基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的非物質(zhì)化遺產(chǎn)數(shù)字化創(chuàng)新研究

苗秀，侯文軍，徐雅楠

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的非物質(zhì)化遺產(chǎn)數(shù)字化創(chuàng)新研究

苗秀1,2，侯文軍1，徐雅楠2

（1.北京郵電大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，北京 100083；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

探究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)與傳承的方法框架與關(guān)鍵性設(shè)計(jì)因子，助力非遺數(shù)字化創(chuàng)新。將非遺不依賴物質(zhì)文化而存在的活態(tài)特征與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感、想象性和交互性等特征相結(jié)合，提出以虛擬現(xiàn)實(shí)游戲?yàn)檩d體作為非遺以人為核心的技藝、經(jīng)驗(yàn)、精神價(jià)值傳播的數(shù)字化創(chuàng)新路徑?；谟螒蛟厮姆址ǎ诂F(xiàn)有游戲設(shè)計(jì)模型和用戶體驗(yàn)要素模型的基礎(chǔ)上，探索設(shè)計(jì)流程與方法框架?；谠u(píng)估的方法開展實(shí)驗(yàn)，通過因子分析法提取影響虛擬現(xiàn)實(shí)游戲體驗(yàn)的關(guān)鍵性因子。從前期文化調(diào)研、非遺游戲定位、內(nèi)容與機(jī)制設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)4個(gè)方面，構(gòu)建了非遺虛擬現(xiàn)實(shí)游戲設(shè)計(jì)流程與方法框架。提出了包括真實(shí)性、游戲性、可用性和情感在內(nèi)的影響虛擬現(xiàn)實(shí)游戲用戶體驗(yàn)的要素，并提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)策略。在方法框架與關(guān)鍵性因子的設(shè)計(jì)策略指導(dǎo)下，對(duì)內(nèi)蒙古非物質(zhì)文化遺產(chǎn)——達(dá)斡爾曲棍球開展虛擬現(xiàn)實(shí)游戲設(shè)計(jì)與開發(fā)，驗(yàn)證了方法的可行性。虛擬現(xiàn)實(shí)游戲?yàn)榉沁z數(shù)字化帶來了沉浸感、想象性和交互性體驗(yàn)，是非遺數(shù)字化創(chuàng)新的重要路徑之一。

虛擬現(xiàn)實(shí)；游戲設(shè)計(jì)；非物質(zhì)文化遺產(chǎn)；數(shù)字創(chuàng)新

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR），是計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生的三維虛擬世界，可以對(duì)視覺、聽覺等感官進(jìn)行模擬，用戶仿佛身臨其境，能夠及時(shí)、無限制地去視察三維空間內(nèi)的事物[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)具有沉浸感、交互性和想象性等特點(diǎn)。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)主要應(yīng)用于文化展覽、游戲娛樂、生活服務(wù)等領(lǐng)域。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在文化領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著技術(shù)、設(shè)備與市場(chǎng)的日益成熟，虛擬現(xiàn)實(shí)成為了文化傳播的新媒介。特別是在以語音交互、眼動(dòng)交互、體感交互為代表的自然交互技術(shù)的支持下，虛擬現(xiàn)實(shí)能夠提供富有沉浸感（Immersion）、想象性（Imagination）和交互性（Interaction）的文化展示，使文化傳播不再是文化到用戶的單向輸出，而是通過文化和用戶之間的雙向互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信息的雙向流轉(zhuǎn)，加深用戶對(duì)文化的了解與體驗(yàn)，使傳統(tǒng)的文化信息更加立體生動(dòng)，從而推動(dòng)文化產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新，激發(fā)消費(fèi)者的新需求，使文化產(chǎn)業(yè)煥發(fā)出新的活力與生機(jī)[2]。

虛擬現(xiàn)實(shí)展覽館是虛擬現(xiàn)實(shí)在文化方面的主要應(yīng)用之一。虛擬現(xiàn)實(shí)展覽館將文化在虛擬環(huán)境中再現(xiàn)，通過圖片、音頻、文字、模型等方式，全方位展示文化內(nèi)核，并支持用戶多角度的觀察。例如，國(guó)家圖書館主辦了VR賀新春數(shù)字文化虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)活動(dòng)，使用者可以在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中體驗(yàn)燈籠、鞭炮、餃子、春聯(lián)等春節(jié)元素，在感受新春氛圍的同時(shí)弘揚(yáng)了中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)館相較于VR展覽館，融入了交互屬性，使文化體驗(yàn)過程更富趣味性。用戶不僅可以觀察到文化載體，并且可以與之互動(dòng)。例如，故宮博物院推出的“V故宮·倦勤齋”，見圖1。用戶不僅可以近距離觀察文物考古現(xiàn)場(chǎng)、回顧紫禁城如何建造，而且可以體驗(yàn)到如何修復(fù)“文物”。不足之處在于僅能通過電腦和VR設(shè)備進(jìn)行操作，移動(dòng)端僅提供虛擬看展功能。然而，這依然改變了人們對(duì)故宮一貫的嚴(yán)肅印象，從而更愿意去了解故宮文化。

