基于模塊化的組合式體感設(shè)備設(shè)計(jì)

鄧衛(wèi)斌　劉勇　李淑慧

關(guān)鍵詞：模塊化 體感游戲設(shè)備 組合設(shè)計(jì) 模塊化設(shè)計(jì) 游戲設(shè)備

中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2022）02-0109-03

引言

與過去游戲玩家一味追求電子游戲趣味性和競技感相比，越來越多的年輕人開始將目光投向室內(nèi)運(yùn)動(dòng)和游戲娛樂為一體的體感游戲中。然而傳統(tǒng)體感游戲設(shè)備由于使用方式和外觀造型的局限性導(dǎo)致其并不能很好地適用于不同種類的游戲。體感游戲設(shè)備適用范圍窄與日益增長的需求之間產(chǎn)生的矛盾成為了眾多體感游戲愛好者的困擾。然而模塊化設(shè)計(jì)概念的引入則能有效提升產(chǎn)品適用范圍和使用頻率，通過對體感設(shè)備所具備的功能進(jìn)行模塊化的劃分，在不同游戲的使用場景下進(jìn)行有針對性的拼接組合，可以很好地滿足用戶在不同類別體感游戲中對設(shè)備的操作需求，有利于提升產(chǎn)品利用率避免資源浪費(fèi)。

一、模塊化設(shè)計(jì)概述

模塊化設(shè)計(jì)理念最早運(yùn)用在計(jì)算機(jī)編程領(lǐng)域，與逐條錄入語句的傳統(tǒng)編程思維不同，模塊化概念首先將程序框架按照主程序、子程序搭建出來，再通過逐個(gè)填充的方式進(jìn)行編程;這樣分級作業(yè)不但降低了程序的復(fù)雜程度也更加適合修改。逐漸這樣將整體拆分成各個(gè)組件的理念就被廣泛運(yùn)用到了各大領(lǐng)域。

直到19世紀(jì)50年代一些歐美國家正式提出“模塊化設(shè)計(jì)概念”，模塊化便作為一門獨(dú)立的設(shè)計(jì)形式被正式用到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，而其在學(xué)術(shù)上的定義就主要分為兩類：一是在固定范圍內(nèi)將功能相同但特性不同的部件通過規(guī)范化、系列化的方式進(jìn)行組合，從而達(dá)到拓寬其功能屬性與環(huán)境屬性的目的。二是在特定范圍內(nèi)將功能和形式都相同的單個(gè)模塊進(jìn)行疊加或嵌套，使其在組合后擁有更強(qiáng)大的功能屬性和適用范圍。

作為綠色設(shè)計(jì)中最具代表性的一類，模塊化的設(shè)計(jì)理念不但對產(chǎn)品外觀產(chǎn)生影響，甚至對其功能屬性和使用方式也起到?jīng)Q定性作用，同樣模塊化產(chǎn)品憑借其獨(dú)特的連接形式和外形特征也使這類產(chǎn)品相較于同類競品而言更加具備優(yōu)勢：

（一）使用方式多變：相較于一般產(chǎn)品功能性與適用性較為單一的短板而言，模塊化產(chǎn)品可以通過對配件的拼接組合來增強(qiáng)產(chǎn)品屬性，從而達(dá)到增強(qiáng)產(chǎn)品適用范圍和功能性的目的。

（二）結(jié)構(gòu)組裝標(biāo)準(zhǔn)化：模塊化產(chǎn)品在連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上普遍采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)件，讓用戶無需學(xué)習(xí)繁多的裝配方式，極大地減輕了使用負(fù)擔(dān)。同樣在體感設(shè)備發(fā)生損壞時(shí)也可通過更換損壞部件進(jìn)行維修，極大延長設(shè)備整體使用壽命。

（三）生產(chǎn)加工優(yōu)勢：模塊化產(chǎn)品大多采用外形較為簡單的形體作為其基本單元，后期再通過組合的形式達(dá)到復(fù)雜形體的構(gòu)建。這樣簡化基本單元的方式能很好地降低產(chǎn)品加工難度，從而達(dá)到控制生產(chǎn)成本縮短加工周期的效果。

