摘要：NUI的目的是通過研究與開發(fā)經(jīng)過自然學(xué)習(xí)的計(jì)算技術(shù)，試圖根據(jù)信息處理技術(shù)與自然交互模式來闡述我們周邊的事物。通過對(duì)該領(lǐng)域的研究，我們最大程度地對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行自然模擬，通過利用新興技術(shù)與相關(guān)傳感知識(shí)，獲得在現(xiàn)實(shí)事物與虛擬界面間更自然與進(jìn)步的交互方式。本文通過論述GUI與NUI的關(guān)系與對(duì)比，重點(diǎn)對(duì)NUI的當(dāng)前方式進(jìn)行的實(shí)例分析，并且對(duì)未來的發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)，給出了關(guān)于未來進(jìn)行自然用戶界面時(shí)的指導(dǎo)性設(shè)計(jì)原則。

關(guān)鍵詞：自然用戶界面 計(jì)算機(jī) 交互

一 傳統(tǒng)GUI的信息輸入形式

1.1文字輸入-信息編碼形式

GUI的英文全稱是Graphical User Interface，譯作圖形用戶界面。通常來說，GUI就是指電子設(shè)備屏幕的視覺體驗(yàn)和人機(jī)互動(dòng)部分。它在很大程度上擴(kuò)大了產(chǎn)品的用戶群。因?yàn)橛脩魝儾辉傩枰涀〈罅康闹噶疃强梢灾苯油ㄟ^簡(jiǎn)單易懂的窗口、菜單、按鍵等方式來便捷地進(jìn)行操作。

GUI的其中一個(gè)特點(diǎn)是其文字編碼形式，用之前設(shè)計(jì)好的方法將文字、數(shù)字或其他對(duì)象編成數(shù)碼形式，或?qū)⑿畔?、?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成規(guī)定的電脈沖信號(hào)。這種方式被廣泛應(yīng)用于通訊，計(jì)算機(jī)、媒體和遙控等方面廣泛使用。它將復(fù)雜的計(jì)算機(jī)語言變成通俗易懂的人類語言從而進(jìn)行與人們的交流，并且因用戶的不同，可輸出的語言形式也可進(jìn)行相應(yīng)的變化，實(shí)現(xiàn)個(gè)人的定制化。并且豐富的文字形式讓人們可以在第一時(shí)間獲取計(jì)算機(jī)的信息，于是文字的編碼也自然成為人們研究的熱門領(lǐng)域。其中的Unicode編碼就是典型的例子，其廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域有操作系統(tǒng)、電子郵件、字符轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)确矫妗?/p>

互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展，使得更多的計(jì)算機(jī)相關(guān)行業(yè)意識(shí)到市場(chǎng)全球化的重要性，并且努力使自己的產(chǎn)品國(guó)際化，使之能很容易地進(jìn)行各種語言的信息處理，例如漢語、阿拉伯語等?，F(xiàn)在因此人們需要一種比以前更有效，更包容的全球統(tǒng)一的編碼系統(tǒng)。做個(gè)假設(shè)，在這種情況下，如果有一種編碼，將世界上所有的符號(hào)都納入其中。每一個(gè)符號(hào)都給予一個(gè)獨(dú)特的編碼，那么亂碼問題就會(huì)消失。這就是Unicode，就像它的名字都表示的，這是一種所有符號(hào)的編碼。

1.2圖形繪制一信息編碼形式

在GUI中，圖形的編碼和解碼是屬于一個(gè)整體的兩個(gè)部分。編碼的目的則是為了信息傳達(dá)的有效性，解碼則是為了編碼語言的信息再釋放。在進(jìn)行圖形編碼時(shí)，其中也包含了對(duì)意象的體現(xiàn)與提煉的相關(guān)過程；而受眾從創(chuàng)意圖形中解讀出信息，這個(gè)圖形語言的解讀過程同時(shí)也是意念的產(chǎn)生與再理解過程。

