虛擬與存在
——VR/AR與傳統(tǒng)數(shù)字平臺交互界面比較研究

童元園

（中國美術(shù)學(xué)院，杭州 310002）

我們從始于20世紀(jì)90年代的網(wǎng)頁設(shè)計(jì)發(fā)展“黃金十年”中走來，親歷了2012至2013年間的移動互聯(lián)網(wǎng)井噴，隨之迎來被稱為“VR元年”的2016…… 時(shí)至今日，因技術(shù)發(fā)展而導(dǎo)致的用戶環(huán)境的轉(zhuǎn)變，使得人與數(shù)字設(shè)備的關(guān)系擴(kuò)展至與多元設(shè)備的互聯(lián)。從紙帶打孔到鼠標(biāo)和圖形界面的發(fā)明，多點(diǎn)觸控技術(shù)的問世，再到當(dāng)下虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）穿戴設(shè)備的應(yīng)用，每一次的技術(shù)升級都為交互設(shè)計(jì)注入了新的維度，用戶在新維度環(huán)境中的操作體驗(yàn)也隨之發(fā)生更迭。

如果說數(shù)字平臺中界面與交互設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)同根同源，那么當(dāng)它們與新平臺邂逅之時(shí)是否需要進(jìn)化得與之更加和諧呢？文章認(rèn)為，VR/AR平臺的交互界面因其構(gòu)筑的沉浸式虛擬空間和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)空間環(huán)境的特殊性，與以PC和移動端等二維物理屏顯為代表的傳統(tǒng)數(shù)字界面勢必存在某些不同的行為互動模式和反饋機(jī)制，絕非傳統(tǒng)平臺的設(shè)計(jì)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)可生搬硬套。文章正是希望通過對此方向的比較研究梳理傳統(tǒng)數(shù)字界面和VR/AR平臺交互界面的差異，繼而探索后者在設(shè)計(jì)時(shí)沿用或是創(chuàng)新的維度與潛力。

一、VR/AR平臺與傳統(tǒng)數(shù)字平臺交互界面比較

（一）操作輸入與輸出設(shè)備的差異

相較于以鼠標(biāo)和觸摸操作為信息輸入方式的PC端和移動端等傳統(tǒng)數(shù)字平臺，VR/AR中出現(xiàn)了更多新類型的操作輸入方式，如定時(shí)錨點(diǎn)，觸摸板按鍵，藍(lán)牙手柄控制，空間定位與追蹤，動作捕捉，手勢控制，語音控制以及眼動捕捉等。輸出設(shè)備前者更多是二維數(shù)字屏幕，后者則更多為可穿戴VR頭顯和AR眼鏡。

（二）視角與空間感知的差異

傳統(tǒng)數(shù)字平臺大多基于二維屏幕，當(dāng)用戶在二維風(fēng)格的視覺界面中進(jìn)行操作時(shí)也許感覺并不明顯，但當(dāng)其模擬三維空間的內(nèi)容呈現(xiàn)時(shí)，在物理層面上會產(chǎn)生一定程度的失真，雙眼能察覺事物深度的能力在二維屏幕中受到了限制。VR/AR平臺顯示原理雖也是基于透鏡播放圖像，但當(dāng)頭顯的視場角達(dá)到120度，物理屏幕的存在感就會被弱化，取而代之的是強(qiáng)烈的沉浸體驗(yàn)，使得用戶在三維空間的信息環(huán)繞中擁有了真實(shí)的“存在感”。這存在感正是此類新興數(shù)字平臺與傳統(tǒng)數(shù)字平臺之間最大的不同之處。前者集視覺、聽覺、觸覺、力覺乃至嗅覺等感知所構(gòu)建起的體驗(yàn)有時(shí)可超越空間維度之上，能夠讓用戶打破生理限制，暢游于微觀世界或浩渺寰宇，乃至在時(shí)間的維度之上穿梭旅行，且擁有多種既真實(shí)又虛幻的空間視角，包括第一人稱視角，第三人稱視角，和全知視角。

例如在Lysander Ashton和59 Productions團(tuán)隊(duì)的VR新作《HERE》中，觀眾以第三人稱視角靜坐在虛擬三維空間之中觀看人們生活中的微小而平凡的時(shí)刻，甚至于在這些瑣碎片段被串聯(lián)起來更替出現(xiàn)時(shí)，開啟全知視角，震撼于眼前展開的基于人類生存概念的史詩性時(shí)空穿梭畫面。（圖1）

>圖1 VR作品《here》中的第三人稱和上帝視角體驗(yàn)

（三）使用情境和操作時(shí)間的差異

就現(xiàn)狀來看，傳統(tǒng)數(shù)字平臺中的移動端設(shè)備因其便攜小巧的特性，很容易與碎片化時(shí)間結(jié)合，而被應(yīng)用在更多復(fù)雜的戶外環(huán)境中，例如地鐵公交、街道商場之中。而VR/AR設(shè)備因其穿戴的特殊性在便捷度上還存在拓展的空間，因此需要用戶在相對固定的空間和穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行專注的操作。另外AR可穿戴設(shè)備雖然可以基于物理位置定位的改變在更廣闊的空間中進(jìn)行體驗(yàn)，但也因?yàn)槠浔銛y程度尚未達(dá)到社會普及的條件而僅服務(wù)于少數(shù)核心人群。

