莫雪敏 章潔

摘要：目前，三維用戶界面缺乏具有普適性的界面模式，導(dǎo)致在遇到自由度與舒適度、真實(shí)性與愉悅性或可控性與智能性等矛盾時(shí)，沒有可參考的框架提供解決問(wèn)題的思路，針對(duì)這一問(wèn)題，研究兼具愉悅性和高效性的三維用戶界面模式。通過(guò)對(duì)目前基于現(xiàn)實(shí)隱喻和基于想象隱喻的三維用戶界面進(jìn)行研究，分析現(xiàn)有基于隱喻的三維用戶界面發(fā)展瓶頸，將現(xiàn)實(shí)和想象隱喻的三維用戶界面特點(diǎn)和要素進(jìn)行對(duì)比分析，引入隱式交互的概念，提出三維用戶界面模式SEMEI，并分析SEMEI模式中各個(gè)要素及具體交互過(guò)程。最終形成了基于現(xiàn)實(shí)和想象隱喻的三維用戶界面模式。該模式為其他人機(jī)交互研究者和設(shè)計(jì)師構(gòu)建出兼具自然交互與感性愉悅的三維用戶界面，提供了更為全面的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：三維用戶界面；界面模式；現(xiàn)實(shí)隱喻；想象隱喻；隱式交互；自然交互

中圖分類號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-0069（2024）11-0071-04

Abstract：At present， the three-dimensional user interface lacks a universal interface pattern， which leads to the lack of a reference framework to provide ideas to solve the problem when encountering contradictions such as freedom and comfort， authenticity and pleasure， or controllability and intelligence. Based on the research on the current three-dimensional user interface based on realistic metaphor and imagination metaphor， this paper analyzes the development bottleneck of the existing three-dimensional user interface based on metaphor， compares and analyzes the characteristics and elements of three-dimensional user interface based on realistic and imaginary metaphor， introduces the concept of implicit interaction， proposes the three-dimensional user interface pattern SEMEI， and analyzes the various elements and specific interaction processes in the SEMEI pattern. The result is a three-dimensional user interface pattern based on real and imagined metaphors.This pattern provides a more comprehensive design idea for other human-computer interaction researchers and designers to build a three-dimensional user interface that combines natural interaction and perceptual pleasure.

Keywords：Three-dimensional user interface；Interface pattern；Realistic metaphor；Imaginary metaphor；Implicit interaction；Natural interaction

引言

用戶界面的發(fā)展從批處理界面、命令行界面到圖形用戶界面，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)等三維空間技術(shù)的不斷發(fā)展，在一部分人機(jī)交互場(chǎng)景中的圖形用戶界面轉(zhuǎn)向自然用戶界面。隱喻本身作為一種語(yǔ)言學(xué)的修辭手法，在介入人機(jī)交互的領(lǐng)域后，以WIMP界面范式為代表的桌面隱喻在界面設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)了幾十年的主導(dǎo)地位。在桌面隱喻之外，類似紙筆隱喻、超人隱喻等由隱喻啟發(fā)的三維用戶界面設(shè)計(jì)方法也一直在被研究者們提出，但這些研究大多聚焦在某種特定技術(shù)的交互方式中，受到具體任務(wù)的限定，從而缺乏能夠賦予系統(tǒng)設(shè)計(jì)者超越特定隱喻的普適性設(shè)計(jì)方法。

早在1986年，學(xué)者Smith和Randall B就首次在人機(jī)交互的領(lǐng)域提出了字面主義（Literalism）和魔力（Magic）這樣一對(duì)具有普適性的界面隱喻維度，直到2008年，Jacob等學(xué)者基于前人的研究總結(jié)出了一個(gè)針對(duì)3D交互的成型框架——基于現(xiàn)實(shí)的交互框架（RBI），2009年，Kulik基于魔力交互技術(shù)并針對(duì)RBI框架提出了基于想象的交互框架（IBI）。國(guó)內(nèi)學(xué)者李太然等人在2018年基于RBI框架提出了虛擬現(xiàn)實(shí)用戶界面范式SOMM，然而隨著更多交互場(chǎng)景的出現(xiàn)和理論的時(shí)限性，進(jìn)一步研究可廣泛應(yīng)用的三維用戶界面構(gòu)建模式是有必要的。

