从信息化设计到体验化设计：智能设备和消失的计算机 - 2005-12-07

作者 Norbert Streitz等

阅读本文英文原文 （翻译：张亮，校对：李鱼）
作者： Norbert Streits, Carsten Magerkurth, Thorsten Prante, Carsten Röcker.
本文由美国计算机协会 (ACM)授权发表，在此感谢。

下面的描述看起来好像自相矛盾，但它的确正在很快地变成现实，那就是：计算机消失的速度将会赶上信息技术渗透到我们的生活环境中，并最终决定我们的生活的速度。“消失的计算机”这个想法[5] 正是决定我们进行这个项目研究工作的一个出发点。另一个出发点是从信息世界到体验世界的转换，这也是我们目前正在进行的关于创新性办公室环境的研究想要达到的结果。在该项研究中，我们探索了一些应该采用信息技术来对其进行更好支持的一些社会活动，以及向一些新的应用领域的转换：例如家庭环境下的游戏和娱乐。

消失的计算机

计算机和相关的设备（比如传感器）正在变得无处不在，他们正在融入到我们的环境中，这一切都需要我们对人和技术之间的复杂的交互进行重新思考。“对我们影响最深刻的技术就是那些我们看不到的。这些技术存在于我们日常生活中的方方面面，直到我们分辨不出他们在哪里。”[9]。这句经常被引用的来自Mark Weiser的发现开创了一个融合性的，平稳的技术愿景。从那时起，人们就从未停止过试图使技术从我们的视线中消失的努力，这包括一系列的国际性的倡议和一些很有创新性的研究计划。其中一个杰出的例子就是“消失的计算机”（DC）计划，它是由欧盟IST项目的“未来新兴技术”小组发起并资助的(www.disappearing-
computer.net ).

当计算机变得不再可见而从人们的感知中消失的时候 [5]，一系列新的问题又出现了，这就是我们将如何同那些嵌入在我们日常生活中的各种智能设备里的计算机进行交互。人们将怎样同那些看不见的设备进行交互呢？我们如何为那些基于传感器的界面来设计隐藏的交互方式呢？我们如何设计透明和流畅的使用体验呢？在下面的例子中，我们将给出处理这个问题的一种解决方法。它的特点是：回到作为我们设计出发点的真实世界，并且充分利用那些真实世界中的物体展现出的示能性（affordance）。

从信息化设计到体验化设计

我们最初关于创新性的办公室环境的研究工作主要是关注于如何支持一些旨在提高生产率的活动过程，这一点体现在我们称之为Roomware®的一些部件的设计中（图一），比如，很大的交互墙和桌子[4, 8] ，创新性的多用户界面，以及对于在电子会议室中进行的头脑风暴会议的软件支持[3]。 在这些研究中，我们用“ 心理上的消失”这个词来描述那些智能设备中的计算机，这是因为，通过无缝集成，人们已经感觉不到它们是计算机，而是一些可以与之进行交互的“墙”或“桌子”。我们还采用了一种我们称之为“物理上消失”的方法来作为进一步的补充，这是通过将计算机的各个部件做得很小来实现的。

从某种角度看，办公室环境就是一个企业位于某个物理环境中，而同时，不管是从整个企业的层次，还是从员工的个人层次上看，它都有着某种特定的信息需求。有了这个认识之后，我们发现，一些旨在提高人们工作体验的活动过程也很重要[6]。这样的例子包括，知道大家正在做什么，团队成员的交互，以及一些非正式的交谈。它是我们对于周围物理和社会环境的感知和体验的一种扩展和补充。这一点也反映在我们关注焦点的转变中，现在我们要发展的不仅是一个“信息世界”，还要是一个“体验世界”。这就要求用面向体验的设计来对面向信息的设计进行补充。在设计未来家庭环境中的休闲娱乐活动时，这种面向体验的方法就显得更为突出了。

