張艷河　徐環(huán)環(huán)

關(guān)鍵詞：可穿戴產(chǎn)品;多通道;信息顯示設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2022）02-0106-03

為了實(shí)現(xiàn)高效人機(jī)交互，越來(lái)越多的可穿戴產(chǎn)品使用了多通道交互方式。多通道能夠利用各感官的信息輸送優(yōu)勢(shì)，平衡用戶處理信息時(shí)的認(rèn)知資源，緩解用戶的認(rèn)知負(fù)荷，并降低傳統(tǒng)交互中繁重的信息交互負(fù)擔(dān)，保證順暢、有效的人機(jī)交互?？纱┐鳟a(chǎn)品由于外形、體積等方面的限制，迫切需要更高效的多通道信息顯示方法。

1可穿戴產(chǎn)品概述

可穿戴產(chǎn)品能長(zhǎng)時(shí)間佩戴于身體上，且基于計(jì)算機(jī)、微傳感等前沿技術(shù)的便攜智能設(shè)備，具有無(wú)異物感、便攜、易用、智能和能力拓展等特性。該產(chǎn)品配合特定功能及應(yīng)用程序，能夠持續(xù)運(yùn)行或長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)，并可主動(dòng)或協(xié)助用戶完成目標(biāo)任務(wù)。在此過(guò)程中，用戶通過(guò)多種交互方式靈活地控制產(chǎn)品，增強(qiáng)、拓展了個(gè)人能力，并提高了人們生活的便利性。依據(jù)產(chǎn)品穿戴部位，可以將可穿戴產(chǎn)品劃分為頭戴式、頸腕式和身穿式。其中，頭戴式主要包括眼鏡類、耳戴類、頭盔類等類型;頸腕式主要包括手表類、手環(huán)類、腕帶類等類型;身穿式主要包括衣著類、附著類、攜帶類等類型。

可穿戴產(chǎn)品萌芽自20世紀(jì)60年代的穿戴式計(jì)算機(jī)，經(jīng)由“可穿戴計(jì)算機(jī)之父”史蒂夫·曼恩等研究者不斷深入研究、發(fā)展相關(guān)產(chǎn)品與技術(shù)，從而加速了可穿戴產(chǎn)品的發(fā)展。這些前期研究為后續(xù)可穿戴產(chǎn)品的研發(fā)夯實(shí)了基礎(chǔ)，并且由于谷歌眼鏡、運(yùn)動(dòng)手環(huán)等產(chǎn)品的進(jìn)入，使可穿戴產(chǎn)品逐步受到了大眾和市場(chǎng)的關(guān)注。21世紀(jì)開(kāi)始，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)，可穿戴產(chǎn)品正式步入了蓬勃發(fā)展階段。迄今為止，可穿戴產(chǎn)品已應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)、娛樂(lè)、健康、安全和醫(yī)療檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)品便攜、易用等特性已得到大眾認(rèn)可，并被蘋果、微軟、耐克、阿迪達(dá)斯、索尼等著名跨國(guó)企業(yè)爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)，其市場(chǎng)規(guī)模呈逐步擴(kuò)大的趨勢(shì)，具有極強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿?。目前，?guó)內(nèi)外對(duì)可穿戴產(chǎn)品的研究正在逐漸深入，并主要集中于材料、技術(shù)、交互方式等方面。如陳莉、張艷琳等研究了可穿戴產(chǎn)品的柔性傳感器;孫效華、馮澤西結(jié)合不同類別的可穿戴設(shè)備及其交互方式，提出了可穿戴設(shè)備的界面設(shè)計(jì)原則。

2可穿戴產(chǎn)品的多通道模式

目前，大多可穿戴產(chǎn)品的信息顯示方式移植自手機(jī)等智能設(shè)備，并不能與產(chǎn)品及其功能完美匹配。同時(shí)，可穿戴產(chǎn)品的造型、體積以及便攜特性等也限制了自身顯示方式與顯示程度。此次研究依據(jù)市場(chǎng)銷量、大眾認(rèn)可度、企業(yè)知名度等因素，對(duì)頭戴式、頸腕式、身穿式三類典型可穿戴產(chǎn)品進(jìn)行了調(diào)研與分析?？纱┐鳟a(chǎn)品的信息顯示形式主要包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)三種，其中視覺(jué)囊括了圖像、文字、色彩等要素，聽(tīng)覺(jué)主要包括聲音等要素，觸覺(jué)主要涉及震動(dòng)、溫度、壓力等要素。這些信息顯示形式經(jīng)過(guò)不斷地完善和發(fā)展，形成了視聽(tīng)、視觸、視聽(tīng)觸和聽(tīng)觸4種典型多通道模式。

