雷鋒網(wǎng)按：本文作者曹翔，博士，小小牛創(chuàng)意科技創(chuàng)始人，自然人機(jī)交互技術(shù)國際專家。曾任微軟研究院研究員，聯(lián)想研究院總監(jiān)、主任研究員。清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系學(xué)士，加拿大多倫多大學(xué)計(jì)算機(jī)系碩士、博士，英國劍橋大學(xué)Fellow。本文系雷鋒網(wǎng)獨(dú)家文章。

寫在前面

自然用戶界面(Natural User Interface)成了近來業(yè)內(nèi)的時(shí)髦詞，手勢(shì)、語音、觸控……各種新的界面操作方式從實(shí)驗(yàn)室里飛進(jìn)了千家萬戶?？傻降资裁礃拥慕缑娌潘愕蒙献匀?？是不用鼠標(biāo)鍵盤，看著很炫的，還是有更微妙的含義？本文作者根據(jù)自己在人機(jī)交互領(lǐng)域研究的經(jīng)歷，以及從同行那里得到的許多啟發(fā)，聊聊對(duì)自然用戶界面的看法。

常見的理解

不管是有意識(shí)的還是無意識(shí)的，談到自然用戶界面，人人心中都有一個(gè)或清晰或模糊的理解。這些形形色色的理解都各有各的道理，但往往又有不盡然的地方。要探討什么樣的界面是屬于“自然”的，就不妨先從人們常見的一些理解出發(fā)，看看它們各自正確和不足的地方：

自然用戶界面等于多模態(tài)界面或“新”模態(tài)界面嗎？的確，許多自然用戶界面的成功例子，譬如微軟的體感游戲設(shè)備（Kinect）、Surface交互桌面和任天堂的Wii游戲等，都運(yùn)用了手勢(shì)、語音、多點(diǎn)觸控等交互模態(tài)，甚至同時(shí)結(jié)合了多種模態(tài)。

那么，是否使用了這些模態(tài)的界面就一定是“自然”的？恐怕不盡然。我想不少人都能舉出使這些“自然”模態(tài)不自然的場(chǎng)景。譬如語音操控：很適合于私人空間，而在公眾場(chǎng)合卻可能帶來尷尬。再比如手勢(shì)界面：大家對(duì)電影《少數(shù)派報(bào)告》中主人公揮舞雙手操作大屏幕界面完成每日工作的場(chǎng)景也許不陌生，這幾乎成了大眾心目中自然手勢(shì)界面的代表。然而據(jù)這一場(chǎng)景的設(shè)計(jì)者說，在電影拍攝過程中，身體健碩的男主角卻因?yàn)椴豢伴L(zhǎng)時(shí)間舉著雙手的疲勞，不得不用鋼絲吊著胳膊完成拍攝。這直接印證了手勢(shì)界面對(duì)于日常工作場(chǎng)合并不一定自然的觀點(diǎn)，盡管它在Kinect家庭游戲中早已備受歡迎。相反，一些較為傳統(tǒng)的交互模態(tài)，譬如鼠標(biāo)和鍵盤，在其特有的使用情境中卻有著強(qiáng)大的生命力。

其實(shí)，自然用戶界面并不是一個(gè)嶄新的概念，而是自計(jì)算機(jī)誕生之日就存在，并不斷地發(fā)展。作為計(jì)算機(jī)同行，一定對(duì)計(jì)算機(jī)界面更迭的歷史都耳熟能詳：從穿孔卡片到命令行再到圖形界面，每一代界面的出現(xiàn)都比前一代更為自然和直觀，但也都花費(fèi)了相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間才成為主流。而與之前的主要針對(duì)桌面計(jì)算機(jī)和工作環(huán)境而設(shè)計(jì)的界面相比，今天的用戶界面所面臨的是多樣化的使用情境，移動(dòng)、游戲、社交等等不一而足。而在何種情況下選擇何種模態(tài)進(jìn)行交互才最自然，這是每個(gè)人機(jī)交互從業(yè)者必須面對(duì)的問題。

 