体验和感知的不同属性

为了以一种更加系统化的方法来面对体验设计的问题，我们进行了一些研究，并把体验分成了不同的类别。在第一个层次上，我们对以下两种体验进行区分：a) 通过人类的感官直接得到的体验， b) 间接的经过处理的体验。

直接体验是基于人类感官的直接感觉，比如视觉，听觉，触觉，嗅觉，味觉，以及平衡感。间接的经过处理的体验要更加复杂些。在这里，我们对以下几种情况进行区分：对于“不可见事物”的感知，通过综合多种参数得到的感知，以及对社会环境的体验。后面的这些分类并不是互斥的，他们之间可能有一些重叠。

一个对于不可见事物的间接体验的例子是通过盖革计数管的声音得到的关于放射能的体验。其他的一些不可见的参数还包括污染物中的特定成分，计算机网络上的流量等等。对于不可见实物的间接体验的另外一方面是，我们可以“看入”一些真实物体的内部，将他们变得透明，并把其某些内部结构和固有属性在一个相应的虚拟世界中展现出来，例如，“数据映像”（data shadow），或一个具体物体的网页，或是下面将要提到的棋子的例子。反之，我们也可以把一些真实的体验（比如触觉）赋予虚拟的物体。当我们把一些体验综合到一起后，我们就可以用来传递一些更高层次的体验，比如，位于同一个房间或同一个建筑物里的感觉，进行一些活动的感觉，不同环境下的情绪，等等。最后，我们认为有关社会性和集体归属感的体验是建立在互相传递一些低层体验的基础之上的，这包括接近的感觉，连接在一起的感觉，存在意识的感觉，交互的感觉，还有更高层次上的或许甚至是友谊的感觉。

体验设计的任务就是找出一个特定环境所特有的相关参数，收集这些参数的原始数据，在某个层次上对他们进行综合—如果需要的话，然后，在某些情况下，把它们映射成一种中间表示形式。最终，这些信息被转换成输出或显示设备的参数，从而被人类的感觉器官感知到。这意味着我们需要定义一些编码，或是一些建立在人们日常生活知识和经验之上的一些比喻。在下面的部分，我们将通过例子来说明这一点，这些例子是关于如何设计我们的工作中体验的。

通过全息显示来传达知觉

我们所进行的通过创造一个智能环境来对办公室条件下的建筑空间进行增强的工作就是对面向体验的社会性活动进行支持的一个例子。这项工作的环境是由Ambient Agoras 项目提供的，该项目是由上文提到的由欧盟赞助的“消失的计算机”倡议的一部分。

作为指导我们工作的一个比喻，我们选择了希腊语“agora”（集市）一词。我们研究的是如何把每天都能接触到一些场所转变成一个充满想法和信息的社会性的信息交流场所，在那里人们有可能互相遇到对方并进行交往，从而能够有一种“亲身在这个地方”（真实存在）的感觉。关于工作场所的设计建议常常会得出这样的结论：即非正式的交流，对于整个工作环境中所正在进行的活动的了解，以及从属于某种社区的感觉，对于工作场所都起着至关重要 的作用。那些有着同样物理环境的团队一般来说能从这些非正式的体验和感觉中受益。而如果团队在物理上分布在不同的地方时，情况就会发生很大的变化。在这种情况下，我们的设计目标就是要试图营造这样一种气氛，使人感觉到其他人就在他们的各自的位置上，包括情绪和气氛。这种体验应该给人们这样一种感觉，即他有可能和别人不期而遇，就好像在现实生活中，人们有可能在走廊或休息室喝茶时碰到其他人。我们所研究的支持系统应当能使这些非正式交流的机会更容易产生，而这之后人们就可以采取一些不同形式的活动了。在这里，我们的重点是在两个不同的地点之间传递一种体验。

