2020-4-11 濤濤
本系列文章旨在由淺入深、由理論到實踐系統(tǒng)地介紹了本團隊在近幾年的設(shè)計工作中的一些經(jīng)驗總結(jié)和重點思考。本系列面向廣大設(shè)計師，不論你目前在做什么領(lǐng)域/哪個端的設(shè)計，都可以了解到 VR 端和其他端的異同。希望給正在看文章的你帶來收獲。
團隊介紹：愛奇藝 XRD——愛奇藝 VR/AR/XR 設(shè)計團隊，目前主要負(fù)責(zé)愛奇藝 VR app 的設(shè)計工作（包括各個 VR 設(shè)備端和手機端）。
傳統(tǒng)的數(shù)字終端（手機、電腦、pad 等），用戶界面存在于二維的物理屏幕里，也就是在一個平面里。而屏幕和界面通常都是長方形的。
在 VR 中，有空間感的不僅僅是虛擬場景，用戶界面也是布局在三維空間里的。「屏幕邊界」的概念被打破了，設(shè)計師的畫板不再是各類手機不同尺寸的屏幕，而是一個「無限的」空間。界面本身也可以是三維的、打破傳統(tǒng)的，不再必須是一個個的長方形。
真正的 z 軸
這不同于在 2D 屏幕終端上，元素只擁有（x、y）坐標(biāo)點的屬性，而并沒有一個 z 軸的概念。Z 軸，也就是深度概念，是通過設(shè)計師利用陰影、動效等視覺效果，「模擬」出來的前后關(guān)系。
在 VR 中看到的內(nèi)容物（包括 UI 界面、場景、模型、視頻資源等）有真實概念的前后關(guān)系，每個物件擺在一個具體的（x、y、z）坐標(biāo)點上。物件擁有絕對位置，物件和物件之間有相對位置，物件和 camera（指用戶觀測點）之間有一個具體的距離。
角度和曲面
除了 z 軸坐標(biāo)，因為 VR 界面存在在空間里，所以還擁有一個屬性就是角度，這包含了在（x、y、z）三個軸上旋轉(zhuǎn)的角度。每一個物件也可以不再是一個平面，而是曲面的、三維的。
角度和位置共同決定了，當(dāng)用戶看向某個物件時，這個物件的樣子。
「有多大？」
一個物件在 VR 中「有多大」很難簡單描述清楚。在傳統(tǒng)端只需標(biāo)注某個 UI 元素的「大小」「間距」，描述單位是像素。而在設(shè)計 VR 時。需要從多個維度定義一個元素：「大小」「（x、y、z）位置」「（x、y、z）角度」。同時，「有多大」還跟用戶觀測點的位置息息相關(guān)。
在介紹下文理論之前，讓我們先認(rèn)識兩個常見的 VR 術(shù)語：
FOV：Field of View，視場角
視場角的大小決定了光學(xué)儀器的視野范圍。在 VR 中，視場角是 VR 硬件設(shè)備的一個屬性，設(shè)備 FOV 是一個固定值。
在我們團隊日常工作用語中，通常也用來指代用戶的視角范圍、界面元素的角度范圍（如，「某面板水平 FOV 是 60°」）
DOF：Degree of Freedom，自由度
物體在空間內(nèi)具有 6 個自由度，即沿 x、y、z 三個直角坐標(biāo)軸方向的移動自由度和繞這三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動自由度 。
雖然說 VR 是一個 360° 全景三維空間，但對于目前大多數(shù) VR 的使用場景來說，可供設(shè)計師創(chuàng)作的區(qū)域其實已被大大縮小了。
