_“我希望越来越多的人能了解到这门学科的有趣，也希望人们感兴趣的话能多去了解人机交互，然后如果你很感兴趣的话，也可以把它当成自己的接下来的学术研究方向，也希望在这条路上能遇到更多有趣的灵魂，我们一起来做有意思的、有温暖的、有意义的事。 ”_
Ps. 今天的文章素材均来自于朝菌学园的 刘骁逸老师～
研究方向:
人机交互, XR, 沉浸式空间设计
项目介绍:
1. 交互设计
PC增强交互设计，交互式智能大屏设计，导盲车交互设计,车载空间投屏系统设计
2. XR项目
VR磁性触觉反馈，VR物理空间形变界面,Ultra AR Design
3. 新媒体艺术
磁流体艺术设计-舞墨，音乐情绪可视化Mood,镜像博物馆沉浸式空间设计
4. 传媒研究
VR暴力游戏的伦理阈值
通过今天的这篇文章，希望能让大家对人机交互这个领域有一个新的或者更加深入的认识，帮助大家更好的了解这门学科，或者把它当成一个专业，去领略人机交互背后的的情怀和智慧。
本篇文章内容大致分为三个部分：
第一部分：什么是人机交互？在提到人机交互的时候你会联想到什么？
第二大部分：浪漫在哪儿？智能在哪儿？
第三大部分：在新时代人和机器之间是什么关系？关系上有什么样的迭代？
01
当我们谈到HCI.......HCI的全称是 Human-Computer Interaction，简 称为：人机交互（HCI）这个词由三个主体组成人，机器，交互。大家应该都听说过这些词汇：交互设计，UI设计、UX设计、产品设计、产品经理、人机工程学......这些词其实非常容易与人机交互混淆。实际上，无论是设计的分支还是岗位，它都容纳在人机交互这个大学科的范畴之内。人们现在看到的大部分人机交互都在设计领域，实际上人机交互不光有设计的思考，还有人机交互接口技术的思考，也有商业有关的思考。我们把HCI的三个系统拆解，可以看到它是与人（HUMAN）息息相关的，这涉及很多交叉性的学科分支，例如心理学、认知学、语言学、行为学等等。它也是和机器相关的，例如硬件、软件、图形学操作系统、电子工程类等。此外，还有和交互相关的，这更多的是在“I”里，我们平常认知里的用户体验设计，用户调研，交互设计等等。!Image这个领域其实比我们想象中的更加广，所以在进入这个领域之前要有一个系统的认识。“那么ACM是怎么定义人机交互的？”_人机交互是有一门关于设计评估和实现人类使用交互的计算系统，并研究其周围主要现象的学科。简言之，就是它能研究人和机器之间的关系是如何协调，平衡，融合的一门学科。" a discipline concerned with the design, evaluation and implementation of interactive computing systems for human use and with the study of major phenomena surrounding them"_
HCI的心理模型-Example对这门学科的思考不仅限于技术思维、设计思维，它能延展到更多的领域，如商业领域以及媒体上的思考等，可以说它是多个学科交叉的交汇点，是一个海纳百川的学科。我们把“人机交互”展开，举一个生活中举最常见的例子——触摸手机屏幕。这是非常简单的操作，但别看这点击只是短短的一瞬、简单的一个点击动作，在这个动作持续的前后，我们能抽离出大量的信息以及研究人员在此做的工作。!Image从用户为什么要点“手电筒”这个动作开始，先看用户的意图，在这个情景中用户的意图就是 他想开手电筒，他可能觉得环境太暗了，所以有了要打开手电筒的意图。接着，当 用户有意图之后，用户就需要与机器进行交互，这时候用户的行为就衍生了， 用户在途中点击控件的行为，我们能从中提取出很多信息，包括当用户点手电筒按钮或要点到手电筒时，是需要一些时间的。这里涉及到一些可见性问题，它是按钮的样子、圆形和手指的形状相似、把它和背景抽离开，所以会让用户潜意识的知道这个“点”是可点击的，这是个button。
那怎么涉及到心理模型呢，如何让用户知道想点手电筒的时候去点“圈圈”就可以了？因为 图标设计（icon）的就是手电筒，这与用户对手电筒的认知是一致的。这就是用户的心理模型和设计师的模型做了一次握手。这些都是在用户行为领域能研究的很多细小的点。人的动作做完后，就该机器接手了。首先机器要对用户的行为进行识别， 在场景中这个识别是靠一个硬件载体——电容屏。 电容屏是生活中最常见的一类触摸屏，它是通过电容晶的磁场原理去进行触点的识别。在这个场景下，发生识别机制的不只有电容屏，当人去点这个按钮的时候，它的强度不同，按钮的大小也不同， 这就涉及到我们需要对用户按压力度做识别的问题， 在这样的场景中需要用到电容屏底层一层形变的薄膜去感知压力的力度。这部分是机器对信号识别的过程，要对这个信号进行分析和处理。那么这个触点意味着什么？