自然用戶界面等于模仿人的界面嗎？在科幻電影中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)計(jì)算機(jī)模仿人的語音與用戶進(jìn)行交流的場(chǎng)景，有時(shí)計(jì)算機(jī)甚至?xí)M人的形象，以虛擬助手的形式出現(xiàn)在屏幕上或現(xiàn)實(shí)世界中。無疑，這樣的擬人化界面可以讓用戶與計(jì)算機(jī)交流就像與他人交往一樣，很多情況下的確會(huì)感覺更為自然和親切，甚至有可能在人與計(jì)算機(jī)間建立情感上的聯(lián)系。它特別適用于用戶其它交互渠道（譬如手眼）被占用，或是需要計(jì)算機(jī)提供智能化幫助的時(shí)候。但這種方式也有局限，在日常生活中，許多時(shí)候我們所做的事情并非與人交流，而是直接去操縱物理世界：比如直接拿起筷子吃飯就會(huì)比告訴別人怎么把食物喂到嘴里更為自然。同理，對(duì)于某些活動(dòng)，用戶直接操控界面也會(huì)比間接地通過擬人化交流更為自然和高效。

自然用戶界面等于模仿物理世界的界面嗎？那是不是模仿人與物理世界交互方式的界面就更加自然？實(shí)際上，當(dāng)前通行的許多界面模式，都是建立在物理世界概念的基礎(chǔ)上的，比如Windows圖形界面和文件夾組織結(jié)構(gòu)，就是對(duì)真實(shí)辦公桌的一種模仿。還有不少研究人員探索了如何把物理模型引入用戶界面用于驅(qū)動(dòng)交互的過程，甚至把真實(shí)物體作為界面的一部分，通過操作物理實(shí)體與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，即實(shí)體用戶界面（tangible user interface）。這些基于物理世界規(guī)則的界面能讓用戶完全地按照操作真實(shí)物體的方式與計(jì)算機(jī)交互，省去了不少學(xué)習(xí)時(shí)間，在一定意義上提供了最大限度的自然。

但如果純粹模仿物理世界，也會(huì)遇到瓶頸，那就是真實(shí)世界本身受到各種物理定律和客觀條件制約，我們?cè)趶?fù)制它的種種直觀屬性的同時(shí)，也復(fù)制了它的種種限制與不便。這在某些情況下恰恰犧牲了計(jì)算機(jī)的靈活性，使用戶失去了軟件界面本來所能提供的自由空間。而在這一點(diǎn)上，大家熟悉的多點(diǎn)觸控界面中用兩個(gè)手指操作圖片或者其它虛擬物體的手勢(shì)，并沒有拘泥于物理操作，而是在平移和旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)完全符合物理常規(guī)的操作之中，加入了縮放這一在真實(shí)世界幾乎不可能的操作，形成了一個(gè)無縫的自然交互方式——多數(shù)用戶在使用它的時(shí)候可能甚至從來沒有意識(shí)到這一點(diǎn)。可以說，自然用戶界面應(yīng)當(dāng)源于真實(shí)，高于真實(shí)。

自然用戶界面等于不用輸入設(shè)備的界面嗎？如果我們關(guān)注最近的一些被稱為自然用戶界面的產(chǎn)品，無論是使用手勢(shì)、語音、觸控，甚至是腦電波，他們的共性似乎是不需要專門的輸入工具，而用身體的某一部分來直接進(jìn)行操作。這是否是一切自然用戶界面的大勢(shì)所趨？一方面，人的手和身體本身就是極為靈活的工具，不需輔助就可以勝任許多通用型的任務(wù)，這正是今天許多無需輸入設(shè)備界面的基礎(chǔ)；但另一方面，物理工具的發(fā)明恰恰標(biāo)志著人類的進(jìn)化。各式各樣的工具造就了人類從事各種專門活動(dòng)的能力，而每一種工具的設(shè)計(jì)和使用方法都最大可能地為其支持的活動(dòng)做了專門的優(yōu)化，本身就是“自然用戶界面”的典范。最好的例子莫過于形形色色的筆：比起用手指寫字，用筆寫字實(shí)際上更好地利用了人多個(gè)手指靈活配合和控制的能力，大大提高了書寫的準(zhǔn)確和豐富性。同樣的道理，在今天的計(jì)算機(jī)使用中，特別是對(duì)于許多專門性的活動(dòng)，一套設(shè)計(jì)合理的輸入設(shè)備（例如數(shù)字筆）也可以延展人的能力，從而提供更加自然的界面。