目前國內(nèi)市面常見的可移動的 VR 設(shè)備（非主機類），如小米 VR 一體機、Pico 小怪獸系列、奇遇 VR、新上市的華為 VR Glass，標(biāo)配均為 VR 頭顯配合3DOF手柄的硬件模式。對應(yīng)此類 VR 硬件模式，常見的用戶使用場景為：「坐在椅子上+偶爾頭轉(zhuǎn)+身體不動」，好比「坐在沙發(fā)上看電視」。即使用戶使用一個 6DOF 的 VR 硬件，支持空間定位可以在房間里走動，但對于愛奇藝 VR 這類觀影類 app 來說，「坐在沙發(fā)上看電視」仍是主要的使用場景。
因此， 主要的操作界面還是需要放在「頭部固定情況下的可見范圍內(nèi) 」。這樣用戶無需費勁轉(zhuǎn)頭，就可以看到主要內(nèi)容、操作主要界面。
那么，什么是「頭部固定情況下的可見范圍 」呢？我們需要先學(xué)習(xí)一些人機工程學(xué)，來了解一些人眼 在不同情況下的可視范圍。
（此圖的中心點 為用戶觀測點。）可以看出，
頭部固定的情況下，雙眼能看到的最大范圍約為 124°。但還要考慮到一個限制，目前 VR 硬件設(shè)備的 FOV 并未達到這個值，通常在 90°~100°。而其中，能看清晰的范圍只有眼前中心處的 60°。這相差的范圍可以理解為「余光」，在人眼中成像是不清晰的，但仍在視野范圍里。——這個范圍極大程度上決定了每一個 UI 面板（包括其中的圖片、文字等）適合占據(jù)的空間，也決定了 VR 中視頻播放窗的最小和最大值。
頭部轉(zhuǎn)動但身體不動的情況下，脖子舒適轉(zhuǎn)動能看到的范圍約有 154°，脖子轉(zhuǎn)動到能看到的范圍約有 204°。一些次要內(nèi)容可以放在這個區(qū)域，用戶需要轉(zhuǎn)動頭部才能看到，但也不用太費力。
偏后方的區(qū)域范圍，必須移動身體才能看到，因此只能放一些「沒看見也沒關(guān)系」的內(nèi)容。比如環(huán)境、彩蛋等。
在放松狀態(tài)下，頭部與眼睛的夾角約為 105°。也就是說，當(dāng)頭部豎直向前時，眼睛會自然看向水平線下 15° 的位置。頭部固定僅眼球轉(zhuǎn)動時的最佳視野是（上）25° 和（下）30°。應(yīng)將操作界面和主要觀看內(nèi)容放在此范圍內(nèi)。
垂直方向最大視野范圍是（上）50° 和（下）70°。這個范圍也是超過了 VR 硬件設(shè)備的 FOV。
另外，點頭比抬頭舒適。現(xiàn)實世界中，我們通常都是低頭狀態(tài)比抬頭多，比如玩手機、看書或看筆記本電腦時。所以在 VR 中，比起偏上方區(qū)域，應(yīng)考慮更多利用起偏下方的區(qū)域。
（見本章圖1）
0.5m 之內(nèi)的物件，雙眼很難對焦，因此不要出現(xiàn)任何物體。（這個值對于全景 3D 視頻的拍攝 意義較大，應(yīng)該盡量規(guī)避離鏡頭過近的物體出現(xiàn)）
有立體感的范圍在 0.5m~10m，這里應(yīng)該放置主要內(nèi)容，尤其是可操作的內(nèi)容。
10m~20m 之間，人眼仍能感覺出立體感，但有限。此范圍仍適合放置可以體現(xiàn)沉浸感的 3D 場景/模型。
超過 20m 的距離，人眼很難看出立體感了，物體和物體的前后關(guān)系不再明顯。因此適合放置「僅僅作為背景」存在的內(nèi)容，也就是環(huán)境。（值得注意的是，因為反正也感知不出立體感，所以此范圍的環(huán)境可以處理為全景球（即一個球面），來代替 3D 模型，這大大降低了功效。）
在現(xiàn)實世界中，每個信息媒介都有一個預(yù)設(shè)好的觀測距離。例如，握在手中的手機，距人眼大約 20cm。放在桌面上的電腦主機顯示屏，距人眼大約60cm。客廳墻上的電視，距人眼大約 5m。在馬路另一頭的廣告牌，距人眼可達幾十米。
