融合增強現(xiàn)實與用戶體驗的科普展品設(shè)計研究

彭夢君 彭莉

摘要：青少年科普教育的發(fā)展需求，為增強現(xiàn)實技術(shù)應用于科普展品的創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)造了機遇。從用戶體驗的角度對融入增強現(xiàn)實技術(shù)的科普展品進行設(shè)計研究，可以從多方面提升展品的用戶體驗，增強展品科普效果。文章通過對青少年的特征及展品的用戶體驗需求進行分析，構(gòu)建出科普展品的用戶體驗需求模型。最后根據(jù)增強現(xiàn)實科普展品的構(gòu)成要素并結(jié)合用戶體驗需求，以中國傳統(tǒng)的“二十四節(jié)氣”知識為設(shè)計對象，總結(jié)了增強現(xiàn)實科普展品的設(shè)計要素，并設(shè)計了滿足用戶體驗需求的科普展品。

關(guān)鍵詞：青少年 增強現(xiàn)實技術(shù) 用戶體驗 科普展品

引言

科技館是一個以參與、體驗等互動性手段為主的公益性展覽教育機構(gòu)，科普展品作為其中的基本組織單元，以激發(fā)青少年的學習興趣、啟迪科學思想為主要目的。體驗時代的到來，人們開始追求自我感受的滿足，對科普展品用戶體驗的需求不斷增加，將增強現(xiàn)實技術(shù)應用在科普展品中，可以改變參觀者在科技館的體驗形式。

一、融合增強現(xiàn)實與用戶體驗的科普展品

增強現(xiàn)實技術(shù)（簡稱AR），是一種將真實世界與虛擬世界“無縫”連接的新技術(shù)，通過計算機技術(shù)，將虛擬的信息模擬仿真后再疊加到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。增強現(xiàn)實技術(shù)虛實結(jié)合、實時交互和三維沉浸的特點給科技館的科普展品帶來了新的交互體驗形式。將此技術(shù)應用于科普展品中，可以將抽象化的文字描述性知識進行可視化展示，使知識變得生動形象，同時結(jié)合多樣化的交互方式，從感官、交互等多方面刺激青少年，促進認知水平的發(fā)展。基于增強現(xiàn)實技術(shù)在科普展品展示及用戶體驗方面的優(yōu)勢，在展品的設(shè)計中考慮用戶的體驗需求，可以實現(xiàn)展品的最大化優(yōu)勢。

目前，我國基于增強現(xiàn)實技術(shù)的科普展品設(shè)計還不是很多，通過調(diào)研國內(nèi)外科技館及博物館中的增強現(xiàn)實展品總結(jié)了現(xiàn)有展品在用戶體驗方面的不足之處：（1）感官及審美體驗的不足——交互界面缺少視覺審美體驗；（2）交互體驗上的不足——交互體驗形式兩極分化，過于單一，缺少趣味性，過于復雜，存在安全隱患；（3）情感體驗上的不足——生硬的技術(shù)嫁接，使展品與用戶之間缺少情感上的交流。

二、青少年用戶體驗需求分析

隨著時代的進步和發(fā)展，用戶已不再追求純功能堆砌的產(chǎn)品，而是需要真正滿足需求的產(chǎn)品。青少年對科普展品的需求也從可交互性轉(zhuǎn)為情感上增值體驗的需求。青少年行為、心理、情感和審美方面的特點決定了科普教育趣味性和多樣性的需求。青少年對科普展品的用戶體驗需求主要表現(xiàn)在感官體驗、交互體驗、認知體驗、情感體驗和審美體驗五個方面（如圖1）。其中，對感官體驗上的需求主要表現(xiàn)在展品視覺上的需求，如符合青少年審美需求的展品空間布局會首先吸引他們的注意力，其次青少年在展品交互界面上的審美也偏向色彩豐富、卡通、趣味性強的界面風格；青少年喜歡互動、樂于探索的行為特點決定了他們對展品交互體驗趣味性的追求；在認知體驗上的需求，接受課堂教育的青少年對科技館純文字性的科普知識會產(chǎn)生排斥心理，他們更樂意與好看、好玩的展品進行互動，在玩樂中學習科普知識；青少年對展品的情感體驗需求從諾曼的情感三層次理論分析可知，展品外觀、交互界面的視覺元素以及展品交互空間環(huán)境的視覺效果等為青少年帶來了本能層面情感體驗，展品的交互性為用戶提供了行為層面的情感體驗，展品使用之后青少年獲得心理上的滿足則是展品帶來的反思層面的情感體驗。因此，青少年對展品的情感體驗需求貫穿展品的各個部分，當展品各方面都滿足青少年需求時用戶可獲得最佳的情感體驗；青少年的審美體驗需求是對展品認知功能、教育功能和娛樂功能綜合的審美需求，希望通過寓教于樂的科普實踐來開拓思維、提高認知水平。

