交互设计的研究基础
一、交互设计的基础理论
对于数字影像来说，交互是一个新的概念与实践方向。但对于众多信息类产品与电子游戏来说，交互是与生俱来且不可或缺的组成部分。基于这些作品的交互研究有一定理论与实践基础，因此本研究从广义的交互概念入手，首先对交互进行理论层面的思考，为进一步分析作品、总结交互品质打下基础。
（一）交互的含义
“交互”一词原为动词，《后汉书·左雄传》曰“自是选代交互，令长月易，迎新送旧，劳扰无已”，交互意为“交替、更替”；南朝沈约《宿东园》诗云“野径既盘纡，荒阡亦交互”，交互意为“交叉、交错”；《现代汉语词典》中将“交互”定义为“互相”及“替换着”，在文本使用环境中与古义基本没有变化。
而在信息类产品与电子游戏作品等领域内，“交互”作为“interaction”一词的中文对应词语，产生了新的含义，即人与外物的交流与互动的过程及其产生的结果与影响。这种交流与互动的双方既可以是人与人之间的，也可以是人与物之间的。在众多领域的研究与实践中，学者们从不同的角度对交互作出了不同的阐释与理解。
在心理学领域，“交互”主要指人际交互。以班杜拉为代表的心理学家认为，人际交互不仅受到交互双方行为的影响，同时也受到交互双方所处环境的影响。并且，交互行为与环境又呈现出相互依赖、相互影响的关系。[1]
在计算机科学与技术以及工业设计领域，“交互”多指人机交互，更多被认为是人在向系统进行信息输入行为后，系统给予对应反馈的过程。而系统不仅是指电子计算机的操作系统或软件系统，也包括机器本身。
在传播学领域，“交互”具有信息传播途径的属性。在传播学研究者看来，在信息传播的过程中，信息发布者与信息接收者之间，由于信息接收者对信息作出反馈之后所完成的信息交换过程即为交互。[2]在这个过程中，交互与参与者的心理及其行为特征有着紧密的联系，而且这种联系具有普遍的一致性，不因媒介的变化而变化。
简·伯德维克（Jan Bordewijk）与本·梵·卡姆（Ben van Kaam）从“信息来源控制”与“时间与主题控制”的角度提出了信息传播过程中的几种交互类型：咨询型、对话型、训示型和注册型。在1986年提出的这一划分中，交互不仅仅包括人与机器或人与信息发布中心之间的交互，同时也包括人与人之间的交互，开创性地强调了信息接收者同时也能够成为信息发布者的认知。[3]
媒体理论家安迪·卡梅伦（Andy Cameron）认为，在定义“交互”的时候应采取直接解释的方法。他认为，交互意味着能够在预设环境中以一种有意义的方式进行直接的动作，而不是以其他方式来过度解读。从这个意义上讲，音乐中的交互意味着控制声音，绘画中的交互是改变色彩，电影中的交互则是改变电影的表现风格。[4]
就本书而言，“交互”是指参与者与参与对象之间的交流互动，即在二者之间存在的有意义的输入与输出所形成的行为与反馈循环。交互强调行为与反馈之间的因果关联性，即参与者行为对作品呈现的直接影响。参与者与参与者之间的交互虽然也是交互中重要的组成部分，却不在本书的研究范围之内。
（二）交互设计的概念与构成
交互设计（Interaction Design），通常缩写为IxD，是指交互数码产品及其实践环境、相关系统与服务的整体设计，通常包括平面设计、人机交互与软件开发等。尽管交互设计在形式上呈现多样性，但其重点却始终是对用户行为的研究。