2.1視聽(tīng)多通道模式

由于視聽(tīng)多通道模式貼近已有信息接收經(jīng)驗(yàn)，用戶對(duì)此模式的信息顯示較為熟悉，無(wú)需過(guò)多學(xué)習(xí)就能直接、快速地?fù)?jù)此獲取、理解信息。根據(jù)通道適宜性理論，信息傳遞需要選擇合適的通道，如視覺(jué)通道傳遞空間維度信息、聽(tīng)覺(jué)通道顯示時(shí)間維度信息等。其中，視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)是人體獲取信息的最主要通道，而視覺(jué)通道傳輸?shù)男畔⒘空伎偭康?0%，也是產(chǎn)品最主要、最直接的信息顯示形式。當(dāng)信息經(jīng)由視覺(jué)通道顯示時(shí)，需考慮視野、視距、明暗、色彩等因素。同時(shí)可穿戴產(chǎn)品存在顯示屏狹小的問(wèn)題（部分產(chǎn)品無(wú)屏幕），視覺(jué)信息的承載能力較弱。利用聽(tīng)覺(jué)通道轉(zhuǎn)述信息可突破視覺(jué)通道的顯示限制，并豐富、優(yōu)化穿戴者獲取信息時(shí)的感受及體驗(yàn)。反之，聽(tīng)覺(jué)內(nèi)容的顯示限制也需要視覺(jué)進(jìn)行補(bǔ)充。除此之外，由于人的注意具有選擇性，視聽(tīng)通道結(jié)合可利用視線焦點(diǎn)及聽(tīng)覺(jué)的選擇能力，加大了可穿戴產(chǎn)品的信息顯示強(qiáng)度。在現(xiàn)有產(chǎn)品中，不少頭戴式產(chǎn)品，如愛(ài)普森AR眼鏡、Jabra Pulse運(yùn)動(dòng)耳機(jī)、LIVALL智能閃盔、立擎安全帽和Muse腦電波智能頭帶等均采用了此模式。以專為技術(shù)人員設(shè)計(jì)的Vuzix M4000智能AR眼鏡為例，該產(chǎn)品的共享視覺(jué)功能支持遠(yuǎn)程端人員與用戶視頻通話，并在其AR視覺(jué)上進(jìn)行實(shí)時(shí)涂寫（如圖1），幫助穿戴者在無(wú)數(shù)視覺(jué)信息中及時(shí)捕捉到關(guān)鍵內(nèi)容。同時(shí)，其揚(yáng)聲器搭載降噪功能，也能夠幫助技術(shù)人員更清楚地獲取聽(tīng)覺(jué)信息。

2.2視觸多通道模式

視觸多通道模式主要依靠視覺(jué)通道顯示較復(fù)雜的圖像、文字等信息，并運(yùn)用觸覺(jué)通道以壓力、振動(dòng)等形式反饋提示性信息。由于用戶視線停留在可穿戴產(chǎn)品的時(shí)間較短或觀看產(chǎn)品不便，導(dǎo)致產(chǎn)品存在信息遺漏、強(qiáng)度平均等局限。針對(duì)這些問(wèn)題，可穿戴產(chǎn)品利用振動(dòng)、壓力等形式即時(shí)作用于人體皮膚，提醒用戶接收信息或向其傳達(dá)信息內(nèi)容，并能增強(qiáng)整體信息的真實(shí)感。與視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)通道相比較，盡管觸覺(jué)信息的傳達(dá)強(qiáng)度最高，但存在信息量少且需要學(xué)習(xí)、識(shí)別等問(wèn)題。例如，盡管高頻率振動(dòng)兩次與產(chǎn)品低頻長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)之間存在較大差異，但用戶仍然需要學(xué)習(xí)、理解其含義。由此可見(jiàn)，視覺(jué)和觸覺(jué)兩種通道相結(jié)合有助于彌補(bǔ)二者的缺陷，及時(shí)、完整且高效地傳達(dá)訊息。在現(xiàn)有視觸多通道產(chǎn)品中，Lumo Lift坐姿矯正器、Fineck智能頸環(huán)、小米手環(huán)和Soundbrenner Core節(jié)拍器手表等產(chǎn)品屬于典型。以后者為例，用戶可以將其穿戴于手腕、手臂和大腿等位置，方便觀察表盤的時(shí)間、節(jié)拍、分貝與節(jié)奏光線等視覺(jué)內(nèi)容，并感受不同頻率振動(dòng)所傳達(dá)的節(jié)拍信息。該產(chǎn)品可以幫助用戶避開(kāi)環(huán)境音等干擾，提高用戶接收信息的強(qiáng)度。

