关于VR世界的交互方式和内容组合（三）操作设备的发展变革
作者：dizzarz
操作设备的发展变革
在之前发展和讨论中，我们讨论了关于为什么要实现在虚拟空间行走的需求。除了解决眩晕和节约空间以及更加符合人类直觉之外，移动方式将决定空间场景的设计和功能陈列的顺序。在虚拟世界中，随着操作主体的观察、移动模式发生了变化，和功能空间的交互也发生了转变。我们需要一种新的操作设备和对应的交互系统来满足用户在虚拟世界的各种需要。
关于交互逻辑
对于大多数用户而言，他们所面对的交互方式都不是直观自然的，都需要学习和掌握的过程。这种学习和掌握在传统中分成了交互设备和交互系统的学习掌握，交互设备和交互逻辑的结合支撑了各种系统功能的操作和使用，他们的组合形成了特定的交互环境。
借由交互设备的操作，使用者的意图通过交互逻辑转译为服务理解的输入内容。对于服务来说，业务是最终的结果，界面是视觉的展示，而交互逻辑则牵引了服务的框架。交互环境随着系统业务对设备和操作逻辑的选择，形成了各种差别。交互系统本身都是有各个相互子交互模式组成的系统，在掌握了基本的交互操作后，用户会形成对交互系统直觉判断，在遇到新的系统模块的时候会尝试已掌握的交互动作，这样对于用户来说整个可操作的范围都被合理的扩大了。
大多数用户能可以接受一个交互系统中存在不能自洽的交互逻辑。在一个完整的交互环境中，一般都是由多个交互系统相互配合组成。一个交互系统不能完整覆盖全部交互逻辑，通常需要另一个交互系统对其进行支持。交互逻辑和交互设备的发展是相互影响的，当业务需求发生了改变，交互逻辑和设备都会发生根本性调整。
关于交互设备
在前面的章节中，我们已经涉及到现有操作在未来应用中的一些列不适应问题。例如使用者因为设备的限制，需要远高于原有操作环境的空间需求。同时长时间的站立、行走也不符合大多数使用者的操作习惯，大多数伏案工作者对VR环境有极大的操作需求，但是他们需要最大的体力来保证VR环境的操作，这个几乎是空间之外同样难于预约的障碍了。
因为现阶段用户在VR环境内的行为是单向的，环境没有视觉之外的有效的感知方式，导致肢体的深度的认知能力是缺失的。基于设备的限制，在现阶段凡是有效的交互设备，几乎是缺乏通用性的。凡是通用的，在用户需要精度的交互中往往是盲目的，需要反复尝试，并且难以对交互形成统一的经验，在操作中形成了训练门槛。同时语音也很难作为主要的操作手段，因为语音传达信息的密度太低，所以作为辅助的应答交互才能体现出更高的价值。这一系列问题的本质在于交互逻辑的诉求和交互设备的发展没有对应呢起来。
未来的交互的方向，是打造符合习惯和直觉的叫呼环境。交互意图需要新的硬件设备来满足。要满足这一点，需要在现有的交互环境之外构建一套新的交互环境，新的交互环境是以VR为目的的，将使用者作为一个人而不是特定的用户（技术人员）来从新评估和看待。新的交互环境是对原有的交互环境的扬弃。因为是人直接支持和对过去的继承，原有的交互意图会在系统中被再现，作为虚拟环境中的设备元素的交互需要被满足，所以未来的交互环境也承载了原来的交互系统，并对各个交互系统进项进一步的整合。
下面将对行业现阶段需要的交互系统进行一点思考和分析工作，核心目的是提供一个内在逻辑统一，建设在以低现实空间需求，低体力需求，在现有技术条件下和消费能力下实现较高的操作精度的交互设备和交互环境。这不可能是VR环境下最终的交互设备和交互环境的意图，而是作为面向一般消费者商品化的产品，应该力图达到的水准。在这个水准上，使用者才能真正在实践层面超越性的感受一个真正的未来方向。
面向移动的
KAT和Omni还有类似的方案在行业内提供了近似的解决方案，既是在一个光滑的平台上，将用户的重心固定在某个位置，并提供保护性的支撑或者悬挂，通过用户低摩擦的行走实现用户在原地的一系列运动，运动范畴可以包括在控制上半身姿态的基础之上的行走，奔跑，蹲坐，不完全的跪姿。上半身则处于一种完全开放的状态下，可以挥舞手柄做任何动作。
从对移动位置的控制来说，这类设备完成了用户在空间上的原始的解放。这样的解放是没有支撑和反馈的，用户从单向的接受者转向了单向而不完全的输出者。用户可以凭借体力近乎无限的在虚拟空间中不受任何限制的移动了。这种不收任何限制的实际含义是虽然用户从现实世界脱离了出来，但并没有真正进入到虚拟世界中去。绝对的行动自由是对环境规则的否定，虽然身体已经从现实世界的空间世界中解放出来，但是需要进一步的融合，才能让用户真正地进入虚拟世界中去。这种融合的前提即是通过一种外部的框架来实现的支撑和随动。
用户的手部操作将操过日常操作的八成以上，如果没有良好的手部操作，那么整个操作环境都难以建立。手部操作是功能性的，是业务在终端的执行；同时是表达性的，是文字内容输出的窗口；同时还是社交性的，手势和肢体工作共同构成了肢体语言。同时，手部交互设备还需要遵循轻量级、可拓展、开放性强的特点。之前的讨论提到过传统的手柄和手持设备为什么不能满足这样的需要，这里对讨论展开分析。首先，传统的手柄需要持握，上时间高频使用会对手部肌肉造成较大压力。如果再有支撑的情况下，使用手柄的劳累程度还可以控制在手部和前臂，而在移动状态下则会在整个上肢处于悬空状态下导致猩猩臂——强烈的肌肉酸痛。同时传统手柄的设计过于依赖按键组合，这在无形中极大地提高了学习曲线。当前一代的VR手柄则在按键组合上有了很大提升，比如引进了触摸设计。但是基于持握的前提，对手部的利用还是缺乏效率。