交互设计作为计算机网络高速发展、个人移动设备普及之后迅速发展成熟的一门设计科学，其基础建立于人机交互研究领域，具有非常典型的跨学科研究特征。交互设计研究的理论来源涉及计算机科学与技术、工业设计、信息科学、心理学、社会学以及美学领域，是当代设计科学发展的最前沿方向之一。近年来，交互设计又与体验设计等概念相互影响，不断完善自身理论与实践，使得交互设计虽根植于人机交互领域，继承了人机交互设计的原则与相关理论，但又受到心理学认知科学研究以及关于人类需求与动机理论的滋养，强调对参与者共性及个性需求、动机、行为的关注与研究。不难看出，交互设计学科的发展折射出当代设计关注重点的变化：当代设计更多地注重参与者在对设计对象使用的过程中由需求而产生的交互行为及其感受，设计从“物的设计”转变为“行为的设计”。
相对于信息类产品而言，电子游戏，尤其是叙事类电子游戏拥有更加接近数字影像的叙事形态与交互方式，甚至有些电子游戏由于受到影像艺术的深刻影响，本身就将大量的数字影像内容作为游戏的重要组成部分。因此，本书在对交互设计进行研究时，吸取电子游戏设计领域的重要理论进行分析借鉴也是很有意义的。
电子游戏设计领域的元老级设计师、游戏设计理论家克里斯·克劳福德（Chris Crawford）认为，交互是电子游戏设计中的核心内容，只有明确了如何进行交互，电子游戏设计才有可能成为优秀的作品，进而取得成功，而交互设计的形态甚至决定了一款电子游戏作品的类型。[5]
在电子游戏行业实践多年，并著有Rules of play的埃里克·齐默曼（Eric Zimmerman）与凯蒂·萨伦（Katie Salen）认为，电子游戏中的交互是复杂多样的，但其中主要存在四种交互模式：
认知交互/解释性交互（Cognitive interactivity；or interpretive participation）：主要是指参与者与电子游戏之间在心理、情感与智力层面的交互。比如在单机冒险游戏中，玩家与游戏之间多层面共存的复杂交互。认知交互是人类共有的交互体验。
功能交互/实用性交互（Functional interactivity；or utilitarian participation）：主要指参与者与构成游戏系统的材料之间，为了实现某些功能或完善某些结构而进行的交互。比如在电子游戏中，游戏的界面、按键的手感、响应时间的长短、屏幕显示文本的易读性等元素，都是功能交互体验的组成部分。
直接的交互/实现预先的交互设计（Explicit interactivity；or participation with designed）：这是交互一词最直接的字面意思，包括直接点击超文本链接的按钮，触发并执行桌面游戏的规则，利用游戏中的纸娃娃系统为角色换装，通过手柄操纵游戏中的角色上下左右移动等。所有的选择、随机事件、动态模拟均由程序预编并触发。
超越对象的交互/深入文化层面的交互（Beyond the object interactivity；or participation within the culture of the object）：这种交互存在于电子游戏游玩过程以外，最典型的例子就是同人文化。同人文化是建立在原作世界观架构与设计素材之上，在游戏游玩过程结束之后进行再次创作的过程。
电子游戏中的交互往往集中于第三种模式，即直接的交互。从卡梅伦“直接解释”的角度上来说，只有当参与者按照电子游戏设计的结构做出交互行为时，才实践了电子游戏的交互设计。而对于本书研究的虚拟现实语境下的数字影像交互而言，同样需要聚焦于影像内容中能够为参与者提供交互体验的交互设计。
（三）交互设计观念的转变
如今，交互设计作为设计学领域的前沿研究方向，涌现出许多思考和变革，体现出交互设计理论的发展趋势。
1.从物理逻辑到行为逻辑
交互设计在20世纪60年代开始成为正式的研究方向。在研究的早期，由于根植于人机交互，设计师关注的重点在于人与计算机的交互上。交互研究的目的仍然是通过设计更加优秀的数字产品硬件来达到培养用户的目的。这种强调交互设计中“物”的属性，并将研究这种属性如何合理配置与协调的设计策略称为物理逻辑。[6]