一、基于隱喻的三維用戶界面概況

（一）三維用戶界面中的隱喻維度

在《3D用戶界面設(shè)計(jì)與評(píng)估》中，作者Joseph等人將3D交互定義為用戶直接在真實(shí)或虛擬的3D空間背景下執(zhí)行任務(wù)的人機(jī)交互，而3D用戶界面則是包含了3D交互的用戶界面。由于VR、AR、MR和某些基于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的3DUI應(yīng)用場(chǎng)景都是用戶直接在真實(shí)或虛擬的三維空間背景下執(zhí)行任務(wù)的人機(jī)交互，本文研究的三維用戶界面設(shè)計(jì)模式對(duì)于以上載體具有普適性。

在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，隱喻常常以“現(xiàn)實(shí)主義”和“浪漫主義”這一對(duì)維度出現(xiàn)，而在三維用戶界面領(lǐng)域中，基于隱喻的界面范式構(gòu)建維度從“字面主義”和“魔力”演變而來(lái)，同樣以兩分法的形式呈現(xiàn)，分別是“基于現(xiàn)實(shí)的隱喻”（嚴(yán)格模仿物理世界）和“基于想象的隱喻”（物理世界無(wú)法找到的事物）。

（二）基于現(xiàn)實(shí)的隱喻與RBI框架

在過(guò)去的幾十年里，隨著技術(shù)和媒介的迭代和用戶需求的發(fā)展，全新的應(yīng)用場(chǎng)景帶來(lái)了更復(fù)雜的用戶任務(wù)，于是在3DUI設(shè)計(jì)領(lǐng)域也出現(xiàn)了更多新的挑戰(zhàn)，一系列不同于WIMP桌面隱喻的新型界面隱喻方法和框架層出不窮?？v觀這些具有隱喻性的Post-WIMP界面，最常見的靈感都來(lái)自人們對(duì)日常生活、物理世界的常識(shí)性知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，例如，田豐教授在2004年提出的筆式交互范式PIBG，就是通過(guò)模擬日常紙筆環(huán)境讓用戶獲得更為自然的體驗(yàn)。但在三維用戶界面領(lǐng)域始終缺少一個(gè)基于隱喻的研究框架，直到2006年，基于現(xiàn)實(shí)的交互（Reality-Based Interaction，RBI）的概念被Jacob首次提出，并在2008年完整闡述了RBI的現(xiàn)實(shí)層級(jí)框架。

RBI框架具體聚焦4個(gè)主題：樸素物理世界（Na？ve Physics），即人們對(duì)物理世界的常識(shí)性認(rèn)知；身體感知和技能（Body Awareness and Skills），即人們對(duì)于自己身體的知覺，對(duì)身體的控制和協(xié)調(diào)能力；環(huán)境感知和技能（Environment Awareness and Skills），即人們對(duì)周邊環(huán)境的知覺，在環(huán)境中溝通、操縱和導(dǎo)航能力；社會(huì)感知和技能（Social Awareness and Skills），即人們對(duì)環(huán)境中他人的感知，以及與他人互動(dòng)的能力。RBI框架利用了人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，使得相應(yīng)的人機(jī)交互界面更加直覺化，減少了用戶的認(rèn)知負(fù)荷。