相信隨著技術(shù)和VR/AR穿戴設(shè)備外觀的更新迭代，新興數(shù)字平臺亦會在用戶時(shí)間碎片的利用消遣上體現(xiàn)出更大的優(yōu)勢。

（四）界面交互模式上的差異

傳統(tǒng)的數(shù)字平臺更多通過系統(tǒng)式和靜態(tài)手勢控制的方式與用戶發(fā)生互動。此處的系統(tǒng)式界面交互模式指基于二維屏幕屬性所設(shè)計(jì)的全局式導(dǎo)航結(jié)構(gòu)，通過鼠標(biāo)或指尖點(diǎn)擊等方式在各個(gè)內(nèi)容板塊間進(jìn)行切換與瀏覽。

而VR/AR等新興數(shù)字平臺在界面交互模式上更多關(guān)注的是界面與空間的關(guān)系，繼而是界面與功能的關(guān)系，主要可分為場景式、系統(tǒng)式與手持式三類。場景式交互模式是指把界面操作信息嵌入虛擬或真實(shí)空間場景中的設(shè)計(jì)模式，也可以稱之為流程交互模式。系統(tǒng)式界面交互模式是指懸浮于三維空間視角前的的全局式界面設(shè)計(jì)，這類界面交互模式的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)很大一部分來自傳統(tǒng)數(shù)字平臺。手持式界面交互模式是指界面主要圍繞用戶雙手周遭，附著在手柄上的界面設(shè)計(jì)。特別要指出的是AR的交互模式中需要真實(shí)場景和系統(tǒng)的協(xié)同配合，基于物理環(huán)境和移動定位服務(wù)，這時(shí)的場景式交互模式是實(shí)時(shí)的。（圖2）

>圖2 VR AR界面中的系統(tǒng)式，手持式和場景式交互模式

（五）交互行為的差異

從脫離鼠標(biāo)到使用指尖點(diǎn)觸，從重力感應(yīng)到體感識別，從語音到眼動識別，技術(shù)的更新帶來新的交互方式變化和體驗(yàn)維度的提升。傳統(tǒng)數(shù)字平臺有限的屏幕邊界不僅限制了單屏信息的數(shù)量，更把用戶的交互行為禁錮于窗口、拖動條、菜單欄等組件的點(diǎn)擊、拖拽、輕掃甩動等簡單機(jī)械的交互行為之中。

然VR/AR在一定程度上令用戶的雙手得以釋放，通過手柄按鍵選擇，聲音控制選擇，三維手勢交互，頭部運(yùn)動，凝視選擇，角色運(yùn)動與行為模擬等多元方式與虛擬世界進(jìn)行信息互換。這些交互行為使用戶從界面的局外人變?yōu)樯砼R其境的參與者，且與數(shù)字內(nèi)容的對話接近更為自然的姿態(tài)。

（六）交互界面操作可視區(qū)的差異

VR/AR的可穿戴設(shè)備數(shù)字平臺的可視區(qū)主要由眼睛可視角度、脖子轉(zhuǎn)動角度以及物件距離三個(gè)因素決定。其中的物件距離是指虛擬環(huán)境中眼睛離物件的距離，即三維世界中Z軸的方向，研究表明，交互界面內(nèi)容視距在2～6米之間比較合理，超出則影響界面信息讀取和削弱空間縱深體驗(yàn)。所不同的是，傳統(tǒng)數(shù)字平臺的界面操作可視區(qū)主要受到數(shù)字屏幕大小、設(shè)備應(yīng)用場景和手指可及范圍影響。

（七）交互界面可見性與反饋上的差異

“可見性指設(shè)計(jì)與真實(shí)環(huán)境相對應(yīng)的物理狀態(tài)，向用戶暗示其使用功能或用途?！币乐X心理學(xué)家哈迪森和派拉的定義，也稱為“功能可供性”。傳統(tǒng)數(shù)字平臺經(jīng)常通過操作界面的擬物化設(shè)計(jì)，或以高亮，發(fā)光，動效，甚至操作指引等方式幫助用戶預(yù)測操作行為，降低認(rèn)知成本和提升體驗(yàn)流暢度。在從傳統(tǒng)數(shù)字平臺向VR/AR乃至更多新興平臺升級的過程中，界面中的可見性設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)多少被加以沿用。但基于二維屏幕和基于虛擬空間的交互體驗(yàn)引發(fā)的差異是不可避免的，用戶會在操作中尋找更加符合虛擬三維空間的交互啟示。日本設(shè)計(jì)大師原研哉說過：“技術(shù)的更新和變化都是向著接近生命的形態(tài)”。在極具同在感的AR/VR環(huán)境中對于可見性和反饋設(shè)計(jì)也會更加接近自然交互的狀態(tài)。例如，在VR中的運(yùn)用色彩透視、光源聚焦、聲音引導(dǎo)、動畫牽引等交互引導(dǎo)思路提示用戶操作，而在互動反饋設(shè)計(jì)時(shí)，除卻繼承傳統(tǒng)數(shù)字平臺中的響應(yīng)式動畫等形式外，手柄牽出的錨點(diǎn)位置的變化也是對用戶行為的積極應(yīng)答，尤其是通過手柄的震動來模擬真實(shí)的觸覺以呼應(yīng)人們的真實(shí)感受更是VR平臺操作的特別所在。

