从7个方面，探讨混合现实交互中的易用性设计

前言

“新鲜一个月、吃灰大半年”相信不少体验过 VR/AR*产品的用户有着这样的经历。原因诸多，但笔者始终不认为缺乏杀手级应用是核心症结，即便是像《Alyx》这样将虚拟现实的临场感、沉浸感、强自然交互体现到极致的、足够称得上“杀手级”的游戏大作，仍难免浅尝即止。相较之下：① 头戴设备的厚重感、② 穿戴、摘取、调整的繁琐不便、③ 全神贯注于虚拟与分心退回于现实之间、只可择其一的割裂感、④ 人体器官肢体复合的交互（眼睛、躯体、手臂、手腕、手指的复杂配合）、⑤ 进入使用的合适空间准备、安全范围顾虑等等，以上所致的身心疲劳度（Physical and Mental Fatigue）仍是低活跃、低回访的最大阻碍。

*注：VR - Virtual Reality（虚拟现实）：是一种完全隔绝现实、覆盖全视线区域的模拟现实的虚拟界面。AR - Augmented Reality（增强现实）：是基于可视现实世界与物体之上叠加虚拟信息的混合界面。当同时具备以上两种模式、且可相互切换的界面被称为 MR - Mixed Reality（混合现实）。一副 AR 光学透视眼镜（Optical-see-through）配上遮挡盖可变为 VR 界面，一款 VR 头戴式产品具备视频穿透模式（Video-see-through）也可变为 AR 界面。

在 Vision Pro 发布余温未消时、结合自己对于 XR 产品的体验经验（Hololens, Oculus Quest, Pico, Nreal 等），就混合现实软硬件交互设计中如何降低疲劳度、保障易用性，探讨 7 条设计观点。

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行为方式与场景设想决定产品与交互形态。

交互设计首先是设计行为、预设体验：以 Vision Pro 为例，是设想“用户尽可能坐着、不用频繁悬空手臂、自然搭在腿上就能轻松操控界面”的使用行为，促成了感知器件多布置于设备下沿、以更精准捕捉下半部分空间手势动作的硬件形态，及眼动选取代替手势或控制器射线、以解放手臂（腕）负担的基本交互形态。人的行为姿态在混合现实三维场域中大致可分为四种类型：

行为姿态与疲劳度、使用时长的关系（笔者自绘）

① 大范围动作：多位移、全方位转动、大范围肢体动作。通常疲劳度高、用户较难持久使用。常见于体感动作类游戏，如Player One Oasis, Alyx, All in One Sports等。

② 站立：少位移、少转动、交互对象于正前方、小范围肢体动作。有一定疲劳度、用户较难持久使用。常见于专业操作类应用，如SketchUp Viewer等。

③ 坐姿：无位移、无转动、小范围肢体动作。疲劳度较小、用户较能持续一定使用时长。常见于桌面办公类应用，如Spatial, Mozilla Hubs等。

④ 随意态（躺姿）：无位移、无转动、多为小力矩关节动作。疲劳度小、用户使用时长长。常见于影音视听类应用，如Skybox等。

以上不难发现，以互动（玩）为主的应用，3D 对象操作多、体感强、相对费力。以浏览（看）为主的应用，2D 对象操作多、处理效率高、相对省力。也就是依据应用的特性来事先选型用户的主要交互姿态、继而产出符合姿态的信息界面设计。

充分考虑行为的可能性做设计。

人的行为、所处场景是多样的、随机的，不总是依照设计者预想的确定性姿态行动。为实现单一场景姿态下“完美体验”而所限定的人机工学、交互设计，往往也如同双刃剑般成为其他可能性场景姿态的障碍，同时因此而滋生的一种“须时刻遵循和保持特定姿态方能使用”的用户潜意识反而会平添心理疲劳：流线柄德式菜刀之于圆直柄日式菜刀如是，若在躺姿下用户任意摆放的手无法被精准识别，那么 Vision Pro 的端坐腿上手摆位设计或许也如是。

*注：在一些效率、安全性优先、或用户不得不需要长时间保持一种姿态的需求场景下（如驾驶场景、工具使用等），确定性设计仍扮演重要作用。

针对非体感类应用，如果从包容尽可能多的场景姿态、同时保持尽可能小的疲劳度的角度出发，笔者认为除去脑机交互 BCI（Brain Computer Interaction）之外，“眼动追踪（Eye-tracking）”+“肌电信号控制（EMG - Electromyography Control）” 或平替“微小型多手势物理控制器（Tiny Multi-action Tangible Controller）”的交互系统也许是短期最佳方案。