（三）基于想象的隱喻與IBI框架

盡管重現(xiàn)物理世界的真實(shí)感在某些應(yīng)用場(chǎng)景非常有效，但在許多3D應(yīng)用，尤其是在信息探索和可視化相關(guān)的任務(wù)中，有想象力隱喻的3D界面擁有更簡(jiǎn)單的操作和更強(qiáng)大的功能，用戶可以將自己快速傳送到目標(biāo)位置而不需要真實(shí)的步行前往、可以將在現(xiàn)實(shí)中很沉重的虛擬物體抬起并不受重力影響懸浮于半空中、可以在前景遮擋視線時(shí)開啟透視眼等。正如Ben Shneiderman所說(shuō)，“為什么不讓界面比3D現(xiàn)實(shí)更好呢？”常見的基于想象的隱喻包括抓握隱喻、指向隱喻和間接代理隱喻等。抓握隱喻和指向隱喻主要用于選擇和操作的交互行為，用戶可以利用光標(biāo)或虛擬手來(lái)選擇或直接操縱虛擬環(huán)境中的物體，且不受距離和重力的影響。間接代理隱喻則包含了導(dǎo)航、選擇和操作的作用，通過(guò)微縮世界（WIM）技術(shù)或巫術(shù)玩偶技術(shù)為用戶提供一個(gè)虛擬環(huán)境中的目標(biāo)操作對(duì)象微縮副本，使用戶可以間接地遠(yuǎn)程操作對(duì)象?；谙胂蟮碾[喻最早被稱之為“魔力”交互技術(shù)（“Magic”techniques），早在1986年就被學(xué)者Smith提出，直到2009年，Kulik在RBI框架的基礎(chǔ)上，提出了基于想象的交互（Imaginationbased Interaction，IBI）框架。

IBI框架以RBI框架為參考提出了5個(gè)主題：樸素物理學(xué)的懸停（Suspension of naive physics），即在虛擬環(huán)境中忽略重力或碰撞等物理約束；（幾何和運(yùn)動(dòng)的）縮放（Scaling of geometry and motion），即等比縮放圖像大小或縮放運(yùn)動(dòng)速度來(lái)提高圖像和運(yùn)動(dòng)的精確度；自動(dòng)化（Automation），即機(jī)器通過(guò)預(yù)測(cè)用戶意圖，主動(dòng)發(fā)起行為，從而減少用戶需要交互的步驟；魔法咒語(yǔ)（Magic spells），即用簡(jiǎn)單的選項(xiàng)代替復(fù)雜的任務(wù)命令，或是運(yùn)用間接代理技術(shù)（如：微縮地圖）幫助用戶執(zhí)行目前不可見的操作，并且可以多通道并行；模式變化（Mode changes），即計(jì)算機(jī)應(yīng)用中對(duì)象和工具的屬性變化。

二、基于隱喻的三維用戶界面發(fā)展

（一）基于隱喻的三維用戶界面發(fā)展瓶頸

2011年，張丹潔在RBI框架的基礎(chǔ)上提出了以手勢(shì)交互為主的三維用戶界面范式SWMG。2018年，李太然同樣基于RBI框架提出了虛擬現(xiàn)實(shí)用戶界面SOMM范式，完善了RBI框架中用戶對(duì)于身體的感知和技能在界面中對(duì)應(yīng)的表征形式。2021年，謝麗鑫在現(xiàn)實(shí)隱喻外還引入了Norman七階段用戶行為模型作為研究基礎(chǔ)，提出了三維多通道用戶界面范式3DSOEM?，F(xiàn)有三維用戶界面模式都建立在現(xiàn)實(shí)隱喻的基礎(chǔ)上提出，對(duì)交互概念的討論也局限在用戶主動(dòng)交互的范疇。雖然RBI和IBI框架都為3DUI的研究路徑和構(gòu)建方法提供了指導(dǎo)性的意見，但是目前兩個(gè)框架相關(guān)的知識(shí)和研究比較孤立，缺少一個(gè)統(tǒng)一的界面范式或模式將現(xiàn)實(shí)隱喻和想象隱喻同時(shí)納入構(gòu)建界面的考慮范疇。正是由于基于隱喻的3DUI研究領(lǐng)域中的局限性，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也衍生出許多矛盾和問(wèn)題。

