设计令人舒适的AR体验

根据Hololens和Airkit的设计准则，再结合我自己的理解，归纳，总结，分享给大家，希望在这个全新的设计领域和大家一起学习和进步。

AR是Augumented reality的简称，与VR的区别是，AR是现实和虚拟叠加的一个世界，所以在很多文献里，也用Mixed reality来表示。

需要了解的基础视觉原理

1. Accommodation：关于单眼球视物的原理。涉及到线性透视，闭合空间，精神模糊和物体能被看轻的距离

   
   
   Accommodation principle

2. vergence：关于双眼视物的原理。涉及到视觉定位，双眼视差等。比如两只眼球的收敛来指向同一个物体，如下图

Two_Eye_Convergence.png

由于AR涉及到与虚拟与现实同在一个场景下，基本科学原理的掌握有助于我们在设计的时候，模拟自然界中物体和人的运作方式，从而带给用户更舒适的设计内容。

将应用的舒适度谨记于心

在人们看东西的时候，上面所提到的这两个原理是同时工作的。相比起常规的UI界面，AR设计（VR也一样）加入了Z轴，那么在显示上就有了前后的区别，而我们的眼球会根据聚焦物体的距离进行调整，如果用户需要聚焦的物体距离会不断变化，那么这种自然调整就会产生混乱，导致使用起来不舒服或者视野模糊。

1. 我们需要确定一个最佳的显示区域（主要指Z轴距离）来集中需要聚焦或者交互的物体。

   不同设备的最优距离不一样（取决于物体的大小，比如显示屏幕）。Hololens的最佳显示距离是2m，如果一个场景需要很多深度的物体构成（多半如此，这是引入Z轴后的优势），那么尽量将需要聚焦或者交互（其他统统算作背景）的物体放在2m左右。

   鉴于应用场景的不同，Hololens把1.25m到5m都定为了它的最佳显示距离，并且在85cm以内的距离不推荐显示物体。可以参考用在所有的AR设计上。

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2. 当某些设计无法保证显示在最佳显示区域（距离）

   可能有场景需要用户聚焦或者交互的物体不能在1.25-2m的距离，比如用户带着AR眼镜进行工业维修，虚拟内容提供辅助说明d额场景，那么可以有2点建议来尽量确保用户的舒适度

   • 移动的物体比静止的物体更容易产生不适。也就是说，看一个50cm远的全息静态图像，要好过看一个在50cm远的距离左右移动的全息图像。
   • 在1m距离内的使用时间，不超过用户整个使用时间的25%

3. 尽量使用逼真的物体和不小于每秒60帧的渲染速率

   因为混合显示的特点就是让用户和虚拟物体交流就像在真实世界中一样，所以尽可能的贴近真实世界的表象是很重要的，保证虚拟物体的平滑运动。同时，需要保持全息图像的稳定性，减少抖动和延迟的产生。

1. 考虑自运动和用户运动

   在AR设计中，空间大小的唯一限制是用户使用应用时的物理空间，人们可能会在任何地方（包括不适合AR的地方）打开AR应用，将场景设计得能适应这种变化。

   • 如果你想允许用户在虚拟环境中移动的距离比他们待的真实空间还要大，需要加入虚拟运动。
   • 确保虚拟运动附和真实运动的方式，并且循序渐进的给用户适应过程。
   • 确保用户能控制自身或者应用中的运动。
   • 人类对重力方向时很敏感的，尽量避免发起垂直方向的运动。
   • 确保运动时的安全性

1. 尽量减少操作AR应用时产生的疲劳和紧张

   视觉方面，为了避免眼睛和颈部（头戴式）的紧张，设计内容尽可能避免眼球和颈部的过度运动。

   • 避免注视方向向上移动10度以上（垂直）

   • 避免注视方向向下移动超过60度（垂直）

   • 避免脖子旋转超过45度（水平）

Optimal_field_of_view.png

手势方面，避免持续且重复的手势输入。无论是传统的操作手势和新的操作手势，当用户在体验中一直使用一只手，或者长时间以某种姿势使用设备的时候，肌肉疲劳度都会迅速增加。

其他需要注意的问题

1. 在AR设计中，用户其实就是照相机，所以请尽量使用整个屏幕来做设计。

   UserIsCamera.jpg

2. 使用声音和触觉反馈来加强沉浸式体验

3. 要对可能产生冲突的手势有所预期：比如两个手指捏放的操作和两个手指旋转的操作很可能重叠。

4. 与物体直接进行交互

   • 允许用户直接与虚拟物体进行交互，且交互方式是他们在自然世界就熟悉的。

   • 我们熟悉的点击交互是二维的，所以在交互的时候，适当做些限制会更利于体验。比如只允许用户进行一个角度上的的旋转操作。
     限制交互

5. 做好用户引导：作为一种全新的体验，需要做好对用户的提示和引导。

   • 将提示融入内容中。
     提示融入

   • 如果必须使用文字内容，使用平易近人的语言而不是专业术语。

   • 如果AR体验是普通应用中的一部分，对支持AR的部分做出提示。

   • 设计处理错误的机制：允许用户重置，推荐合适的补救方法等。

新的挑战

从现在开始，我们的设计内容将超越屏幕本身，它将会包括但不限于环境，空间以及地理位置。物理世界正在朝着数字世界转化，而我们将做的，是对电脑，人类以及环境的整合体验设计，这便是AR体验所需要的设计内容！

参考资料

Accommodation

Vergence

https://developer.apple.com/ios/human-interface-guidelines/technologies/augmented-reality/

https://developer.microsoft.com/en-us/windows/mixed-reality/design