我们认为，基于一种平稳的并且无处不在的技术之上的智能环境，最好用来支持那些非正式的相遇和交谈的社会性活动过程。全息显示（ambient display）就是这种方法的一个很好的例证，它超越了传统意义上的显示技术，比如个人电脑，笔记本电脑和PDA上的显示器，甚至超越了我们设计的能够交互的墙和桌子。作为全息显示技术的一个我们自己的版本，我们为”Agoras”环境设计了“你好墙”[6, 7]。它是一个宽1.8米，高2米的智能设备，里面集成了发光单元和能够探测到人和其他设备的感知技术。图2显示了这个“显示”装置如何通过动态改变发光模式来达到交流的目的。“你好墙”向那些经过它或看着它的人提供了一种身临其境的感觉。通过使用一种抽象的模式，我们可以区别显示是公开还是个人或私有的信息。更详细的信息可以在参考文献7中找到。

为了评估“你好墙”和它的支持设备是如何帮助位于异地的两个团队有一种现场感并能有效进行交流，我们在两个地点之间进行了一次真实的实验室评估。我们的实验室位于德国 Darmstadt 市的Fraunhofer IPSI, 我们的伙伴实验室位于法国巴黎的Electricity de France. 我们用动态的发光模式来表达不同类型的参数（图3）：例如对方是否有人存在，有多少人，他们大体的情绪，一些特定小组成员是否到场，以及他们对于和远方的团队进行交流的兴趣。评估结果表明，参与人员能够在很短的时间内学会正确地识别和解释“你好墙”的模式。大家都感觉到，“你好墙”是帮助位于不同工作地点的人们意识到对方存在的一种很适合的方式。我们现在正在把这样的知识应用到其他领域，包括家庭娱乐和扩展的家庭环境。

交互式的多维混合游戏

智能设备在所谓的混合游戏或浸入式游戏的设计中也起着很重要的作用。这些未来娱乐系统的最主要的特点就是把物理的，虚拟的和社会性的各方面的因素结合在一起。其结果就是一种全新的游戏设计风格。它通过全方位的智能技术，把所有各方面的元素全都融入了进去。由鼠标，键盘和游戏杆构成的图形用户界面已经不再是主要的交互方式了，玩家可以直接和其他人交互，他们可能使用一些专门的可触摸的或图形化的界面来和数字世界进行交互[1，2]。

实际上，多维混合式游戏是以一组特定的体验属性为特征的。

社会性的属性 – 玩家可以做到面对面地进行多维混合式游戏，他们可以利用丰富的方式来进行交流，包括非语言的暗示，比如模仿或做手势。同传统的计算机娱乐相比，社会动态更容易出现在这类新型的游戏中，因为“玩家”这个概念已经不仅仅只是通过显示器来表达了。

触觉层面的属性 – 同棋盘类游戏类似，多维混合游戏的主要的界面是一些可触摸的东西，比如智能棋子或棋盘。这些可触摸的东西的触觉层面的属性提供了一种更为自然的交互手段。除此之外，很多实物的东西不管是摸上去，看上去还是将他们组装起来的时候，都能够给人很好的感觉（见图4）。

多模态的刺激 – 多模态的刺激能使得游戏时的体验更为身临其境，它可以通过环境数字逻辑来有效地实现。通过改变玩家的存在来反映游戏的状态可以极大地提高游戏体验的感觉。刺激的方式多种多样，可以是环境光或声音，或者是用简单的风扇制造出的风（见图5）。

来自现实世界的参数 – 正如全息智能(ambient intellegence)可以通过改变像光线或声音等物理的因素来提高游戏体验一样，这些现实世界中的属性也可以作为游戏中虚拟世界中的输入。比如说，房间里的背景噪声的水平可能会影响某个游戏中的电子桌面工人的工作效率。或者房间里的光线可能影响电子花的开花。

真实物体的虚拟属性 – 不同游戏中的那些任意的虚拟属性也可以被赋给一些真实的物体。在一个游戏中，某个物理设备可以同智力和灵活性联系起来；而在另一个游戏中，特定的行为或排列方式可以体现在一个物理设备的数字化描述中，从而为当前环境提供了更丰富的表达方式。即使是专用的图形界面产品也有可能被用于真实物体中，以修改它的虚拟状态。（见图6）。