二、模塊化設(shè)計(jì)對體感設(shè)備的影響

（_）外觀造型的變革

目前市場上現(xiàn)有的體感游戲設(shè)備外形具有明確的功能性導(dǎo)向，讓人一眼便能從外觀造型上看出產(chǎn)品功能點(diǎn)，以“馬里奧網(wǎng)球體感游戲手柄”為例，如圖1。不論是在外形設(shè)計(jì)還是在按鍵分布都有著鮮明的特點(diǎn)，這樣獨(dú)特的外觀雖然可以在網(wǎng)球類游戲中發(fā)揮得天獨(dú)厚的操作優(yōu)勢但是在其他游戲上則顯得格格不入。這也導(dǎo)致此類產(chǎn)品極低的適用性和通用性，體感設(shè)備的這一特點(diǎn)既屬于其獨(dú)特的優(yōu)勢，但也是導(dǎo)致其銷量和受眾不高的主要原因。而模塊化概念的引入則讓這一現(xiàn)象發(fā)生了變革，簡潔的幾何形模塊組件不但降低了生產(chǎn)加工的難度，更擺脫了傳統(tǒng)體感設(shè)備在外觀上的刻板性和唯一性，如圖2。

（二）使用方式的創(chuàng)新

體感游戲不論是在游戲的設(shè)計(jì)初衷上還是游戲的操作方式上追求的都是玩家的實(shí)際操作感，這也導(dǎo)致體感設(shè)備在外觀設(shè)計(jì)和使用方式上都非常注重人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用，這樣的理念雖然能為玩家在使用過程中帶來舒適感但過于追求使用舒適和人機(jī)尺寸帶來的造型刻板也限制了此類設(shè)備的用法，使其只具有單一的操作模式，而模塊化設(shè)備簡潔的外觀設(shè)計(jì)既可以滿足大多數(shù)體感類游戲的操作方式，也可以通過拼接組合的形式得到造型和用法相對專一的設(shè)備來式應(yīng)對操作有一定要求的特定游戲類別，這樣多元化的操作方式不但可以同時(shí)適用于多款游戲還能激發(fā)玩家的創(chuàng)造力，使其主動(dòng)去探索更多的使用方式。

三、模塊化組合型體感游戲設(shè)備設(shè)計(jì)構(gòu)思

（一）模塊化組合體感設(shè)備設(shè)計(jì)需求

1.舒適度與操控性：體感游戲顧名思義就是通過真實(shí)的操作和控制讓玩家調(diào)動(dòng)全身肌肉進(jìn)行游戲娛樂的游戲類型，使用的舒適性和操控性一直是這類產(chǎn)品的亮點(diǎn)。所以組合式體感游戲設(shè)備在突出模塊化的同時(shí)更要注重產(chǎn)品在人機(jī)工程學(xué)上的合理性，尺寸的舒適性、材料的耐摔性和造型比例的合理性都是設(shè)計(jì)過程中需要考究的。

2.游戲兼容性：從市場調(diào)研與同類產(chǎn)品分析中可以了解到，體感游戲設(shè)備最大的缺陷就是單個(gè)產(chǎn)品的受眾較小，不論是使用人群還是游戲種類都會(huì)受到產(chǎn)品外觀的限制。而模塊化設(shè)計(jì)理念的加入就可通過單個(gè)部分的相互拼接來拓寬產(chǎn)品的適用性;

體感游戲的特點(diǎn)便是通過大量的肢體動(dòng)作搭配有趣的游戲主題，這樣的設(shè)計(jì)理念甚至可以彌補(bǔ)此類設(shè)備在硬件上的不足;同樣在設(shè)計(jì)層面上就要對此類游戲的不同類別進(jìn)行歸納總結(jié)，找出不同體感游戲的側(cè)重點(diǎn)再結(jié)合這些特點(diǎn)進(jìn)行模塊化設(shè)備兼容性的設(shè)計(jì)。

