陳端端

摘要：文章概述了VR應(yīng)用的界面設(shè)計(jì)要素。VR正向需更為精準(zhǔn)的對內(nèi)容進(jìn)行細(xì)分的發(fā)展方向，傳統(tǒng)數(shù)字媒介的界面設(shè)計(jì)規(guī)范與流程無法直接移植到VR應(yīng)用界面設(shè)計(jì)領(lǐng)域。設(shè)計(jì)者需要對其設(shè)備與交互方式的革新在界面設(shè)計(jì)上所呈現(xiàn)的獨(dú)特與專業(yè)性具有新的認(rèn)識。已有VR相關(guān)的界面設(shè)計(jì)與交互規(guī)范手冊，傳統(tǒng)數(shù)字媒介的界面與交互設(shè)計(jì)師們也在探索VR領(lǐng)域特有的用戶體驗(yàn)規(guī)范。這些規(guī)范正在逐步構(gòu)成VR界面設(shè)計(jì)的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，從中也可看到更為實(shí)用的VR應(yīng)用發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：VR；界面設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)要素；設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1 VR界面設(shè)計(jì)規(guī)范的意義

在PC端網(wǎng)站、手機(jī)端APP、機(jī)頂盒等媒介方面，都已有成熟的界面設(shè)計(jì)規(guī)范與工作流程，這在VR應(yīng)用領(lǐng)域是缺乏的。經(jīng)過幾年的發(fā)展，谷歌等大型公司提出了Cardboard交互規(guī)范一類指導(dǎo)性文件，許多業(yè)界從業(yè)人員也梳理了他們的工作經(jīng)驗(yàn)，研究并制定出相應(yīng)規(guī)范與流程，VR界面設(shè)計(jì)正在由大風(fēng)刮去之后留下的一批實(shí)踐者所堅(jiān)持前進(jìn)的道路上成長與成熟。當(dāng)然界面交互在VR應(yīng)用中并不一定總是存在，用戶處于虛擬環(huán)境中很多交互不通過界面進(jìn)行，甚至有一些VR應(yīng)用提供用戶純粹地被動(dòng)體驗(yàn)而不存在交互。但除了單純感官刺激類的VR應(yīng)用，相對復(fù)雜的程序一定存在分支，需要用戶與之發(fā)生交互行為，這時(shí)的界面設(shè)計(jì)就被提到了議事日程[1]。

2 VR應(yīng)用中的設(shè)計(jì)要素

VR應(yīng)用的設(shè)計(jì)分為“用戶”“環(huán)境”“界面”與“交互”4個(gè)部分，本文所關(guān)注的是其中“界面”設(shè)計(jì)的部分。當(dāng)前的VR設(shè)備分為移動(dòng)端頭顯、PC端頭顯和一體機(jī)頭顯。3種設(shè)備上的VR應(yīng)用都需要具有針對性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。

首先，VR應(yīng)用中的“界面”，是用戶在有探尋環(huán)境、控制流程、調(diào)節(jié)體驗(yàn)、切換場景、設(shè)置功能等需要時(shí)，可以通過它與程序進(jìn)行交互的系列虛擬物體。由此可見，VR應(yīng)用中的界面可能是類似于紙片的平面存在，也可能是幾乎與真實(shí)環(huán)境融為一體的某種物品，比如幾只盒子幾扇門等。

其次，VR應(yīng)用中的“界面”，一定存在交互的功能，用戶需要通過它將應(yīng)用的使用或體驗(yàn)推進(jìn)下去，必須設(shè)計(jì)成不讓用戶付出較高探索成本和操控成本的形式。有工程師認(rèn)為，所有的VR應(yīng)用都可以用“環(huán)境”和“交互界面”復(fù)雜度來進(jìn)行衡量分類，即存在4個(gè)象限，它們分別是環(huán)境的“高度復(fù)雜一無”，以及界面的“高度復(fù)雜一無”。在筆者所舉的偏向第一種象限區(qū)域的例子——即環(huán)境高度復(fù)雜的VRAPP中，是否出現(xiàn)界面與交互是需要慎重考慮的——因?yàn)檫@提高了用戶的探索和學(xué)習(xí)成本，并有可能破壞整個(gè)應(yīng)用的沉浸感與真實(shí)感。而在第2種象限區(qū)域的例子中，界面的設(shè)計(jì)變得格外重要，在幾乎所有的設(shè)計(jì)規(guī)范與流程文檔中，都提到了不當(dāng)設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的惡劣用戶體驗(yàn)導(dǎo)致的糟糕后果[2]。