| _通过触点以及它在预设的界面设置得知，触点坐标是一个手电筒按钮，它根据我的按压力度做了一个线性的映射，这是对信号的基本处理，当映射做了之后，在系统的系统级接受到用户点了手电筒的按钮的信息，就会把手机的手电筒点开。_ |
重新思考界面“Interface”什么是“Interface（界面）”？这个词是在人机交互界或是人机交互的创作者，最常说的高频词。“界面”并不是人交互专有的名词，其实在建筑领域也有界面这个词。建筑界的建筑界面其实就是指墙或者间隔，当他去描述这个事物时，它既是一个间隔，又是一个桥梁，既作为一个边界存在，又作为一个媒介的存在，这是一个抽象的概念。!Image史元春老师是国内人机交互界第一人， 他曾说过，从人的系统到机器系统可分三大system，包括他的感知,认知，运动系统。人是以感知去激活认知，接着认知去驱动 Motor，再驱动它的行动。机器是有输入和输出，对机器来说接收的是指令，输出是像0101比特的形式，这是两个系统但它们的驱动方式有所不同。首先，从motor system到input interface，人的行为要映射成机器能懂的语言。虽然我知道要点击这个屏幕，但是机器要知道它的触点在哪，所以它需要把人的运动映射成机器能懂、能转化成指令的一套语言系统，其中interface的作用是为了让他们之间互相理解，机器对人的反馈要用人能懂得方式来表达，这就是人的感知和系统的五感。同理机器给他的反馈也要贴合于人的五感，无论是视觉反馈、听觉反馈、触觉反馈，它们都要彼此理解，用对方能听得懂的话进行交流，中间既是分界又是桥梁的这部分就是界面。这基本上是现代实验室里做人机交互研究三大主流的部分，第一部分这三个都属于input输入，中间这部分是process，属于理解处理。最后一部分是out，或者说是feedback。从研究反馈技术流程上来说，这样一个词叫interface界面。 其实就是手机和人交界处的屏幕。既然提到了Interface，就会提到两个词，GUI和NUI。GUI用户图形界面，这是电脑以及手机端一个主流的界面，用图形化的方式来跟用户进行交流，引导用户对计算机进行操作，这是用户图形检验。还有一个词叫 NUI，这个n是nature自然的用户图形界面，因为和电脑相比，我们不需要用鼠标键盘去“控制”书，而是用最直接、最贴近人类本能地去触摸书。这样的操作非常自然，所以给它冠以了natural这样的一个形容词，这是对界面的减少。人机交互是一个包容万千完整的系统，当我们对human system进行延展时，会涉及到很多方面，例如如何把这个系统做好。如果我们有以用户为中心的设计，那“用户画像”就极其重要，它是职场就任UI设计或产品经理的必备技能。对于用户画像，首先你需要知道用户的基本特征，其次是服务人群等。针对某一类人群，比如说盲人、老人等，从而衍生出无障碍的主题，我们针对特殊人群的研究，全部统称为无障碍。如果我们对机器的System进行探讨，我们发现computer它并不是广义上的电脑，也不只是带计算能力的电子设备。Computer其实泛指大部分具有计算能力的系统，只要具备计算能力的系统，我们都可以在人机交互系统里把它看成computer system，它涵盖从硬件到软件的一个大范围。它当然不只是设备，还包括智能又能计算的空间，这也是属于computer system之内的。如果它具备可计算整个物联网的能力，它仍在范畴之内。从现实的接触，设备，一点点向虚拟的世界进发了，从数字空间、网络空间，再到虚拟空间，大家可以用联想VR，一个想象的空间，这就能映射到用户底层的心理模型。
人机交互中的“ 权衡 ”
手机演进的历史中，从早期的摩托罗拉到我们真实的现代手机，展示了手机解锁的变迁过程：!Image1. 第一部手机的解锁过程 是先按左边左下键，再按打电话的键，右上面有一个星号，早期的手机解锁过程有些繁琐。2. 滑动解锁 是在有触屏功能之后，由滑动解锁演变成有密码解锁以及手势解锁。3. 手势解锁 是基于触摸屏在小功能点上进行了交互创新。4. 指纹解锁 现在有屏下指纹功能等等。