三、融合增強現(xiàn)實與用戶體驗的科普展品設(shè)計

用戶體驗設(shè)計的核心規(guī)則強調(diào)設(shè)計的每一環(huán)節(jié)都應以用戶為中心，即在展品的每個環(huán)節(jié)都應滿足用戶的需求。因此，科普展品的設(shè)計應當將心理學、設(shè)計學、美學等與人類有關(guān)的學科加入到科普展品設(shè)計的構(gòu)思上來，使展品更加適用于青少年。融入增強現(xiàn)實技術(shù)的科普展品，由于不同的科普知識在內(nèi)容和屬性上都有各自的特點，因此在展品設(shè)計過程中需要考慮科普知識的特點和屬性，選擇合適的展示方式及表現(xiàn)風格。以中國傳統(tǒng)文化“二十四節(jié)氣”知識為例，它指二十四時節(jié)和氣候。2016年11月30日，它的成功申遺，讓二十四節(jié)氣開始走進大眾視野。與“二十四節(jié)氣”相關(guān)的知識具有抽象性，以往都用描述性的文字語言來傳播，而增強現(xiàn)實技術(shù)在抽象可視化展示方面的優(yōu)勢為“二十四節(jié)氣”知識的展示形式帶來了新的可能。將青少年對科普展品的用戶體驗需求與增強現(xiàn)實科普展品的基本構(gòu)成要素結(jié)合分析，總結(jié)出《二十四節(jié)氣》科普展品設(shè)計要素：內(nèi)容設(shè)計要素，界面設(shè)計要素、交互設(shè)計要素以及交互環(huán)境設(shè)計要素。

（一）增強現(xiàn)實科普展品的內(nèi)容設(shè)計

科普展品的內(nèi)容設(shè)計是展品設(shè)計的核心前提，展品的展示方式、交互界面表現(xiàn)形式以及用戶的交互形式等都受其影響，展品的后期制作也都要按照科普知識的大綱來完成。為了能讓增強現(xiàn)實類的展品最終呈現(xiàn)出來的效果給用戶帶來良好的體驗，需要考慮以下兩點：

1.合理的科普知識大綱。

科技館作為青少年啟迪思想、激發(fā)學習興趣的場所，對知識內(nèi)容的展示不必面面俱全。在科普知識大綱的設(shè)計上應根據(jù)知識內(nèi)容的難易程度，青少年的認知能力，選擇與他們認知水平相匹配的內(nèi)容進行科普知識的大綱設(shè)計。其次也應盡量選擇簡單、形象的表現(xiàn)方式降低科普知識的理解難度。

2.適宜的展示方式。

科普展品的內(nèi)容設(shè)計除了合理的知識大綱外，還需求依靠適宜的展示方式來呈現(xiàn)，合理的展示方式有助于提升展品的展示效果。根據(jù)增強現(xiàn)實顯示設(shè)備和用戶視域范圍可以將增強現(xiàn)實類科普展品的展示方式分為：頭盔封閉式、手持設(shè)備開放式和屏幕半開放式三種類型。在展品設(shè)計的過程中，根據(jù)知識內(nèi)容的特點和展品的需求定位選擇合理的展示方式是有必要的。

“二十四節(jié)氣”作為中國的傳統(tǒng)文化，在知識的覆蓋面上十分廣泛，其中會存在一些超出青少年認知水平的知識內(nèi)容。并且作為科普展品的“二十四節(jié)氣”，其設(shè)計定位主要是針對青少年的傳統(tǒng)文化宣傳產(chǎn)品，希望通過展品讓青少年對節(jié)氣知識有初步的概念，能區(qū)分“節(jié)氣”之間的差異性。所以在基于AR技術(shù)的《二十四節(jié)氣》科普展品在知識大綱的設(shè)計中，考慮以四季為中心，每個季節(jié)場景中包含當季的六個節(jié)氣形象通過與節(jié)氣形象進行交互了解節(jié)氣的具體時間、氣候特點以及與節(jié)氣相關(guān)的諺語或詩歌等拓展知識。

“二十四節(jié)氣”知識，具有抽象性，所以在融入了AR技術(shù)的科普展品設(shè)計中需要將抽象的節(jié)氣知識物化成具有對應“節(jié)氣”性格人物形象。本著廣泛傳播及異地科普的理念，選擇屏幕顯示與手持顯示共存的展示形式，科技館內(nèi)的屏幕顯示采用數(shù)字化交互技術(shù)提供場館內(nèi)常規(guī)的展品交互體驗，在手持移動端加入AR技術(shù)，通過手機或平板在場館內(nèi)的屏幕顯示器上尋找并捕捉節(jié)氣，將節(jié)氣知識永久性的保存在自己的手機或平板電腦中，把知識帶回家。

