开发者必须了解的VR设计三大关键理念

编译 | 镜

本文旨分享基本的VR设计概念以及相关的知识。

本文编译自medium论坛博主Raunaq Shah“New to VR? Here is what you must know to get started”（本文编译略有删改）。

Raunaq Shah是海外资深UX设计师（用户体验设计是指通过提高产品的可用性、易用性、以及人与产品交互过程中的愉悦程度，从而来提高用户满意度的过程）本文为Raunaq Shah在VR项目研发时，对VR的设计理念的总结分享。

在此前，我得到了一个很棒的机会大客户开展了VR项目的研发，这让我在一个有趣的新方向上扩展了我的知识和对VR内容设计的理解，为此我查看了很多的资料，并将他们归纳为3种最为主要的设计概念，这些概念在我的设计种起到了非常重要的指导作用。

回顾计算机的发展史，第一台商用通用计算机在50年前开始民用普及。发展至今，我们的电脑拥有了远超50年前设想的计算超高性能。PC电脑极大提高了人类的生产力。而后的笔记本让计算机具备了移动性，智能手机则更是进一步增加了社交连接和信息的传递。有趣的是，随着设备逐渐变小，它们也愈加靠近我们的视觉系统——眼睛…

现在，设计师可以以未曾想过的形式去创造一个沉浸的世界，用户也可以通过6Dof的身临其境与环境进行互动，这是一种前所未有的接近真实世界的互动。

虚拟现实带来的变化

重新定义内容叙述方式

VR带来沉浸感为内容故事的叙述增加了更大的可能性和机会，而这一功能将更能为游戏、娱乐、教育以及影视等行业提供赋能，从而影响整个媒体媒介的发展。

重新定义医疗保健

随着VR设备和内容的精细化，VR技术已经逐渐渗透至医疗保健领域。一方面用于医护人员的培训，另一方面还用于恐惧症、自闭症、创伤后应激障碍等疾病的心理治疗，高精细的设备和内容甚至已经被使用实际的手术当中。

重新定义购物

目前房地产商以及电商平台都在不同程度的布局VR应用，VR带来的直观效果让潜在买家可以在购物前获得更直观的体验测试，从而提高购买率。此外该技术的透明化，减低了战略成本。

提高工作效率

VR所带来的的虚拟工作空间可以根据个人的爱好、习惯进行定制，360°的虚拟空间以及更高自由度的操作模式意味着执行任务可以极大的降低认知（及时）和此前实际物理空间带来空间阻碍，从而提高40%的效率。

而有趣的是，第一个虚拟现实（Head Mount Display，以下简称HMD）是在第一个在PC桌面界面发明之前。

VR的核心技术设计

内容放置和定位

在手机、平板电脑和笔记本电脑的设计中，设计人员能根据设备具体的外形尺寸和屏幕尺寸进行大致的预判，而VR不同，在虚拟空间中，VR界面形状和界面界面尺寸需要根据VR的环境设计和布局进行调节。

人体工学

VR在赋予用户极强的沉浸感的同时，也剥夺了用户一定的外部感知能力，所以VR在体验过程中需要保证用户的安全。而这当中便包含了晕眩的问题，不同与2D界面的设计，在VR中开发者需要遵循用户习惯性的运动标准来进行设计，举个比方，当画面的偏转与用户实际的运动产生较大的偏差时，用户非常容易产生晕眩。

目前VR主要的输入方式分为三种。

基于手柄射线的输入

带激光的控制器

基于射线输入的菜单交互概念

这种输入方式主要基于用户的控制手柄，手柄将作为主要的工具，用户在使用控制器进行激光指示时，让用户在VR的世界中进行选择和操纵

注视输入

注视输入的方式是通过头显的持续注视来判定用户的选择。虽然这种输入方法在简单选择上，十分快捷又轻松，然而在输入打字方面，用户需要不断移动头部，十分疲惫。

3. 手势输入

使用手势作为输入工具是现阶段最直观和自然的交互方式之一，它给予用户自由的使用不同的手势动作来与VR世界进行交互。不同于前面两种输入方法，手势输入通常要求交互对象位于用户手势可触及的范围内，以便操作它们。此外手部输入有时会与射线输入的形式结合使用，以此获得1+1＞2的效果。

VR设计三大关键理念

设计理念1：Mike Alger的视野概念

谷歌开发者Mike Alger在对VR舒适的视角和VR内容空间设计进行研究时，提出了视野区域的概念。

开发者应该怎么设计UI、内容的空间位置？

在使用场景假设中，如果用户坐在沙发（非旋转椅子）上，我们会发现脖子的转动幅度会被受限，过度移动会产生不适。所以脖子和眼睛的运动限制决定了VR空间中可用于放置内容的区域。