圖1 虛擬現(xiàn)實(shí)博物館展示

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要應(yīng)用于文化展示方面，在打造具有真實(shí)感的文化三維空間虛擬展示的同時(shí)，帶來沉浸的文化體驗(yàn)。然而，3I特征中的交互性（Interaction）卻尚未被重視與利用。

非物質(zhì)文化遺產(chǎn)包含各種實(shí)踐、表演、表現(xiàn)形式、知識(shí)體系和技能及其有關(guān)的工具、實(shí)物、工藝品和文化場(chǎng)所，是以人為本的活態(tài)文化遺產(chǎn)，強(qiáng)調(diào)以人為核心的技藝、經(jīng)驗(yàn)、精神，重點(diǎn)在于非物質(zhì)的屬性——不依賴于物質(zhì)形態(tài)而存在的品質(zhì)。因此，本文提出通過虛擬現(xiàn)實(shí)游戲這一載體，將虛擬現(xiàn)實(shí)文化數(shù)字化保護(hù)融入交互性因素，增強(qiáng)人與非遺的雙向互動(dòng)，加強(qiáng)人們對(duì)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的體驗(yàn)與認(rèn)識(shí)。

2 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的非遺游戲設(shè)計(jì)流程與方法

本文以非遺數(shù)字化創(chuàng)新保護(hù)與傳承為目標(biāo)，以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為技術(shù)手段，以非遺文化為主要呈現(xiàn)主體與內(nèi)容，將非遺的制作方式、生產(chǎn)方式與使用方式作為用戶與游戲之間的交互路徑，將人的五感（視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺）作為交互通道，開展基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的非遺游戲設(shè)計(jì)方法探索。

根據(jù)Jesse Schell的游戲元素四分法，提取游戲的機(jī)制元素、故事元素、美學(xué)元素與技術(shù)元素作為游戲設(shè)計(jì)的主要要素，依據(jù)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)這一設(shè)計(jì)對(duì)象的特殊屬性與虛擬現(xiàn)實(shí)這一獨(dú)特的技術(shù)載體，結(jié)合用戶體驗(yàn)要素層級(jí)模型，重新組織游戲設(shè)計(jì)各要素，形成適用于非遺VR游戲的設(shè)計(jì)框架，見圖2。

2.1 前期調(diào)研

通過實(shí)地考察、深度訪談與桌面研究等調(diào)研方法，了解非遺所處的環(huán)境、與自然界的相互關(guān)系與演變過程，對(duì)非遺相關(guān)的人、事、物，以及生產(chǎn)與使用方式進(jìn)行考察研究，為游戲內(nèi)容與交互要素設(shè)計(jì)提供素材和思路。

2.2 明確游戲定位

在對(duì)非遺形成深刻認(rèn)知的基礎(chǔ)上，通過頭腦風(fēng)暴等發(fā)散思維設(shè)計(jì)方法，探索設(shè)計(jì)可用視角。針對(duì)非遺的屬性，可供選用的設(shè)計(jì)視角包括以下方面：從非遺創(chuàng)作的視角看待非遺生產(chǎn)制造的過程，從非遺演變時(shí)間線看待非遺發(fā)展歷程，從非遺傳承人的視角體會(huì)非遺的堅(jiān)守，以及從非遺產(chǎn)品的視角品味非遺之美等。在此基礎(chǔ)上，通過競(jìng)品分析收集對(duì)應(yīng)游戲主題的實(shí)現(xiàn)路徑與對(duì)策。后續(xù)設(shè)計(jì)過程緊密圍繞主題展開，并通過盡可能多的手段強(qiáng)化主題。

圖2 面向非遺數(shù)字化保護(hù)的非遺VR游戲設(shè)計(jì)框架

在游戲類型探索方面，將主題與現(xiàn)有游戲模型中的因子兩兩組合，搭配得到不同的游戲定位。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)游戲模型的探索研究中，較具代表性的是Cailois的游戲模式模型、Malone的游戲動(dòng)機(jī)模型和Lazzaro提出的4種娛樂核心模型。Cailois等[3]將游戲模式分為挑戰(zhàn)類、沖突類、機(jī)會(huì)類、隨機(jī)類、角色扮演類和本能反應(yīng)類；Malone[4]將游戲模式分為挑戰(zhàn)類、虛幻類和好奇類；Lazzaro[5]的研究聚焦在用戶之間以及用戶與游戲之間關(guān)系的發(fā)展與改善方面，并提出了簡(jiǎn)單娛樂、困難娛樂、嚴(yán)肅娛樂和大眾娛樂4個(gè)層次的娛樂核心。

