使用触摸、手势或语音等方式进行交互的用户界面通常称为自然用户界面 (NUI)。我们认为这些界面很容易使用，让人感觉很自然。但是，自然的界面意味着什么呢？还有，如何设计NUI界面呢？在这里，我们将探讨什么是NUI以及一套指导如何设计NUI的指南；你可以深入了解任何界面最重要的方面，并将其应用到你未来的工作中。
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什么是自然用户界面？
| _“直到现在，我们一直都不得不适应技术的局限，让我们使用电脑的方式遵循一系列的惯例和程序。有了NUI，计算设备将首次适应我们的需求和偏好，人类将开始以对我们来说最舒适、最自然的方式使用技术。”<br>——Bill Gates，跨国科技公司微软的联合创始人_ |
定义NUI是很难的，但当我们想到自然易用的用户界面时，就会想到有直接的交互方式、符合我们“自然”行为的用户界面。人们经常提到的自然用户界面的例子是Apple iPad上的多点触控或是使用空中手势来控制Microsoft的Kinect控制台。NUI被称为用户界面发展的下一步。 NUI的优点是用户进行交互时会感到有趣、轻松和自然， 因为与更传统的图形交互界面（主要通过鼠标和键盘进行）相比，用户可以使用更多的基本技能。
人们常常认为，只要使用手势交互，用户界面就会变得自然。然而，如果我们想一下Apple iPad上多点触控手势的顺序，就会发现实际情况要复杂一些。有些iPad手势很自然也很直观—例如用单指向左或向右滑动，这都是让iPad如此突出的“魔法”的一部分。当你用一根手指滑动屏幕时，你可以滚动浏览页面或将内容从屏幕的一侧移动另一侧。手势本身就对应着你正在进行的操作。此外 ，因为它与你的移动方式一致，这和旧式中央暖气系统上的塑料滑动控制器一样，它展示了“数字世界”中的事物与“模拟世界”中的世界一样，这一原理。
但是， 某些手势需要更多的学习——例如，四指向左或向右滑动。当你用四根手指向左或向右滑动时，你就可以从一个应用切换到下一个应用。 四指滑动并不直观，它对于我们来说不是一个自然而然的动作。四指滑动需要你作为用户把它当为一个专门动作来学习，因为你需要了解底层系统来理解手势与你正在执行的动作之间的联系。
如果NUI不是仅靠用户自然产生的动作来创建，那我们如何定义NUI是什么？
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iPad的触摸用户界面通常被认为是自然用户界面的一个例子。
| “语音、手势和触摸不一定就能形成自然用户界面。”<br>——Bill Buxton，微软首席研究员 |
微软对NUI做了大量研究。我们在这里看到的大部分内容都是基于他们对NUI的定义和准则。微软首席研究员Bill Buxton表示，NUI“利用了我们一生，生活在这个世界上所获得的技能，这可以将认知负荷降至最低，从而将干扰降至最低。” 他还指出，在设计NUI时，应始终考虑到使用环境。没有任何一个用户界面可以在所有的使用环境中对于所有用户来说都是自然的。
虽然手势、语音和触摸是许多NUI的重要组成部分，但只有当它们符合用户的技能水平和使用环境时才会让用户觉得自然。例如，Bill Buxton提到，语音用户界面可能是我们在开车时可以使用的最自然的用户界面，但当我们周围很多人时，语音用户界面就不能很好地发挥作用了，例如在拥挤的飞机上，其他人可以听到你在说什么。由于NUI必须符合用户的技能水平和使用环境，我们会发现， 用目前我们在21世纪初所拥有的技术来设计和实现让所有用户都感觉自然的界面是一项非常困难的任务。因此，与其试图设计出让所有用户都感到自然的NUI，不如将我们设计的NUI集中在特定的用户和环境上。
如果要让NUI对于用户来说很自然，那就应该适合用户个人及其使用环境。这听起来似乎很简单，但是我们可以说，很多用户界面都是如此；因此，NUI还应该有哪些属性呢？在《NET中的自然用户界面》一书的摘录中，Joshua Blake列出了设计NUI的四个准则：
即时的专业知识、 渐进式学习、 直接的交互、 认知负荷（主要是用先天能力和简单技能）。
现在让我们依次介绍一下每条准则，帮助你设计出优秀的NUI。
02
即时的专业知识
当你设计一个NUI时，你应该利用用户现有的技能。如果用户可以利用他们在生活中其他领域学到的技能，就可以省去他们学习全新的东西的麻烦。一旦他们意识到要使用什么技能，用户就可以利用他们现有的技能和期望来与你的NUI进行交互。有两种方法可以做到这一点：
重复使用常见的人类本能技能和 重复使用特定领域的技能。
常见的人类本能技能指的是大多数人都知道如何做的事情—— 例如，说话。 将NUI设计为使用一种常见的人类技能的好处是你不必考虑不同的用户群体。你可以假设你的大多数用户都拥有这项技能，因为他们都是人类。
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_使用语音控制的亚马逊Echo Dot音箱就是一个使用常见人类本能的用户界面的例子。它的非人类的外观掩盖了一个非常人性化的“特征”。_
