虚拟与存在——VR/AR与传统数字平台交互界面比较研究

童元园

（中国美术学院，杭州 310002）

我们从始于20世纪90年代的网页设计发展“黄金十年”中走来，亲历了2012至2013年间的移动互联网井喷，随之迎来被称为“VR元年”的2016…… 时至今日，因技术发展而导致的用户环境的转变，使得人与数字设备的关系扩展至与多元设备的互联。从纸带打孔到鼠标和图形界面的发明，多点触控技术的问世，再到当下虚拟现实（VR）和增强现实（AR）穿戴设备的应用，每一次的技术升级都为交互设计注入了新的维度，用户在新维度环境中的操作体验也随之发生更迭。

如果说数字平台中界面与交互设计的理论基础同根同源，那么当它们与新平台邂逅之时是否需要进化得与之更加和谐呢？文章认为，VR/AR平台的交互界面因其构筑的沉浸式虚拟空间和增强现实空间环境的特殊性，与以PC和移动端等二维物理屏显为代表的传统数字界面势必存在某些不同的行为互动模式和反馈机制，绝非传统平台的设计规范和经验可生搬硬套。文章正是希望通过对此方向的比较研究梳理传统数字界面和VR/AR平台交互界面的差异，继而探索后者在设计时沿用或是创新的维度与潜力。

一、VR/AR平台与传统数字平台交互界面比较

（一）操作输入与输出设备的差异

相较于以鼠标和触摸操作为信息输入方式的PC端和移动端等传统数字平台，VR/AR中出现了更多新类型的操作输入方式，如定时锚点，触摸板按键，蓝牙手柄控制，空间定位与追踪，动作捕捉，手势控制，语音控制以及眼动捕捉等。输出设备前者更多是二维数字屏幕，后者则更多为可穿戴VR头显和AR眼镜。

（二）视角与空间感知的差异

传统数字平台大多基于二维屏幕，当用户在二维风格的视觉界面中进行操作时也许感觉并不明显，但当其模拟三维空间的内容呈现时，在物理层面上会产生一定程度的失真，双眼能察觉事物深度的能力在二维屏幕中受到了限制。VR/AR平台显示原理虽也是基于透镜播放图像，但当头显的视场角达到120度，物理屏幕的存在感就会被弱化，取而代之的是强烈的沉浸体验，使得用户在三维空间的信息环绕中拥有了真实的“存在感”。这存在感正是此类新兴数字平台与传统数字平台之间最大的不同之处。前者集视觉、听觉、触觉、力觉乃至嗅觉等感知所构建起的体验有时可超越空间维度之上，能够让用户打破生理限制，畅游于微观世界或浩渺寰宇，乃至在时间的维度之上穿梭旅行，且拥有多种既真实又虚幻的空间视角，包括第一人称视角，第三人称视角，和全知视角。

例如在Lysander Ashton和59 Productions团队的VR新作《HERE》中，观众以第三人称视角静坐在虚拟三维空间之中观看人们生活中的微小而平凡的时刻，甚至于在这些琐碎片段被串联起来更替出现时，开启全知视角，震撼于眼前展开的基于人类生存概念的史诗性时空穿梭画面。（图1）

>图1 VR作品《here》中的第三人称和上帝视角体验

（三）使用情境和操作时间的差异

就现状来看，传统数字平台中的移动端设备因其便携小巧的特性，很容易与碎片化时间结合，而被应用在更多复杂的户外环境中，例如地铁公交、街道商场之中。而VR/AR设备因其穿戴的特殊性在便捷度上还存在拓展的空间，因此需要用户在相对固定的空间和稳定的时间内进行专注的操作。另外AR可穿戴设备虽然可以基于物理位置定位的改变在更广阔的空间中进行体验，但也因为其便携程度尚未达到社会普及的条件而仅服务于少数核心人群。

相信随着技术和VR/AR穿戴设备外观的更新迭代，新兴数字平台亦会在用户时间碎片的利用消遣上体现出更大的优势。

（四）界面交互模式上的差异

传统的数字平台更多通过系统式和静态手势控制的方式与用户发生互动。此处的系统式界面交互模式指基于二维屏幕属性所设计的全局式导航结构，通过鼠标或指尖点击等方式在各个内容板块间进行切换与浏览。

而VR/AR等新兴数字平台在界面交互模式上更多关注的是界面与空间的关系，继而是界面与功能的关系，主要可分为场景式、系统式与手持式三类。场景式交互模式是指把界面操作信息嵌入虚拟或真实空间场景中的设计模式，也可以称之为流程交互模式。系统式界面交互模式是指悬浮于三维空间视角前的的全局式界面设计，这类界面交互模式的设计经验很大一部分来自传统数字平台。手持式界面交互模式是指界面主要围绕用户双手周遭，附着在手柄上的界面设计。特别要指出的是AR的交互模式中需要真实场景和系统的协同配合，基于物理环境和移动定位服务，这时的场景式交互模式是实时的。（图2）

>图2 VR AR界面中的系统式，手持式和场景式交互模式

（五）交互行为的差异

从脱离鼠标到使用指尖点触，从重力感应到体感识别，从语音到眼动识别，技术的更新带来新的交互方式变化和体验维度的提升。传统数字平台有限的屏幕边界不仅限制了单屏信息的数量，更把用户的交互行为禁锢于窗口、拖动条、菜单栏等组件的点击、拖拽、轻扫甩动等简单机械的交互行为之中。