设备随动部分主要的设计方向是满足不同身体高度和四肢长度的用户，可以轻松的进入设备并快速的完成穿戴。这部分如果采用硬质材料，可使用伸缩杆和锁定材质。需要满足的运动部位应该能覆盖上肢和下肢，下肢能支持蹲、坐、行走和跑步等姿态，上肢需要支持持握，攀爬和挥击等姿态。框架的随动部分可以参考通过压力变化感知的人体随动设备。我计划在未来一段时间先完成一个基于手部运动的模型来验证设备的可行性。
在这个框架中支撑可以被理解为两种业务，第一种是某个平面对躯体的支撑，比如伏案工作对手臂—上身的支撑，坐下动作对腰胯部-臀部-腿部的支撑等等，这是一种基于直接操作后环境对使用者的支撑。其次是操作在进行被环境打断的支撑，例如手臂向前推触碰到不能推动的表面，或者踢到了某个物品并将其踢飞（支撑的表达是行为：踢-卡顿-行为：踢继续），这样我们就可以通过同一套根据运动的支撑系统实现简单的、面向肢体运动的力反馈效果。在这种情况下，我们不但满足了用户在虚拟实现无限运动的能力，同时赋予了用户和虚拟世界交互的能力。这样，用户才真正进入了虚拟世界，作为一个自觉自愿的个体而存在。
面向手部操作的
如果结合支撑框架则可以有效的改善以上的这些问题，将手柄作为支撑框架的末端控制器，从而将手柄作为交互设备的一部分统一起来。在这种情况下，手柄不再需要随时持握了，为了持握而紧张的半个手掌解放了出来，手柄可以为操作提供更多按钮。同时，为了保证手柄跟随手的位置运动，手柄需要以手腕处支撑为轴心，并通过绑带，依附在手掌上，将虎口作为主要的受力点。这样，手柄同时也形成了对手掌的支撑。
【最新的steam开发者大会中，对vive手柄的改造就是将其绑定在手掌上，这样不但缓解了手部疲劳，解锁了投掷这个动作】
面向数据输入
从某种程度上来说，VR是人类真正数据化自身的开始。在这个起点，用户的一切行为都可以被有效的数据采集了，同时数据监测的范围也有效的扩大了。可以预见的未来，一定是行为心理学和统计学的胜利。出去肢体行为形成的数据，用户在任何位置的停留，视觉选择，手部操作都将作为形成用户个人数据的采集范畴。
就现阶段而言，VR时代在操作上最有效的推进在于能形成一套有效的文字输入交互系统。目前而言，使用者只能盲目的在虚拟世界寻找真实的键盘完成输入，或者使用手柄来选取字符，复杂程度相当于用xbox的手柄去玩《疯狂打字机》或者用闭着眼睛用触摸屏打字。对于虚拟世界来说，这样的输入系统过于复杂和低效率了。
高效的文字输入系统，用户才可能形成高效地表达。这种高效的表达有助于内容在VR世界中积累下来，最重要的是程序员可以借助这套输入系统更自由的在虚拟世界里面高效的进行世界构建。从传统文字输入的层面来说，高效的输入意味着用户可以遵循一套输入交互逻辑，在熟练掌握后，可以预知键位，并完成“盲打”——不用目视即可操作的输入系统。这样，文字、数据输入就成了一个随着肌肉熟练程度可以高效执行的技能。如果能够构建随动的支撑框架，并且实现多按键的联动手柄，那么可以通过以下几个途径来设计输入系统。
在虚拟世界重建键盘输入
简单来说，qwerty键盘把字母按键按照固定顺序放置在行列中，只要用户触摸到横列中特定位置、有特定标记的按钮，用户就掌握了整个键盘的按键位置。如果我们需要在虚拟世界通过两个五键位手柄来实现虚拟键盘输入，我们实际上首先对应的是基于支撑框架的手柄位置关系。当确定手柄位置关系之后，手柄在虚拟的键盘“行”上移动，在不同的行列按下不同的按钮来对应特定的字符。这样我们就可以在虚拟世界实现一个简单的键盘映射，而这个映射保证了用户只要对手柄的熟悉程度加深，就可以实现快速的输入。
虚拟世界重建触摸屏输入
触摸屏输入是在一个可见的屏幕（位置），用一到两个手指，通过在屏幕上的特定位置点击操作完成输入。根据对输入法的熟悉程度，用户可以在触摸屏幕上非常快速的完成输入。
如果将这种模式迁移到虚拟世界，最主要的问题在于不需要将输入局限在一个小而固定的平面连续的屏幕上了，使用者可以在操作手指的移动范畴内显示字符表，通过移动加点击的方式选取字符。
小结
重建键盘输入是在虚拟实践通过支撑设备构建一个平面进行输入。而重建触摸屏输入则是建立一个掌中键盘，一个非平面的输入系统。在未来的实践中，我们可能要注重注意键盘的唤出和关闭，按时间时简单的震动确认，输入时对应的显示，错误字符的清理和输入文字的编辑等等。平面构成了我们现在对交互的所有认识。虽然未来我们抛弃鼠标，但是鼠标的交互逻辑会像一个难以磨灭的幽灵，长期伴随着我们。
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