圖形編碼中的意象產(chǎn)于視覺思維方面。人們對(duì)于文字的抽象概念的理解，最早是來自看書時(shí)大腦產(chǎn)生的一些意象表達(dá)，而這些意象就是指對(duì)文字的初步感知與認(rèn)識(shí)。例如用戶在閱讀文學(xué)作品時(shí)，腦袋中會(huì)不經(jīng)意地浮現(xiàn)出一些畫面或其他東西。在另一方面，圖形語言的創(chuàng)作過程也是大腦對(duì)形象的創(chuàng)作步驟，因?yàn)檫@時(shí)的形象是模糊的、不確定的和動(dòng)態(tài)的，因此這個(gè)時(shí)候的形象澤被解讀為意象。總之，GUI的形成過程中，圖形編碼形式是不可缺失的一部分。

二 NUI的信息輸入形式

NUI的形式更是多種多樣的，它從多個(gè)維度來對(duì)形式進(jìn)行了不同程度的編碼與信息傳遞?，F(xiàn)在已經(jīng)目前所擁有的技術(shù)有語音輸入，體感形式，實(shí)體化界面技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)甚至是大腦意念作用。

2.1語音形式

語言輸入的經(jīng)典是蘋果公司的Siri產(chǎn)品。它是蘋果公司在其產(chǎn)品iphone 4S上應(yīng)用的一項(xiàng)語音控制功能。Siri讓iPhone4S成為一臺(tái)高智商的機(jī)器人，他可以支持自然語言輸入，還能夠不斷學(xué)習(xí)新的聲音和聲調(diào)，提供智能交互式的溝通。

通過語音輸入這個(gè)形式，較為成熟的完成了信息輸入操作，使得用戶在除了文字與圖形點(diǎn)擊或者編輯外，增加了新的一個(gè)操作維度，可以滿足用戶在不同場(chǎng)景中的使用與方式切換。而通過這樣的形式，語言輸入的應(yīng)用也大大豐富起來的，我們可以把它當(dāng)成設(shè)定腦子，可以搜索附近餐館，可以播放音樂，可以口述我們的短信甚至還可以定電影票，只需一句話，完成口中所述。

2.2體感形式

作為體感技術(shù)的代表作，我們不得不提的是微軟公司的kinect。它是一種3D體感攝影機(jī)，同時(shí)它導(dǎo)入了即時(shí)動(dòng)態(tài)捕捉、影像辨識(shí)、麥克風(fēng)輸入、語音辨識(shí)、社群互動(dòng)等功能。Kinect玩家可以通過這項(xiàng)技術(shù)在游戲中開車、與其他玩家互動(dòng)、通過互聯(lián)網(wǎng)與其他Xbox玩家分享圖片和信息等。微軟的Kinect不需要使用任何控制器，它依靠相機(jī)捕捉三維空間中玩家的運(yùn)動(dòng)。

毫無疑問的是我們可以看出，通過體感這個(gè)方式，增加了一個(gè)維度，增加了一個(gè)輸入形式，計(jì)算機(jī)對(duì)用戶行為的理解同樣也上升了一個(gè)層次。

2.3手勢(shì)識(shí)別

相對(duì)于計(jì)算機(jī)軟硬件的快速發(fā)展，相對(duì)應(yīng)的人機(jī)交互技術(shù)發(fā)展地并不是那么快。在人機(jī)設(shè)備上，鍵盤仍然是屬于主體產(chǎn)品。雖然圖形界面的相關(guān)技術(shù)給我們帶來了鼠標(biāo)、手柄和觸摸屏等，但是它們的有效性和自然性仍然不足。當(dāng)虛擬技術(shù)漸漸走進(jìn)用戶的生活中時(shí)，人們自然而然地聯(lián)想到自然手勢(shì)在虛擬環(huán)境中表達(dá)某種意圖。比如，人們用手指的指向來表示物體移動(dòng)的方向，用招手來代表過來。