3.使用與組裝的便捷性：模塊化設(shè)計(jì)的一大亮點(diǎn)就是連接方式和部件尺寸的統(tǒng)一性，這樣尺寸規(guī)格的統(tǒng)一不但可以在生產(chǎn)加工中節(jié)約成本，更可以在使用層面上帶來很多便捷;不同部件的組合更多的是玩家自己探索出來的，如何拼接出適合使用的操控設(shè)備對于玩家來說本身就是一種具有趣味性和探索意義的活動(dòng)，而便捷通用的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更是讓這一切成為可能。玩家在自身探索中得到新造型并將這一成果運(yùn)用到游戲中，這樣新的操作體驗(yàn)帶來的趣味性在某些情況下甚至已經(jīng)超過了游戲本身帶來的樂趣，這也是模塊化設(shè)計(jì)帶來的獨(dú)特魅力之一。

（二）模塊化組合體感設(shè)備設(shè)計(jì)策略

1.體感設(shè)備功能點(diǎn)歸納：筆者通過對體感游戲種類進(jìn)行觀察和總結(jié)后發(fā)現(xiàn)目前此類游戲中占比較高的類型有：運(yùn)動(dòng)健身類、槍械射擊類、節(jié)奏打擊類和動(dòng)作格斗類，因此相應(yīng)的外接設(shè)備也是種類繁多如：體感手柄、槍械外形手柄和健身環(huán)等。在對這些游戲和設(shè)備的使用方式進(jìn)行歸類和對比再通過模塊化的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行功能區(qū)域的劃分再設(shè)計(jì)，大致可將功能模塊分為可左右手獨(dú)立操控的分離控制模塊，具有射擊功能的槍械模塊和具有一定敲擊特性的音樂打擊模塊;玩家只需將具有不同功能屬性的模塊進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠唇优c組裝就可以得到與游戲類型對應(yīng)的外接設(shè)備。

2.提升體感游戲設(shè)備在電子游戲中的通用性：經(jīng)市場調(diào)研與用戶研究得知，體感游戲不論是設(shè)備還是玩家數(shù)量在整個(gè)電子游戲行業(yè)的占比都不高，而造成這種現(xiàn)象的主要原因就是硬件上的不匹配。模塊化設(shè)計(jì)可以通過將傳統(tǒng)游戲手柄一分為二來實(shí)現(xiàn)左右手獨(dú)立操控，這樣的設(shè)計(jì)理念不但能讓外接設(shè)備滿足體感游戲的操作要求更能在組合之后實(shí)現(xiàn)對普通電子游戲的控制，從而打破橫亙在體感游戲與傳統(tǒng)電子游戲之間的硬件壁壘。

3.簡化游戲流程優(yōu)化游戲體驗(yàn)：由于傳統(tǒng)體感游戲設(shè)備的適用性差，一款設(shè)備只能匹配一類游戲的弊端，筆者通過觀察法發(fā)現(xiàn)，玩家若在游戲過程中想切換其他類型游戲則需要重新連接新的外接設(shè)備，這樣繁瑣的操作和安裝步驟不但縮短了游戲時(shí)間也極大地影響了玩家的游戲體驗(yàn)，如圖3。而模塊化設(shè)備則可以很好地避免這樣的困擾，各個(gè)模塊之間相同的連接結(jié)構(gòu)與組合方式讓玩家只需通過簡單的拼接或拆卸產(chǎn)品模塊就可以在無需重新連接的情況下完成對外接設(shè)備的更換與匹配，這樣快捷自然的轉(zhuǎn)換形式不但能極大縮減游戲之外的準(zhǔn)備時(shí)間，更能讓玩家體驗(yàn)到親自動(dòng)手組裝時(shí)帶來的愉悅感和場景代入感，如圖4。