2.3視聽(tīng)觸多通道模式

視聽(tīng)觸三通道能夠集成各通道優(yōu)勢(shì)，交叉使用通道獨(dú)立、疊加、互補(bǔ)的信息顯示方式，滿足不同情景下不同信息的傳遞需要，是更符合多通道交互的模式。在現(xiàn)有產(chǎn)品中，HTC VIVE Pro VR眼鏡、韶音AS800骨傳導(dǎo)耳機(jī)、華為兒童手表4X、SKG按摩儀等多種不同類型的可穿戴產(chǎn)品已采用了視聽(tīng)觸三通道模式，并且能夠針對(duì)不同情景和信息使用相應(yīng)的顯示方式。以HTC VIVE VR眼鏡為例（如圖2），用戶不僅能在菜單界面中查看選項(xiàng)等信息，在游戲情景中獲取畫面、音效、語(yǔ)音等信息，還能在游戲關(guān)鍵時(shí)刻感受到手柄傳遞的關(guān)聯(lián)性振動(dòng)。三通道疊加顯示時(shí)，可穿戴產(chǎn)品的信息顯示強(qiáng)度和效率很高，常被用于傳達(dá)簡(jiǎn)單涵義或耗時(shí)短的產(chǎn)品信息，如軟件下載、鬧鐘設(shè)置和短信息接收等任務(wù)。然而，視聽(tīng)觸多通道模式可能會(huì)導(dǎo)致信息過(guò)于詳細(xì)、冗長(zhǎng)，增加了用戶的認(rèn)知負(fù)荷并使其無(wú)法長(zhǎng)時(shí)發(fā)揮效用。例如，當(dāng)用戶使用智能手表的語(yǔ)音功能詢問(wèn)天氣時(shí)，其屏幕能顯示詳細(xì)的天氣信息，產(chǎn)品會(huì)在兩次振動(dòng)后播報(bào)語(yǔ)音信息。盡管詳盡的信息顯示方式提高了用戶信息獲取的準(zhǔn)確性，但其多次重復(fù)提示也可能令人感覺(jué)厭煩。

2.4聽(tīng)觸多通道模式

聽(tīng)觸多通道模式既囊括了聽(tīng)覺(jué)信息的明確性與凝練性，又融合了觸覺(jué)信息的直接性與及時(shí)性。在聽(tīng)覺(jué)方面，由于辨識(shí)聲音的能力強(qiáng)，用戶無(wú)需過(guò)多學(xué)習(xí)就能夠輕松地理解聽(tīng)覺(jué)信息的涵義。在觸覺(jué)方面，此類產(chǎn)品可傳達(dá)感知類、提示類和引導(dǎo)類等簡(jiǎn)單、直接的信息。由于人體無(wú)法對(duì)觸覺(jué)感知進(jìn)行選擇性屏蔽，因而當(dāng)聽(tīng)覺(jué)信息被噪音干擾時(shí)，觸覺(jué)通道可以輔助用戶獲取信息。不僅如此，聽(tīng)覺(jué)與觸覺(jué)信息還能有效避開(kāi)光線、視野、視力等視覺(jué)因素的干擾。此外，該模式中的用戶注意力集中度需求相對(duì)降低，因而適用于視覺(jué)受限的人群。目前，其典型產(chǎn)品有OrCamMyEye視障可穿戴AI設(shè)備、豐田BLAID可穿戴設(shè)備等。其中，后者能通過(guò)不同方位的震動(dòng)感應(yīng)器，直接明了地為視障人士指明正確路線。該產(chǎn)品還可利用語(yǔ)音播報(bào)將識(shí)別到的外界環(huán)境信息傳達(dá)給用戶。此外，與音樂(lè)和節(jié)拍相關(guān)的可穿戴產(chǎn)品，如Woojer Strap Edge音樂(lè)振動(dòng)設(shè)備（圖3a）、Drumpants可穿戴打鼓設(shè)備（圖3b）也采用了此模式，增強(qiáng)了用戶的沉浸感及對(duì)信息的感知強(qiáng)度。