面向非遺的VR游戲設(shè)計(jì)，應(yīng)在充分考慮VR技術(shù)的沉浸感、交互性和想象性三大特性的基礎(chǔ)上，重視游戲的趣味性互動(dòng)體驗(yàn)和沉浸式知識(shí)展示，以角色模擬、任務(wù)與目標(biāo)達(dá)成、互動(dòng)體驗(yàn)為主要方向設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)性游戲，以知識(shí)展示和沉浸式場(chǎng)景打造為主要方向設(shè)計(jì)嚴(yán)肅性游戲。

2.3 設(shè)計(jì)游戲內(nèi)容與游玩機(jī)制

在確定游戲主題與類型后，即可投入創(chuàng)作主要故事與事件、構(gòu)思主要場(chǎng)景、明確事件展開順序及其他與內(nèi)容設(shè)計(jì)有關(guān)的工作。在游玩機(jī)制方面涉及用戶—游戲、用戶—游戲—用戶2類關(guān)系設(shè)計(jì)。

2.3.1 用戶—游戲的關(guān)系

從交互方面來看，用戶與游戲之間的信息流是雙向互通的。游戲的界面、音效、音樂和支持的操作方式，通過用戶的視覺通道、聽覺通道、觸覺通道等感知通道，輸出信息給用戶。用戶繼而通過眼動(dòng)交互中的注視、眼跳等眼部活動(dòng)以及語音交互和體感交互，傳達(dá)交互需求與交互信息，在自然交互技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的輸入控制。用戶與游戲之間的雙向關(guān)系呈現(xiàn)出多通道、多模態(tài)融合的交互趨勢(shì)。

從內(nèi)容和功能的設(shè)計(jì)方面來看，用戶與游戲的關(guān)系還取決于游戲定位和游戲機(jī)制設(shè)計(jì)，例如通過個(gè)人成就系統(tǒng)中勛章與積分的設(shè)置、多人競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn)機(jī)制和排名等方面的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)游戲的黏性與興趣；通過設(shè)置個(gè)人中心與提供存檔功能，培養(yǎng)用戶對(duì)游戲的信賴感；說服類嚴(yán)肅游戲通過建立用戶與游戲間的親密關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)教育意義。不同游戲機(jī)制的設(shè)立，都在一定程度上建立了某種用戶與游戲的關(guān)系。

2.3.2 用戶—游戲—用戶

用戶—游戲—用戶指介由游戲這一載體所創(chuàng)造的用戶與用戶之間的關(guān)系，簡(jiǎn)稱用戶關(guān)系，包括獨(dú)立關(guān)系（單機(jī)游戲）與多人關(guān)系。多人關(guān)系分為多人協(xié)作關(guān)系與多人競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，通過面對(duì)面、多人聯(lián)網(wǎng)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)等方式連接。其中，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接更適用于移動(dòng)端游戲。

2.4 游戲界面設(shè)計(jì)

基于用戶體驗(yàn)要素框架，由底至頂?shù)亻_展VR游戲的信息架構(gòu)設(shè)計(jì)、三維空間中的界面設(shè)計(jì)、交互流程設(shè)計(jì)和視覺表現(xiàn)設(shè)計(jì)。對(duì)于VR界面設(shè)計(jì)，首先需進(jìn)行UV布局設(shè)計(jì)，創(chuàng)造并組合一些基本貼圖、圖片和文本，類似于信息架構(gòu)設(shè)計(jì)、導(dǎo)航設(shè)計(jì)；隨后在3D軟件中建模并制作動(dòng)畫，將模型和動(dòng)畫連接在一起，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵界面的設(shè)計(jì)；在游戲引擎內(nèi)建立邏輯流程圖（即交互流程設(shè)計(jì)），最后經(jīng)過可用性測(cè)試完成設(shè)計(jì)版本的迭代。

雖然虛擬現(xiàn)實(shí)界面設(shè)計(jì)可依據(jù)二維界面設(shè)計(jì)流程進(jìn)行開展，但虛擬現(xiàn)實(shí)界面處于三維空間中，包含深度信息，在界面設(shè)計(jì)過程中需要額外關(guān)注以下幾個(gè)方面：

1）注意深度信息的表征?；诰嚯x著色器或菲尼爾效應(yīng)，表現(xiàn)場(chǎng)景深度特征，使界面區(qū)別于二維平面，三維立體感更真實(shí)，同時(shí)便于用戶定位。