內(nèi)容在預(yù)設(shè)好的觀測距離上，對應(yīng)預(yù)設(shè)好的大小。例如，手機上的正文文字只有幾毫米大，而廣告牌上的文字需要好幾米大。
而在我們（觀測者）看來，這些文字都閱讀舒適。甚至其實看起來是「一樣大」的。
這是因為它們擁有同樣的視角——被視對象兩端點到眼球中心的兩條視線間的夾角。具體舉例來說，在 1m 處看一個 10cm 的物體，和 在 2m 處看一個20cm 的物體，在 3m 處看一個 30cm 的物體，這 3 個物體「看起來是一樣大的」，他們具有相同的視角。但我們?nèi)匀磺宄刂獣哉l近誰遠，是因為眼睛對焦在不同的距離上，也就是視距不一樣。
在 VR 中，不能再像移動端那樣用「像素」來度量一個物件的大小，而是通過「視角」。而視角是由物件的「大小」、「位置」、「旋轉(zhuǎn)角度」共同決定的。在「用戶觀測點不動」的使用場景下，「位置」實際上就是與觀測點的「視距」。
界面的「旋轉(zhuǎn)角度」應(yīng)遵守一個原則——一個便于觀看和操作的界面，應(yīng)該盡量垂直于視線、面向用戶觀測點。也就是說，當(dāng)你確定好一個界面的「位置」后，就自然會有一個對其來說的「最佳旋轉(zhuǎn)角度」。
在 VR 中，一個物件的視角由其「大小」和「視距」兩個變量影響。當(dāng)確定了「最佳視角」、「最小可閱讀視角」時，這就決定了「需要在不同距離上放置的信息內(nèi)容，各自應(yīng)該放多大」。
有了理論基礎(chǔ)后，接下來就是不斷實踐。
首先需要讀者了解的是，我們團隊設(shè)計的對象是愛奇藝 VR app——是在 VR 設(shè)備上的愛奇藝，是愛奇藝的第四個端。不僅包含愛奇藝全網(wǎng) 2D 內(nèi)容，還擁有海量 VR 全景視頻、3D 大片。選片和觀影相關(guān)功能齊全。在體驗上主要打造有沉浸感的 VR 影院觀影，并突出 VR 特色內(nèi)容。
本文章針對于 VR 一體機內(nèi)的愛奇藝 VR app 設(shè)計展開討論，但我們同時也支持手機端 app，若感興趣可以在各大應(yīng)用商店搜索下載。
我們學(xué)習(xí)的大量二手資料，給開展實際工作創(chuàng)造了基礎(chǔ)。然而最終設(shè)計效果其實是在反復(fù)驗證、試錯后決定的。
當(dāng)根據(jù)理論資料開始做實踐，卻發(fā)現(xiàn)實際效果差強人意時，我們的建議是——注重實踐。原因之一是，目前 VR 界從技術(shù)到產(chǎn)品設(shè)計仍舊處在實驗性階段，遠未達到移動端設(shè)計規(guī)范的成熟性，國內(nèi)外的相關(guān)理論經(jīng)驗總結(jié)，都還沒有絕對定論的程度。Oculus 的設(shè)計指南中，都是建議「實驗，實驗，再實驗」。之二是，能搜集到的二手資料，不完全是建立在「人帶著 VR 設(shè)備手握手柄」這種使用場景上，所以導(dǎo)致實際結(jié)果「不是那么回事」。
基于「坐著不動+頭部轉(zhuǎn)動」的使用場景，和「自然視角偏下」、「低頭比抬頭舒適」的理論。
我們采取「從正視角出發(fā)，向左、右、下延伸」的布局思路。正視角放置當(dāng)前界面的核心內(nèi)容，左右兩側(cè)放置輔助信息內(nèi)容；在必要時，可加入下部模塊。此類模塊化布局適用于所有界面，只是具體的面板尺寸、旋轉(zhuǎn)角度可以有所不同。根據(jù)每個界面需要承載的內(nèi)容，因地制宜地合理規(guī)劃。
圖為我們使用的幾種常見 UI 布局。