四、模塊化在體感設(shè)備中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

（一）設(shè)計(jì)定位與目標(biāo)

通過對現(xiàn)有體感游戲設(shè)備的市場調(diào)研與功能性總結(jié)，再基于體感游戲設(shè)備的用戶需求以及使用場景需求分析，總結(jié)出體感化設(shè)備的設(shè)計(jì)方法為：提升產(chǎn)品通用性、體感設(shè)備功能點(diǎn)歸納以及優(yōu)化玩家游戲體驗(yàn)。本文的體感游戲設(shè)備主要通過模塊化拼接與多功能性相結(jié)合的形式來拓寬產(chǎn)品使用范圍和提升產(chǎn)品利用率的目的。產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)為通過功能模塊組合的形式來適應(yīng)不同游戲種類對硬件設(shè)備的要求：動(dòng)作類游戲?qū)?dòng)作捕捉靈敏度的要求、射擊類游戲?qū)ν饨釉O(shè)備操控性的還原以及音樂打擊類游戲?qū)ν饨釉O(shè)備操控方式多元化的要求等。而在設(shè)備組裝與使用方面則需要達(dá)到組裝規(guī)程流暢，功能部件精簡的要求，并且可通過功能模塊之間的造型聯(lián)系對用戶裝配起到一定的引導(dǎo)性作用。

（二）模塊化體感設(shè)備基本模塊設(shè)計(jì)

產(chǎn)品基本模塊由兩個(gè)分離式手柄和兩個(gè)短棒組成，這樣的設(shè)計(jì)在滿足玩家左右手同時(shí)持握進(jìn)行操控的同時(shí)也能最大限度地保證玩家手臂揮動(dòng)的幅度;產(chǎn)品通過記錄左右手不同的運(yùn)動(dòng)頻率和狀態(tài)也能更加精準(zhǔn)地捕捉全身動(dòng)作幫助玩家更好地對游戲進(jìn)行控制，提升游戲真實(shí)性和娛樂性。

1.單個(gè)模塊設(shè)計(jì)-分離式手柄：分離式手柄的靈感來源于小型充電槍和單手操控的體感游戲手柄，并且通過參考充電槍的持握方式和傳統(tǒng)游戲手柄的按鍵分布來對手柄的整體造型與細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)進(jìn)行把控。玩家不但可以使用分離式手柄來捕捉自己揮舞、甩動(dòng)、伸展等動(dòng)作進(jìn)行游戲更可以通過與其他配件組合拼接的方式得到功能與造型各不相同的體感游戲設(shè)備。

手柄小巧獨(dú)特的槍械外觀能真實(shí)還原射擊類游戲的操控方式，左右手獨(dú)立持握的優(yōu)勢能滿足玩家同時(shí)操控兩把槍械控制設(shè)備的訴求;相比于一般體感槍械笨重復(fù)雜的外形而言，分離式手柄在操控方面則顯得更加便利輕巧，手柄底部的板機(jī)型按鍵則能真實(shí)模擬出槍械使用過程中的觸發(fā)和射擊感。

2.單個(gè)模塊設(shè)計(jì)-組合式短棒：組合式短棒的設(shè)計(jì)靈感和造型來源于鼓棒這種敲擊樂器，通過對體感游戲的種類和操作方式進(jìn)行劃分后得知音樂類和打擊類體感游戲在整個(gè)體感游戲中所占的比例是非常大的，因此在配件的設(shè)計(jì)上就增加了組合式短棒這樣的模塊，玩家在使用過程中可通過模擬出敲擊、揮動(dòng)等動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)對此類游戲的操控。在外觀設(shè)計(jì)上簡潔的柱狀造型不但給玩家更多的持握方式，也避免了因產(chǎn)品外觀過于復(fù)雜而導(dǎo)致的生產(chǎn)加工成本過高等問題。

（三）模塊化體感設(shè)備組合方案展示

在基本模塊適用于大多數(shù)類型的體感游戲后，玩家可以通過模塊之間相互組合的形式將分離式手柄與短棒進(jìn)行自由組裝，組裝后得到的造型可適用于槍械戰(zhàn)斗類、狩獵類和格斗類體感游戲。