2）在三維空間中布局界面。在導(dǎo)航設(shè)計(jì)、菜單設(shè)計(jì)及控件布局等方面需打破二維平面設(shè)計(jì)的固有思維，將深度信息納入考量，使界面得到充分的利用，為用戶簡(jiǎn)單、高效操作提供支持。

3）謹(jǐn)防用戶迷失。VR游戲中用戶身處三維數(shù)字空間，更易迷失方向，同時(shí)VR設(shè)備易使用戶產(chǎn)生眩暈感，因此，應(yīng)增強(qiáng)界面設(shè)計(jì)對(duì)用戶當(dāng)前所處位置的定位信息提示和下一步需前往位置的引導(dǎo)，甚至預(yù)判用戶的意圖和行為，以保證重要信息的展示和交互始終處于視角中心。

4）加強(qiáng)除視覺通道外，其他通道信息的設(shè)計(jì)。雖然人對(duì)外部信息的感知80%以上來自于視覺通道，但為了營(yíng)造虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的真實(shí)感和沉浸感，以聲音、音效為代表的聽覺通道設(shè)計(jì)，以手柄震動(dòng)或用戶動(dòng)作設(shè)計(jì)為代表的觸覺/體感通道設(shè)計(jì)都尤為重要。同時(shí)，研究表明，語音交互應(yīng)該是人與虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備交互的主要方式之一。VR游戲的界面設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)信息多維度呈現(xiàn)和交互多通道保障。

3 關(guān)鍵VR游戲設(shè)計(jì)因子探索

本文采用基于評(píng)估的設(shè)計(jì)方法探索影響虛擬現(xiàn)實(shí)游戲體驗(yàn)的關(guān)鍵性因子?；谠u(píng)估的設(shè)計(jì)方法是指對(duì)已有版本或原型開展評(píng)估，以提出改良或創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)方法[6]。評(píng)估手段包括主觀評(píng)述、行為學(xué)指標(biāo)評(píng)估（效率、完成率、出錯(cuò)率、眼動(dòng)等）以及生理測(cè)量（心電、肌電、腦電等）。基于評(píng)估的設(shè)計(jì)方法已廣泛應(yīng)用于手機(jī)端和PC端的游戲設(shè)計(jì)中。例如，陳陽曲[7]對(duì)手機(jī)游戲界面的評(píng)估中，指出了要盡可能將游戲內(nèi)容清楚地展現(xiàn)在界面中。葉翰堯[8]針對(duì)移動(dòng)端集換式卡牌游戲提出了5個(gè)指標(biāo)——易學(xué)性、易用性、可控性、易知性和情感化，認(rèn)為對(duì)該類型的游戲來說最重要的是情感化的表達(dá)，需要玩家沉溺其中。

對(duì)移動(dòng)設(shè)備的便攜程度而言，游戲需要更長(zhǎng)的用戶留存度，這意味著需要長(zhǎng)期調(diào)動(dòng)用戶的情感共鳴，以獲取更多的關(guān)注。與PC端的游戲不同，虛擬現(xiàn)實(shí)更看重體驗(yàn)的流暢程度與短時(shí)間內(nèi)獲得的情感。然而，目前對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)游戲評(píng)估的研究寥寥無幾，因此，開展虛擬現(xiàn)實(shí)游戲評(píng)估并提出虛擬現(xiàn)實(shí)游戲設(shè)計(jì)的建議、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范是很有必要的。

3.1 指標(biāo)選取

本文從游戲設(shè)計(jì)與虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用設(shè)計(jì)2個(gè)維度，提取出虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的設(shè)計(jì)維度與設(shè)計(jì)指標(biāo)。

在游戲設(shè)計(jì)方面，選取國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域有代表性的學(xué)術(shù)成果并提取指標(biāo)。例如，葉展等[9]把游戲性定義劃分為可用性層、游戲?qū)?、類型層和情感?個(gè)層次，提出了游戲設(shè)計(jì)的多維模型；由芳等[10]從學(xué)習(xí)性、可記憶性、容錯(cuò)性、沉浸性、耐玩性、畫面、音樂、故事、操作、難度、平衡性、研究、收集、挑戰(zhàn)、競(jìng)爭(zhēng)、滿足感、成就感等方面定義了游戲性要素；陶宇[11]提出將界面美觀度、可操作性、易學(xué)性、認(rèn)知效率、容錯(cuò)性、復(fù)雜度等作為游戲界面的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

Garneau[12]提出了游戲性的10種要素，分別是美、置入感、解決問題、競(jìng)爭(zhēng)、社交、喜劇、刺激、運(yùn)動(dòng)、愛和創(chuàng)造。

在虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用設(shè)計(jì)方面，較具代表性的成果有Barrett等[13]開發(fā)的虛擬電器維修工程桌面系統(tǒng)，將真實(shí)感、有用性、操作效率、主觀滿意度作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)評(píng)估的維度；劉鵬等[14]針對(duì)航天員虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練系統(tǒng)的可用性評(píng)估，提出了易學(xué)性、易用性、交互性、學(xué)習(xí)有效性、舒適性、滿意度、臨場(chǎng)感、副作用和任務(wù)績(jī)效等指標(biāo)；李丹丹[15]提出了將美感、沉浸性、探索和收集、挑戰(zhàn)作為虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的可用性指標(biāo)。

綜上所述，在文獻(xiàn)調(diào)研國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)游戲與虛擬現(xiàn)實(shí)評(píng)估指標(biāo)綜合考量的基礎(chǔ)上，剔除重復(fù)語義的指標(biāo)，將部分指標(biāo)在保持原有意思的情況下，改為釋義更清晰的名稱，例如，將“美”改為“畫面效果”。最終提取11個(gè)常見指標(biāo)，作為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)的變量，指標(biāo)出處見圖3，指標(biāo)釋義見表1。

圖3 虛擬現(xiàn)實(shí)游戲設(shè)計(jì)指標(biāo)提取

表1 指標(biāo)釋義

Tab.1 Gameplay indicators for virtual reality games

3.2 實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)中用到的所有VR游戲素材取自STEAM、Vive port 2個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)游戲平臺(tái)，選取游戲主題與本文研究方向契合且日活量和下載量排名靠前的14款VR游戲，依據(jù)游戲類型與游玩方式的相似性對(duì)所選游戲進(jìn)行聚類，最終得到憤怒的小鳥、海底大冒險(xiǎn)和壁球空間3款游戲。在被試選取方面，需要被試具有一定的VR游戲經(jīng)驗(yàn)，能夠熟練操作VR設(shè)備，最終在設(shè)計(jì)類本科生中選出符合條件的11位被試。每位被試通過HTC Vive設(shè)備體驗(yàn)3款游戲，游戲順序隨機(jī)且游戲之間有充足的休息時(shí)間，每體驗(yàn)一個(gè)游戲后需完成半結(jié)構(gòu)化問卷。每位被試完成全部實(shí)驗(yàn)的時(shí)間約為1 h，11位被試參與的實(shí)驗(yàn)共歷時(shí)2周，收回問卷33份。依據(jù)已經(jīng)驗(yàn)證的量表進(jìn)行問卷設(shè)計(jì)，答案采用李克特五點(diǎn)形式，1分代表非常不重要、5分代表非常重要。實(shí)驗(yàn)采用IBM SPSS 24.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過因子分析法從眾多可觀測(cè)變量中抽取少數(shù)幾個(gè)潛在的公共因子，并使這些因子最大程度概括和解釋原有的觀測(cè)變量，從而解釋原有事物的本質(zhì)。實(shí)驗(yàn)過程見圖4，評(píng)估流程見圖5。

3.3 因子分析

通過Alpha信度檢驗(yàn)、KMO取樣適合度檢驗(yàn)以及巴特利特球形檢驗(yàn)可知，數(shù)據(jù)適合進(jìn)行因子分析。根據(jù)碎石圖拐點(diǎn)情況，分別嘗試提取2、3、4個(gè)因子進(jìn)行分析，最終提取4個(gè)因子，累計(jì)解釋方差為78.2%。通過主成分分析法得到旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣，見表2。對(duì)11個(gè)指標(biāo)進(jìn)行歸類，并對(duì)因子命名，得到虛擬現(xiàn)實(shí)游戲設(shè)計(jì)4個(gè)關(guān)鍵因子分別為真實(shí)性、游戲性、可用性和情感。

圖4 實(shí)驗(yàn)過程中被試體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)游戲

1）真實(shí)性因子。真實(shí)性因子指虛擬現(xiàn)實(shí)游戲應(yīng)具備真實(shí)展示與自然互動(dòng)的特點(diǎn)，具體包括操作自然性、展示真實(shí)性與設(shè)計(jì)質(zhì)感指標(biāo)。用戶在使用虛擬現(xiàn)實(shí)游戲系統(tǒng)時(shí)傾向于游戲帶來的真實(shí)、舒適的感覺，合適的背景音樂、音效與畫面質(zhì)感能使整個(gè)游戲體驗(yàn)更為真實(shí)、自然和順暢。與此同時(shí)，相較于手機(jī)和PC，用戶更要求將虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備作為肢體延伸，對(duì)整個(gè)交互過程的自然程度有更高的期待。