1.自由度與舒適度的矛盾

在3D空間交互和傳統(tǒng)的2D空間交互最大的區(qū)別就在于自由度（Degree Of Freedom，DOF），也就是用戶身體可移動(dòng)的獨(dú)立維度的擴(kuò)展。在3D空間中最多可以實(shí)現(xiàn)6DoF的運(yùn)動(dòng)，但同時(shí)，用戶在操縱6DoF設(shè)備進(jìn)行交互的過(guò)程中身體動(dòng)作會(huì)更為復(fù)雜，設(shè)備也相對(duì)笨重，舒適度和安全性成為3DUI新的挑戰(zhàn)。在3D交互中并非自由度越高交互體驗(yàn)越舒適，必要時(shí)可以根據(jù)具體需求減少用戶輸入端的自由度個(gè)數(shù)，因此在3D交互中使用自由度約束是一種常用于提高用戶效率和精確度，以及簡(jiǎn)化交互的重要手段。當(dāng)用戶在虛擬三維地圖中尋找某個(gè)地點(diǎn)時(shí)，將其光標(biāo)約束在地形表面上，用戶則不需要抬起手臂通過(guò)手勢(shì)操控點(diǎn)位，而是通過(guò)2D輸入即可精確選擇目的地，同時(shí)也避免了空間視差帶來(lái)的影響。但自由度約束的缺點(diǎn)是它們減少了用戶對(duì)交互的控制，在許多應(yīng)用中，能使用戶很容易地打開和關(guān)閉自由度約束是重要的。在設(shè)計(jì)3DUI時(shí)需要清楚理解用戶的需求并仔細(xì)設(shè)計(jì)交互流程，從而解決3D交互所帶來(lái)的自由度與舒適度之間的矛盾。

2.真實(shí)性與愉悅性的矛盾

在許多研究者和設(shè)計(jì)師的傳統(tǒng)觀念中，虛擬現(xiàn)實(shí)的主要優(yōu)勢(shì)依舊是盡可能復(fù)制物理世界，然而由于技術(shù)的限制，在虛擬環(huán)境中做到將現(xiàn)實(shí)1：1還原仍然存在許多細(xì)節(jié)上的難題，這些與現(xiàn)實(shí)的不匹配會(huì)損害用戶體驗(yàn)和執(zhí)行任務(wù)的效率，并且在許多應(yīng)用場(chǎng)景中，真實(shí)感并不完全需要。正如Sadeghian和Shadan所說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)不應(yīng)被視為現(xiàn)實(shí)的替代品，而應(yīng)被視為人類可以輕松克服許多物理限制的環(huán)境。如果嚴(yán)格遵守真實(shí)隱喻中對(duì)于樸素物理學(xué)的執(zhí)行，那么當(dāng)用戶在將一個(gè)模型舉到半空中時(shí)，松手后模型將因?yàn)橹亓ο蛳聣嬄洌谙胂蟮碾[喻給了我們將物體懸置在半空中的可能性。如果用戶希望更仔細(xì)地查看模型或信息，只需要?jiǎng)觿?dòng)手指將模型放大，而無(wú)需進(jìn)行真實(shí)的位移走近查看。在這種情況下，技術(shù)為人類拓展了能力的外延，愉悅性的需求打敗了真實(shí)性的需求。因此，解決3DUI中真實(shí)性與愉悅性的矛盾需要在過(guò)往聚焦于現(xiàn)實(shí)隱喻的基礎(chǔ)上，引入對(duì)想象隱喻的考量，意識(shí)到3D交互不僅是為了模仿現(xiàn)實(shí)，而是為了創(chuàng)建“更好的”現(xiàn)實(shí)。

