數(shù)字交互設(shè)計模式未來發(fā)展趨勢研究

王文聰 張暉 陳光曦

摘要：隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，交互設(shè)計模式也在不斷演變，以適應(yīng)日益復(fù)雜化的用戶需求和技術(shù)環(huán)境。本論文采用文獻(xiàn)回顧、案例分析等多種研究方法，以探討數(shù)字交互設(shè)計模式的未來發(fā)展趨勢，以及未來的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：數(shù)字交互；設(shè)計模式；發(fā)展趨勢

引言

隨著數(shù)字技術(shù)的日益進(jìn)步，人與計算機、設(shè)備或者系統(tǒng)之間的交互方式也在不斷發(fā)展和變化。這種交互不僅局限于傳統(tǒng)的圖形用戶界面，還擴展到觸覺、聲音、運動等多個維度。數(shù)字交互設(shè)計作為一門跨學(xué)科領(lǐng)域，其模式和方法論正在逐步深化，對社會生活和經(jīng)濟活動產(chǎn)生重大影響。

1. 交互設(shè)計的本質(zhì)與模式

交互設(shè)計是指在設(shè)計過程中，專注于設(shè)計用戶與產(chǎn)品、系統(tǒng)或服務(wù)之間的互動及體驗的領(lǐng)域，旨在為用戶創(chuàng)造一個高效、愉悅的用戶體驗。交互設(shè)計關(guān)注用戶與產(chǎn)品之間的界面，以及用戶在使用產(chǎn)品或服務(wù)時的行為、反應(yīng)和感受。自交互設(shè)計的概念提出以來，諸多學(xué)者曾對交互設(shè)計進(jìn)行界定，盡管各學(xué)者對交互設(shè)計的表述存在差異，但他們一致認(rèn)為交互設(shè)計本質(zhì)是對人的行為的設(shè)計，以行為描述和規(guī)劃為核心的產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計，目標(biāo)是使人的行為活動更加簡單高效，獲得良好的用戶體驗[1]。未來的交互設(shè)計模式將更加側(cè)重于人與機器的高度協(xié)作。尤其是在AI技術(shù)不斷成熟的背景下，設(shè)計模式將更加智能化。觸摸屏、語音識別、手勢識別等多模態(tài)輸入方式將越來越多地被綜合應(yīng)用于交互設(shè)計中，提供更為自然和高效的用戶體驗。

2. 人機交互到交互設(shè)計的演變

1946年“ENIAC”的誕生正式開啟了計算機時代[2]，用戶通過特定的命令行界面（CLI）實現(xiàn)與計算機之間的互動。屏幕成為用戶操作的主要載體，人們開始通過屏幕輸入指令，完成交互過程。1960年，Licklider[1]基于研究人與電子計算機系統(tǒng)之間高度協(xié)同交互的預(yù)期發(fā)展，探索二者之間關(guān)系的深度和可能性，提出了人機共棲的概念，將人機互動推向全新的境界。1970年，美國帕洛阿爾托研究中心（PARC）首次推出了圖形用戶界面（GUI），其中出現(xiàn)了現(xiàn)在為大眾所熟知的窗口、菜單、圖標(biāo)和鼠標(biāo)等元素。隨著時間的推移，圖形用戶界面得以快速發(fā)展，計算機與用戶之間的人機交互變得更加直觀。計算機的普及使“人機界面”這一概念逐步被“人機交互”（HCI）所取代，交互設(shè)計首先以人機交互的形式，作為適用于設(shè)計數(shù)字產(chǎn)品的可用技術(shù)和工具出現(xiàn)。相比過去強調(diào)單向信息傳遞的“人機界面”，人機交互則更強調(diào)用戶與計算機之間的相互作用。人機交互逐漸脫離了人機工程學(xué)的范疇，形成自成一體的學(xué)科領(lǐng)域，以更好地研究和應(yīng)用人與計算機之間的互動關(guān)系[3]。

20世紀(jì)80年代，Bill Moggridge在一次設(shè)計會議上首次將“軟面設(shè)計”（softface design）這一概念引入設(shè)計領(lǐng)域，強調(diào)人的行為和情感在設(shè)計中的重要性，后來在Bill Verplank的幫助下逐漸演變?yōu)椤敖换ピO(shè)計”。設(shè)計的注意力應(yīng)該轉(zhuǎn)向用戶與產(chǎn)品之間的互動過程，而不僅是關(guān)注外觀和功能，觀念的轉(zhuǎn)變推動交互設(shè)計領(lǐng)域的進(jìn)步，自那時起，交互設(shè)計便開始作為一門學(xué)科獨立發(fā)展。隨后，雅各布·尼爾森和唐納德·A·諾曼相繼提出“可用性原則”與“用戶體驗”[4]，這兩者成為交互設(shè)計的核心目標(biāo)，這些原則引導(dǎo)著設(shè)計師更注重用戶界面的易用性和用戶的情感反饋，從而改善了用戶在操作軟件時的體驗。90年代以后，互聯(lián)網(wǎng)廣泛普及形成了時代的數(shù)字化浪潮，人們逐漸習(xí)慣于從網(wǎng)上獲取信息資源，這種途徑不僅迅速推動了信息的傳播速度，更展現(xiàn)了人們對于高質(zhì)量用戶體驗和優(yōu)秀界面設(shè)計的迫切期望。隨著科技的持續(xù)演進(jìn)，伴隨著增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實、混合現(xiàn)實、傳感器和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的創(chuàng)新，以及云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G技術(shù)的廣泛應(yīng)用，引領(lǐng)著交互設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展，用戶的生活正向著萬物互聯(lián)的智慧化邁進(jìn)。