交互设计在发展中逐渐突破了传统对“物”进行设计的局限，而将注意力转向对“行为”的设计。无论是已经取得空前成功的iPhone还是正在创业路上的小米，在设计手机这种软硬件一体的交互产品时，除了对于物理硬件的设计之外，都对提供交互内容的系统与软件下足了功夫。尤其是iPhone，开创性地将手机的使用模式从人们长久以来习惯的按键交互变为滑动交互，最终也因为更好的交互体验而转变了整个手机行业的发展方向。交互设计强调对交互者、交互动作、交互媒介、交互目的和交互场景等五大要素进行整合，在这个过程中，实际上就是将合理的组织交互行为作为新的交互设计遵循的逻辑，这种逻辑就是行为逻辑。
2.从功能性界面到行为性界面
在物理逻辑构架下的交互设计由于是基于硬件实现功能的设计思路，因此在界面的设计上，也遵循物理逻辑的思路，所有的功能节点以其相互之间的工程或技术属性为依据，组织成一个逻辑架构并外化体现为功能性界面。参与者在实施交互的过程中，需要从交互产品的实现原理出发，考虑自身一系列交互行为应该如何组织。
而如果从行为逻辑出发，设计团队考虑的则是交互行为的参与者的使用便利性，并据此设计出行为性界面。这种界面使得交互行为的参与者能够用最少的步骤或者最符合自然思维的方式完成交互。
可以说，从功能性界面到行为性界面的过渡，实际上体现了交互设计中关注核心的变化。设计团队需要做更多工作甚至增大交互设计与实现的难度，只是为了给交互的参与者更流畅的体验。[7]
3.从机械性交互到直觉化交互
在伊冯·罗杰斯（Yvonne Rogers）、海伦·夏普（Helen Sharp）、珍妮·普利斯（Jenny Preece）等人的研究中，交互行为的参与者与硬件或软件的交互可以分为四种模式：对话式、命令式、操纵式与探索式[8]。在不同的交互行为中，参与者与计算机也存在不同的关系。
在人与计算机的交互历史上，从一开始就是人以屈就计算机的方式进行交互。在汇编语言时期，程序员甚至需要有专门的脚本“誊写”助手才能将繁复的工作进行分解，而没有接受过相关教育和训练的普通人是无法与计算机实现交互的。但随着技术与设计理念的发展，以苹果公司信息类产品为代表的交互设计则越来越强调减少用户的学习成本，使人们可以用日常生活中积累的经验来完成与信息类产品的交互，从原本屈就于机器的机械性交互，逐渐转变为以交互体验者为核心的直觉化交互。
二、以参与者为中心的交互设计
以参与者为中心的设计在设计学领域被称为UCD（User Centered Design），即“以用户为中心的设计”，在国际标准化组织中有相应的规范流程ISO 9241-210：2010，即“人机交互系统工效学210号文档——以人为中心交互式系统设计”（Ergonomics of Human-system interaction --Part 210：Human-Centred Design for interactive Systems）。这种设计方法的核心就是在设计整个过程中强调参与者的重要性，是一种以参与者的体验为最优先考虑，以参与者的体验为设计与决策中心的设计模式。它的原则主要包括：
对目标参与者（用户）、设计目标和设计环境作出明确的分析；
将目标参与者（用户）融入整个设计与研发过程；
以目标参与者（用户）为中心来驱动并改善设计；
在设计过程中反复迭代；
设计整体用户体验；
设计团队最大限度地涵盖跨学科的技能与观点。
以参与者为中心的设计模式成为当下交互设计领域普遍认可与采用的设计方法，这也表明交互设计不同于传统艺术的重要差别：交互要求设计有明确的使用对象，也只有当目标参与者（用户）使用设计成果完成交互之后，交互设计才能真正体现其价值。从这个意义来看，交互设计的对象不仅是人，甚至可以更狭义地说是参与者（用户）的有意识的行为。交互设计的核心即对参与者（用户）有意识行为的设计。
