為按鍵類實體界面設(shè)計交互方式時，向下按壓比向上撥動更合適。

在建立物理映射和行為映射時，應(yīng)綜合考慮該物理映射是否符合人們的常識，其交互方式是否符合人們的行為習(xí)慣。例如“選擇”行為，在Suntory HIBIKI的互動酒杯裝置體驗中，當(dāng)受眾拿起作為實體界面組件的酒杯，便開啟對應(yīng)的動畫?！澳闷稹毙袨榫拖駤雰鹤ブ芤粯幼匀?，且正好代表著“選擇”作用。恰當(dāng)隱喻有助于制造熟悉感，從而提高受眾無目的地觸發(fā)實體界面的概率;另一方面，恰當(dāng)隱喻有助于減少受眾思考和疑惑的時間。

（三）排除交互障礙

哲學(xué)大師海德格爾在《藝術(shù)作品的本源》中談到，“我們在對物進(jìn)行理解和陳述時，必須排除一切會躋身于物與我們之間的東西，唯有如此，我們才能沉浸于物的無偽裝的在場”。在交互裝置中，實體界面表示功能與控制功能間的模糊性常常讓受眾感知不到界面，從而形成沉浸感，而在沉浸性的體驗中，避免一切交互障礙是非常重要的。

當(dāng)受眾與交互裝置進(jìn)行交互時，注意力通常集中于活動本身。唯有當(dāng)某些情況出現(xiàn)，阻礙交互進(jìn)程的流暢推進(jìn)時，受眾才意識到其實體界面的存在，轉(zhuǎn)而將注意力置于當(dāng)下的障礙中。這也就是海德格爾所說的“上手”狀態(tài)與“在手”狀態(tài)。上手狀態(tài)突現(xiàn)情境，只有在“上手”狀態(tài)中，交互裝置與受眾的關(guān)系才能超越主客二元對立，實現(xiàn)身體空間與物理空間的動態(tài)統(tǒng)一。故障會中斷受眾的審美體驗活動，恢復(fù)交互裝置的對象性，使用戶轉(zhuǎn)而關(guān)注交互過程中的障礙。因此，受眾與交互裝置的交互過程中，突兀的反饋、技術(shù)的故障、操作方式的不易理解等障礙都應(yīng)該被排除。交互裝置的實體界面操作方式應(yīng)當(dāng)顯而易見，或在提示下易上手。

結(jié)語

在提倡自然交互方式的今天，用戶對數(shù)字信息的操控不僅僅基于屏幕和觸覺。在2019年度AI人機(jī)交互趨勢研究報告中，百度人工智能交互設(shè)計院提出，多通道融合交互成為主流交互形式。實體界面作為多重交互通道的融合體，其相關(guān)研究不僅對提升交互裝置的審美體驗水平有著重要意義，也為其它領(lǐng)域的交互設(shè)計提供新思路。

就受眾而言，交互裝置審美體驗活動并非出于某種具體目的，其重點(diǎn)是在體驗過程中與他人形成共通感。交互裝置作為一種互動式系統(tǒng)，其實體界面的設(shè)計與受眾的體驗過程是相互作用的。受眾的體驗活動及其發(fā)生環(huán)境，為實體界面設(shè)計建立需求，實體界面設(shè)計策略同時為改善受眾的體驗水平制造可能，而被改變的體驗活動又給實體界面設(shè)計帶來新的需求，不斷迭代。