1.組合形態(tài)一組合式手柄：通過將分離式手柄進(jìn)行拼接組合，可以得到與傳統(tǒng)電子游戲手柄功能和造型一致的形態(tài);玩家可以通過組合式手柄對非體感類電子游戲進(jìn)行操控，這樣的組合形式不但彌補(bǔ)了體感游戲和傳統(tǒng)電子游戲之間因?yàn)橛布黄ヅ涠a(chǎn)生的鴻溝，更可以將大量的電子游戲玩家引流到體感游戲中來，從而達(dá)到快速拓寬體感游戲受眾基數(shù)的效果。

2.組合形態(tài)-火銃：利用分離式手柄可作為小型手槍類體感設(shè)備的特性，將手柄前端與分離式短棒進(jìn)行組合則可以得到類似于火銃造型的長筒槍械外觀;相比于小巧輕便的小型手槍造型，槍管較長的火銃造型則更適合雙手持握，一只手握住槍柄扣動(dòng)扳機(jī)另一只手托住槍管的操控形式更容易提升射擊精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性。因此相比于對精度要求較低的槍械戰(zhàn)斗類游戲而言這樣的外接形式更適合對精度有一定要求的狙擊類、打靶類和狩獵類游戲。由于基本模塊數(shù)量的原因這樣的火銃造型體感設(shè)備可以得到兩把，因此不但可以單人使用，更可以滿足兩人同時(shí)使用的狀態(tài)，更為游戲的競技性和互動(dòng)性增添樂趣。

3.組合形態(tài)一瑜伽棒：將短棒兩端相連可得到和瑜伽棒尺寸相近的長棒造型，該造型不但可以輔助玩家進(jìn)行一定程度上的拉伸放松起到緩解肌肉壓力的效果更可以配合相關(guān)體感游戲進(jìn)行有針對性的肌肉放松;除此之外握住長棍中間部分還可以進(jìn)行以光劍打擊為主題的音樂打擊類體感游戲。

4.組合形態(tài)一弓箭：利用所有模塊部件首尾相接得到的弓箭造型不但彌補(bǔ)了此類體感設(shè)備在市場上種類空白的問題，更為玩家提供了全新的操控方式;弓箭造型的出現(xiàn)在一定程度上拓寬了體感設(shè)備的操控形式和游戲類別，以更真實(shí)的形式還原了弓箭射擊類和狩獵類游戲的操控形式。玩家一只手持弓另一只手通過佩戴小型觸發(fā)設(shè)備模擬拉弓射箭的狀態(tài)來完成一整套拉弓射箭的效果。

此款模塊化組合式體感游戲設(shè)備通過對功能部件的配件組裝可適用于傳統(tǒng)電子游戲、體感運(yùn)動(dòng)游戲、射擊槍戰(zhàn)游戲、體感音樂類游戲和狩獵類游戲等多種游戲種類，這樣的設(shè)計(jì)形式不但能很好地滿足上文提到的設(shè)計(jì)需求與設(shè)計(jì)目標(biāo)更實(shí)現(xiàn)了將原本分散的體感化設(shè)備進(jìn)行集約化設(shè)計(jì)的目的。

（四）方案裝配方式及尺寸展示

模塊化單元連接結(jié)構(gòu)展示：裝配相同的連接方式可以更好地進(jìn)行不同部件之間的相互連接，因此在模塊化的連接結(jié)構(gòu)上選用了十字形嵌入式的卡扣方式（圖5）;用戶可以通過將十字形結(jié)構(gòu)嵌入不同模塊內(nèi)部再旋轉(zhuǎn)鎖定進(jìn)行固定的方式快速連接不同模塊。這樣的連接結(jié)構(gòu)有著結(jié)構(gòu)簡單、連接方式穩(wěn)定和裝配便捷的優(yōu)勢。