圖5 實(shí)驗(yàn)流程

表2 旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣

Tab.2 Component matrix after rotation

2）游戲性因子。游戲性因子具體指虛擬現(xiàn)實(shí)游戲應(yīng)具備設(shè)計(jì)風(fēng)格與主題一致性、游戲目標(biāo)明晰與可記憶性。良好的一致性和清晰的游戲目標(biāo)可以避免用戶在沉重的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備下感到迷茫與煩躁，減輕用戶在虛擬環(huán)境中的不適感。據(jù)調(diào)查，通常用戶使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的時(shí)間不會(huì)超過1 h，用戶往往不在乎某些細(xì)節(jié)，只要整體游戲目標(biāo)明確就不會(huì)引起用戶過多的反感。可記憶性能夠減輕用戶在三維世界中瀏覽與操作過程中的混亂，完善游戲體驗(yàn)。

3）可用性因子。傳統(tǒng)的行為學(xué)意義上的可用性包含完成率、效率、出錯(cuò)率等指標(biāo)。在實(shí)施因子分析法后，將容錯(cuò)性、易學(xué)性和難度聚合到可用性因子。在容錯(cuò)性方面，由于用戶對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)操作相對(duì)陌生，需要一定的新手引導(dǎo)、錯(cuò)誤干預(yù)機(jī)制，更要提供錯(cuò)誤發(fā)生后的補(bǔ)救措施，例如對(duì)于容易造成錯(cuò)誤操作或操作結(jié)果無法補(bǔ)救的操作，需提供彈窗警告設(shè)計(jì)。同時(shí)游戲應(yīng)簡(jiǎn)單易學(xué)，在最短的時(shí)間內(nèi)以簡(jiǎn)單明了的形式幫助用戶掌握游戲的基本操作，過長(zhǎng)的學(xué)習(xí)過程也會(huì)導(dǎo)致用戶產(chǎn)生厭煩心理。同時(shí)游戲的內(nèi)容難度設(shè)置應(yīng)與主要用戶群體的技能相匹配，以引發(fā)游戲過程中的心流反應(yīng)。

4）情感因子。情感因子包括游戲的挑戰(zhàn)性與用戶在游戲過程中獲得的成就感。與需要長(zhǎng)時(shí)間和不斷挑戰(zhàn)嘗試的PC游戲、手機(jī)游戲不同，虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的游戲體驗(yàn)獲得更快，單純?cè)O(shè)置過高的挑戰(zhàn)難度不但不能激起用戶的好勝心，反而會(huì)適得其反。對(duì)于成就感設(shè)計(jì)，可以通過在游戲中設(shè)定正面激勵(lì)玩家的獎(jiǎng)勵(lì)、等級(jí)、勛章或劇情來實(shí)現(xiàn)，例如，通過收集物品獲得成就。挑戰(zhàn)性設(shè)計(jì)需要合理匹配游戲難度與玩家能力，同時(shí)，提供玩家游戲過程記錄與進(jìn)度機(jī)制設(shè)計(jì)。

在真實(shí)性、游戲性、可用性與情感4個(gè)維度中，用戶最關(guān)心的是真實(shí)性和游戲性的表達(dá)，所占權(quán)重分別為28.579%、26.520%，與虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)屬性及游戲載體的特征吻合，說明在虛擬現(xiàn)實(shí)游戲中用戶能否有身臨其境的沉浸感和自然流暢的交互性是虛擬現(xiàn)實(shí)游戲設(shè)計(jì)的重中之重。在保證上述真實(shí)性與游戲性的前提下，適當(dāng)?shù)靥岣呖捎眯圆⑼ㄟ^一定的設(shè)計(jì)手段從挑戰(zhàn)性與成就感設(shè)計(jì)方面來滿足用戶的情感需求。

4 設(shè)計(jì)實(shí)踐

為驗(yàn)證上述虛擬現(xiàn)實(shí)游戲設(shè)計(jì)方法框架與設(shè)計(jì)策略的有效性，本研究以內(nèi)蒙古非遺達(dá)斡爾曲棍球?yàn)樵瓦M(jìn)行基于虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的非遺數(shù)字化創(chuàng)新探索。

4.1 文化背景調(diào)研

達(dá)斡爾族是內(nèi)蒙古地區(qū)的較具代表性的民族之一，不僅有傳承至今的民族節(jié)日如阿涅節(jié)、抹黑節(jié)和千燈節(jié)，傳統(tǒng)體育運(yùn)動(dòng)——達(dá)斡爾曲棍球更是達(dá)斡爾族人引以為傲的體育運(yùn)動(dòng)，也是內(nèi)蒙古非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一。這項(xiàng)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)受場(chǎng)景和環(huán)境的限制，面臨著傳承和傳播的問題[15]。同時(shí)，關(guān)注度低、普及率低、訓(xùn)練體系不完善、資金不足、參與人數(shù)少、保護(hù)意識(shí)較低、對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)要求較高等問題也造成了達(dá)斡爾曲棍球的傳承困難。