上述各種理解有一個(gè)共性，那就是它們都是將某一類特定的交互模式等同于自然用戶界面。而實(shí)際上，“自然”并不是一個(gè)絕對(duì)的概念，無法拋開情境來下結(jié)論。上述提到或沒提到的每一種交互模式都在某些使用情境中成為自然界面的典范，但在另一些情境下卻又可能顯得不那么自然。在尚未了解界面所要支持的用戶、活動(dòng)和環(huán)境的前提下，幾乎無從判斷它的自然與否。正如人機(jī)交互研究的一位先驅(qū)比爾?巴克斯頓(Bill Buxton)所說，“不論是什么東西，都對(duì)某些事情最好，而對(duì)另一些事情最糟?！?/span>

那么，自然用戶界面能否有一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)？

一些研究人機(jī)交互的同行提出了一個(gè)有趣的問題：自然用戶界面這個(gè)詞，究竟是自然的“用戶界面”還是“自然用戶”的界面？乍看起來這是個(gè)文字游戲，答案也許并不重要。但這個(gè)問題的提出，為回答前一個(gè)問題指出了一條方向，那就是對(duì)自然用戶界面的衡量，并非取決于界面的交互模式，而是取決于用戶自身的體驗(yàn)。

自然源于體驗(yàn)/經(jīng)驗(yàn)

在英文中，experience既有體驗(yàn)又有經(jīng)驗(yàn)的意思。而在討論自然的用戶體驗(yàn)時(shí)，正要從用戶的經(jīng)驗(yàn)說起。這乍聽似乎有些矛盾：自然用戶界面不應(yīng)該要求用戶沒有任何經(jīng)驗(yàn)嗎？不錯(cuò)，對(duì)界面本身而言，讓用戶在沒有經(jīng)驗(yàn)的前提下上手，讓學(xué)習(xí)過程盡量縮短，這正是自然用戶界面的主要優(yōu)勢(shì)之一。而這里要談的，是另一種經(jīng)驗(yàn)——對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的經(jīng)驗(yàn)。

具體解釋之前，先講講我的兩位人機(jī)交互同行親身經(jīng)歷的故事。

一位印度的同行為當(dāng)?shù)赜脩粼O(shè)計(jì)了一組用數(shù)字筆操作的界面。在進(jìn)行用戶測(cè)試時(shí)，他對(duì)其中一位用戶說：“請(qǐng)拿起筆碰一下屏幕?！背龊跛饬系氖?，這一看起來十分簡(jiǎn)單自然的操作，居然出了問題：這位用戶沒有用筆尖，而是把筆橫過來整個(gè)貼在了屏幕上！經(jīng)詢問才知道原來他不識(shí)字，也從沒用過筆。

而另一位歐洲的同行為家庭用戶在交互桌面上開發(fā)了一套軟件，包括一些直觀的手勢(shì)交互，例如用兩個(gè)手指相反方向移動(dòng)做打開的手勢(shì)來打開一個(gè)虛擬的儲(chǔ)物箱。當(dāng)他向用戶家庭演示時(shí)，他想考考這個(gè)家中正上小學(xué)的孩子：“你試試看怎么打開這個(gè)箱子？”孩子二話不說，直接用食指在箱子上雙擊！