脖子不动的前提下，眼睛的视野移动仅约为30°（任意方向）

坐在固定的位置上，我们可以轻松将眼睛向任何方向移动 30-35°，稍微用力则可以移动到 55-60°，由此形成了视角范围的圆形区域，而这个区域就是我们放置VR主要用户界面元素的空间；与之同心的120°空间，则是放置次要内容元素。

需要注意的是，一般人体的视线通常在水平线下6°左右，所以用户界面不应放置在空间的正中间，而是应略低于水平线下。

在此前提下，我们添加颈部运动的影响。

头部受限前提下，头部的垂直运动区域图

头部受限前提下，头部的水平运动区域图

头部运动正常视角的区域俯视图

将所有以上信息放在一张图表中便是Mike Alger提出的视野概念：

Mike Alger表示，在距离用户 0.5 米的范围，并不适合放置UI和内容，因为会使得用户难以集中注意力。但是这个半径0.5米的区域（No-No Zone）十分适合设置手势和菜单交互。

在距离用户超过 20 米的空间深度，在目前的技术上是很难发挥感知效应，因此，0.5米至20米之间的区域是放置内容和UI的黄金区域（Goldilocks Zone），而鉴于目前基于屏幕的VR头显的技术限制，当前设备的视线焦点多集中在2米左右的位置、因此放置在 2-10 米之间是最自然和舒适。

结合脖子以及眼睛的运动生理范围，那么77°视角的黄金区是主要内容区域（Main Content Zone），开发者应将主要的内容放放置这个区域。而周边区域（Peripheral Zone）的内容只能通过我们的周边视觉观察到，除非用户转头。因此，它并不适合放置重要内容。

而位于我们身后的好奇区域（Curiosity Zone），是需要我们将身体转向它才能看到，如果在用户体验感到新奇时，都会四处观察周围的环境，而这就是它名字的由来。

用户的身体方向极大地影响了VR中的内容放置和设计决定。所以在设计时需要将这些内容考虑进去。

因此任何 VR 项目开始前都需要注意以下四个问题。

用户体验 VR 环境时将站着还是坐着？

用户在 VR 环境中将如何移动？

如果站着，用户可以在物理空间中走动吗？

如果坐着，椅子是可以旋转的还是固定的？

2. 设计理念2：虚拟屏幕尺寸

虚拟屏幕中的内容尺寸应该如何决定？

虚拟屏幕的概念由谷歌首次提出：即标准的尺寸屏幕都有一个标准视距，而这决定了屏幕内容的分辨率大小。通过上面提到的视野概念，我们可以大致了解 VR 界面的视距。而VR 设计的挑战在于如何保持内容在不同虚拟屏幕下尺寸的一致性。针对这个，谷歌提出了不受距离影响的毫米（DMM）概念。

1 dmm的定义是 1 米处的参照物大小为 1 毫米。该角度测量单位一定程度上规范化了虚拟屏幕空间的尺寸，保证了在不同距离前提下，屏幕尺寸下与内容保持一致性。

dmm是什么？

如图所示，图片左上角显示的是dmm比值。在0-1米的空间区间中，虚拟屏幕的空间坐标和距离坐标之间没有区别；但到 2 米处时，距离坐标却变为屏幕空间坐标的 2 倍，即屏幕尺寸增加到原来的 2 倍。

如何利用dmm来设计？

正因如此，设计师可以更方便地根据距离来设计界面尺寸，并且保证内容尺寸的一致性。

除了尺寸以外，由于VR 的三维空间的独特属性，所以在形状和结构层次上可以为开发者提供更多的开发思路，谷歌称之为“超级力量”。

深度

由于在虚拟空间中，屏幕可以根据Z轴进行偏转，因此在视觉效果上有更多的深度。这种深度特点可用于区别各内容元素之间的不同以及在屏幕内容中建立层次结构。

但是如上图所示，我们需要注意深度的感知能力会随着距离而减少，因此才会导致上文中提到的“对 20 米外的事物的深度几乎没有感知能力”的观点。

形状

界面载体的形状影响着屏幕的内容放置和交互方式。在虚拟空间中，我们能发挥各种各样的创造力，在虚拟屏幕的设计上，我们可以以各种形状的形式去呈现。它既可以是平面屏、曲面屏、折叠屏，也可以是分离式的。