3基于多通道模式的可穿戴產(chǎn)品信息顯示設(shè)計(jì)方法

結(jié)合多通道模式研究可穿戴產(chǎn)品的信息顯示設(shè)計(jì)，能夠?yàn)榭纱┐鳟a(chǎn)品的信息顯示和交互設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，并幫助改良現(xiàn)有可穿戴產(chǎn)品的信息顯示缺陷，以此適應(yīng)多元使用情景及不同信息的顯示需要。依據(jù)不同通道在信息融合中的影響，已有研究將多通道信息顯示劃分為信息獨(dú)立、信息冗余和信息互補(bǔ)三種方式。根據(jù)該理論，可穿戴產(chǎn)品的多通道信息顯示可以劃分為通道獨(dú)立、通道疊加和通道互補(bǔ)三種基礎(chǔ)方式。其中，通道獨(dú)立是指信息以適宜的單個(gè)通道直接、有效地傳達(dá)給用戶;通道疊加是指運(yùn)用兩種或以上通道顯示相同內(nèi)容信息，以此增加顯示強(qiáng)度，并保證信息傳遞的完整程度;通道互補(bǔ)是指多個(gè)通道顯示同一信息的不同部分，利用不同通道優(yōu)勢(shì)顯示適宜的產(chǎn)品信息，減少單通道信息傳遞過(guò)程中的損耗、忽視信息歧義、信息丟失等問(wèn)題。這些基礎(chǔ)信息顯示方式能交叉地應(yīng)用于可穿戴產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步地表現(xiàn)為通道選擇、通道轉(zhuǎn)化和信息轉(zhuǎn)移三種顯示方法（如圖4）。

3.1通道選擇

在不同使用情景中，可穿戴產(chǎn)品支持用戶選擇合適的通道顯示信息，以滿足用戶的多樣化顯示需求。其中，顯示需求包括單通道獨(dú)立顯示，或多通道疊加、互補(bǔ)顯示。例如，當(dāng)處于安靜的會(huì)議、辦公情景時(shí)，用戶可以讓產(chǎn)品以視覺(jué)或觸覺(jué)通道顯示信息，避免聲音影響他人;當(dāng)用戶在嘈雜的地鐵內(nèi)，可以選擇信息以視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)等通道疊加、互補(bǔ)的方式反饋信息，防止錯(cuò)過(guò)重要消息;當(dāng)用戶難以看到產(chǎn)品屏幕時(shí)，可以選擇產(chǎn)品以聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等方式呈現(xiàn)信息，增強(qiáng)用戶的信息獲取能力。當(dāng)前，部分可穿戴產(chǎn)品已為用戶開(kāi)放了一定的信息選擇權(quán)，但還存在著屏幕窄小、穿戴部位受限等問(wèn)題。隨著技術(shù)的進(jìn)步，用戶需求將被進(jìn)一步挖掘，可穿戴產(chǎn)品的通道選擇也將被進(jìn)一步地開(kāi)發(fā)，從而使用戶獲得更個(gè)性化、舒適化的信息體驗(yàn)。例如，愛(ài)牽掛專為老年人設(shè)計(jì)的智能手表（如圖5），可幫助老人通過(guò)屏幕直接查看時(shí)間、天氣等信息。對(duì)于視力不佳的老人而言，他們能夠通過(guò)短按語(yǔ)音播報(bào)按鈕獲取聲音信息。

