使用虚拟现实和共同设计研究大规模形状变化界面的设计

文献标题

Using Virtual Reality and Co-Design to Study the Design of Large-scale Shape-Changing Interfaces

文献信息

• 主题领域: 人机交互、虚拟现实及设计
• 关键词: 虚拟现实, 共设计, 形变界面, 空间设计, 用户体验, 感官幻觉, 建筑设计, 大规模接口, 感知, 非侵入式设计

研究背景与问题

• 问题或挑战: 大规模形变界面技术（例如形变墙）在用户体验优化方面具有潜力，但由于技术尚未完全成熟，设计这些形变界面并理解其形变特性对用户的影响较为困难。特别地，现有研究未系统探讨如何设计这些界面使其不显得侵入性强且能与环境融合。
• 重要性: 对建筑空间而言，大规模形变界面可能提升环境的交互性，例如用于导航、信息显示以及环境适配等。理解用户对这些界面的情感反应及设计参数有助于未来技术开发及建筑设计改进。
• 研究动机与相关工作: 过去的研究主要使用2D视频和投影增强现实等技术平台来探讨形变界面设计，但这些平台的沉浸感不足。相比之下，虚拟现实（VR）的沉浸式体验可能更有效地帮助用户感知形变界面的影响。研究还缺乏对形变设计参数（如流畅性或动态性）如何被用户理解和使用的系统性研究。

解决方案

• 方法和方案: 提出使用虚拟现实结合共设计方法，在线性虚拟建筑环境中让用户体验不同类型的形变墙，并随后进行设计活动，设计出非侵入式或更具侵入性的形变界面。
• 创新之处: 采用虚拟现实应用程序“Living Building”，提供具有多个房间的虚拟线性建筑，每个房间体现不同类型的形变墙设计；通过共设计过程，收集用户对设计参数的理解和反馈。
• 实施步骤:
  1. 开发虚拟现实应用“Living Building”，使用户在沉浸式环境中体验各类形变类型（例如体积变化、曲率、孔隙等）。
  2. 进行共设计活动，其中用户基于体验反馈设计形变墙，并从侵入性评估角度改进方案。
  3. 对用户的总体设计过程、体验反应和感知数据进行访谈与分析。

研究成果

• 具体成果:
  1. 用户详细感知报告：形变墙可引发多种情感反应，包括积极（兴奋、平静）和消极情绪（恐惧、烦躁）。
  2. 用户设计特点：用户能够基于早期的VR体验，设计满足功能性或愉悦目的的形变界面。
  3. 参数使用指南：通过研究提炼出与侵入性密切相关的设计维度（如形变类型、速度、规模等），以指导设计选择。
  4. 开发了移动VR应用“Living Building”，提供了探索不同形变界面的工具。
• 优势: VR比传统的2D视频或增强现实提供更具沉浸感的体验，使得用户对复杂设计概念的认知更直观且深刻；通过共设计活动来理解了用户对参数的反应及调整后的设计偏好。
• 评估结果:
  • 用户对某些形变类型（如圆形曲率与慢速变化）持较高的喜好，因为这些设计更显“非侵入性”。
  • 其他类型如“放大形变速度”和“多墙同时产生形变”则被认为更具侵入性。
  • 实验还揭示了VR环境中的感官幻觉，例如感到空气温度变化、声音幻觉等。
• 局限性与未来方向:
  • 局限性包括使用移动VR设备（沉浸感略低于研究级设备）和虚拟模型的真实感不足。
  • 未来应探讨真实形变界面的物理原型对用户感知的影响；研究更多形变参数（如质感与颜色），并扩大参与者群体（包括专业设计师和建筑师）。

通过整合形变界面设计、用户体验反馈与技术平台评估的研究，本研究为大规模形变界面的未来设计与应用提供了重要指导。