在三种不同形状的载体上的虚拟屏幕

3. 设计概念3：代入感和舒适性

当我们在与小白谈及初次体验时，多数时候他们会表态VR的代入感很强。而这便是VR最重要的体验，那么在满足用户代入感的同时，我们还需要不断的去提高用户的舒适度以及代入感，这两个关系在一定程度上是相辅相成的。这对于依赖互动性应用（如游戏和娱乐）尤为重要。

而代入感可以通过以下方式实现：

帧率：保持帧率稳定在高于60 fps是保证用户舒适体验VR的前提标准，它可以避免运动给用户带来的恶心。

画质与音效：高质量的渲染会使环境看起来更加逼真；适当的音乐/音效可以进一步增强内容的代入感。

一致性：虚拟世界并不需要在设计上与现实世界一模一样，但是它应该像现实世界一样遵循一套统一的规则，而这能让用户以自己的工作判断来进行行动。

好奇心与探索欲

除了以上的硬性标准外，在丰富代入感方面，还需要从人类的行为上寻找突破点。

在一个不同常规且陌生的VR世界中，好奇心会驱使我们比平常更有探索欲。此外多数用户对VR内容没有特定的预期目标，所以开发者应该利用这种好奇心来指导UI和内容的设计，提供更多的具有目的性的内容交互以满足和勾起用户新的好奇心。用户也更愿意去探索和学习与他们原有认知不同的界面和交互方式。

以任务为核心：在以任务为中心的应用中，用户会产生一个期望完成任务的观念，多数用户不太愿意探索和学习新的概念模型，除非新模型在完成难易上较低。这迫使设计师在设计时需要在一定程度上去遵循现有的交互模型以及界面规范。

用户定位

据测试，人们在进入一个陌生的VR环境时，大约需要花 10 秒钟来进行定位。而随着与VR的接触次数增加，这种适应时间会逐渐减少。而我们与虚拟参照物与场景的位置会告诉我们所处的状态，并影响着我们对VR当前状态的理解。如果初始场景的设置没有给用户提供足够的信息，那么用户就需要依靠后续的文本、音效以及语音等来进行后续的认识补充。所以为用户提供足够的背景信息，需要在开发时有意识地进行系统地规划。

用户期望原则

1. 不要在视野范围上附加多余的东西

相信多数带眼镜的人都有过，眼镜染上污渍的经历。如果用户在体验的过程中无法将视线从某些一直挂在视野里东西上移开，我们就会产生一种难受的心理。因此将任何UI元素长期附加到头显视野上，都不利于用户体验。

2.温和的画面平移

在此前的VR体验中，相信有不少开发者都曾体验过画面过度抖动产生的晕眩感。画面效果应遵循恒定速度移动，并且没有任何加速/减速。画面切换速度足够快速，保证不会在人眼上产生残影效应，当画面进行旋转时，应该慢一些。如果你不够了解这些知识以及人体的前庭系统，那么就很可能因为移动而使用户产生恶心感。所以最好的方式是让用户自己调整画面的位置。

3. 让用户始终感觉在地上

将用户置于某种虚拟空间的实体平面上，并通过视觉反馈不断提醒他们在地上，会给予用户一定的舒适感。没有什么比将人悬在空中更令人难受了。

4. 遵循现实世界的尺度比例

如果你坐在看起来像普通沙发两倍的沙发上？那么你肯定感觉自己像矮人或巨人，而这是目前全景拍摄最容易出现的问题。所以除非具有目的性，否则虚拟现实就应始终遵循现实世界的尺度。

此外，VR中的视线高度也需要与用户现实世界中的身高相匹配。而这与眼动追踪技术相结合，那么实现起来就会更容易，当然我们也可以通过头显定位，来提前了解用户的身高，从而实现视野高度的判定。

5.不要惊吓用户

你是否曾经被一辆你没注意到的超速驾驶的汽车惊吓到？非常惊悚，对吧？VR 世界中的物体应该平缓地朝向或远离用户移动，这样才不会惊吓他们。

6. 有意识地设计环境

用户下意识地期望虚拟现实中的环境设计能够让他们知道什么是重要的。设计师应巧妙地引导用户往预期的目标和方向前进。

7. 巧妙运用声音和振动反馈

利用VR中声音和手柄的振动反馈，能够加强VR中的空间感，以及按钮和其他UI元素的交互。声音可以影响 VR 体验的基调，而手柄反馈是目前最高性价比的交互形式。