3.可控性與智能性的矛盾

現(xiàn)有三維用戶界面領(lǐng)域中關(guān)于交互模式的研究遵循顯式交互的邏輯，即“人主動(dòng)輸入明確指令——產(chǎn)品接收指令執(zhí)行——用戶接受效果反饋”。由用戶直接發(fā)起命令的交互方式在多數(shù)情況下是簡(jiǎn)潔且易于理解的，但隨著3D交互的應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越多，如何讓用戶以更少的操作達(dá)到交互目的同樣是一個(gè)重要的研究方向。機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）技術(shù)的發(fā)展為提前預(yù)知用戶的行為和需求提供了許多可能性。設(shè)備智能化的發(fā)展是一個(gè)必然趨勢(shì)，但并非主動(dòng)性越高的設(shè)備越智能，尤其對(duì)于需要消耗用戶注意力的交互行為，設(shè)備在提供便捷性和舒適度的同時(shí)，也要避免降低用戶對(duì)于應(yīng)用和設(shè)備的可控性。例如，用戶可以設(shè)置在設(shè)備進(jìn)入專注模式的前置條件下，某些特定應(yīng)用的消息提醒只能在后臺(tái)顯示，待用戶需要時(shí)再手動(dòng)打開查閱，而不是隨時(shí)可以彈出消息框打斷用戶正在進(jìn)行的行為。目前，三維用戶界面模式相關(guān)研究缺乏對(duì)于設(shè)備智能化的關(guān)注，對(duì)于如何平衡可控性和智能化的討論也因此更加泛化，需要結(jié)合用戶行為的多樣性和應(yīng)用場(chǎng)景的安全性需求等因素進(jìn)一步研究，為用戶提供更加人性化的交互體驗(yàn)。

（二）從模仿現(xiàn)實(shí)到超越現(xiàn)實(shí)

目前，應(yīng)用最廣泛的WIMP范式也是基于現(xiàn)實(shí)隱喻——桌面隱喻誕生的，即使在部分3DUI的應(yīng)用場(chǎng)景下，使用2D輸入依然可行，但傳統(tǒng)的WIMP范式已經(jīng)無(wú)法適用于大多數(shù)3D交互場(chǎng)景，在3D應(yīng)用場(chǎng)景中，嚴(yán)格模仿真實(shí)世界并不總是必要的，基于想象的隱喻不僅可以“增強(qiáng)”用戶的身體、認(rèn)知和感知能力，使用戶獲得更加愉悅的體驗(yàn)，同時(shí)也是降低應(yīng)用開發(fā)成本的一種途徑。表1是對(duì)基于現(xiàn)實(shí)隱喻和基于想象隱喻的交互界面特點(diǎn)的比較。

我們發(fā)現(xiàn)，想象隱喻除了在現(xiàn)實(shí)隱喻的基礎(chǔ)上拓寬了人類能力的邊界，在交互的過(guò)程中也給了用戶成為客體的可能性，例如，用戶在三維空間中隨意瀏覽某個(gè)應(yīng)用程序時(shí)，計(jì)算機(jī)檢測(cè)到一個(gè)插件的可更新狀態(tài)，便將更新所需的操作抽象打包成一個(gè)選擇提示，用戶只需要進(jìn)行選擇是否更新的操作即可。在這一示例中，用戶在沒有意識(shí)到插件可更新的狀態(tài)下被提醒，成為該情境下的交互客體，計(jì)算機(jī)成為人類的第2個(gè)大腦，幫助用戶廣泛收集信息，并將信息進(jìn)行整理、篩選、規(guī)劃和打包，在預(yù)測(cè)用戶目標(biāo)意圖（假設(shè)用戶選擇安裝更新）后，將具體的安裝步驟放在后臺(tái)進(jìn)行，用戶不需要主動(dòng)明確地執(zhí)行每個(gè)步驟。不過(guò)，想象隱喻更多時(shí)候在三維用戶界面的構(gòu)建中起到的是一種增益效果，想象力的發(fā)散無(wú)法擺脫人們對(duì)真實(shí)世界的認(rèn)知，完整三維交互體驗(yàn)的構(gòu)建必然也無(wú)法擺脫對(duì)現(xiàn)實(shí)的隱喻。