基于人眼水平和垂直方向的視野范圍的理論，同時參考主要適配的硬件設(shè)備屬性（目前 VR 設(shè)備的 FOV 都小于人眼的視野范圍），即：
——我們決定了愛奇藝 VR 中主要界面的 FOV。
選片主界面 FOV （左-中-右 布局）
△ 「實際截圖」愛奇藝 VR 選片主界面
水平方向上：
垂直方向上：
影廳播控頁面 FOV（左-下-右布局）
在愛奇藝 VR 中，觀看非全景的 2D/3D 視頻，用戶會置身于一個電影院影廳場景中。視頻畫面會出現(xiàn)在影廳屏幕上。
影廳播控頁面（操控臺頁） 指播放視頻時（包括影廳場景影片和全景影片）的操作界面。
△ 「實際截圖」愛奇藝 VR 影廳播控頁面
影廳播控頁面采用「左-下-右」布局。包括 3 個功能區(qū)塊：相關(guān)推薦（左）、操控臺播控（下）、詳情 & 選集（右）。該頁面在視頻屏幕（或全景視頻）的前方，靠單擊觸摸板來呼出和關(guān)閉。
這 3 個面板的邊界均在正視角「頭部固定時可見 FOV」之內(nèi)，也就是保證了，當(dāng)用戶注視影片本身并呼出該面板時，能看到所有面板。而用戶僅需輕微轉(zhuǎn)動頭部，就可看到完整的面板。
視頻播放窗的最大/最小值
視頻播放窗 即「影廳屏幕」，被我們設(shè)定了屏幕大小可調(diào)的功能，以此來適應(yīng)不同用戶的觀影習(xí)慣。屏幕大小可在指定范圍內(nèi)平滑調(diào)整。
屏幕最小值（50°）：完整的屏幕范圍都在「頭部固定情況下清晰 FOV」。
屏幕最大值（76°）：屏幕范圍在「頭部固定情況下可見 FOV」，即「充滿視野」。此狀態(tài)的觀感類似 IMAX 影廳。
垂直方向上：距水平線偏上而不是偏下。這里其實和理論值發(fā)生了沖突。理論資料中，人眼最舒適的對焦點在「水平線向下 15°」。在老版本中，我們曾經(jīng)將主 UI 和視頻屏幕都按理論值擺在了偏下方，但實際效果并未令人感到舒適，反倒明顯感知到「內(nèi)容都偏下了」。這就是上文所說，「當(dāng)理論導(dǎo)致實踐差強人意」時，我們選擇了不斷實驗，以實際效果為準(zhǔn)。另外，本場景下方有影廳座椅等實際模型，并且還有操控臺播控的 UI。綜上，影廳屏幕被放在了水平偏上的位置。
根據(jù)前文理論提到的，z 軸距離的合適范圍（0.5m~20m）比起水平和垂直 FOV 來說，數(shù)值范圍要大得多，也就是說可試驗的范圍很大。因此在界面距離這一點上，我們進行了大量反復(fù)的實踐——最終決定了當(dāng)前版本中各級頁面的深度層級和具體數(shù)值，如下圖：
跟隨式提示：
阻斷式提示：
輔助操作界面：
減少眼球調(diào)焦，縮小距離差
值得注意的是，在我們的老版本中，不同層級的界面曾經(jīng)被擺放的距離差距很大。如，toast 在 1.75m，主 UI 在 3m，而視頻屏幕在 12m。之所以改動至上圖數(shù)值，主要是為了達到「在看向不同層級界面時，盡量減少眼球調(diào)焦的程度」的目的。
眼球在看向不同距離上的內(nèi)容時，需要對焦到不同的平面，距離差距越大，眼球需要調(diào)整得越大。如果頻率高的話，容易導(dǎo)致（一部分）人的眼球疲勞。
Z軸上的獲焦效果
VR 獨有的「z 軸」，不僅允許了界面可以被放在不同距離上，還支持了利用 z 軸上的位移和旋轉(zhuǎn) 來表達獲焦效果。控件被獲焦時，只需要在 z 軸上輕微的位移或輕微的角度旋轉(zhuǎn)，便可體現(xiàn)出與眾不同的有趣效果。
文章來源：優(yōu)設(shè) 作者：愛奇藝XRD
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