3. 數(shù)字交互設(shè)計模式趨勢分析

3.1 多通道交互體驗

隨著科技的進(jìn)步，用戶交互逐漸從單一的視覺體驗擴展到多感官（視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、味覺）的交互，為用戶提供更全面和沉浸式的體驗。從最初的鼠標(biāo)交互逐步演化到手勢交互，從鍵盤輸入逐步發(fā)展到語音輸入，用戶體驗從過去的單一視覺感知逐漸轉(zhuǎn)向融合視覺、觸覺、聽覺、嗅覺和味覺等多通道交互體驗，不僅改變了用戶的生活方式，也為用戶提供了更加全面的感知體驗。

3.2 人工智能的創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)用

借助深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)，人工智能不僅能高效地生成設(shè)計原型，還能根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行自主創(chuàng)新。人工智能技術(shù)的廣泛運用擴展了設(shè)計的深度與廣度，借助人工智能技術(shù)，設(shè)計師可以更迅速地生成原型、驗證設(shè)計理念，并進(jìn)行快速優(yōu)化調(diào)整。特別是在深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)不斷進(jìn)步的背景下，計算機輔助設(shè)計領(lǐng)域迎來了一項革命性的變革，這項變革賦予了計算機實現(xiàn)“自主”創(chuàng)造的能力。這意味著計算機不僅能夠根據(jù)已有的設(shè)計模式和原則生成新的設(shè)計，還能夠從大量的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)并創(chuàng)造出新的設(shè)計元素，為設(shè)計過程注入創(chuàng)新和想象力。

計算機輔助設(shè)計在各個領(lǐng)域中被積極地開發(fā)和應(yīng)用，例如圖形領(lǐng)域、音樂領(lǐng)域、文本工具領(lǐng)域等。早在2016年，阿里集團(tuán)便使用名為“魯班”的人工智能系統(tǒng)為淘寶網(wǎng)站進(jìn)行橫幅設(shè)計，總量達(dá)1.7億個。運用人工智能技術(shù)極大地提升了設(shè)計的效率，有效減輕了設(shè)計師的創(chuàng)作負(fù)擔(dān)。2019年，OpenAI推出創(chuàng)新性的音樂生成系統(tǒng)MuseNet，這種系統(tǒng)基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)，運用海量的音樂數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，使其最終能夠根據(jù)輸入的風(fēng)格和情感自動生成多種類型的音樂，涵蓋了嘻哈、古典、流行、搖滾等，延續(xù)至今仍然持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用。同時，這些應(yīng)用能夠理解和學(xué)習(xí)設(shè)計師的風(fēng)格和偏好，通過分析設(shè)計歷史和趨勢，為設(shè)計師提供有價值的建議和靈感。

由OpenAI開發(fā)的智能語言模型ChatGPT基于已有數(shù)據(jù)文本幫助設(shè)計師進(jìn)行協(xié)同工作，為設(shè)計師提供更多創(chuàng)意的來源，從而縮短設(shè)計周期。ChatGPT插件還支持與其他工具和服務(wù)的集成。例如，它可以與圖像生成工具一起使用，根據(jù)用戶的描述生成圖像。Argil AI支持在ChatGPT中輸入特定的提示詞，便可以直接根據(jù)用戶要求生成圖像，無須切換入口。這種高效的設(shè)計工具推動了設(shè)計領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展，為用戶提供了更豐富、更個性化的體驗。

3.3 數(shù)字孿生技術(shù)的多領(lǐng)域應(yīng)用

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、5G和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)用，數(shù)字孿生技術(shù)在高效提升用戶體驗方面也發(fā)揮著顯著作用。數(shù)字孿生通過創(chuàng)建實體的精確數(shù)字映射，幫助實現(xiàn)產(chǎn)品全周期生命管理，在智慧城市、制造、醫(yī)療等領(lǐng)域有顯著應(yīng)用，提高了決策的準(zhǔn)確性和操作的安全性。數(shù)字孿生以數(shù)據(jù)與模型的集成融合為基礎(chǔ)，通過在數(shù)字空間實時構(gòu)建物理對象的精準(zhǔn)數(shù)字化映射來模擬、驗證、預(yù)測、控制物理實體全生命周期過程，最終形成智能決策的優(yōu)化閉環(huán)[5]。數(shù)字孿生技術(shù)通過創(chuàng)建與實體相同的虛擬模型，結(jié)合感知技術(shù)、建模和仿真技術(shù)等進(jìn)行實時信息傳輸，實現(xiàn)產(chǎn)品的全周期生命管理。