三、三維用戶界面SEMEI模式的提出

（一）SEMEI模式——現(xiàn)實(shí)隱喻與想象隱喻的融合

為突破傳統(tǒng)以二分法討論3DUI隱喻靈感來(lái)源的局限性，文章將現(xiàn)實(shí)隱喻和想象隱喻整合于同一框架中，在RBI和IBI框架的基礎(chǔ)上引入了顯式交互和隱式交互的概念，進(jìn)而提出了基于現(xiàn)實(shí)和想象隱喻的三維用戶界面模式SEMEI，如圖1。

計(jì)算機(jī)允許為任何相關(guān)的對(duì)象分配對(duì)應(yīng)的含義和一些自動(dòng)化處理，從而使應(yīng)用程序適應(yīng)各種任務(wù)的要求，IBI框架基于這一屬性提出了承載人類美好想象力的“魔法咒語(yǔ)”概念。IBI框架中的“自動(dòng)化”和“模式變化”都屬于一種交互手段，但與RBI框架中用戶對(duì)于身體的感知和技能不同，它們是由機(jī)器主動(dòng)發(fā)起的交互行為，在計(jì)算機(jī)足夠智能的情況下，甚至不需要用戶做出任何操作行為即可完成整個(gè)人機(jī)交互的閉環(huán)。引用阿爾布雷赫特·施密特（Albrecht Schmidt）對(duì)于隱式交互的定義：用戶不再關(guān)注交互過(guò)程本身，也不過(guò)多考慮如何使用設(shè)備或者系統(tǒng)，而是由設(shè)備或者系統(tǒng)主動(dòng)地、隱式地識(shí)別和理解用戶行為，并將理解后的信息作用于人機(jī)交互過(guò)程。

1.3D交互空間（S）——在現(xiàn)實(shí)世界中賦予用戶“魔法”

SEMEI模式中的3D交互空間（S）對(duì)應(yīng)RBI框架中的樸素物理世界和IBI框架中樸素物理學(xué)的暫停，指用戶執(zhí)行3D交互任務(wù)的虛擬空間，承載了所有的情境信息。3D交互空間通常以真實(shí)世界為基礎(chǔ)，基本遵循重力、摩擦力和相對(duì)尺度等基本物理規(guī)則，但在某些場(chǎng)景下也可以定義具有“魔法特質(zhì)”（Magic features）的規(guī)則，例如手部射線可以穿越障礙物指向遠(yuǎn)處的物體；圖像可以立即隱形或者重新著色；三維模型可以扭曲、分割或復(fù)制等，類似這些在物理現(xiàn)實(shí)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)但可以賦予虛擬對(duì)象的功能，只要它們是可計(jì)算并且用戶可以理解的，就存在應(yīng)用的可能性。具有兼容性的3D交互空間將現(xiàn)實(shí)和“魔力”相結(jié)合，給用戶提供一個(gè)自然且愉悅的交互場(chǎng)景。

2.元素（E）——虛實(shí)結(jié)合的美學(xué)設(shè)計(jì)

