摘要：虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）作为一项进入21世纪以来才逐步发展并完善起来的新型实用技术，因其无与伦比的环境沉浸感而被大众所熟知，伴随这种沉浸感而来的是用户与虚拟环境中的物品所进行的大量人机交互行为。由于虚拟现实技术对现实场景及物品有着高还原度的模拟，用户在虚拟场景中与产品进行的交互行为与其在现实场景中进行的产品交互行为高度契合，所以用户在使用虚拟现实设备时与虚拟场景中物品之间进行的交互行为及体验评价对于设计师研究产品设计过程中如何优化人机交互方式有着重要的参考价值，因此，研究虚拟现实场景下的产品交互设计方式具有重要的现实意义与实用价值。

关键词：VR技术 产品设计 用户体验

引言

虚拟现实（VR）技术是一种新兴的技术，它可以提供一种沉浸式的体验，让用户感觉自己置身于一个虚拟的环境中。随着VR技术的不断发展，它已经开始被应用于产品交互设计中。

基于VR技术的产品交互设计可以为用户提供更加直观、自然和沉浸式的交互体验，从而提高产品的易用性和用户满意度。例如，在游戏中，玩家可以通过 VR头盔和手柄来控制游戏角色，感受到更加真实的游戏体验；在医疗领域，医生可以通过VR技术来进行手术模拟和培训，提高手术的安全性和成功率；在教育领域，学生可以通过VR技术来进行沉浸式学习，提高学习效率和兴趣。此外，VR技术还可以为产品交互设计带来新的设计思路和方法。例如，通过VR技术，设计师可以更加直观地了解用户的需求和行为习惯，从而更好地进行产品设计；同时，VR技术还可以为产品提供更加丰富的交互方式，例如手势识别、语音识别等，从而提高产品的易用性和用户体验。对此，基于VR技术的产品交互设计具有重要的研究意义和应用价值。随着VR技术的不断发展和普及，相信它将会在未来的产品交互设计中发挥更加重要的作用。

1 虚拟现实技术（VR）概述

1.1 虚拟现实技术（VR）定义

虚拟现实技术使用感官组织仿真设备和真实或虚幻环境的动态模型生成、 创造出人能够感知的环境或现实，使人能够凭借直觉作用于计算机产生的三维仿 真模型的虚拟环境[1]，它依托技术高度集成以实现计算机数据对现实物理世界的仿真模拟，并通过各种类型的技术接口实现多通道数据录入，包括视觉、听觉、触觉、嗅觉、肢体运动在内的各项信息通道，从而构建具有真实世界效果的人机交互新模式。目前，虚拟现实技术展示系统主要可以分为四个层次，即桌面虚拟展示系统、沉浸虚拟展示系统、增强现实虚拟展示系统、分布式虚拟展示系统。其中桌面虚拟展示系统相对另外三种实现成本低，对计算机设备要求十分髙，因此对一些简单的、具有验证性质的实践和研宄较为合适，同时配合相应的外设可以达到较优效果。

1.2 虚拟现实（VR）技术特点

虚拟现实技术具有四个技术特性，分别为多感知性（Multi-Sensory）、交互性（Interactivity）、沉浸感（Immersion）、构想性（Imagination）。而这也为虚拟现实中自然交互提供了良好的技术环境和支撑。

（1）多感知性

多感知性是基于虚拟现实系统中搭载的丰富的传感器而建立的，形成虚拟现实多通道信息传送下对用户行为的多维度的捕获。虚拟现实多感知性与自然交互中的多通道在用户行为数据捕获和利用上具有同一性，前者从技术层面形成了对用户发出的不同形式信息的分类收集处理，后者则是从设计和人文层面为用户带来了更加丰富的交互方式。多感知性是虚拟现实场景营造可交互性、沉浸性的基础，不同感知信息的对等输入使得场景变得更加丰富，同时也为更加自然的交互提供了可能。

（2）交互性

由于虚拟现实（VR）技术是对现实场景的模拟仿真，而在现实场景中，用户无时无刻都在和周围的对象进行着交互和信息交换，因此当用户置身于其中时，用户的交互行为往往来自于真实物理世界的映射，如当沉浸在虚拟世界中时，用户作出像现实世界拿起物体的动作，虚拟现实场景会对动作进行同步和交互反馈。

（3）沉浸感

当用户处于虚拟现实环境中时，由于视觉、听觉、触觉、身体感知能够像在现实世界中那样被输入的数据信息填满，同时加上行为的同步性，因此用户会产生出一种身临其境的沉浸感，甚至一种置身真实世界的“错觉”。