從這兩個(gè)例子可以明顯地看出，對(duì)于用戶而言什么是自然并不等于與生俱來，而是在很大程度上取決于它們之前的生活經(jīng)驗(yàn)：前者因?yàn)闆]有用筆的經(jīng)驗(yàn)，“自然”的操作對(duì)他毫無自然可言；而后者由于從小與電腦和鼠標(biāo)打交道，“不自然”的操作對(duì)他卻是再自然不過。同樣的道理，我們平時(shí)覺得自然的事情，不論書寫、語言、手勢(shì)，還是觸摸，恰恰是來自于若干年積累下來的經(jīng)驗(yàn)或者有意識(shí)無意識(shí)的人為訓(xùn)練，當(dāng)然也包括對(duì)真實(shí)世界物理規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)已有計(jì)算機(jī)界面模式的經(jīng)驗(yàn)。這些訓(xùn)練和經(jīng)驗(yàn)，有些是較為廣泛地為所有人所共享的，比如物理規(guī)律；而有些則與用戶所屬的社會(huì)文化群體息息相關(guān)，正像上邊所舉的兩個(gè)例子。

由此可見，如果想讓用戶盡快上手，恰恰要建立在用戶已有生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上?？s短了的界面學(xué)習(xí)過程，正是因?yàn)榻栌昧舜饲叭舾赡暧脩魧W(xué)習(xí)其它相關(guān)事物的過程。于是，了解目標(biāo)用戶群體已有的經(jīng)驗(yàn)，并試圖讓交互方式與這些經(jīng)驗(yàn)相一致，就成了設(shè)計(jì)自然用戶界面的關(guān)鍵。實(shí)際上，在人機(jī)交互中非常強(qiáng)調(diào)的“隱喻（metaphor）”概念，正可看成是這種思想的一種體現(xiàn)。

隱喻指的是把用戶界面中的概念比擬為一種人們熟悉的概念或現(xiàn)象，用于解釋其交互方式，例如將圖形界面元素比喻為大家熟悉的桌面、窗口等等。隱喻越貼切，越為用戶熟悉，往往就意味著界面越自然。

當(dāng)然，界面設(shè)計(jì)不可能也不應(yīng)當(dāng)完全局限于人們已有的經(jīng)驗(yàn)。有時(shí)，界面所涉及的活動(dòng)并沒有直接對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)可以借鑒；有時(shí)，拘泥于已有經(jīng)驗(yàn)會(huì)失去了界面設(shè)計(jì)的靈活性和創(chuàng)新空間。如何確保用戶界面在超越已有經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，又不失其自然呢？這里要涉及到人機(jī)交互中另一個(gè)與用戶經(jīng)驗(yàn)息息相關(guān)的概念，即思維模型（mental model）。它是用戶腦中對(duì)所進(jìn)行的具體活動(dòng)機(jī)制的一個(gè)抽象，源于經(jīng)驗(yàn)，又高于經(jīng)驗(yàn)。還以多點(diǎn)觸控中的兩指操縱手勢(shì)為例，根據(jù)物理經(jīng)驗(yàn)，真實(shí)的物體無法被縮放，但基于平移和旋轉(zhuǎn)的經(jīng)驗(yàn)，用戶抽象出的思維模型則是無論手指怎樣移動(dòng)，物體上固定的兩個(gè)點(diǎn)始終對(duì)應(yīng)于兩個(gè)手指的位置。縮放操作正是這一思維模型的直接推廣，而這也是廣大用戶在使用這一操作時(shí)沒有感到任何不自然的原因。由此可見，理解用戶已有的思維模型，并加以外推，不失為設(shè)計(jì)自然用戶界面的有效方法，也可以覆蓋大量的用戶原本沒有經(jīng)驗(yàn)或預(yù)期的使用情境。這樣設(shè)計(jì)出的界面可以說是“情理之中，意料之外”。

基于這些討論，不妨試著給自然用戶界面一個(gè)定義：自然用戶界面是與目標(biāo)用戶群體在預(yù)期使用情境下已有的經(jīng)驗(yàn)或思維模型相符的用戶界面。雖然與許多常見理解相比，這個(gè)定義少了“新”和“炫”的成分，但它在某種意義上也許更加貼合自然的本義：往往是“無招勝有招”，一個(gè)理想的自然用戶界面應(yīng)當(dāng)能讓用戶的注意力完全集中在所要從事的活動(dòng)上，而忘記界面本身的存在，或者說，界面變得“透明”了。

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