4.2 游戲定位

游戲?qū)⑦_(dá)斡爾族傳統(tǒng)節(jié)日與達(dá)斡爾族傳統(tǒng)曲棍球相結(jié)合，通過與虛擬環(huán)境的交互，為人們提供了一種新的體驗(yàn)方式，從而使其進(jìn)一步了解達(dá)斡爾族曲棍球與達(dá)斡爾民族節(jié)日。在這一視角下，游戲場(chǎng)景設(shè)定在架空的達(dá)斡爾村落，用戶以第一人稱視角進(jìn)行游戲，使用手柄操作，無需移動(dòng)。為了增強(qiáng)游戲沉浸感與吸引力，游戲類型設(shè)定為體驗(yàn)類與挑戰(zhàn)類2類，2種類型分別對(duì)應(yīng)2種游玩模式：模式一設(shè)計(jì)為劇情推進(jìn)模式，是游戲的主線，目標(biāo)是有意識(shí)地引導(dǎo)用戶進(jìn)行豐富多樣的沉浸體驗(yàn)；為了增加游戲的挑戰(zhàn)性與吸引力，模式二設(shè)計(jì)為在具體游戲場(chǎng)景中進(jìn)行小游戲。

4.3 內(nèi)容與游戲機(jī)制設(shè)計(jì)

根據(jù)達(dá)斡爾民族的風(fēng)俗，游戲提供3個(gè)主要場(chǎng)景——阿涅節(jié)、抹黑節(jié)、千燈節(jié)，并基于節(jié)日風(fēng)俗，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。在“阿涅節(jié)”里，玩家可以在傳統(tǒng)節(jié)日中體驗(yàn)到打掃庭院、粘貼年畫、將肉食/飯菜/糕點(diǎn)扔進(jìn)火堆以祈求新的一年五谷豐收、制作達(dá)斡爾曲棍球中的木球及打曲棍球。其中，后兩者屬于模式二，用戶來到一個(gè)看似無盡的跑道，將道路上的食物、糕點(diǎn)等投入前方的火堆或?qū)⑶髑虼蛉肭胺降那蜷T，以積累一定分?jǐn)?shù)過關(guān)?！澳ê诠?jié)”在以前是為了保護(hù)人們不被鬼怪發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)離戰(zhàn)亂，保佑家人平安，游戲設(shè)計(jì)為玩家體驗(yàn)取黑灰，并挑戰(zhàn)抹在孩童的額頭。在“千燈節(jié)”中，玩家將會(huì)看到各式的燈并幫助村民點(diǎn)亮，在寺廟進(jìn)行禱告，之后進(jìn)行火球的制作體驗(yàn)。點(diǎn)燈和打火球?yàn)槟Ｊ蕉?，點(diǎn)燈需要玩家點(diǎn)亮寺廟路上的各式燈，打火球指需要防守其他游戲AI打過來的球，場(chǎng)景時(shí)間設(shè)定在夜晚。

在真實(shí)性因子考量方面，將游戲畫面分為功能區(qū)和操作區(qū)，場(chǎng)景盡可能還原達(dá)斡爾民族生活場(chǎng)景，在配樂方面使用達(dá)斡爾族特色音樂或特色樂器的聲音作為背景音樂與音效。在游戲性因子方面，設(shè)計(jì)保持與主題和定位的一致性，畫面設(shè)計(jì)了獨(dú)特的手繪UI畫面，增加了游戲指南功能，用戶根據(jù)指南完成相應(yīng)的游戲內(nèi)容，減少復(fù)雜操作。在可用性方面，設(shè)計(jì)了誤操作彈窗警告，增加了劇情的新手引導(dǎo)，并支持再次查看，模式二設(shè)置了相當(dāng)數(shù)量的關(guān)卡，支持難度選擇。在情感方面，設(shè)計(jì)了收集系統(tǒng)和成就系統(tǒng)，激勵(lì)玩家進(jìn)行游戲，同時(shí)支持游戲存檔，玩家可以不斷挑戰(zhàn)自己。

4.4 游戲信息架構(gòu)及交互流程設(shè)計(jì)