在以参与者为核心的设计模式中，在设计的各个环节都强调目标参与者（用户）的参与程度。而作为整个设计最开始也是最具方向性的一步，对目标参与者（用户）的分析与理解是最容易被忽视但也是最应该被重视的。清晰准确的分析结果能够有效避免设计团队因方向偏差而导致设计失误，而基于准确的分析结果作出的有针对性的设计更能够达到事半功倍的效果。
（一）参与者的交互需求层次
每一项交互设计课题都有各自不同的目标参与者（用户），即使是同一个设计课题，也会因为目标参与者（用户）的多样性而使设计团队面临如何对其需求进行取舍与明确定义的问题。而目标参与者（用户）在交互行为中所体现出的需求并不是没有规律可循的。从美国心理学家亚伯拉罕·马斯洛（Abraham Maslow）提出的能够反映人类普遍的心理与行为规律的“需求层次理论”的分析角度来看交互设计中的目标参与者（用户）需求，有助于设计团队更好地理解目标参与者（用户）的不同需求。
1.马斯洛的需求层次理论
基于精神分析心理学和行为主义心理学从而开创了人本主义心理学的马斯洛，既不像精神分析学派那样只承认人的内心与经验而否认外部条件的作用，也不像行为主义学派那样只承认后天的教育与环境而否认人类意识与内省等内在心理因素。他认为，人的本性是中性而向善的。马斯洛在1943年提出的需求层次理论作为人本主义心理学的重要理论，认为人类的需求是存在层次的，由较低层次到较高层次依次分为生理需求（Physiological needs）、安全需求（Safety needs）、爱与归属感（Love and belonging）、尊重（Esteem）、自我实现（Self-actualization）五层。五层需求以金字塔状排列，以较低层次的生理需求作为金字塔的基础，而最高层次的自我实现作为金字塔顶端（如图3.1）。这说明了不同层次在实现时的先后关系：在一般情况下，当多种需求未被满足时，较低层次的需求的实现会比更高层次需求的实现更加迫切；当满足较低层次的需求之后，人们会产生实现更高层次需求的想法。多个层次的需求在同一时期可以相互重叠与影响，但只有一种需求会成为人们行为的决定与主导。
图3.1 马斯洛需求层次
2.交互设计中参与者的需求层次
在马斯洛的需求层次理论中，各个层次之间的界限、满足与否的判定等问题都是模糊而可变的，但理论的核心思路是：人必须先满足自身的生理需求，才能够逐步提升生存的质量，最终以最佳状态享受生命带来的乐趣。
交互设计从发展历史来看，不同阶段也存在着不同的需求差别。无论是从历史的角度来看，还是从设计流程的角度来看，交互设计课题中最初的产品设计都需要满足“能够被交互使用”这一要求。在此后的发展或迭代中，再逐步完善设计实现理念，不断优化交互为参与者带来的使用体验，最终使参与者在交互过程中感受到超越交互行为本身的意义。
类比马斯洛的需求层次理论，交互设计中同样存在不同层次的需求（如图3.2）：
图3.2 交互设计的需求层次
交互设计第一个也是最基础的需求层次是可靠性。可靠性的概念来源于电器类产品的质量管理和质量保证国家标准。在交互设计的需求层次中，可靠性指交互设计作品在使用中能够保证各项交互功能的持续稳定，使参与者能够顺利完成交互体验。可靠性要求交互作品有完备的设计功能，同时交互系统必须保持安全与稳定。可靠性即交互作品“生理”层面的需求，也是保证交互作品可以通过参与者顺利使用而完成作品呈现的基础。