5. 人脸识别解锁。比较好用的旗舰机人脸识别都是三维的，比如苹果用的是结构光系统，华为用的是深度摄像机，这些功能核心都是去获取人脸的三维点云做三D建模。
早期，人脸识别解锁面世时，很多厂家开始效仿。最开始的时候，oppo只做平面人脸识别，那时的识别是非常不准的，但现在大家的技术基本都跟上来了。6. 声纹密码。因为语音识别技术上的限制以及这个交互上本身具有一定的不便利性，所以语音识别没有成为主流。7. 通过 虹膜来解锁 有可能成为未来的解锁方式。这一套演进过程，其实是在把解锁过程变得越来越简单、越来越快，但是否有做到越来越安全呢？这点还不能肯定。我们最初是用密码解锁的，密码是自己设定的数字序列，当我们换手机也不用担心什么。可是当用到指纹和面部识别，用户身上的data就被获取了，实际上我们的隐私性遭受到了一定的影响。所以大家可以看到，对于交互的过程，设计师在不断的权衡你到底是需要更快还是更隐私。权衡与取舍，一定程度上也跟服务的用户主体有关，我们是否愿意为了便利而牺牲个人隐私，这个是一个值得深思的话题。
02
浪漫与智能智能的属性在哪里呢？我们从机器的思维和技术去考虑的话，它涉及到传感、数据、算法、算力、能源、通信等很多技术的分支。人与机器之间如何进行沟通，则需要制定一套自己的语言、范式规则，也就是Interface需要怎么建立起来，由此我们还衍生出了交互范式、交互模态以及一些交互体验上的设计，为此衍生出一些新的交互创新。
智能｜革命性的交互创新的例子1. 苹果的颠覆性设计据报道，苹果公司声称做了一些革命性的交互创新，之后为此开了一场发布会，其中包括evolutionary than ever before的一些词，这是他今年做的一些设计，当我们看到他出了一个爱马仕的钥匙圈，就会稍微比较一下，会觉得这不是我们想了解的，即使颜色上做了设计，也是同感。如果当你的物品丢失时，你会怎么寻找它？其实在设计上除了是能给声音提示之外，你的手机去寻物的时候，他还用到了手机的sensor，比如，加速剂陀螺仪，去感知你手机自身的运动，再给你进行引导，这就是交互的点。他在遥控器上加了一个Siri，这点比较新颖。我们平时使用的遥控器是按键式的，而这里加了一个方便使用的的输入口。!Image
这些新的交互点并不是颠覆性的，实际上是在已有的功能上进行了叠加。Apple真正能称得上是革命性的交互的， 是07年1月9号 是在苹果的第一代发布会上，乔布斯说将要重新定义手机，从做一个颠覆革命性的用户界面开始， 这个颠覆性在于手机可以触屏。在这之前手机都是像摩托罗拉的按键式的老手机，这在当时非常具有革命性。
2. 减少简单的一步说到小蓝单车不知道大家有没有发现它改版了，它在交互上有让我非常欣喜的变化，这个变化是什么呢？!Image大家应该都使用过共享单车。美团单车和青桔单车有个差别：在扫码骑车的过程中，美团单车只需要点一下，扫码后，锁立刻就开了，不需要用户再点确认使用。而青桔单车是扫码后还需要点一下确认开锁，在开锁的过程中，仅仅是这一步之举青桔单车就需要多按一下 。即使只是需要多按一下，可对于个人来说，会更喜欢骑美团单车，而不喜欢骑青桔，人们往往会认为多的这个步骤更为繁琐。哈啰单车本来的模式是类似于青桔的模式，需要多一步确认步骤。而改版后是在学美团的扫码即开锁。改版后的少了这一步其实也能看到这个过程也是在权衡，在扫码这一短短的过程中，用户也会有可能不想骑车了，一步解锁也可能会带来一些问题，但是使用的过程，即设计师在权衡的过程，让用户觉得更快而更欣喜 。即使他扫错了，也可以立刻锁上，失误容错度很高，设计师为用户做了这样的一个权衡。大家看到的都是企业在交互上进行了优化，总结出来一个词就是失之毫厘，谬以千里，他们都在做非常细微的改变，有时只是简单一步， 但就是简单的这么一步，却可能带来千万指数级别用户数量增长或缺失。在做交互的人，需要非常关注的一个点，就是应该只让用户快那一步，这一步往往是一个非常大的进步。
还有一个例子就是AirPods。用过AirPods的人都知道这个产品的爽点是什么，当你戴上耳机的时候就已经自动连接了。它的入耳检测非常舒服快捷，这就是做了简简单单的一步。连接蓝牙的过程需要先点击设置，再找到蓝牙点击连接，这个过程本身有三个步骤，AirPods直接缩减到了零步，这是非常棒的一个交互设计。苹果的不同产品是能够在它们靠近时相互识别的，当你把耳机壳拿到手机面前，它就能自动感应。它的底层技术是基于它的通信的距离，即贴近的距离来说的，个人倾向于它可能是NFC技术。包括苹果的AirDrop也是做的比较好的。