信息架構(gòu)是用戶在數(shù)字產(chǎn)品中漫游的導(dǎo)航，本游戲信息架構(gòu)設(shè)計(jì)采用扁平化層級(jí)，具體分為三級(jí)，依次是首頁、列表頁與詳情頁，見圖6。界面是用戶與各項(xiàng)功能之間進(jìn)行聯(lián)系和溝通的媒介，界面原型與交互流程，見圖7。

4.5 視覺設(shè)計(jì)

界面整體視覺風(fēng)格采用LowPoly風(fēng)格，游戲通過3Dsmax與Unity3D的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，游戲代表頁面截圖（導(dǎo)航關(guān)卡選擇頁面及新手引導(dǎo)頁面），見圖8。圖9展示了劇情模式下“阿涅節(jié)”劇情中火堆投擲游戲及投擲成功的交互動(dòng)效。

圖6 信息架構(gòu)

圖7 主要界面交互流程圖

圖8 典型界面設(shè)計(jì)

圖9 投擲頁面與投擲成功頁面

5 結(jié)語

數(shù)字技術(shù)賦能非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳承是當(dāng)下研究熱點(diǎn)之一。非物質(zhì)文化遺產(chǎn)作為一種活態(tài)文化，具有不依賴物質(zhì)形態(tài)而存在的屬性，強(qiáng)調(diào)以人為核心的技藝、經(jīng)驗(yàn)、精神的價(jià)值。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合了新型人機(jī)顯示和交互技術(shù)，具有沉浸感、交互性和構(gòu)想性三大特點(diǎn)，是打造非遺沉浸式展示與交互體驗(yàn)較為合適的技術(shù)之一，為非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)與傳承提供了較好的技術(shù)支持。因此，本文以虛擬現(xiàn)實(shí)游戲作為非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化創(chuàng)新的突破點(diǎn)，從前期調(diào)研、游戲定位、內(nèi)容與機(jī)制設(shè)計(jì)和界面設(shè)計(jì)等方面探索游戲設(shè)計(jì)方法框架，提出包括真實(shí)性、游戲性、可用性和情感在內(nèi)的影響虛擬現(xiàn)實(shí)游戲用戶體驗(yàn)的4個(gè)關(guān)鍵性設(shè)計(jì)因子，并給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)策略。隨著人機(jī)顯示與交互技術(shù)日益成熟和相關(guān)領(lǐng)域設(shè)計(jì)流程、方法與標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善，虛擬現(xiàn)實(shí)游戲與非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承的融合會(huì)愈加深入。

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Digital Innovation of Intangible Cultural Heritage Based on Virtual Reality Technology

MIAO Xiu1,2, HOU WEN-jun1, XU YA-nan2

(1.Beijing University of Posts and Telecommunications, School of Automation, Beijing 100083, China; 2.Inner Mongolia University of Science and Technology, School of Art and Design, Inner Mongolia Baotou 014010, China)

This paper aims to explore the method framework and key design factors of the application of virtual reality technology in the digital protection and inheritance of intangible cultural heritage, so as to facilitate the digital innovation of intangible cultural heritage. By combining the living characteristic of intangible cultural heritage, independence of material culture, with the immersive, imaginative and interactive characteristics of virtual reality technology, a digital innovation path for the dissemination of skills, experience and spiritual values centered on intangible cultural heritage was proposed with virtual reality games as the carrier. Depending on the quartet of game elements method, the design process and method framework were explored on the basis of the existing game design models and the user experience element model. Furthermore, the experiment was carried out through the evaluation method, and the key factors on the virtual reality game experience were extracted by factor analysis. From such four aspects as early cultural survey, intangible cultural heritage game positioning, content and mechanism design, and interface design, the design process and method framework of intangible cultural heritage virtual reality game were constructed therefrom. Such factors on the user experience of virtual reality games as authenticity, playability, usability and emotion were summarized with corresponding design strategies. Under the guidance of the design strategies, i.e. method framework and key factors, the virtual reality game design and development of Daur hockey, an intangible cultural heritage of Inner Mongolia, was carried out, and the feasibility of the method was verified hence. Virtual reality games bring immersion, imagination and interactive experience to the digitization of intangible cultural heritage, which is one of the important paths to protection and inheritance of intangible cultural heritage.

virtual reality; game design; intangible cultural heritage; digital innovation

TB472

A

1001-3563(2022)16-0303-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.16.035

2022–03–26

2021年度內(nèi)蒙古自治區(qū)哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究專項(xiàng)項(xiàng)目（ZSZX21098）

苗秀（1989—），女，博士生，主要研究方向?yàn)槿藱C(jī)交互與體驗(yàn)設(shè)計(jì)。

侯文軍（1963—），女，博士，教授，主要研究方向?yàn)槿藱C(jī)交互。

責(zé)任編輯：馬夢(mèng)遙