交互设计的第二个需求层次是可用性。可用性的概念来源于电子信息类产品开发领域，是衡量信息类产品质量的重要指标。可靠性提供了交互作品能够被体验的工程基础，而可用性则体现了交互设计对参与者的友善程度。可用性强调交互设计作品在能够交互的基础上，其交互行为容易被参与者掌握，交互方法能够被参与者记住，交互方式在设计上能够避免参与者因为误操作而带来不可逆转的损失，交互内容有效而高效。其中有效是指参与者在交互行为完成后能够正确而完整地达到预期目的，高效是指参与者完成既定目标时，其任务完成的正确性和完整程度与交互行为所耗费资源（如时间等）之间的比率较高，从而体现事半功倍的效果。
交互设计的第三个层次是体验性。体验性的概念来源于当下设计领域关注的另一个重点：体验设计，即参与者在交互过程中能够获得感官与心理上的满足。在可靠性的工程层面与可用性的行为层面之上，体验性体现了交互设计对参与者情感层面的关注。在体验性层面，交互设计需要为参与者提供更加合理与流畅的交互体验，尽可能满足适合不同参与者习惯的个性化的需求。同时，在交互过程中，通过审美体验等使参与者感受到身心愉悦，进而使参与者获得情感上的满足，甚至达到自我升华的效果。美国社交网站“脸书”（Facebook）是秉承以用户为中心理念设计开发并迅速发展的创业典范，也是当今最受欢迎的社交网站。其创始人马克·艾略特·扎克伯格（Mark Elliot Zuckerberg）认为，脸书的价值在于它能够帮助用户从理解自己身边的小圈子到理解更大的社会环境乃至世界形势，能够引导用户激发自身的关心与爱心。脸书的设计为用户提供了更舒适便捷的信息分享方式，这种好的方式会通过用户之间的传播扩大规模，进而改变更多人的生活，最终使得所有用户获得更加开放的环境与更加通畅的连接。事实证明，脸书采用的以用户为中心的设计方式，正因为在保障产品可靠性、可用性的基础上对用户体验作出了大量有效的设计而不断获得认可，在2009年结束了靠风险投资运营的历史，实现了正常运营。截至2020年6月，公司市值已达到6447亿美元。
与马斯洛的需求层次理论相似，交互设计的需求层次也存在着满足的先后关系：较低层次的“可靠性”是交互设计需求的基础，也是一个交互设计能够成功与参与者实现交互的工程基础，只有保证了交互作品的可靠性，才能在交互的过程中将可用性与体验性完整地体现出来。中间层的“可用性”是交互作品能够吸引参与者进行完整交互的构架基础，在清晰的交互方式与有效的反馈与友好的交互风格下，参与者安全顺畅地完成交互，由此获得更高层次的体验。最顶端的“体验层”如马斯洛理论中的“自我实现”一样，是所有设计团队都努力追求的层次。在实际的交互设计中，三个层次的需求需要统筹考虑。例如对体验层流畅性的实现，既要依靠可靠性与可用性来保证，又要与视觉效果等审美元素相协调。再如在高层次需求中，审美体验是交互作品中最直观的部分，但如果为了追求视觉上的美观而牺牲交互作品的可用性，反而会造成整体效果不佳甚至使参与者放弃交互的结果。
不难理解，较高需求层次的缺失会使参与者无法获得更多满足感，但能够保证交互的完整性；而如果交互作品无法满足较低层次的需求，则可能使参与者中断交互体验。
（二）参与者的情感需求体现
在交互设计的需求层次中，在可靠性的工程层面与可用性的行为层面之上，体验性追求的是交互设计对参与者情感层面的满足。交互设计提供的情感体验是复合的，分别来自交互设计中客观与主观的不同角度。
从客观角度看，交互设计的可靠性与可用性构建了交互作品各种可交互的客观功能。信息的组织构架、控制模式、呈现方式等会为参与者带来切实的交互体验并引发相应的心理感受。比如在交互过程中，参与者通过自主的交互行为，完成具有一定意义的交互流程，并据此体现出自己的自由意志与自主控制。从主观角度看，交互设计通过视觉、听觉、触觉等感觉表征不断刺激着参与者，与参与者一同构建出由交互作品引发的联想与通感。借由交互作品自身的超媒介化与参与者自身的统觉，交互设计将内在的主观审美体验用可被验证的外在形式体现出来了。