2.1 界面框架與尺寸

界面的框架，即畫布尺寸是屢被提及的設(shè)計(jì)要點(diǎn)與難點(diǎn)。VR中的界面是立體畫布，一個(gè)合理的畫布尺寸無法通過直觀的預(yù)估來確定，甚至不能在設(shè)計(jì)工具中實(shí)時(shí)監(jiān)測其大小是否合理。工程師們首先建議將VR畫布理解成球面影像的展開圖，即球面投影。全寬投影是360°的水平投影加上180。的縱向投影，以1°對應(yīng)一個(gè)PX來理解，可定義VR畫布尺寸為3 600 PXX1 800 PX。顯然這不是界面所應(yīng)有的尺寸——不能讓用戶上下左右看遍才能瀏覽整個(gè)界面。因此界面的尺寸應(yīng)該在用戶面對的正中間的位置，根據(jù)MikeAlger對舒適可視范圍的早期研究，適合在VR應(yīng)用中成為交互界面畫布的尺寸應(yīng)該大概占立體環(huán)境的1/9，此例中則為1 200 PXX600 PX。VR設(shè)備的參數(shù)之一為PPD （Pixel PerDegree），即1°中含有多少個(gè)PX，一般來說PPD大于等于60，人眼的視覺感受才不會(huì)產(chǎn)生顆粒感，具體界面畫布尺寸需要參考目標(biāo)應(yīng)用設(shè)備的硬件參數(shù)[3]。

2.2 可視角度

用戶使用VR應(yīng)用時(shí)，仿佛站在一塊真實(shí)環(huán)境中，界面是獨(dú)立于他的一塊虛擬物體，用戶需要看清整個(gè)界面時(shí)可能需要轉(zhuǎn)頭，也就是可視角度這一參考數(shù)值。

可視角度在VR設(shè)備中被稱之為視場角（Field ofView，F(xiàn)OV），即人眼所能看到的范圍。視分為水平視場角和垂直視場角。在水平方向上，人眼的靜止視場角為約120°，轉(zhuǎn)動(dòng)眼睛時(shí)的視場角約為200°。在垂直方向上人眼的靜止視場角為55°，其中向上約為25°，向下約為30°，轉(zhuǎn)動(dòng)眼睛時(shí)為120°，其中向上50°、向—F70°（人站立時(shí)的自然視線是往下約10°，坐著時(shí)的自然視線為往下15°～50°。如果有必要，可以斟酌地將使用這一修正量）。水平方向的最佳視場角約為60°，垂直方向的最佳視場角約為30°，在此范圍內(nèi)的界面最容易看清且無需轉(zhuǎn)頭。而如果兩塊具有相關(guān)性質(zhì)的界面被放到了需要用戶頻繁轉(zhuǎn)動(dòng)頭部進(jìn)行觀察位置，使用一段時(shí)間用戶就會(huì)感覺疲勞[4]。

在確定VR應(yīng)用的界面畫布大小時(shí)，需要將PPD與FOV結(jié)合起來計(jì)算，以O(shè)culus DK2為例，該設(shè)備的單眼分辨率為960 PX×1 080 PX，它的視場角為100°，所以該設(shè)備的PPD-960/100-9.6，即10包含9.6PX。當(dāng)為此設(shè)備設(shè)計(jì)VR應(yīng)用時(shí)，假設(shè)用戶不轉(zhuǎn)動(dòng)頭部時(shí)水平方向的舒適角度為60°，垂直方向的舒適度為30°，則該設(shè)備頭部靜止時(shí)最為舒適的觀看界面大小因?yàn)椋?.6×60=576 PX（水平像素?cái)?shù)）和9.6X30=288 PX（垂直像素?cái)?shù)）。如果以傳統(tǒng)數(shù)碼媒介的UX設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)成1 920 PXX1 080 PX大小，則用戶從水平和垂直兩個(gè)方向，都需要轉(zhuǎn)頭才能看全界面，這種用戶體驗(yàn)的是非常糟糕的。

