可穿戴移動設備微交互和多維用戶介面設計論文

1 研究背景

隨着科技創新，可穿戴計算技術發生了重大改進，在某些領域已經取得突破性的進展，而移動互聯網產品也不斷增加投入可穿戴式的研究與開發。目前市面上取得公認效果的除了谷歌公司的增強現實眼鏡，蘋果公司的iwatch蘋果手錶、華爲的運動手環，還包括兒童電話手錶、跟蹤老年人活動的項鍊和增強互動的智能手錶等等。

新的可穿戴設備在硬件開發的同時，基於交互技術，同樣亟需相應研究適配微型屏幕的用戶介面（UI）設計規律。微小屏幕限制了可用的物理空間，或交互面積，例如顯示內容、接收內容以及用戶輸入。除此之外，可穿戴的UI必須高效、直觀，提供即時的反應和最終用戶的反饋。此外，可穿戴式的用戶交互常常發生於動態的使用環境中 。

2 採用腕戴設備交互

腕戴設備的交互特點是隨時隨地、方便易得。同時，能夠不斷收集關於用戶和周圍環境的數據，提高人們對日常生活習慣、體力活動水平和日常生活習慣的認識。可穿戴設備透過數據採集系統也更容易收集平時用戶容易忽略的數據和可視化資訊。因爲該設備具有貼近人體和連續使用的特點，更容易識別用戶的活動和位置。可穿戴設備中，手錶是代表性產品之一，在可穿戴計算領域獲得了越來越多的開發關注。手腕已被證明是用戶快速訪問設備的一個極好的位置，只需要擡起手臂一個動作便可以將用戶感興趣的資訊發送傳遞。燈光閃爍，蜂鳴聲或快速振動可以有效性快速進行資訊傳達。

雖然腕戴設備爲用戶提供了幾個好處，設計介面和交互方法，仍然是具有挑戰性的。用戶介面設計的複雜性必須適當簡化，其中包括：（1）功能激活儘量精簡，避免意外輸入；（2）精簡資訊層級；（3）數據準確，避免歧義；（4）豐富用戶手勢的識別設計。

目前商業化的手腕設備通常發行一套微交互設計準則，支援可穿戴設備的應用開發。蘋果、三星和Android均採用了微交互設計準則，例如，蘋果開發了設計指引，以支援蘋果手錶的`接口設計。其中涉及個人，整體和輕量級的互動，即微交互。蘋果手錶的微交互關注了個人通信，侷限屏幕用戶介面設計（優化屏幕空間）和快速交互行動。此外還提供用戶介面元素（例如，圖像，表格，和滑塊），以及如何設定圖標和圖像。此外個性化，環境敏感和易用性也是手腕可移動設備強調的內容。介面設計內容重點包括：標題，標誌，按鈕，網格，彈出視窗和列表等。

用戶輸入則是手錶設備採用得最少的交互內容之一，替代用戶輸入的方式主要是透過自然手勢和簡單按鈕完成交互響應。在手勢控制的人機交互方面，由簡單的到複雜的，大致可以分爲三個層次：二維手型識別、二維手勢識別、三維手勢識別。多維手勢識別是微交互的重中之重。例如，2015年科研工作者針對手勢層次構建了智能手錶的一個多維輸入空間，結構爲直接接觸型手勢，追蹤手勢（當手勢涉及三維空間幷包含深度資訊）和內部感應作用（當傳感器被動地收集輸入數據）。

3 微交互和多維用戶介面設計

當用戶接收交互活動時，如訪問資訊，響應一個動作，收到一個通知，在短時間內（小於3秒）的交互，可稱爲微交互。微交互能夠在最快速簡潔的條件下然讓用戶完成他們的交互活動。因此微交互的用戶介面設計的規則是小塊簡單，只維持基本的UI元素在一個簡單而直觀的佈局。常見的例子在手腕的CRO MI互動式可穿戴包括，從UI和系統輸出響應：顯示日期、時間、天氣、來電、步驟和心率數；從設備輸出反饋：燈光閃爍，發出嗶嗶聲，嗡嗡聲；用於輸入用戶：一按下按鈕，點擊裝置，滑動手勢，手腕的運動（例如，旋轉，敲門）。

手腕可穿戴設備由於圖形顯示所固有的物理尺寸約束，往往需要用戶介面表現出單一簡化的基本內容。爲了能夠滿足要求，必須組織多維的圖形用戶介面，以呈現資訊塊 ，旨在提高的圖形用戶介面的可讀性。

在一個腕戴設備一方（或矩形）顯示座標軸是最直觀：水平（X）和垂直（Y）。用戶介面資訊的排布遵循無限滾動軸的概念（交互連續）。例如，在用戶介面設計上，用戶可以在兩個方向上滾動瀏覽——沿水平（X）或垂直（Y）軸。水平軸爲用戶提供設備交互功能（例如，家庭、設定、活動數據），垂直軸提供了基於每一個主要功能的子任務或更多細節。瀏覽介面輸入命令可以在任何形式交互（例如，觸摸，手勢，按下按鈕，撥輪）。

無限連續爲有限的可穿戴設備介面設計提供了設計靈活性，以創建多維用戶介面。透過構建多維度的資訊分佈來避免在用戶交互的複雜繁瑣。

4 結論

可穿戴設備的交互設計有兩個重要內容：微交互和多維介面設計。微交互模式可以幫助設計人員在設計可穿戴設計的階段，更容易理解用戶的情境交互體驗，而多維介面設計能夠確保發揮高質量的移動交互功能。