（4）构想性

虚拟现实技术营造的虚拟世界是一个开放、变化的空间，用户通过在虚拟现实世界进行的交互行为以及对虚拟世界的探索会逐渐对用户的思维方式产生影响。构想性是指用户根据在虚拟世界中获得的各种信息和自身在虚拟世界中的操作行为，通过联想、推理和逻辑判断等思维过程，随着虚拟世界的环境状态变化对未来进展进行联想，以获取更多的知识和信息，掌握复杂系统深层次的运动机理和规律性[2]。

2 基于用户的产品系统设计概述

研究产品交互设计，首先要对产品系统设计进行统筹分析，通过对整体产品系统设计的流程进行分解与解析，详细了解每个步骤在整体系统中所分配的功能及所占比重，从中提取出产品交互设计时所运用的方法和原则，并将其运用于虚拟现实场景之中，对虚拟现实场景下的产品交互设计研究进行重新界定，总结出虚拟现实场景下进行产品交互设计研究的特性。

2.1 产品设计系统及系统论

产品从设计到制造经历了由作品到产品的过程，而在整个设计流程中需要对产品的结构功能、使用材料、运行原理、产品外观、色彩形态等进行规划与分析并结合用户需求及使用情况确定设计方案，通过各种需求和限制框定设计范围，确定产品定位。系统论的次优化原理告诉我们：整体大于部分之和。生产一个产品并非各个要素之间简单的相互堆叠，产品设计行为本质上是对产品设计过程中所有要素之间的关系进行梳理整合，发现各个要素的不足并探究要素之间更合理更协调的交流关系，并且提升每一项要素的品质，任何一项要素的提升都可能对结果产生重要的影响，也都能为整体设计带来优化和发展。

综上所述，产品设计是由外因（用户习惯、用户体验、使用场景等）与内因（使用材料、技术工艺等）共同影响下的一个平衡系统[3]，随着用户对产品功能及体验的需求不断提高，外因对产品设计的影响越来越大，设计师对于产品生产过程中更加关注外因对整体设计流程的影响，逐渐产生了以用户为导向的需求设计，而在整体产品质量与功能相差无几的情况下，用户更倾向于选择交互行为流畅、更能为用户带来良好体验的一方，对于这类产品，用户对产品的喜好度与产品的人机交互体验呈正相关[4]。

2.2 产品设计人机系统要素

人机关系是整个产品设计系统的关键与核心，产品如何构成、使用情况、产品价值表现等都是围绕人际关系来做出评判，这也是设计价值的落脚点。在产品与人的作用关系中，人对产品的认知、感受与领悟都是通过产品在设计过程中被嵌入的各种视觉、听觉、触觉、操作的反馈来实现，这就是人机关系的实现过程，同时也是人机交互系统的一部分。如各种手持设备上设计的多处凹陷、棱状的凸起、开关与操作按钮的排列等，从外形上就直观地向用户表明产品的使用方式，与用户建立人机关系，而不同的用户，如产品的使用者、观察者和拥有者也可以通过对产品的诸如物理、情感和社会方面的体验，诠释产品所要表达的实用、美学、象征的功能。

产品系统设计是设计师的一种创造性的行为，是创造了一种更加完善更加舒

适的产品使用范式，设计的产品一旦被带入到这种使用范式之中，其所代表的就

不再仅仅是产品本身，而是在创造一种生活方式和一个使用场景[5]。如青岛万象城的方所书店，作为一个成功的产品，其代表的不再是一个销售图书的书店本身，其内部的种种设计调动了作为消费者的全部感观要素。整体古朴而又充满书香气的内部装潢设计，典雅而又舒缓的纯音乐，被精心分类排列好的书籍，还有供人休息的饮品区与读书会区，一切都是精心安排好的，用户或有意或无意走入这里便无需犹豫，在视觉、听觉、嗅觉等多种感官的衬托下总会找到适合自己的区域，整个过程会带给消费者十分丰富而又舒适的心理体验，也是整个书店作为一个精心设计的产品与用户之间完成了一次完美的交互，使得原本一次平淡的购物过程变成了一次丰富有趣的经历。设计不仅仅是对书籍、装潢等实体的创造，而且还创造了一种体验，书籍是连接用户与产品交互的一把钥匙，通过这把钥匙，方所将一种文化修养和文化格调传达给消费者，用户的心理感受和舒适度才是设计的最终落脚点。

