简论手势语言在自然用户界面中应用

论文导读：
[摘 要]自然交互方式的概念首先起源于人机交互的研究领域，即所谓的自然用户界面。自然用户界面指的是一种对用户隐形计算机用户界面，它基于用户最自然的操作方式，比如动作、手势、语言等来操作计算机，摆脱鼠标和键盘的束缚。手势语言在自然交互界面中的应用较于传统的输入方式优势相当明显，并且已经得到了广泛应用。
[关键词]自然交互；用户界面；手势语言
1009-914X（2014）24-0376-01

1.解构手势

一个手势包括三个阶段：首先是注册阶段，即操作类型被设定的那一刻；接下来是存续阶段，调整手势参数；最后是终止阶段，即手势完成之时。对于工程师而言，一个手势可以理解为一个函数调用：用户在注册阶段选择该函数，在存续阶段制定函数的参数，在结束阶段函数执行。在大多数触摸系统中，这些阶段大致对应有物理变化。
手势注册也许是设计过程中最重要的一步。在注册阶段装载过多的模糊性或难以区分的身体动作，例如：弹指和移动，会造成一个充满错误、缺乏反馈的系统。手势设计的两个元素可用于克服这种状况。首先，多点触摸输入让可能采用的初始姿势范围更广，为注册步骤增加了复杂性。然而，从这种复杂性中看到一个巨大的可能性，使能够分离各种手势，使每个初始姿态可以映射为唯一可能的操作或一小部分操作。其次，当多个手势使用同一姿势是，精心设计以减少重叠的注册操作将会减少错误。

2.手势语言的属性

手势语言是一种通信系统，其语言取决于其根本的清晰度（每个手势都有清晰定义）及其整体的一致性（手势整体搭配有作用）。可以将认知的发生认识理论应用到任何手势系统中去。一个开发优良、易于学习的系统将是一个逻辑上也类似于人类的推理方式运转的系统。
开发一个自然用户界面系统面对的最大挑战之一是，是系统对用户来说具有连贯性，同时相对容易迅速掌握。如果你正在设计一个系统而这个系统没有使用一套充分理解并经过实践的惯例时，根据这些原则将系统做个一个整体来考虑就显得尤为重要。
整个系统的设计将需要反馈和前馈。自解释图示帮助用户将可用的动作映射到系统的操作上。这些操作和动作的配对需要通过用户测试来系统地提炼，尤其重要的是要测试它们的组合。

3.自我提示手势

自我提示手势（self-revealing gesture）是一个手势界面的设计理念。该理念认为要看到用户行为的唯一办法就是诱导它发生。界面需要用户以手势输入作为响应。这种做法违背一些设计师的明显假设：手势是作为某种“捷径”在界面上昙花一现的层面执行的。实际上，要想成功开发一个手势系统，需要开发一个手势用户界面。对象在屏幕上展示出来以便用户做出反应，而不是让他们凭直觉猜测怎么操作。诀窍当然是不要让用户面对过于复杂的“多彩”的UI，而是通过屏幕上最少的额外图形支持尽可能多的使用手势。对于用户来说，他只是在操作你的用户界面而已，而实际上是在学习一种手势语言。

4.手势系统的模式和工作流程

建立一个手势系统需要开发和完善一种语言。该语言必须简单易懂、内部一致、可以预见。
正如自然用户界面的定义，目标是创建一个让用户感觉自然的系统。达成目标的最好方式是通过系统的深入、快速、迭代设计。为了经历这样一个过程，正在设计的事物的模型必须存在。该模型可用于定义规格、集思广益，以及形式化语言。总之，这种模型将使上述过程成为可能，并允许团队他们的语言赋予复杂性。第一步始终是带领设计师使用这个工具为它们的语言建立模型—只要做到这一点，绝大多数的理由都会立刻显而易见。
Safari浏览器实现的事情其实是相当令人印象深刻的：它允许“指向和点击”手势与操作手势在同一屏幕上共存。设备上的操控手势是通过显著的迭代设计高度提炼和调整的（如此假设不会有错）。这样的模型应用到这个手势语言会让用户精确得知这些细微之处是如何实现的。
手势注册发生于系统已经明确判定用户已发出哪个手势。主张最小的模糊性是最好的实现，而实现最小模糊性的最好方式是将不同的手势映射到不同数目的手指或其他可以立即被系统识别的姿势差异。Safari的手势语言就是这么做的。