（二）增強現(xiàn)實科普展品的界面設(shè)計

展品的交互界面是展品用戶體驗的重要來源，多樣化的界面風格為展品提供了更廣闊的審美空間，是展品設(shè)計美學的價值體現(xiàn)?？破照蛊返慕缑嬖O(shè)計主要包括界面的風格類型和視覺元素、表現(xiàn)形式、交互流程、布局形式等多方面的設(shè)計。

青少年的心理特點和審美偏好決定了他們在展品交互界面風格上更喜歡趣味性較高的卡通風格，對界面中視覺元素的審美偏向色彩搭配和諧、與界面風格統(tǒng)一的視覺元素。

科普展品的界面表現(xiàn)形式是構(gòu)成展品的一種形式要素，常用的界面表現(xiàn)形式有游戲互動型表現(xiàn)形式、功能動效提示性表現(xiàn)形式和情景模擬或場景還原型表現(xiàn)形式?？破照蛊纷非髪蕵沸缘捏w驗過程和教育化的體驗結(jié)果，在展品界面中融入游戲互動交互方式，給青少年帶來交互體驗上的樂趣。功能動效是一種具有明確目的的功能性動態(tài)效果，在功能動效的提示下用戶與界面能更好地實現(xiàn)交互過程，幫助用戶在交互的過程中快速定位并建立視覺關(guān)系?？破照蛊方换ソ缑媲榫澳M或場景還原型的表現(xiàn)形式指在界面視覺上營造一個用戶熟悉或與用戶認知相符的場景，在這個場景中用戶會感覺輕松、自在，在情感上獲得歸屬感。

科普展品界面的交互流程設(shè)計又指展品信息架構(gòu)的搭建設(shè)計，展品的信息架構(gòu)最終通過界面來展現(xiàn)，是對科普知識在界面中的整體布局以及信息結(jié)構(gòu)的整體框架式規(guī)劃。青少年認知能力不強，復雜的交互層級會加大青少年的操作難度，所以交互界面的交互流程上應盡量簡化界面的交互層級，一般來說，青少年可接受的交互層級是3-4個。

清晰的交互流程離不開合理的界面布局，在展品界面設(shè)計中考慮內(nèi)容的排版與布局，保持界面布局平衡統(tǒng)一，有助于提升界面的視覺體驗、突出界面中內(nèi)容的主次關(guān)系、降低青少年的閱讀難度。

作為中國傳統(tǒng)文化的“二十四節(jié)氣”知識對青少年而言相對陌生，對傳統(tǒng)中國風格的視覺審美能力不強，所以在展品的交互界面風格設(shè)計上迎合青少年的審美喜好，選擇卡通插畫風格，對界面視覺元素中的字體選擇也相對卡通，圖標的設(shè)計風格也沿用插畫手繪的表現(xiàn)形式，在視覺上統(tǒng)一界面風格，提高展品的感官體驗。其中對節(jié)氣知識進行物化的過程中選擇擬人的表現(xiàn)手法，將二十四節(jié)氣設(shè)計成具有對應節(jié)氣的特征的節(jié)氣精靈。（如圖2、圖3）

另外青少年喜歡挑戰(zhàn)、愛好互動，在《二十四節(jié)氣》展品中加入簡單的益智性挑戰(zhàn)游戲，可以使青少年獲得更好的認知效果。

（三）增強現(xiàn)實科普展品的交互設(shè)計

科普展品的交互設(shè)計是對交互系統(tǒng)中用戶與產(chǎn)品之間交流活動的設(shè)計，主要在于定義人造物行為方式相關(guān)的界面，展品的交互設(shè)計關(guān)注以人為本的用戶需求，追求展品的易用性和有效性。針對增強現(xiàn)實科普展品的交互設(shè)計除了涉及展品的界面交互還應當包括展品的環(huán)境交互形式。

在界面交互設(shè)計中可以運用界面中統(tǒng)一的視覺元素及功能性圖標保持交互語意的一致性，為了降低交互界面的操作難度，還應保持界面交互提示的準確性和及時的反饋性，使交互過程保持愉悅性。增強現(xiàn)實技術(shù)在操作體驗上給用戶帶來了新的交互方式，拓展了用戶的交互范圍，普通的數(shù)字化交互產(chǎn)品給用戶提供的是基于屏幕交互界面上的交互體驗，而增強現(xiàn)實技術(shù)帶來的交互體驗從平面向空間拓展，青少年可以借助自己的身體語言與展品進行空間上的交互，這種交互形式讓青少年的參與感和體驗感得到更大的滿足，設(shè)計過程中可以借助青少年的行為特征，讓他們在環(huán)境中以最放松的肢體語言與展品進行交流互動，增強情感體驗，但在這個過程中還應考慮青少年的安全性問題，青少年極易在愉快且過于沉浸的肢體交互過程中與其他人發(fā)生碰撞，所以不能設(shè)計過于復雜的肢體交互。