特定领域技能指的是特定用户群体的技能。如果你正在设计一个电子音乐创作的用户界面，你可以假设音乐家了解不同的乐器，如何写音符等等。如果你的用户利用了他们现有的知识而不是要求他们学习一些全新的东西，那么这个特定的用户群体会发现你的用户界面更容易使用。
不过，如果可能的话，你应该一直尝试在NUI设计中重复使用常见的人类本能技能，因为常见技能适用于广泛的用户。如果你心中有一个特定的目标群体，比如音乐家，那么他们也可能会有不同的特定领域技能。例如，有的音乐家能读懂音符，有的则不会，他们而是依靠乐谱，甚至用耳朵复制听到的作品。这样一来，你就能扩大你的目标受众（并拓宽你的市场），以适应几乎所有想要创作音乐的人。
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渐进式学习
你的NUI应该让新手用户学习（并逐步学习）如何使用用户界面。在这里，你需要为用户制定一个清晰的学习路径，让他们从基本的技能开始，一步步地、循序渐进地学习更高级的东西。千万不要用太多的给新手用户过多的选择。相反，要让它保持简单的，想想“婴儿学步”那样。这种学习方式模仿了我们学习许多物理技能的方式。例如，当我们学习如何滑雪时，我们会逐步加大学习难度。我们从基本的技能开始，比如在平地上站立而不摔倒；然后在做更大胆的事情之前，我们可能会尝试一个中等程度的下坡。如果我们从陡坡的中间开始，学习滑雪将会是一次痛苦的经历，许多人会放弃（假设他们还有学习的条件）。
虽然循序渐进的学习过程对新手用户来说很重要，但这并不妨碍专家用户的学习也是同样重要的。这些老用户需要也应该被允许使用他们已经掌握的技能。如果专家级用户被迫经历一个漫长的学习过程，他们会感到沮丧。想想奥运级别的滑雪运动员，当他们被大回转比赛的激情所驱动却不得不留在小斜坡时，他们会感到愤慨。Joshua Blake建议你通过将复杂的任务分解成基本任务的子集以适应新手用户和老用户的不同需求。如果你无法避免更复杂的任务，你应该尽可能地将它们严格限制在一个范围内。同样，确保它们不会出现在新手用户遇到的基础NUI中。我们回到滑雪的例子，滑雪的行为（和艺术）是由基本任务的子集建立起来的。无论你是新手还是老手，这些任务都是一样的。但是很明显，滑雪高手可以用不同于新手的方式来组合这些基本技能。
另一个例子是电脑游戏，新手玩家从简单的招式开始，然后逐步发展为更复杂的连击，随着经验的积累，他们可以对抗更困难的敌人。如果在第一关就把玩家丢到最难的地方，只会让玩家难以置信地摇头，这也是为什么游戏设计师通常会在菜单提供各种难度设置的原因，但即使是在最难的难度，也往往会给玩家一些余地，让他们至少可以进入第二关。为你的用户建立这些基本任务也是一样的。要始终将这一原则应用到任何你设计的NUI中。
（此处为视频，请在原文中观看）
(查看链接 ↗)
_Reactable是一种电子乐器，它有一个有形的用户界面，利用了人类对物理对象的共同理解。它的工作原理是在交互界面上放置和移动物理实体(有形物)。新手用户和专家用户都可以使用它。_
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直接的交互
NUI应该通过在用户动作和NUI的反馈之间建立直接联系来模仿用户与物理世界的交互。Apple iPad和Microsoft Kinect都是NUI的好例子，在这些NUI中，我们的动作和屏幕上发生的事情之间的关系让人感觉是直接的。Joshua Blake将直接的交互分为三个部分：
1.直接性
2.高频交互
3.情境交互
直接性是指用户在物理上接近（触摸）正在与他交互的NUI，NUI的动作与用户的动作同时发生，或者NUI上的元素的动作跟随用户的运动。有些NUI（如Apple iPad）包含所有形式的直接性，而另一些NUI（如动作感应输入设备Microsoft Kinect）则包含一个或两个直接性元素。
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_微软的Kinect可以感知用户的动作，让用户通过动作与屏幕上的内容进行互动。这种互动并不用贴近屏幕，但它会实时反应并跟随用户的动作。_
高频交互是指用户和NUI之间的动作和反应持续不断。这模仿了物理环境中我们不断地收到关于我们的平衡、速度、温度等反馈的活动。在NUI中实现高频交互的一个方法是遵循创造直接性的准则。如果用户能不断看到自己行为的直接后果，她也会不断地收到反馈。在触摸屏上放大和缩小谷歌地图就是一个很好的高频交互的例子。地图的移动紧跟用户手指的动作。
为了避免在高频交互中让用户不知所措，你的NUI有情境交互是很重要的。NUI应该主要显示与用户当前交互相关的信息，而不是一次性显示所有内容。例如，谷歌地图只在用户放大或缩小时显示地图的比例尺。在用户停止缩放后不久，比例尺就会消失。用户不需要长时间显示记录他从1cm:50mile移动到1cm:5mile的表示点。
作者/版权持有人：Google Incorporated。版权条款和许可：合理使用。
在触摸屏设备上，谷歌地图只在用户缩放时显示地图的比例尺。在用户停止缩放后，比例尺很快就会消失。