3、设备联动
说到设备联动，华为前几年推出了手机碰一碰的功能，它的机制就是当手机贴上电脑一碰就可以直接把手机投屏到电脑上，这也是在设备联动上做了一个交互的优化。这个思路非常好，但在体验上还是值得再优化一下，我认为这点有些欠缺，因为它是基于NFC的，需要贴上去使用。其次，因为苹果自带的生态，NFC是可以常开的；而在华为，NFC有的时候是需要用户手动打开，它并不是常开的，所以交互有时会变得麻烦。但它整体的思路是好的，只需要轻松的一碰，自然、明确、简单。另一个例子是去年风头特别热的小米的“一直连"。小米在智能家居领域已经深耕很久，现在算是已经有了一套自己比较完整的生态，它能做到让你的小米手机在家中指向哪个设备就能直接与该设备进行交互。它的底层的技术就是UWB，做的是精确设备之间的定位，这其实也是非常好的，设备之间的指向还能有进一步的开发。!Image
浪漫在哪儿？为什么它必然会存在浪漫的部分？因为这是跟 人相 关 的一个学科，所以会有人文因素、社会因素、情感伦理、需求审美等。它包含了人性化的元素，就必然会有浪漫的属性。刚才举了很多例子，无形中已经把我们想表达的点说出来了，交互的浪漫在哪儿？这里引用朴实计算之父马克威瑟尔曾经说过的一句话，他99年在《科学美国人》上写的第一页有一篇文章叫《21世纪的计算机》，里面有一句话对科技界和对设计界来说都是一个意味深远的诠释：**“最深刻的技术是那些消失了的技术，他们把自己编织到日常生活的结构中，直到你难以区分。”**其实我们可以看到，这些交互做的其实是一点点去让用户减轻负担，让一些不必刻意的东西在生活中消失，最终达到最理想的结果——即用户完全意识不到交互的存在，任务就已经完成了，这可以算是人机交互的一个伟大深远的理想，让交互disappear，这就是交互中的一个浪漫。
1. 普适计算的时代，两个“invisible”的浪漫
我们来看看人机交互界面的发展历史，早期是没有界面的，那时指令员拿着卡纸，计算机是那图灵机，它面向的人群就只能是专业操作人员才能使用。后来有了命令行图形界面，演变到现在就是程序员敲代码，必须只有专家用户才懂得如何跟计算机交流。后来有了GUI，鼠标和键盘发明了之后，有了交互上的第一个革命性创新——即使是普通用户也能玩得懂电脑了。从用户图形界面到后来的移动和可穿戴设备时代，我们现在在说的NUI是在GUI的基础上让操作变得更加自然，以触摸屏为代表的触摸屏语音交互以及眼动这些更贴近人自然习性的一些交互方式。 即使老人不会用鼠标键盘，但他也会用手指点点。这是交互做的一层革新，也是我们所说的第一层浪漫。从现在这个起点到未来，我们将会迎来什么样的一个时代？我们称它为pervasive，普适计算的时代，即你的界面不在你的设备上，而是存在于整个非结构的空间，整个空间可感知、可计算、可交互，这时候一切又会变得不一样，那是我们未来可能会做的事，未来可能我们与机器的关系也会发生不一样的变化。!Image浪漫就在于invisible（无形的），交互在用户认知层面上也渐渐变得隐形，用户的负担变得没那么重， 人们就能够不用仔细去想去学什么才能使用。这会是交互的另一层进步。人机交互的第三层浪漫就是它的多样性。交互的界面形态正在发生着多样的变革。例如马德拉做的形变界面、液体界面matalife、磁流体，这些是界面形态的diversity，还有界面模态、交互模态的多样性。液体界面是清华大学未来实验室的李老师的团队做的一个项目，中间的液态金属（液体金源）通过电极去控制。!Image还有现在已有的眼动。眼动是需要使用专门的眼动仪或者是VR/AR这样的专用设备的，还没有落实到我们的手机和电脑上。还有模态脑机接口，Newlink出现也带火了脑机接口的概念。以后它可能也会是成为认交互新的交互模态。模态和形态上都具有这样的多样性，这是它的第三层浪漫。
2. 易接近性第四层浪漫是什么呢？是它在变得越来越容易接近accessible，它面向的不只是普通人，它还在关怀特殊群体。!Image大家可以看到，同样是针对盲人的设计，解决思路其实是存在一定差异的。
盲人触觉图形显示终端，是未来实验室徐云清老师团队花了十多年做的一个东西。这是一个微型探针，探针的凸起能模拟图形的三维图形形状。慧说读屏是用一层较薄的触觉膜贴在手机上，盲人可以通过平时常用的盲文系统快速进行命令APP的点击和输入。虽然这两个方法不一样，但都很浪漫。有人文关怀在，这就是它的浪漫所在。