元素（E）對(duì)應(yīng)RBI框架中的環(huán)境感知和技能與社會(huì)感知和技能，它指存在3D交互空間中的任意互動(dòng)對(duì)象，包含了真實(shí)景象（實(shí)像）和虛擬景象（虛像）兩種元素。一方面，實(shí)像與虛像存在于不同視場(chǎng)角（FoV）的圖層中，它們疊加在一起成為用戶最終所見場(chǎng)景，因此設(shè)計(jì)師需要將實(shí)像和虛像同時(shí)納入設(shè)計(jì)的考量。另一方面，雖然一些3DUI設(shè)計(jì)指南建議在虛像上添加各種擬真的細(xì)節(jié)，但仿真元素并非在所有場(chǎng)景下都是最優(yōu)解。將想象隱喻引入三維用戶界面中的一大作用就是可以充分發(fā)揮非真實(shí)感的美學(xué)功能，利用計(jì)算機(jī)的繪制能力構(gòu)建虛擬與真實(shí)之間的橋梁。例如在兒童學(xué)習(xí)場(chǎng)景下，將虛擬環(huán)境中的角色進(jìn)行抽象卡通化，或在藝術(shù)裝置中通過(guò)多層透明圖像和粒子動(dòng)畫塑造沉浸感和臨場(chǎng)感。虛實(shí)結(jié)合的元素設(shè)計(jì)有利于場(chǎng)景中情緒和氛圍的渲染，從而與用戶形成情感聯(lián)結(jié)，同時(shí)合理的抽象化也為用戶提供了更為簡(jiǎn)單和有效的互動(dòng)對(duì)象。

3.菜單（M）——命令載體可視化

菜單（M）對(duì)應(yīng)的是IBI框架中的魔法咒語(yǔ)，具有一種普遍的代理屬性，包含了傳統(tǒng)圖形用戶界面中的選擇菜單，以及地圖、旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)和微縮世界這種更具可視化的三維菜單形式。與傳統(tǒng)的2D菜單不同，三維菜單具有獨(dú)特的空間屬性，因此有效增加了同樣大小屏幕內(nèi)可承載的信息密度。作為一種重要的輸入命令載體，菜單幫助用戶對(duì)于目前不可見的物體或?qū)傩赃M(jìn)行操作，而3D菜單在2D菜單的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減少了用戶對(duì)于復(fù)雜任務(wù)的記憶負(fù)荷，根據(jù)輸入設(shè)備、交互任務(wù)和應(yīng)用情境的不同，一些創(chuàng)新的3D可視化菜單形式還為低基礎(chǔ)設(shè)施的環(huán)境提供了輕量化的解決方案。

4.顯式交互（E）與隱式交互（I）——簡(jiǎn)單的操作與恰到好處的預(yù)測(cè)

顯示交互（E）對(duì)應(yīng)RBI框架中的身體感知和技能及IBI框架中幾何和運(yùn)動(dòng)的縮放，通常指用戶通過(guò)鍵盤、鼠標(biāo)、手勢(shì)和語(yǔ)音指令等輸入方式主動(dòng)向系統(tǒng)發(fā)出指令的交互過(guò)程。隱式交互（I）則涵蓋了IBI框架中的自動(dòng)化和模式更改。2008年，溫迪·朱（Wendy Ju）和拉里·萊弗（Larry Leifer）提出了隱式交互框架，如圖2，從對(duì)用戶的注意力需求這一維度出發(fā)，可以將隱式交互劃分為兩類，一種是在用戶注意力之外發(fā)生的后臺(tái)交互，如設(shè)備跟隨用戶視線自動(dòng)調(diào)整視野范圍和自動(dòng)攔截垃圾信息的彈出。許多隱式交互還會(huì)嵌套在顯式交互的過(guò)程中，例如，用戶用Microsoft HoloLens2閱讀長(zhǎng)文本時(shí)，機(jī)器會(huì)跟蹤眼睛的視線，在識(shí)別到視線到達(dá)文本框底部后，文本會(huì)開始自動(dòng)滾動(dòng)，在這一過(guò)程中，隱式交互幫助用戶在無(wú)需抬起手指進(jìn)行翻頁(yè)的情況下保持了順暢的閱讀體驗(yàn)。另一種高注意力需求的隱式交互是由計(jì)算機(jī)主動(dòng)向用戶發(fā)起的前臺(tái)交互——警報(bào)提示（例如新郵件提醒或軟件更新的自動(dòng)彈窗），雖然這種隱式交互也是在預(yù)測(cè)用戶的隱含需求后發(fā)生的，但依然需要占用用戶較多的注意力，在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮到提示任務(wù)的必要性和可控性，盡量避免讓用戶感到被冒犯和被打斷。對(duì)于顯式交互應(yīng)當(dāng)遵循的原則是讓交互操作盡量簡(jiǎn)單易懂，而隱式交互的核心則是充分感知并推理用戶的可能性需求，將簡(jiǎn)單的操作與恰到好處的預(yù)測(cè)相結(jié)合，為用戶提供更加自然的三維用戶界面。