2.3 信息深度

VR設(shè)備提供三維環(huán)境，界面設(shè)計(jì)中，深度也存在舒適值范圍，太靠近會(huì)讓用戶感覺信息逼近臉部，而距離過遠(yuǎn)又會(huì)讓用戶看不清而造成識別困難。工程師建議將界面的深度數(shù)值控制在距離用戶0.5～20 m。

現(xiàn)實(shí)世界中，人眼經(jīng)常需要一些參考信息來確定某物體與自己的距離，在VR應(yīng)用中更是如此?？梢酝ㄟ^增加透視網(wǎng)格、光影等信息協(xié)助大腦確立界面與自己的深度關(guān)系[5]。

2.4 空間參考系

手機(jī)等傳統(tǒng)數(shù)碼媒介的界面空間參考就是其屏幕，即使存在多屏界面，用戶關(guān)注的也總是當(dāng)前位于手機(jī)屏幕上的那一個(gè)，而VR應(yīng)用存在于一個(gè)空間中，不存在屏幕那樣的物理平面可作為坐標(biāo)參考系，用戶可能在抬頭時(shí)，注視一塊位于上方5m遠(yuǎn)的界面，低頭時(shí)注視一塊位于下方2m遠(yuǎn)的界面。因此在決定界面的放置時(shí)，適當(dāng)?shù)膮⒖枷祵τ赩R界面的可用性和用戶舒適度非常必要。一般來說，存在3種坐標(biāo)參考系，它們分別是以用戶的頭部為參考系（Head ReferenceFrame，HRF）、以用戶的軀體為參考系（Torso ReferenceFrame，TRF）以及以虛擬世界為參考系（Vritual WorldReference Frame， VWRF）[6].

HRF使界面跟隨用戶的頭部運(yùn)動(dòng)。這種坐標(biāo)參考系適合用來注視導(dǎo)向的選擇，比如需要一直位于用戶眼前導(dǎo)引他前進(jìn)方向的交互信息或是VR應(yīng)用的Logo、標(biāo)題等。這種坐標(biāo)系參考界面在設(shè)計(jì)時(shí)不能關(guān)閉頭部追蹤，哪怕只有短暫的時(shí)間，用戶也會(huì)感到不舒適[7]。

TRF使界面跟隨用戶的身體運(yùn)動(dòng)。使用這種坐標(biāo)系來顯現(xiàn)的界面，有點(diǎn)像一個(gè)隨身攜帶的功能腰帶，用戶希望取用信息或交互時(shí)就低頭往下看。一般來說，顯示信息更適合使用TRF，這就像一本放置在桌上的書籍，不會(huì)隨著頭部的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，更便于觀察和讀取。

VWRF，這種參考系下的界面是不隨用戶移動(dòng)的，而是和虛擬場景中的其他靜止物體一樣，矗立在某個(gè)位置?；谶@種參考系的界面，可以提供用戶當(dāng)前位置與方向信息，建立較大范圍的地圖認(rèn)知和導(dǎo)航信息。

3 結(jié)語

如今，生產(chǎn)者與設(shè)計(jì)者都在尋找VR為用戶實(shí)際使用之處，由于VR的空間屬性及其與用戶交互的模式的特定性，其界面設(shè)計(jì)中的框架與大小、可視角度、空間信息與坐標(biāo)參考系等基礎(chǔ)設(shè)計(jì)指標(biāo)，都是設(shè)計(jì)師必須依據(jù)不同設(shè)備與應(yīng)用功能進(jìn)行首要考量的因素。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]COCOPENG.Google VR規(guī)范[EB/OL].（ 2016- 08 -03） [2018- 01-31].http：//www.cocoachina.com/vr/20160803/17272.html.

[3]楊文超面向個(gè)人體驗(yàn)的人機(jī)交互技術(shù)研究與應(yīng)用[D]綿陽：西南科技大學(xué)，2017.

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