结论

在本文中，我们展示了一些例子，这些例子描述了我们是如何通过利用那些描述某种过程或物体的特征或变量来进行体验设计的。 应用领域包括了办公室环境和交互式的多维混合游戏。

参考文献
1. C. Magerkurth, M. Memisoglu, R. Stenzel, N. Streitz (2004 a). Towards the Next Generation of Tabletop Gaming Experiences.
Proceedings of Graphics Interface 2004 (GI’04) (London, Ontario, Canada, May 17-19, 2004.) AK Peters. pp. 73-80
2. C. agerkurth, M. Memisoglu, T. Engelke (2004 b). Augmenting the Virtual Domain with Physical and Social Elements. ACM Transactions in Computers in Entertainment. 2 (4), October 2004, pp. 12 – 22.
3. T. Prante, N. Streitz, P. Tandler (2004). Roomware: Computers Disappear and Interaction Evolves. IEEE Computer, December 2004. pp. 47-54.
4. N. Streitz, J. Geißler, T. Holmer, S. Konomi, C. Müller-Reischl,. Rexroth, P. Seitz, R. Steinmetz (1999). i-LAND: An interactive Landscape for Creativity and Innovation. Proceedings of ACM CHI 1999 Conference (Pittsburgh, May 15-20, 1999.) pp. 120-127.
5. N. Streitz, P. Nixon (2005). The Disappearing Computer. Communications of the ACM, 48 (3) March, 2005. pp. 33-35.
6. N. Streitz, T. Prante, C. Röcker, D. van Alphen, C. Magerkurth,. Stenzel, D. A. Plewe (2003). Ambient Displays and Mobile Devices for the Creation of Social Architectural Spaces: Supporting informal communication and social awareness in organizations In:K. O’Hara, M. Perry, E. Churchill, D. Russell (Eds.),Public and Situated Displays: Social and Interactional Aspects of Shared Display Technologies, Kluwer. pp. 387-409.
7. N. Streitz, C. Röcker, Th. Prante, D. van Alphen, R. Stenzel, C. Magerkurth (2005). Designing Smart Artifacts for Smart Environments. IEEE Computer, March 2005. pp.41-49.
8. N. Streitz, P. Tandler, C. Müller-Tomfelde, S. Konomi (2001). Roomware: Towards the Next Generation of Human-Computer Interaction based on an Integrated Design of Real and Virtual Worlds. In: J. Carroll (Ed.), Human-Computer Interaction in the New Millennium, Addison-Wesley. pp. 553-578.
9. M. Weiser (1991). The Computer for the 21st Century. Scientific American, September 1991, pp. 94-104.

Norbert A.Streitz 是位于德国达姆施塔特Fraunhofer IPSI的“AMBIENT-Smart Environment of the Fugure”研究部门的主任，他也在达姆施塔特技术大学计算机系任教。他的研究兴趣包括：认知科学，计算机支持的协同工作，人机交互以及普适计算中的交互设计。Streitz 是物理学和心理学的博士。他是欧盟资助的“消失的计算机”计划的规划小组的主席。

Carsten Magerkurth 是“AMBIENT-Smart Environment of the Fugure”研究部门的副主任。他的研究兴趣包括：普适计算，用户界面设计以及浸入式游戏。Magerkurth拥有心理学的学位，他目前正在完成他的计算机科学的博士学位。

Thorsten Prante 是“AMBIENT-Smart Environment of the Fugure”的科学研究人员，他也在达姆施塔特技术大学计算机系任教。他的研究兴趣包括：上下文相关的信息管理，用户界面设计以及计算机支持的协同工作。Prante拥有心理学的学位，他目前正在完成他的计算机科学的博士学位。

Carsten Rocker是“AMBIENT-Smart Environment of the Fugure”的科学研究人员。他的研究兴趣包括：普适计算，基于传感器环境下的隐私和意识。Rocker 拥有电子工程学的学位，他目前正在完成他的计算机科学的博士学位。

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