在人機(jī)交互中領(lǐng)域，手勢(shì)識(shí)別還處于初期研究階段。手勢(shì)作為人機(jī)交互的手段雖然自然簡(jiǎn)單，但是還不夠精確。所以，有時(shí)候口語和手勢(shì)應(yīng)該結(jié)合起來以達(dá)到既準(zhǔn)確又自然方便的效果。在多用戶虛擬環(huán)境中，人臉又可以作為區(qū)分用戶的屬性。所以，口語、手勢(shì)和人臉在虛擬環(huán)境中可以起到互補(bǔ)的作用，它們的綜合利用在人機(jī)交互系統(tǒng)中將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

2.4視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)

視網(wǎng)膜識(shí)別是屬于較為可靠的生物識(shí)別技術(shù)，但它的可行度較低。雖然視網(wǎng)膜掃描的技術(shù)含量較高，但視網(wǎng)膜掃描技術(shù)可以算是較為早期產(chǎn)生的生物識(shí)別技術(shù)。

通常，靠著精確而復(fù)雜的算法，使得我們的輸入方式即一個(gè)眼神的表達(dá)成為可能。只需要一個(gè)眼神，一種眼態(tài)，就可以完成信息的輸入，這個(gè)方法大大方便了人類使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息輸入的形式，同樣的，增加新的信息輸入維度，增加新的理解方式，因此視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)存在著廣大的開發(fā)和應(yīng)用前景。

2.5大腦意念

通過相應(yīng)的設(shè)備來感應(yīng)到大腦皮層的電極反應(yīng)，預(yù)測(cè)出用戶的想法與動(dòng)機(jī)?！靶碾姼袘?yīng)”便是另外一個(gè)詞來形容這項(xiàng)活動(dòng)，隨著科技的發(fā)展，讓“心電感應(yīng)’變成可能。三星公司的研究人員的當(dāng)前計(jì)劃是采用“一種內(nèi)置腦電波監(jiān)測(cè)電極的帽子”來監(jiān)測(cè)“當(dāng)人類觀看重復(fù)『生的視覺樣本時(shí)出現(xiàn)的目前已知的腦波活動(dòng)樣本”。

可以設(shè)想，在未來，人們無需在進(jìn)行任何物理性的信息輸入操作，心中所想，計(jì)算機(jī)都能進(jìn)行感應(yīng)與識(shí)別，讓我們與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)最大化的互動(dòng)和及時(shí)溝通，在這個(gè)層面上，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超約了GUI中的圖形語言表達(dá)，讓人們的信息輸入方式真正地實(shí)現(xiàn)無限可能性。

三 NUI的不等同于GUI的進(jìn)化

NUI并不是GUI的純粹進(jìn)化，固然說GUI是基于圖形語言來表達(dá)的，是更偏向于2維度的表達(dá)方式，但是隨著對(duì)GUI的理解和研究逐漸成熟和完善，其實(shí)上GUI本身也具有它的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。對(duì)于我們電腦桌面的圖標(biāo)，它已經(jīng)是講傳統(tǒng)的電腦語言變成簡(jiǎn)單易懂的圖標(biāo)符號(hào)，讓人一目了然。

同樣的，NUI并不能等同于單純的自然界面的模仿，或者是真實(shí)模仿物理世界的界面場(chǎng)景，實(shí)際上，當(dāng)前通行的許多界面模式，都是建立在物理世界概念的基礎(chǔ)上的，比如Windows圖形界面和文件夾組織結(jié)構(gòu)，就是對(duì)現(xiàn)實(shí)辦公桌的一種模仿。這就是GUI的優(yōu)勢(shì)所在，還有不少研究人員探索了如何把物理模型引入用戶界面用于驅(qū)動(dòng)交互的過程，甚至把真實(shí)物體作為界面的一部分，通過操作物理實(shí)體與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，即實(shí)體用戶界面。這些依據(jù)現(xiàn)實(shí)世界而設(shè)計(jì)的界面能讓用戶較大程度地參照真實(shí)物體的方式來進(jìn)行與計(jì)算機(jī)交互活動(dòng)，這將節(jié)省大量的時(shí)間與再學(xué)習(xí)，也就在一定程度上提供了最大限度的自然。但如果純粹模仿物理世界，也會(huì)遇到瓶頸，因此需要靈活地進(jìn)行借鑒與參考。