二、VR/AR中的3D界面思維

Penrose Studios創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Eugene Chung表示：“自1986年以來，平面媒介屏幕就一成不變。而VR/AR提供了獨(dú)特的存在感和沉浸感，它是一種全新的藝術(shù)形式和獨(dú)特的語言形式。”所以我們曾經(jīng)運(yùn)用于PC端和移動端的設(shè)計(jì)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)，還有我們認(rèn)為理所當(dāng)然的思考范式，是無法全然生搬硬套到VR/AR等新興數(shù)字平臺的設(shè)計(jì)中去的。因?yàn)檫@類平臺的虛擬信息，是沒有傳統(tǒng)數(shù)字平臺中所謂“觸碰”這種說法的，很多時(shí)候這些信息都處于用戶周遭構(gòu)建起來的指尖距離之外的虛擬空間中。

因此，在VR/AR這樣的基于虛擬或真實(shí)空間場域展開的多維度體驗(yàn)設(shè)計(jì)中，3D用戶界面思維（3D UI）的融入當(dāng)與這一藝術(shù)形式的特征更為契合。3D界面是由是美國弗吉尼亞理工大學(xué)教授Doug A.Bowman和美國奧蘭多中央佛羅里達(dá)大學(xué)教授Joseph J.LaViola Jr.等專家提出的概念，是新的數(shù)字環(huán)境（如AR/VR）有別于傳統(tǒng)界面設(shè)計(jì)思路的存在，為提升虛擬或真實(shí)的環(huán)境體驗(yàn)提供一種更為直觀的畫面和感受——存在感，使得用戶在虛擬顯示和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中產(chǎn)生身體的真實(shí)代入體驗(yàn)。

然而，3D界面思維并非近期的產(chǎn)物，伴隨著20世紀(jì)60年代第一臺龐大笨重的虛擬頭顯設(shè)備的問世它便悄然孕育在這一領(lǐng)域的土壤之下，在科學(xué)技術(shù)加速發(fā)展和虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備家用普及程度的催化下破土而出，究其細(xì)節(jié)原因有五點(diǎn)：

1.3D界面與真實(shí)（虛擬）空間能夠建立起最直觀的聯(lián)系。

2.3D界面背后的技術(shù)和軟件日趨成熟。

3.三維空間中的互動需要設(shè)計(jì)更為復(fù)雜的線索、認(rèn)知和行為規(guī)則，簡單的沿用適應(yīng)傳統(tǒng)界面設(shè)計(jì)思維的三維概念并不能很好地解決VR/AR中的空間方案，需要開發(fā)基于真實(shí)世界交互或其他隱喻的新型3D界面。

4.當(dāng)下的3D界面設(shè)計(jì)或簡單或缺乏可用性。

5.3D界面設(shè)計(jì)是未來多項(xiàng)行業(yè)發(fā)展的必需。

三、結(jié)論——虛擬與存在

諸多年前以設(shè)備為中心的用戶界面操作方式，業(yè)已被當(dāng)下以用戶為中心的交互方式所改變。VR/AR等新興數(shù)字平臺的交互方式也將朝著更為積極地運(yùn)用人體特征的方向進(jìn)化。技術(shù)的進(jìn)步使得原本人們在自然環(huán)境中的行為與認(rèn)知被最大限度地復(fù)刻到虛擬環(huán)境中去，甚至還擁有了超越自然的控制力，但這種自然或超自然的控制體驗(yàn)絕非傳統(tǒng)數(shù)字平臺的經(jīng)驗(yàn)所能全盤復(fù)制。無論三維的虛擬空間抑或基于真實(shí)空間的三維視域都需要更為適合的交互界面與之匹配，讓用戶在虛擬環(huán)境中的存在感顯得更為真實(shí)和自然流暢。

古有莊子借由“莊周夢蝶”提出了他的詩化哲學(xué)精義：“人不可能確切區(qū)分真實(shí)與虛幻和生死物化的觀點(diǎn)?！边@一數(shù)千年前的浪漫思想和哲學(xué)思考在技術(shù)飛速演進(jìn)的今天得以成真，人們正在數(shù)字技術(shù)構(gòu)建的萬物場域中開啟一段既虛幻又真實(shí)的“尋夢之旅”。虛擬為何，存在又為何？個(gè)中界限終將變得越來越模糊。