數(shù)字孿生技術(shù)在智慧城市、智能制造、智慧文旅等眾多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。在智慧醫(yī)療領(lǐng)域，數(shù)字孿生技術(shù)可以顯著提升醫(yī)療治療的準(zhǔn)確性、效率和安全性，同時為醫(yī)生和患者提供更多選擇。具體來講，數(shù)字孿生技術(shù)可以協(xié)助醫(yī)生進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像分析、虛擬手術(shù)規(guī)劃模擬、醫(yī)學(xué)教育和培訓(xùn)。通過創(chuàng)建患者的虛擬模型，在手術(shù)之前進(jìn)行孿生仿真和手術(shù)規(guī)劃，縮短手術(shù)時間，通過確定最佳手術(shù)路徑，最大程度減少意外事件的發(fā)生。此外，數(shù)字孿生技術(shù)還能夠創(chuàng)造模擬醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)環(huán)境，在虛擬場景中讓醫(yī)學(xué)生和實習(xí)醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)練習(xí)、診斷等技能培訓(xùn)。同時也可以讓患有心理疾病的患者在虛擬環(huán)境中改善疾病狀況，從而提升用戶的醫(yī)療體驗。

法國公司達(dá)索系統(tǒng)組織專業(yè)學(xué)術(shù)機構(gòu)與行業(yè)公司成立了“Living Heart Project”項目，介紹了數(shù)字孿生在健康領(lǐng)域的應(yīng)用，旨在借助心電圖（ECG）和磁共振成像（MRI）開發(fā)一種可以模擬人類心臟構(gòu)造和部分生理功能的數(shù)字孿生模型。以心臟病的診斷過程為例，通過數(shù)字心臟模擬真實情境，幫助醫(yī)生將難以觀察的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行可視化處理，以研發(fā)更為安全有效的心臟治療設(shè)備及器械，不僅提高了診斷的準(zhǔn)確性，還為研發(fā)定制化的治療方案提供了更多可能性。

3.4 元宇宙的全方位設(shè)計體驗

元宇宙為虛擬和現(xiàn)實世界提供了一個新的交匯點，打破了地域和物理限制。維基百科對元宇宙作出界定：“元宇宙（metaverse）被用來描述一個未來持久化和去中心化的在線三維虛擬環(huán)境?！睙o論身處何地，只需連接終端設(shè)備，便可以化身虛擬形象進(jìn)入元宇宙世界。近年來，虛擬偶像、虛擬世界以及NFT數(shù)字收藏品等迭出新奇，廣受時代人群的熱情追捧。例如，百事可樂通過元宇宙場景和虛擬偶像與年輕用戶進(jìn)行深度互動，提供全方位感官體驗。

在數(shù)字技術(shù)的加持下，百事可樂將自身融入元宇宙場景之中，虛實結(jié)合，跨越場域限制，為年輕一代帶來了前所未有的沉浸式交互體驗。百事可樂打造2022PEPSI元宇宙發(fā)布會，內(nèi)置多個視覺和仿真空間。借助仿真冰塊的堆砌，打造了以溫度、感官、視覺為特點的全維度冰屋體驗空間，傳達(dá)出強烈的溫度差異沖擊。即使不在現(xiàn)場，也能感受到溫度驟降所帶來的體感刺激。此外，還推出百事可樂虛擬偶像，在元宇宙的LIVE HOUSE中亮相，進(jìn)行首支元宇宙單曲《PEPSI CYPHER》的公開演繹。通過與年輕人群深度互動，打破現(xiàn)實和虛擬限制，創(chuàng)造了一個跨越時空的未來概念舞臺，為用戶帶來身臨其境的全方位感官體驗。

結(jié)語

綜上所述，數(shù)字交互設(shè)計模式未來的發(fā)展趨勢將受多個因素影響，包括但不限于技術(shù)進(jìn)步、用戶需求、社會文化因素和商業(yè)推動。未來的交互設(shè)計將更加個性化和自適應(yīng)。系統(tǒng)將能更好地理解用戶的行為和需求，并相應(yīng)地調(diào)整界面和交互方式。交互設(shè)計將需要適應(yīng)更多自然語言處理和人工智能的應(yīng)用。隨著傳感器和智能設(shè)備的普及，未來的交互設(shè)計可能會更多地側(cè)重于環(huán)境感知和隱性交互，即系統(tǒng)能夠在不需要顯示輸入的情況下理解并響應(yīng)用戶的需求。數(shù)字交互設(shè)計模式的未來發(fā)展將是多元化和綜合性的，需要設(shè)計師在技術(shù)、用戶心理、社會文化等多個維度進(jìn)行綜合考慮和創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：王文聰，博士研究生，副教授，研究方向：智能交互設(shè)計、用戶體驗設(shè)計；張暉，碩士研究生，副教授，研究方向：智能交互設(shè)計、智能光影設(shè)計；陳光曦，博士研究生，講師，研究方向：算法、生成設(shè)計、數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計。