然VR/AR在一定程度上令用户的双手得以释放，通过手柄按键选择，声音控制选择，三维手势交互，头部运动，凝视选择，角色运动与行为模拟等多元方式与虚拟世界进行信息互换。这些交互行为使用户从界面的局外人变为身临其境的参与者，且与数字内容的对话接近更为自然的姿态。

（六）交互界面操作可视区的差异

VR/AR的可穿戴设备数字平台的可视区主要由眼睛可视角度、脖子转动角度以及物件距离三个因素决定。其中的物件距离是指虚拟环境中眼睛离物件的距离，即三维世界中Z轴的方向，研究表明，交互界面内容视距在2～6米之间比较合理，超出则影响界面信息读取和削弱空间纵深体验。所不同的是，传统数字平台的界面操作可视区主要受到数字屏幕大小、设备应用场景和手指可及范围影响。

（七）交互界面可见性与反馈上的差异

“可见性指设计与真实环境相对应的物理状态，向用户暗示其使用功能或用途。”依知觉心理学家哈迪森和派拉的定义，也称为“功能可供性”。传统数字平台经常通过操作界面的拟物化设计，或以高亮，发光，动效，甚至操作指引等方式帮助用户预测操作行为，降低认知成本和提升体验流畅度。在从传统数字平台向VR/AR乃至更多新兴平台升级的过程中，界面中的可见性设计经验多少被加以沿用。但基于二维屏幕和基于虚拟空间的交互体验引发的差异是不可避免的，用户会在操作中寻找更加符合虚拟三维空间的交互启示。日本设计大师原研哉说过：“技术的更新和变化都是向着接近生命的形态”。在极具同在感的AR/VR环境中对于可见性和反馈设计也会更加接近自然交互的状态。例如，在VR中的运用色彩透视、光源聚焦、声音引导、动画牵引等交互引导思路提示用户操作，而在互动反馈设计时，除却继承传统数字平台中的响应式动画等形式外，手柄牵出的锚点位置的变化也是对用户行为的积极应答，尤其是通过手柄的震动来模拟真实的触觉以呼应人们的真实感受更是VR平台操作的特别所在。

二、VR/AR中的3D界面思维

Penrose Studios创始人兼首席执行官Eugene Chung表示：“自1986年以来，平面媒介屏幕就一成不变。而VR/AR提供了独特的存在感和沉浸感，它是一种全新的艺术形式和独特的语言形式。”所以我们曾经运用于PC端和移动端的设计规范和经验，还有我们认为理所当然的思考范式，是无法全然生搬硬套到VR/AR等新兴数字平台的设计中去的。因为这类平台的虚拟信息，是没有传统数字平台中所谓“触碰”这种说法的，很多时候这些信息都处于用户周遭构建起来的指尖距离之外的虚拟空间中。

因此，在VR/AR这样的基于虚拟或真实空间场域展开的多维度体验设计中，3D用户界面思维（3D UI）的融入当与这一艺术形式的特征更为契合。3D界面是由是美国弗吉尼亚理工大学教授Doug A.Bowman和美国奥兰多中央佛罗里达大学教授Joseph J.LaViola Jr.等专家提出的概念，是新的数字环境（如AR/VR）有别于传统界面设计思路的存在，为提升虚拟或真实的环境体验提供一种更为直观的画面和感受——存在感，使得用户在虚拟显示和增强现实中产生身体的真实代入体验。

然而，3D界面思维并非近期的产物，伴随着20世纪60年代第一台庞大笨重的虚拟头显设备的问世它便悄然孕育在这一领域的土壤之下，在科学技术加速发展和虚拟现实、增强现实设备家用普及程度的催化下破土而出，究其细节原因有五点：

1.3D界面与真实（虚拟）空间能够建立起最直观的联系。

2.3D界面背后的技术和软件日趋成熟。

3.三维空间中的互动需要设计更为复杂的线索、认知和行为规则，简单的沿用适应传统界面设计思维的三维概念并不能很好地解决VR/AR中的空间方案，需要开发基于真实世界交互或其他隐喻的新型3D界面。

4.当下的3D界面设计或简单或缺乏可用性。

5.3D界面设计是未来多项行业发展的必需。

三、结论——虚拟与存在

诸多年前以设备为中心的用户界面操作方式，业已被当下以用户为中心的交互方式所改变。VR/AR等新兴数字平台的交互方式也将朝着更为积极地运用人体特征的方向进化。技术的进步使得原本人们在自然环境中的行为与认知被最大限度地复刻到虚拟环境中去，甚至还拥有了超越自然的控制力，但这种自然或超自然的控制体验绝非传统数字平台的经验所能全盘复制。无论三维的虚拟空间抑或基于真实空间的三维视域都需要更为适合的交互界面与之匹配，让用户在虚拟环境中的存在感显得更为真实和自然流畅。

古有庄子借由“庄周梦蝶”提出了他的诗化哲学精义：“人不可能确切区分真实与虚幻和生死物化的观点。”这一数千年前的浪漫思想和哲学思考在技术飞速演进的今天得以成真，人们正在数字技术构建的万物场域中开启一段既虚幻又真实的“寻梦之旅”。虚拟为何，存在又为何？个中界限终将变得越来越模糊。