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认知负荷
如果用户觉得与界面的交互很困难，他们的脑力劳动或认知负荷就会很高。我们不希望用户要一直思考如何操作界面，而是希望他们集中精力去完成一项任务，因此我们要将认知负荷降到最低。为了确保用户的认知负荷最小，你将你的NUI设计成让用户在交互过程中主要是应用基础知识和简单技能。这将确保界面易于使用和学习。基础知识的一个很好的例子就是我们对物理世界中物体的理解。我们从婴儿时期就了解物理对象的行为方式，当用户界面利用这种知识，具有相同行为方式的图形用户界面对象时，我们就清楚地知道从这些界面中可以获得什么。如果你的特定用户群体已经掌握可以与你的NUI进行交互的复杂技能，那么你应该先教给用户简单的技能，而不是让就他们使用现有的复杂技能。从这个意义上说，认知负荷准则与即时专业知识准则是对立的；尽管如此，从长远来看，基本技能所需的学习成本更少，并可以让你你针对更广泛的用户群体。
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收获
NUI是一种使用起来让人感觉很自然的用户界面，因为它适应用户的现有技能和使用环境。以下是设计NUI的四个准则。
1.NUI应该利用用户现有的技能和知识。
2.NUI应该有明确的学习路径，并允许新手用户和老用户以自然的方式进行互动。
3.与NUI的交互应该是直接的，符合用户的使用环境的。
4.只要有可能，你应该优先考虑利用用户的基本技能。
请记住，你的NUI是否成功取决于用户在使用你的设计时在很短的时间内为你决定的事情。所以，在每个步骤中请记住他们的身份、需求和背景。同样重要的是，记住你的NU有多“聪明”，优秀的设计是为了满足用户的需求，而不是超过用户。
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参考资料和了解更多资料的地方
Joshua Blake,《Natural User Interfaces in .Net》,2011
你可以在以下网站阅读本书的节选和更多关于如何设计NUI的讨论
Bill Buxton对自然用户界面的看法
了解更多关于NUI的信息，你还可以阅读
《Brave NUI World: Designing Natural User Interfaces for Touch and Gesture》，2011
（作者：Daniel Wigdor and Dennis Wixon）
触摸和手势设备已被誉为人机交互的下一步发展的方向。产品和交互设计师，开发人员和管理人员已经非常熟悉UI设计，但是基于触摸的界面增加了新的复杂度。《勇敢的NUI世界》是面向产品和交互开发人员以及设计触摸和手势界面的第一本实用书籍 ，是涉及使用现代技术创建引人注目的用户界面的任何人的必读材料。
作者指出在自然用户界面中，自然是指用户在体验过程中的行为和感觉，而不是界面这些有机过程的产物。例如，在开车的情况下，用于发出命令的语音界面不会更“自然”吗？理由是，开车时打字是不自然的。很少有人会不同意。那会在驾驶“自然”时说话吗？当然，我们每个人都会。但是你可以将眼睛盯在道路上，将手放在方向盘上。我们将把注意力集中在细微之处。当我们谈论应用在NUI中的多模态交互(Multimodal Interaction)时， 我们探讨的不仅仅是上述多种感官的融合，而是如何合理利用多模交互实现“自然”，通过多感官更全面地适应用户及其环境，从而提升用户体验。
关于作者
Daniel Wigdor是多伦多大学计算机科学的助理教授。在加入UT大学之前，他曾在Microsoft担任过近十个不同的职位，其中包括Microsoft Surface产品的用户体验架构师，以及创建自然用户界面的跨公司专家。在加入微软之前，他曾在三菱电机研究实验室和哈佛大学创新计算研究所从事高级用户界面和设备的研究。他还是Iota Wireless的联合创始人，该公司致力于手机NUI技术的商业化。
丹尼尔，他是Wolfond奖学金和ACM最佳论文奖的获得者。Dennis Wixon目前是Microsoft US BPD的学科负责人。在担任此职位之前，他是Microsoft Surface的研究主管，还管理着Microsoft Game Studies和MSN / Home Products的研究团队。在加入Microsoft之前，Dennis在Digital Equipment Corporation领导可用性团队，在那里开发了许多重要的可用性方法，例如可用性工程和情景查询。
而丹尼斯（Dennis）在用户研究社区的活跃度超过25年。他是CHI 2002联合主席，曾任ACM SIGCHI会议副主席。他是华盛顿大学以人为本的设计和工程系的教授。
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参考文章：
作者：Ditte Hvas Mortensen
译者：太上老菌
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