3.2通道轉(zhuǎn)化

在部分可穿戴產(chǎn)品中，設(shè)計(jì)師為了快速、直觀地傳達(dá)信息，往往會(huì)長(zhǎng)時(shí)間占用單個(gè)通道獨(dú)立顯示內(nèi)容。這種長(zhǎng)期由單通道接收信息的顯示方式容易讓用戶產(chǎn)生疲倦等不良反應(yīng)，同時(shí)引起錯(cuò)失、錯(cuò)看消息等問(wèn)題。通道轉(zhuǎn)化方法有助于解決單一通道顯示信息出現(xiàn)的多種問(wèn)題。該方法將一定信息轉(zhuǎn)化成其他使用率較低的通道信息，以平衡用戶的“生理資源”和“認(rèn)知資源”，或讓部分信息轉(zhuǎn)化后與其他通道疊加、互補(bǔ)，增加信息的表達(dá)強(qiáng)度。例如，智能眼鏡可針對(duì)常規(guī)產(chǎn)品長(zhǎng)期依賴視覺(jué)形式傳達(dá)信息的問(wèn)題，將部分信息轉(zhuǎn)化為聽(tīng)覺(jué)信息并利用語(yǔ)音播報(bào)內(nèi)容，在一定程度上解放了視覺(jué)通道，緩解了用戶的視覺(jué)疲勞。通道轉(zhuǎn)化方法還能將障礙通道的信息內(nèi)容轉(zhuǎn)移至其他正常通道，使通道障礙者獲取正確、完整的信息。以Dot智能手表為例，該產(chǎn)品以布萊葉點(diǎn)字法為基礎(chǔ)，將視覺(jué)信息轉(zhuǎn)化為觸覺(jué)信息。并利用手表與手機(jī)進(jìn)行對(duì)接，為視障用戶顯示時(shí)間、天氣、新聞、導(dǎo)航、社交等多種訊息內(nèi)容（如圖6），消除了用戶原有的通道信息接收阻礙。

3.3信息轉(zhuǎn)移

可穿戴產(chǎn)品為了便于長(zhǎng)時(shí)間佩戴會(huì)盡量縮小體積，部分產(chǎn)品被設(shè)計(jì)成小屏幕或無(wú)屏幕，并且消減了揚(yáng)聲器等外置設(shè)備，從而弱化了產(chǎn)品的部分信息表達(dá)能力。信息轉(zhuǎn)移方法適用于此類產(chǎn)品，以及適用于穿戴在用戶視覺(jué)限制外的產(chǎn)品，如智能頸環(huán)、背心等。為了完整地傳達(dá)產(chǎn)品信息，該方法應(yīng)用了藍(lán)牙、網(wǎng)絡(luò)等無(wú)線通訊技術(shù)，使可穿戴產(chǎn)品與手機(jī)等電子設(shè)備連接，將無(wú)法反饋的可穿戴產(chǎn)品信息轉(zhuǎn)移至其他設(shè)備。此方法能夠突破現(xiàn)有可穿戴產(chǎn)品的顯示桎梏，又能利用其他設(shè)備的多通道模式，合理采取基礎(chǔ)顯示方式完整而有效地顯示信息。目前，不少可穿戴產(chǎn)品采用了信息轉(zhuǎn)移方法。如大眾所熟知的小米等品牌的運(yùn)動(dòng)手環(huán)，產(chǎn)品體量小巧輕便，同時(shí)也存在顯示屏幕狹小的問(wèn)題，他們均采用了產(chǎn)品鏈接手機(jī)應(yīng)用軟件傳遞數(shù)據(jù)的方式，從而向用戶呈現(xiàn)詳細(xì)信息。而LUMOback姿勢(shì)監(jiān)控腰不僅能以振動(dòng)形式提醒用戶，還能通過(guò)藍(lán)牙使用戶姿勢(shì)數(shù)據(jù)同步于手機(jī)、平板電腦（如圖7）。將用戶難以在腰帶上查看的信息，如站立、行走、跑步、久坐等姿勢(shì)時(shí)長(zhǎng)和狀況進(jìn)行對(duì)比，健康評(píng)價(jià)、卡路里消耗數(shù)值等信息可以轉(zhuǎn)移至手機(jī)等大屏產(chǎn)品上呈現(xiàn)，方便使用者對(duì)個(gè)人相關(guān)信息的查詢和了解。

4結(jié)語(yǔ)

可穿戴產(chǎn)品的多通道模式主要包括視聽(tīng)、視觸、視聽(tīng)觸和聽(tīng)觸4種，而多通道模式下的產(chǎn)品信息顯示基礎(chǔ)方式為通道獨(dú)立、疊加、互補(bǔ)。利用通道選擇、通道轉(zhuǎn)化和信息轉(zhuǎn)移的多通道信息顯示設(shè)計(jì)方法，能改善現(xiàn)有可穿戴產(chǎn)品的信息顯示問(wèn)題，靈活顯示多元情景下的不同信息，其完整性、高效性也提高了可穿戴產(chǎn)品的可用性。

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