（五）產(chǎn)品使用方式與基本信息展示

1.產(chǎn)品模塊尺寸數(shù)據(jù)展示：手柄總體高度為60毫米，總長123毫米，頂部與側(cè)面連接連接口直徑為33毫米，手柄持握區(qū)域?yàn)?0毫米，操作區(qū)長度為73毫米。產(chǎn)品尺寸數(shù)據(jù)基本符合現(xiàn)有手柄尺寸數(shù)據(jù)，手柄長度符合成年人單手持握使用。手柄組合后的尺寸與傳統(tǒng)電競游戲手柄尺寸相近，符合玩家雙手操作習(xí)慣，不會(huì)在使用時(shí)造成因尺寸不合而帶來的不適。組合式瑜伽棒由兩個(gè)相同尺寸的短棒組成，短棒長度為290毫米，棒體直徑為35毫米，可以與手柄前端33毫米的結(jié)構(gòu)相匹配。短棒一段各有一個(gè)70毫米長的手部持握區(qū)域。

2.考慮到控制部分使用方式和握持方式的不同，于是基于人機(jī)工程學(xué)和人體尺寸數(shù)據(jù)考慮，將使用方式大致分為單手操作和雙手使用兩種狀態(tài)，單手使用時(shí)需要將用戶手掌寬度，指節(jié)長度以及手掌大小等數(shù)據(jù)考慮進(jìn)去（圖6）;而在雙手使用時(shí)則需要考慮到用戶肩寬、大拇指長度等數(shù)據(jù)信息。（圖了）以這些數(shù)據(jù)作為指標(biāo)可以很好地約束產(chǎn)品尺寸并且符合受眾人群使用。

3.模塊化組合型體感設(shè)備使用場景展示：在分離式手柄使用過程中主要通過動(dòng)作幅度和頻率對游戲進(jìn)行控制但由于游戲類型和玩法的不同玩家可以在運(yùn)動(dòng)操控的基礎(chǔ)上通過大拇指來控制手柄按鍵從未達(dá)到提高游戲控制精度的目的（圖8）;相較于分離狀態(tài)而言組合形式的操控方式則于傳統(tǒng)游戲手柄類似，這樣的操控方式也能避免玩家在游戲過程中因操作方式改變而帶來的不適感（圖9）。

短棒在外觀設(shè)計(jì)上分出了主體部分和手持防滑區(qū)域，玩家只需握住棒體防滑部分即可進(jìn)行游戲;簡單的外觀設(shè)計(jì)與使用方式的多樣性更能激發(fā)玩家主動(dòng)去開發(fā)不同操控方式的探索欲。通過分離式手柄和短棒組合而成的槍械造型與弓箭形態(tài)相對于一般體感游戲而言更多注重的是玩家與設(shè)備的操控感而非游戲本身，因此再使用方式和產(chǎn)品外觀上都力求與真實(shí)槍械和弓箭一致。目前模塊化設(shè)計(jì)在體感游戲設(shè)備中的應(yīng)用并不廣泛，文中對此類方法在體感設(shè)備中的運(yùn)用于構(gòu)思也只是此類設(shè)計(jì)優(yōu)勢中的冰山一角;相信伴隨著越來越多設(shè)計(jì)師投入到體感游戲設(shè)備的設(shè)計(jì)行列可以讓這一小眾游戲產(chǎn)業(yè)朝著對人類身心健康的有利面發(fā)展。

結(jié)語

模塊化的設(shè)計(jì)理念為體感化游戲設(shè)備提供了一種全新的設(shè)計(jì)思路和方向，這一概念可極大拓寬體感游戲設(shè)備的使用率和適配性，更能很好地滿足體感游戲玩家對多種游戲的需求，因此不論是在用戶使用和商業(yè)價(jià)值上還是在經(jīng)濟(jì)環(huán)保的綠色消費(fèi)都具有極高的使用價(jià)值和實(shí)踐價(jià)值。

1961501705306