Meta EMG Wristband Prototype（来自网络）

*注：肌电信号控制可以摆脱摄像头因存在捕捉盲区而带来的手势位置限制。

减少大力矩动作。

在混合现实交互行为中，以手、眼、声作为主要的输入介质，一般认为操控同一悬浮对象所产生的力矩越大、则越易疲劳，那么力矩由大到小大致可以排列为：

① 由肩关节牵动大臂的转动

② 由肘关节牵动的小臂转动

③ 由腕关节牵动的手转动

④ 由指关节牵动的手指转动

⑤ 由肌肉牵动的眼球转动。

力矩与疲劳度的关系（笔者自绘）

目前主流的外设手柄与自然手输入，前者有更好的物理触压感反馈、后者则更自由、直觉，但总体上两者基本覆盖了大到抬动手臂、小到手指牵动的全行程动作。在非体感应用的界面设计中，尽可能多采用对应手腕以下、手指和眼动输入方式的信息布局，且即使有延伸射线的加持，也要控制目标对象在一定幅度里。举个例子，720 度可视区域让信息画布变大，但仍可以细分为信息浏览区和控件操作区等，合理群组控件并置于自然平视聚集的位置，减少“东张西望”的分散式布局也可以在一定程度上降低眼球、头颈部转动带来的疲劳度。

*注：比如浏览器的导航栏以及搜索等工具栏是否可以置于窗口底部、而非顶部。

明确任务语境。

全视角拓宽的信息画布、任由构建的三维虚拟世界，为了充分利用空间，设计者理所当然地倾向于将多个任务堆叠在一个空间（或世界）中、去增强所谓的现实感。像是“跑动着既能前往市民服务厅、又能闯入派对聊天的虚拟城市”这样的类型案例不胜枚举。然而即便混合现实场景承载多任务是有优势的，但用户仍更易在单个明确的任务语境下（Task Context）知悉目标、聚焦注意力、并付诸连贯行动。离散、无明确主次任务引导的应用及界面设计会使用户迷失目标、进而感知不到应用的功能价值。

确保实现单个任务的功能、空间容器、操作界面设计的完整性，并在导航或进入的前置界面中明确告知用户。多任务并行情况下（如桌面办公）考量相关性、主次优先级，来布局界面信息。

任务语境的明确告知设计（笔者自绘）

增强主体感知。

不论是 AR 的真实环境背景还是 VR 的虚拟环境背景，烘托沉浸氛围的同时，处理不当的界面设计所产生的环境视觉噪音会对主要交互的对象造成干扰：① 主体对象可被交互的功能可见性、指引性弱、② 主次元素无差别渲染、③ 位置关系混杂等。一间数字孪生的线下服饰门店空间如果仍以侧挂排列的货架、照搬门店氛围的方式呈现，那么服装作为主体就会被淹没在混杂中。

增强可交互对象的主体感知、减少空间氛围等因素的信息干扰，辅助信息、环境氛围设计应合理退让。

主体对象交互可见性、画布位置与占比关系、空间氛围适度性设计（笔者自绘）

确保可交互对象的直达性

由于导航或全局控件一般作跟随处理，故此处的可交互对象尤指相对静止于世界（World-Lock Objects）的信息内容（通常以 3D 元素为主）。而又因增强现实的使用场景多以用户移动、与现实对象互动为主，所以现实世界中的静止对象也不在讨论范围内。对象难以定位、发现的直达性问题往往出现在以虚拟现实为主、有位移行为的大尺度世界应用设计中，原因体现在：

① 对象与用户的位置关系设计不合理

② 对象数量与方位缺乏指引无预期

③ 到达对象成本高

④ 漫游任务过多稀释互动任务等。

增强可交互对象的直达性、减少无效费时的方位感知与寻找，视线前方 FOV120 度内的所有对象的可见性和触达性尽可能要均等，在增加停留时长、趣味性与效率之间仍要把握平衡。

交互对象与用户的位置关系设计（笔者自绘）

按功能选择 3D/2D 形式。

从内容功能的角度选择对应的维度展示：

① 3D展示：强调真实感、体量感、沉浸感、直觉互动的内容。如商品、模型、影像等。

② 2D展示：强调信息浏览、操作处理的效率型内容。如导航、文字、图片信息流等。

同时，上述内容在空间界面中的交互特性也需考虑：直觉交互的3D对象多以World-lock为主、辅助信息或跟随三维主体的次级操作多Billboarding为主、全局菜单或警示强迫型信息操作以Tag-along为主等等。

始终以效率为判断确定以 3D 或 2D 信息交互展示，勿滥用 3D 元素：一般操控 3D 元素的交互疲劳度会略高于 2D 元素，如双手 Pitch 旋转等。

*注：World-lock UI：相对静止于世界的用户界面元素。在 6DoF 自由向度下可实现围绕浏览的体验。Billboarding UI：信息正面始终朝向用户的用户界面元素。一般应用于跟随 World-lock 对象的辅助信息或次级操作控件。Tag-along UI：跟随用户的用户界面元素。一般用于全局菜单、导航等。

3D/2DUI 元素的设计（笔者自绘）

以上，仅供讨论与参考。

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