在《二十四節(jié)氣》科普展品的界面交互設(shè)計中，在功能性圖標的設(shè)計上采用常規(guī)圖標的式樣，以最基礎(chǔ)的形態(tài)表達圖標功能，降低操作難度。并且在界面中采用功能動效來傳達交互反饋，交互反饋作為機器和用戶有效溝通的方式之一，使用戶能順暢的使用產(chǎn)品，并且反饋的有無、及時程度、展示方式都影響著用戶的體驗感受。例如在AR捕捉界面中，當移動端捕捉到PC端的節(jié)氣精靈后，移動端的界面中出現(xiàn)精靈的三維模型，同時在界面中出現(xiàn)一團飛舞的粒子動效飛進界面上的書本圖標中，以提示青少年剛捕捉到的精靈已經(jīng)被永久的收藏了見圖4。在環(huán)境交互設(shè)計中，利用青少年在自然環(huán)境中捕捉蝴蝶的場景，采用情景還原的手法，讓PC端里的節(jié)氣精靈在場景中緩慢的飛舞，青少年使用移動設(shè)備進行掃描捕捉的過程會產(chǎn)生情景再現(xiàn)的感覺，并且較緩慢的移動速度不會存在安全隱患。

（四）增強現(xiàn)實科普展品的交互環(huán)境設(shè)計

增強現(xiàn)實科普展品獨特的展示方式給用戶提供了更廣闊的互動性體驗，在針對增強現(xiàn)實技術(shù)下的科普展品設(shè)計除了考慮展品本身的設(shè)計外，還應考慮展品與用戶之間的交互環(huán)境。心理學家?guī)鞝柼?勒溫認為：“人與環(huán)境的共同作用，才能決定人在當時當?shù)氐男袨椤??？梢姡h(huán)境因素對用戶的影響程度舉足輕重，是用戶行為模式不可分割的一部分。在基于增強現(xiàn)實技術(shù)的科普展品設(shè)計中，對交互環(huán)境設(shè)計要素有以下兩點要求：

1.交互空間適用性原則

增強現(xiàn)實科普展品交互空間的適用性原則指展品的空間范圍需要滿足展品與用戶之間的所有肢體交互行為。只有足夠的空間環(huán)境，用戶才能與展品進行正常的交互行為，滿足用戶的體驗需求。但是，在展品的交互環(huán)境設(shè)計中，并不是空間范圍越大越好。首先，在科技館中，每個展廳的展示空間范圍有一定的限度，展廳內(nèi)的展品也需要根據(jù)用戶的行為特征來確定展品所需的空間范圍。其次，展品的空間范圍過大會導致展品與環(huán)境比重失調(diào)，空間環(huán)境過于空泛，還會使用戶對展品本身產(chǎn)生消極想象。

2.交互環(huán)境視覺一致性原則

科技的發(fā)展促使人們對科普展品的需求不再是被動地接收信息，而更多的是關(guān)注用戶自我的實現(xiàn)過程，追求人一展品一空間三者之間的互動交流。為了使^-展品一空間三者產(chǎn)生緊密聯(lián)系，首先在展品與交互環(huán)境的視覺方面需要保持一致性，將展品與交互環(huán)境有機結(jié)合。保持視覺上的整體性與平衡性，可以從用戶的視覺感官層面刺激青少年、喚起他們探索的欲望，獲得自我實現(xiàn)。

在《二十四節(jié)氣》科普展品的交互環(huán)境設(shè)計上，考慮展品的設(shè)計風格偏向卡通自然場景，為了在視覺上與展品內(nèi)容保持一致性，在展品的交互環(huán)境設(shè)計中運用樹葉的元素，從色彩與形象上統(tǒng)一風格，保持展品與其交互環(huán)境的一致性。并且利用樹葉的造型還可以規(guī)劃出展品所需的交互空間，營造一個小范圍的自然場景，青少年在這個空間范圍內(nèi)仿佛置身于大自然中，可以更好的享受交互過程，見圖5。

結(jié)語

產(chǎn)品體驗時代的到來，以及國家對科普教育事業(yè)的重視。用戶體驗設(shè)計將成為科普展品設(shè)計的必然趨勢。從增強現(xiàn)實科普展品的構(gòu)成要素出發(fā)，在展品的內(nèi)容、交互界面以及交互方式上考慮用戶的體驗需求，可以提升用戶在感官、認知、交互、情感和審美等多方面的體驗感受，達到增強展品科普效果的目的，增加展品的附加值。