2.3 基于用户的产品系统设计

基于用户的产品系统设计首先要对用户群体进行研究，研究的方法主要分为定性和定量两种研究方式。用户的定性研究以发现用户需求、用户期望、用户情感以及用户体验为目的，研究目标大多是心理学社会学等模糊情感和多种不确定性因素，不需要得出准确的数据，但是要求对用户的了解足够深刻且细致入微，或将自身带入到用户群体中去，站在用户的立场上亲身体验用户思维方式，最终研究得出的结论也是用户的喜好、情感偏向以及思维方法，设计师需要通过了解用户、分析用户思维及行为方式来进行产品设计[6]。对用户的研究主要以访谈、问卷、影像故事分析、观察等定性研究方式为主，虚拟场景下的产品交互设计研究着重强调用户的定性研究，对用户的调查方法及目的关系。

用户的定量研究关键在于通过问卷调查、数据分析等方式寻找人们使用产品和服务中出现的错误以及有悖常理的地方，对定量研究的关注可以减少许多反人类设计的出现，是一种不断试错并在错误中重生的研究，通过定量研究可以帮助设计师简化操作步骤、减轻疲劳、减少工作量。

2.4 产品交互设计的理论与方法

2.4.1 产品交互设计简述

交互设计这个概念，最早是在1984年由比尔·莫格理吉在一次设计会议上提出的，交互设计旨在定义人与人造物之间相关界面的互动方式，此互动界面并不仅仅是指产品显示界面如常见的显示器触摸屏等，而是广义上的人机反馈界面，包括但不限于用户的语言、触碰、肢体行为等对人造物施加的命令以及人造物对相应输入命令进行的种种反馈。交互设计已经不仅仅局限于最初的网页设计及视觉图形设计，随着人机界面概念的不断拓宽，交互设计已经成长为一个独立的领域。产品交互设计要实现的目标是对用户需求的特殊反馈，通俗的说，给产品一个指令，然后产品表现出一定的反应，这种反应的目的是要让用户“想用”。

从使用者的角度来看，交互设计是一个让产品变得更加贴合用户需求并且让人感觉更加舒适的一个学科，它强调从多种不同角度去发掘用户需求，了解用户感受，分析用户本身心里和行为特点并预测产品如何影响产品与用户之间的关系，探索用户、产品、环境之间的对话关系，是用户与产品和环境之间的交叉循环过程[7]。

2.4.2 产品交互设计原则

首先，产品交互设计最主要的原则是反馈性，对于用户输入的命令要做到及时并准确地反馈，便于用户在此基础上进一步的操作，无论是输入指令还是输出信息必须做到前后一致命令统一，对于相同的功能操作一致，便于用户学习并迅速理解反馈的信息。

其次，可视性也对产品交互流程中用户体验影响很大，可视性要求产品对于用户的每一步指令都是可视化的，如声音提升、数字显示、图形变化等，其功能的可视性越好，越能方便用户探索其功能并且更好地使用。

最后，启发性原则也是产品交互设计需要考虑的一环，好的交互设计会对用户进行引导，需要有充分但不冗杂的操作提醒，引导用户进行操作，如产品操作面板的按键按照用户使用流程进行排列、将控制每一步骤的按键顺序排列，便于引导用户使用。引导用户学习并适应产品的运行模式反馈机制，用最简单直接的方案，有意图地帮助用户实现他们的目标。

2.4.3 产品交互设计目标

（1）满足产品功能需求

满足产品功能是产品设计最基本的需求，交互设计的目标就是将满足用户需求的过程融入到用户与产品之间交互的流程中去，在提升用户体验感的同时满足用户最基本的需要，对实现需求的过程进行科学、合理的分配，并通过用户界面表达出来。在将用户带入交互行为中时，给予用户一定的引导和反馈，增强用户参与度，引起用户的共鸣，在满足用户对产品最基本的诉求的同时增强用户的交互体验。

（2）提升产品可用性

可用性是产品交互设计中一项基本指标，是对产品可用程度的整体评估，也是从用户角度衡量产品是否优化、安全、便捷、合理的整体评价。可用性并非单纯的判断产品是否可用，而是涉及到产品的操作是否简单易学且易用、操作行为是否具有整体性和有效性、用户的满意度等，这些都会对用户的最终体验产生影响。