在某些情況下，這樣的方式恰恰忽略了計(jì)算機(jī)的靈活性，使用戶失去了本身軟件界面所擁有的自由領(lǐng)域。現(xiàn)在生活中最常用的多點(diǎn)觸控操作中，通過使用兩個(gè)手指來進(jìn)行對(duì)圖片各項(xiàng)操作或者其它虛擬物體的手勢(shì)，并沒有局限于物理操作，而是砰移和旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)完全符合現(xiàn)實(shí)世界的自然理解之中，加入了縮放這一在物理世界幾乎不可能的動(dòng)作，從而形成了一個(gè)極其自然的交互方式。雖然很多用戶進(jìn)行此操作時(shí)候，并沒有意識(shí)到這點(diǎn)。但它確實(shí)給我們的操作帶來極大的便利?？梢哉f，自然用戶界面應(yīng)當(dāng)源于真實(shí)，高于真實(shí)。也正是猶如真正的極簡(jiǎn)是復(fù)雜的提取，是復(fù)雜的升華。

四 結(jié)語——指導(dǎo)性原則

因此，如果想讓用戶快速使用新產(chǎn)品，同時(shí)又要建立在用戶自己擁有的生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，縮短界面學(xué)的習(xí)過程，那么則是需要利用了用戶早期學(xué)習(xí)的其它相關(guān)事物的操作或內(nèi)容。因此，調(diào)查與深入了解目標(biāo)用戶已有的經(jīng)驗(yàn)與所學(xué)知識(shí)，并盡量這些所學(xué)知識(shí)與新交互方式相吻合，就成了設(shè)計(jì)自然用戶界面的重中之重。我們要做的就是讓GUI與NUI相互結(jié)合與相互學(xué)習(xí)。事實(shí)上，隱喻這個(gè)手法是在其中常用的一種方法，正可看成是這種思想的一種體現(xiàn)。隱喻指的是把自然用戶界面中的新方式或概念比作為用戶在現(xiàn)實(shí)生活中熟悉的事物或相關(guān)概念，這樣有助于對(duì)新交互方式理解與快速學(xué)習(xí)。因此隱喻越貼切，越被用戶熟悉，往往就意味著界面越自然，越以用戶為中心。

“自然用戶界面”是人機(jī)交互的需要研究的下一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。參考用戶本能而潛在的與現(xiàn)實(shí)世界的交互模型，叢多維度來進(jìn)行自然交互的考究。從普遍的觸覺到手勢(shì)、視感、以及其他物理運(yùn)動(dòng)和較智能的認(rèn)知行為，比如記憶編碼。利用高新技術(shù)，進(jìn)行虛實(shí)轉(zhuǎn)換與結(jié)合，恰到好處的設(shè)計(jì)會(huì)讓用戶有著愉悅的沉浸感，從而達(dá)到真正的以用戶為中心設(shè)計(jì)的自然用戶界面。

因此，在進(jìn)行自然用戶界面設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)從用戶的自然經(jīng)驗(yàn)入手，根據(jù)以前的相關(guān)產(chǎn)品或者事件的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其進(jìn)行分析，包括架構(gòu)分析，信息顯示方式分析以及到交互方式的分析，學(xué)會(huì)利用生活中最自然不過的隱喻進(jìn)行設(shè)計(jì)，將內(nèi)涵寓于設(shè)計(jì)，在這個(gè)過程中，要注意對(duì)物理世界的自然操作所產(chǎn)生的繁瑣動(dòng)作進(jìn)行剔除，保留下精華的隱喻部分，同時(shí)學(xué)會(huì)利用簡(jiǎn)潔，大方的形式與方式來展現(xiàn)出最終的設(shè)計(jì)，真正地實(shí)現(xiàn)了NUI的“無極限”信息化，又給用戶帶來優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。