作为人类生存与发展的基础之一，情感的唤起首先是基于人类生理与心理的共同作用，最终表现于人类个体外部。在文化创意产业的大框架之下，以电子游戏为代表的数字影像交互作品突出表现了情感传达的主观性与其深层结构的共同性。电子游戏本质上仍是由0和1构建的数字化虚拟空间，但参与者在其中被唤起的情感体验却是真实而强烈的。电子游戏通过交互行为唤起了参与者的情感，并成为推动参与者在虚拟世界中继续完成交互的内在动力。
对于同一交互作品，不同参与者因其动机不同，被唤起和感受到的情感也不同。最早从需求与情感特质层面对电子游戏参与者进行研究的是理查德·巴图（Richard Bartle）。巴图分析了多人在线游戏参与者情感特质及其行为之后认为，多人在线游戏参与者的游戏动机来源于相应的需求匮乏，而参与多人在线游戏的动机大致可以分为四种。
成就动机：成就动机是指一种为了达成某个目标而发奋的内在动力。早在1938年，亨利·莫里（Henry Murray）就假定了这种动机的存在，同时他认为，每个人的成就动机的具体内容不一样，强度也因人而异。约翰·阿特金森（John Atkinson）提出了在心理学界影响广泛的成就动机模型：成就动机是“渴望成功”与“惧怕失败”这两种基础心理状态相互作用的结果。在这一理论看来，成就动机高的人是因为对成功的渴望远超对失败的恐惧，因而在电子游戏中会尝试难度较大的挑战，并在成功后获得更多快乐；而成就动机低的人则是对失败的过度担忧恐惧超过了对成功的渴望，因此选择难度较低的挑战，以避免可能的失败所带来的痛苦。
社交动机：社交动机是指人有与他人沟通交流的动机。在多人在线电子游戏中，无论游戏类型与呈现形式有何不同，参与者总能通过游戏中的通信工具与其他参与者进行交互，以实现参与者个体之间的交流，满足社交动机。
探索动机：探索动机是指电子游戏的参与者在游戏搭建的虚拟世界中，通过游戏直接或间接提供的信息与交互功能，寻找游戏中显现或隐藏的一切。无论是在广度上尝试构建虚拟世界整体的拓扑，还是在深度上探索游戏在物理实现层面所做的各种设计（如给游戏找bug），都属于在探索动机驱使下做出的交互行为。
压迫动机：压迫动机是指参与者在游戏中竭尽全力的交互是源于渴望通过游戏提供的交互手段对游戏中的角色或其他游戏参与者造成压迫与痛苦的动机。在少数情况下，压迫动机也体现为为其他角色或参与者提供帮助。
对应四种动机，巴图提出了游戏参与者的四种典型分类，如图3.3所示，即成就动机占主导地位的成就型、社交动机占主导地位的社交型、探索动机占主导地位的探索型以及压迫动机占主导地位的杀手型。
图3.3 多人在线游戏玩家类型
借由虚拟世界搭建的世界观与游戏规则，不同类型玩家在同一个虚拟的游戏世界交互时能够根据自身的需求而找到适合自己的交互方式。这种状态其实正是普遍意义上的交互设计希望为参与者提供的交互状态。电子游戏作为数字影像交互中最重视交互的形态，突出体现了交互设计的需求层次：不稳定、不可靠的游戏难以吸引大量稳定的玩家持续参与游戏交互。客户端网络游戏占据电子游戏市场主导的时期，各个游戏运营商不得不在对游戏精挑细选的基础上，全力保障游戏运营服务器的稳定与安全，因为服务器一旦崩溃或数据出现安全问题，对游戏的运营而言就可能是致命且不可逆的损失。当可靠性得到保障后，游戏还需要不断通过版本更新来对游戏进行完善。这个过程是长期且充满挑战的，因为游戏中的探索型玩家总会用各种技术探索游戏的边界与深度，不断更新的版本有时只是修复被发现的bug。除此之外，根据玩家反馈不断优化游戏交互方式与逻辑，也是游戏更新的重要任务。在可靠性与可用性兼备的基础上，电子游戏通过更高层次的设计为游戏玩家营造不同的体验，并最终吸引玩家留在游戏中或在游戏结束后仍然有回到游戏的兴趣。