（二）SEMEI模式的交互過(guò)程

在SEMEI模式的三維交互過(guò)程中，如圖3，情境空間代表了3D交互空間的概念，是特定情境中所有信息和信息集元素的載體，將這些信息元素按照層級(jí)可以分類為模塊組織、分子單元與原子元素，它們表征為具體的虛像與實(shí)像元素，構(gòu)成整個(gè)用戶所見的符號(hào)場(chǎng)景。用戶通過(guò)感官系統(tǒng)接收到符號(hào)空間中的信息元素，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)鏈接到具體使用情境、空間格局和認(rèn)知結(jié)構(gòu)、交互方式等。根據(jù)交互任務(wù)，用戶將注意力聚焦在目標(biāo)菜單、目標(biāo)3D與2D元素上，形成對(duì)應(yīng)任務(wù)的感知空間，通過(guò)類似觸摸操作或凝視交互等直接與命令界面發(fā)生交互的顯式交互來(lái)完成操作，將反饋傳遞給機(jī)器。用戶在操作完成后根據(jù)成功或失敗的結(jié)果，不斷積累知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，形成新的記憶，最終達(dá)成認(rèn)知空間的構(gòu)建與不斷更新，以此來(lái)影響用戶符號(hào)空間和感知空間的信息布局。同時(shí)，機(jī)器基于對(duì)于外部環(huán)境和用戶行為的感知對(duì)用戶的目標(biāo)意圖進(jìn)行推理，根據(jù)不同的主動(dòng)性與注意力需求發(fā)起相應(yīng)的隱式交互手段，從而影響情境空間中的信息分布與屬性特征。整個(gè)交互過(guò)程以情境感知為基礎(chǔ)，以用戶目標(biāo)意圖為中心，分別從用戶和機(jī)器的角度發(fā)起交互行為，將人機(jī)交互主客體之間的行為邏輯相契合，最終構(gòu)建出舒適、自然、愉悅的三維用戶界面。

結(jié)語(yǔ)

文章提出的基于現(xiàn)實(shí)和想象隱喻的三維用戶界面模式SEMEI，打破了先前三維用戶界面領(lǐng)域總是分散性地基于現(xiàn)實(shí)或想象隱喻進(jìn)行研究的思路，從而提供了一種將現(xiàn)實(shí)與想象隱喻相結(jié)合的多角度構(gòu)建和多視點(diǎn)審視的框架，旨在幫助三維用戶界面設(shè)計(jì)者更清晰全面地透視三維交互過(guò)程中的問(wèn)題，在通過(guò)模仿現(xiàn)實(shí)解決問(wèn)題之外，同樣關(guān)注想象隱喻帶來(lái)的“超能力”作用。不過(guò)在具體應(yīng)用的過(guò)程中還需要進(jìn)一步結(jié)合三維用戶界面的交互情境、信息特點(diǎn)和用戶所處的文化背景等因素綜合考慮，從而實(shí)現(xiàn)真正自然愉悅的交互體驗(yàn)。接下來(lái)，我們希望對(duì)范式的構(gòu)成要素和交互過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)一步研究，探究如何在三維用戶界面中實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)隱喻和想象隱喻平衡。

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