5.手势语言技术及其交互行为研究

iPhone中的手势语言设计可以说是最纯粹的自然交互，多点触摸很好的解决了手势语言的模糊性。手势语言模糊性的消除不仅得益于Iphone上触点的移动，还依赖于手的姿势。这样做大大减少了意外触发错误手势的可能性。用户不可能在想要缩放时意外地移动—手指数目即时告知系统要进入哪个模式。
注意设计中针对在前文描述的“弹指”手势，而对“删除”和“滚动”手势所做的改善。在前面的例子中，弹指是在一定的时间和距离之后才能注册。而删除/滚动/激活的决定则不是如此：因为只有方向重要是，识别器几乎可以立即做出这一决定，以避开要么滞后要么错误的反馈。即便用户向右滑动哪怕一点点，这也是一个删除。如果用户将列表向上或向下滑动没这就是一个滚动。如果用户完全没有滑动，这就是一个激活。
明确的手势设计的关键是尽快让用户通过注册步骤。这实现得越快，系统给予适当反馈的速度就越快，系统也更少可能错判手势。
自然交互界面的理念已经在智能手机界面设计当中中得到实现和运用。自然的交互界面已经给用户带来了非常不一样的使用感受，并在很大程度上给用户带来喜悦感和惊喜。但是也不难看出，完全实现自然交互界面在智能手机中的应用还有很长的一段路要走，只有通过严谨的设计以及利用现代技术潜能更好地模仿人类本能，才能实现这一远大的目标。

6.总结和展望

将新的人机交互模式带入现实不是件容易的任务。创新的历史上充斥着各种“超前的”产品。这些“失败”创新中包含的一些创新属性通常会在随后的成功产品中见到身影。也有些创新在小众市场中是成功的，但没有能力重塑整个行业。有的则是失败的，被人遗忘。
从某种作用上说，自然用户界面正站在一个十字路口，可以预见三种可能的走向。第一种走向是，自然用户界面成为未来人机交互的范式。第二种走向是，自然用户界面在小众市场取得成功，这些小众市场或大或小。最后一个走向是，自然用户界面元素被纳入现有的产品中论文导读：自然用户界面也可能只在小众市场茁壮成长。而同化则表示，自然用户界面作为一种人际交互方式已经宣告“死亡”，但作为其他主导形式的辅助而获得新生。在目前情况下自然用户界面可能是图形交互界面的辅助。这三种结局（主导、小众、同化），哪一个最有可能？预测未来的策略之一是回顾过去。审视过去使未来提取一些原则来适用于
，获得不同程度的成功。这三种走向简而言之，可以称之为主导、小众和同化。希望自然用户界面占据主导地位并取代图形交互界面。但自然用户界面也可能只在小众市场茁壮成长。而同化则表示，自然用户界面作为一种人际交互方式已经宣告“死亡”，但作为其他主导形式的辅助而获得新生。在目前情况下自然用户界面可能是图形交互界面的辅助。
这三种结局（主导、小众、同化），哪一个最有可能？预测未来的策略之一是回顾过去。审视过去使未来提取一些原则来适用于将来，这就是它的指导作用。如果看一下人机交互的近期历史，有三个界面范式是具有启发性的。首先是图形用户界面。其次是万维网，它贡献了浏览器、搜索引擎和超文本链接。最后一个范式是计算机游戏，计算机游戏行业庞大而多样。
在这里，我希望并期待自然用户界面成为未来几年人机交互的主导形式。这一希望的实现取决于那些创造创新自然用户界面的先驱，以及以实际且令人信服的方式将这些想法和设计付诸行动的开拓者。