在2001年CHI发表的论文中,Tan等人提出了一种对3D漫游的分类方法。
当时关于3D漫游(3D Navigation)的研究主要分为两种:一种是发掘有关漫游的认知原则,一种是开发一些具体的漫游技术,用于解决某些特定场景的问题。他们总结了相关的研究如下:
认知原则:
Thorndyke & Hayes-Roth等人:地图和自由探索所获得的空间信息的不同之处;
Darken el al:大型虚拟环境中的认知和设计原则;
Furnas:通过大型数据结构,探索有效的漫游的“可穿越性(traversability)”和“可漫游性(navigability)”;
Bowman:对虚拟漫游的运动方面进行的上层分类;
漫游技术:
-2D:(常常以缩放的方式帮助用户进行漫游)
Masui:以在每个视区内改变搜索区域的方式进行漫游;
Bederson:Pad++,以缩放为主要方式进行漫游;
Igarashi:基于滚动速率的自动缩放,可在滚动速度增加时为用户提供全局文档视图;
Tan等人基于Igarashi的研究,解决了两个问题:如何让用户准确的从全局视图转换到特定的目标区域;还有如何让用户查看某个特定对象。
- 3D:
(同时拥有多个坐标视图)
Fukatsu:同时提供给用户鸟瞰全局图和局部视图;
Stoakley:类似,不过是提供微型的3D世界,而不是鸟瞰图;
Robinett:用缩放的方法让用户快速飞到不同的区域;
Ware:提出“cyclopean scaling”和根据深度调节的飞行,通过物体的距离调节飞行速度。
Elvins:创建3D略缩图(一个微型的虚拟世界)来帮助用户寻找地标;
(扭曲虚拟世界)
鱼眼视图;
透视墙;
Document Lens;
Desert Fog;
Tan等人提出了一个他们认为的初步漫游分类结构,并且根据这个结构来探索关于漫游的设计空间。也就是说,通过画出纵横格子找出所有的可能性,当然有些格子已经被填满了,哪些竟然还没有填满,那没有被填满的格子,就是被遗漏的、值得思考的设计空间。通过这样的方式来发掘新的漫游技术,然后发掘的新技术反过来又启发完善和扩展原本的分类结构。以这样的方式来帮助3D漫游的研究。
Tan等人提出的分类:
* 任务:根据漫游的目的进行分类。
- 探索 Explore:获取勘察信息
- 搜索 Search:确定目标位置,并且移动到目标
- 检查 Inspect:稳定在某个视角观察物体
* 移动控制(Travel Control): 为了实现以上目的的一些解决方案。
- 移动(Travel)具体指的是:虚拟环境中的视角改变,这个视角信息包括:1、位置;2、朝向;3、速度。
- 对于以上三个方面,设计者都必须提供相应的函数来控制他们的值。这个函数根据这几个方面来确定:1、环境状态;2、用户的状态;3、以上两种的综合状态。
* 用户界面
硬件/输入决定了系统给用户呈现的affordance和用户能的控制自由度(DOF)。
设计者要在硬件限制下,选择一个直观的映射方式,将输入和镜头控制联系起来。通常来讲,输入的自由度都是不足的,必须要设置不同的模式来用于不同场景下视角的控制。如果系统能够有效的识别用户的目的,那就可以做到自动地来根据输入设置模式,否则用户就要自己来选择模式。
P.S. 但是我认为,不一定是根据任务/目的来决定运动的模式,可能是根据环境来决定的,比如飞得高的时候想要飞得快一些,不然由于环境变化太慢(因为远),而导致用户觉得自己运动太慢(其实可能并没有很慢)。
除了输入,输出也是设计者必须要关注的。这一点经常被设计者忽略,但是其实系统给用户的输出(反馈)方式,和是否给用户带来了沉浸感,对于用户是否能有效地完成漫游任务有着极大的影响。所以作者认为,设计者的目标就是要让输出带给用户准确的信息:及时、直观、信息丰富。
1 Tan, Desney S., George G. Robertson, and Mary Czerwinski. “Exploring 3D Navigation: Combining Speed-Coupled Flying with Orbiting.” In Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 418–425. CHI ’01. New York, NY, USA: ACM, 2001. https://doi.org/10.1145/365024.365307.