N3.01.3head-locked设计研究

头部锁定的内容始终在视野同一位置

别名: 视角锁定 · 头显锁定 · view-locked · HUD · screen-space UI

概念解释

电量百分比钉在视野右上角:头转向天花板,数字还在那一角;低头看鞋,数字仍在那一角。这是头部锁定(head-locked),也常被叫成视角锁定或 HUD。内容写在头显相机坐标系里,视网膜上的位置不随环境转,也不随躯干转。人没有「把脸转开就不看它」这条路——转开的是世界,不是这块内容。

机制

头部锁定把界面的父节点设成相机:模型矩阵在视空间里是常数。每一帧 IMU 更新头显姿态,世界在视锥里流动,锁定内容的投影坐标不变。所以它不会被走动丢在房间里,也不会因为转头滑出视野。它占用的是视野坐标,不是环境坐标。

「始终同一位置」指的是显示平面上的位置,不是世界深度上的位置。同一块 HUD 仍可画在五十厘米或两米的虚拟深度上,只是那条深度射线永远从两眼中间指向视野里的固定像素。深度选近,它会挡住更多世界;深度选远,它会和远处景物抢辐辏,但无论远近,它都跟着头走。

怎么研究

让人在自由转头的观察任务里报告一块固定信息(电量、准星、载入字)。头部锁定的操作定义是:头在偏航、俯仰上怎么动,该信息的屏幕坐标不变。把同一信息改挂到躯干或世界后再测,屏幕坐标应随头动改变。

自变量:父节点(相机 / 躯干 / 世界)、信息在视野中的偏心角。 因变量:目标点在画面上的像素位移、头转时信息离开视野的次数(头部锁定应为零)、发现信息所需的搜寻时间。

用「它一直在」当主观题会把身体锁定的胸前面板也算进来。要问的是「转头时它是否还停在画面的同一个角」,不是「你是否还能找到它」。

边界

注视点渲染、注视点 UI 会把内容钉在当前注视上而不是钉在头上,那是眼动参考系,不是头部锁定。在只有三自由度的设备上,头部锁定和「跟着旋转走」看起来很像,因为没有平移可用来拆开相机和世界。视频透视里,头部锁定的十字准星如果画在错误的相机光心上,会和真世界有视差,看起来像漂在空气里的一层膜,但它仍满足「画面坐标不变」。极短的提示(半秒的「已保存」)挂在头上,人还来不及转头,三种锁定的行为差异来不及表现。

怎么落地

  • 只把必须在任意朝向下仍能立刻读到的状态做成头部锁定:准星、录音中、追踪丢失。不要把需要阅读的段落钉在视野坐标里。
  • 把头部锁定的元素做成小、偏、可忽略:离开视野中心,面积小到余光能感到存在、正视可以读完一行。
  • 不要把头部锁定当成「省得去摆世界坐标」的默认项。默认应先问信息属于房间还是属于身体。
  • 验证:录一段随意转头、点头、仰视的第一人称视频。把该元素的画面位置逐帧标出来,偏航和俯仰期间它应停在同一屏幕坐标;若它在画面里走动,父节点就不是相机。

延伸

  • 同组N3.01.1 世界锁定的内容固定在环境中 · N3.01.2 身体锁定的内容随人移动但不随头转 · N3.01.4 头部锁定长期使用最令人不适
  • 相邻N3.08 世界锁定、身体锁定与头部锁定 · N2.07 身体作为参考系
  • 站内检索head-locked · view-locked HUD · screen-space UI

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