3 虚拟场景产品交互设计

3.1 虚拟场景交互设计概述

虚拟场景交互设计指的是在虚拟现实场景下进行产品交互设计研究的一种方式，设计师可以通过在虚拟现实场景下构建产品实体，并根据各个场景的不同进行交互设计研究。传统的交互设计研究方法需要先对用户需求进行分析，以用户的反馈或者分析得到的数据作为出发点，然后站在用户的立场上进行用户思维拆解，以一个用户的角度考虑自身需求，同时分析其他竞品的优缺点，分析其他设计者的思维并找出其中的缺点和不足，总结其他产品所达不到的设计死角将其融入到自己的设计当中，最终输出自己的交互设计方式和流程。

在虚拟现实场景下的产品交互设计与传统交互设计最大的不同在于其整个设计流程可以在虚拟现实场景下完成，设计者通过前期对用户的调研所收集的数据，在虚拟现实场景中进行前期草图的构想和绘制，不断修改并进行初期的模型构建，通过简单的模型来研究用户与产品之间的交互。将模型放入不同的虚拟场景中，设计者可以模拟不同类型的用户进入其中，亲身体验用户在其使用场景中的真实感受，不必通过用户传达他们的感受而是切实地站在用户的视角进行观察理解。

3.2 虚拟场景交互设计特性

与传统的产品交互设计相比，虚拟场景交互设计有着更大的优势和特点，虚拟现实场景下的交互可以模拟现实世界中几乎完全相同的用户感知，如视觉感知、触觉感知、听觉感知、力量反馈等，用户可以在近似现实的场景下全身心地投入到交互过程中去，能完整地重现用户在真实环境下的身体及心理感受。

随着传感技术和虚拟现实设备的不断更新完善，目前为止，除了嗅觉和味觉方面的感知无法重现之外，虚拟现实技术已经可以模拟并重现人们所拥有的大部分感知功能。虚拟现实场景交互相较于传统交互手段有以下几个特点：

（1）虚拟场景的交互设计具有更强的沉浸感，沉浸感指的是用户在虚拟现实场景中所感受到的周围环境的真实程度，对于产品的交互设计研究需要设计者与产品进行深度的交流互动，而虚拟现实技术所带给用户的沉浸感完美的实现了这一条[8]。

（2）虚拟场景交互具有更强的交互性，用户在虚拟现实场景与产品进行交互时，相较于传统的交互方式来说更加自由，虚拟现实场景在完美模拟现实场景的前提下还赋予了用户更高的自由度，用户置身其中可以对交互产品进行任何操作，拿起放下移动交流都不受影响。其高自由度的交互性也影响用户在产品时的思维感受。

（3）虚拟场景交互可以激发用户的创造性，虚拟场景本身就是模拟现实世界的产物，是一个理想化的现实世界，在虚拟现实场景进行交互设计可以启发用户，拓宽用户的认知和感性思维，进而为产品交互设计提供更多的可能性。

4 结语

本文首先介绍了虚拟技术逇概念和特点，同时也梳理了产品设计流程中进行产品交互设计的方式和方法，特别是对于产品设计流程中以用户为中心的产品系统设计如何应用于虚拟现实场景中，详细说明了交互设计的特点和进行交互设计研究时所需要遵循的原则及目标等。随后引入了虚拟现实场景下的交互设计，简要对比了虚拟现实场景下交互设计与传统交互设计在研究方式上的不同，进一步详述了虚拟现实交互设计的优点及特性，为后续提出虚拟现实场景下的产品交互设计研究方法提供思路和参考。

参考文献：

[1] 郭宇承，谷学静，石琳．虚拟现实与交互设计[M].武汉：武汉大学出版社，2012.

[2] 蔺相东．基于虚拟技术的产品展示设计与研究[J]．陕西，陕西科技大学，2008．

[3] 季新香. 基于设计事理学的手机浏览器交互设计[D].山东建筑大学，2017.

[4] 刘晓娜. 基于用户体验的微信公众平台微交互设计研究[D].山东大学，2018.

[5] 夏婷，冯信群.高技术时代下艺术素养对设计品质的影响[J].设计，2016（17）：38-39.

[6] 杨柳.基于并行工程理论的应用程序交互设计研究[D].重庆大学，2017.

[7] 黄融融.产品设计中超物质情感交互方法[J].沙洲职业工学院学报，2018，21（01）：16-18.

[8] 韦艳娇. 沉浸式虚拟现实课堂设计方案研究[D].上海师范大学，2017.