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【元宇宙】沉浸式世界设计:用户体验设计师的 AR、VR 和 XR 指南

【元宇宙】沉浸式世界设计:用户体验设计师的 AR、VR 和 XR 指南 七元宇宙
2025-06-24
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导读:随着技术从平面屏幕迈向3D空间,设计师面临着新的挑战:创造让用户不仅能看得见,还能身临其境的体验。

随着技术从平面屏幕迈向3D空间,设计师面临着新的挑战:创造让用户不仅能看得见,还能身临其境的体验。无论是增强现实 (AR)、虚拟现实 (VR) 还是扩展现实 (XR),沉浸式技术正在重塑我们与数字世界的互动方式。

本文是一份实用指南,面向希望探索沉浸式设计的用户体验设计师——从关键术语到实际用例。我们将深入探讨沉浸式设计的原理、设备、交互模型,甚至数字孪生。

目录

  1. 什么是沉浸式世界?
  2. AR、VR、XR——了解频谱
  3. 沉浸式用户体验的常用术语和支柱
  4. 设备和平台
  5. XR 设计中的核心 UX 原则、空间输入和交互
  6. 设计流程:从概念到 SDK
  7. 现实世界的行业领域
  8. 什么是数字孪生和模拟
  9. 半导体行业工业培训与现场服务案例研究
  10. 最后的想法

01

什么是沉浸式世界?

沉浸式世界是一个环绕用户、令人感觉真实的数字或混合空间。您不再只是在屏幕上观看,而是成为体验的一部分。您可以像在现实生活中一样环顾四周、挥动双手、说话和互动。

简而言之:沉浸式技术让用户走进数字世界,而不是通过屏幕观看。设计师的工作是让这些体验感觉流畅自然安全

02

AR、VR、XR——了解频

让我们分解一下这些术语:

  • AR(增强现实):将数字元素添加到现实世界。
    例如:Pokémon Go、Google Lens

  • VR(虚拟现实):一种完全数字化的替代现实的环境。
    例如:Meta Quest、HTC Vive

  • MR(混合现实):数字对象与现实对象实时交互。
    例如:真实桌子上的数字按钮可以响应触摸

  • XR(扩展现实):一个广义的术语,包括 AR、VR、MR 以及介于两者之间的任何内容。

03

沉浸式用户体验的常用术语和支柱

打造真正沉浸式的 AR 或 VR 体验取决于几个重要元素。这些元素是让用户感觉自己身临其境的虚拟或增强世界的“基石”。让我们用通俗易懂的语言和实际案例来逐一讲解。


  • 瞬间移动:

    在虚拟世界中瞬间从一个地方移动到另一个地方。无需物理移动,即可提升速度和便利性。
    例如:在 VR 博物馆中跳转到下一个房间。

  • 舒适区:

    用户周围感觉自然且易于交互的区域。符合人体工程学设计。
    例如:菜单放置在胸部高度,方便访问。

  • 悬浮屏幕:

    悬浮在 3D 空间中的虚拟屏幕,增强可视性,同时不遮挡现实世界元素。
    例如:悬浮在真实机器旁的 AR 核对清单。

  • 游玩区域:

    指使用 VR 时,可供玩家活动的安全物理空间。用于防止碰撞和受伤。
    例如:Meta Quest 会用可见的边界和警示语来定义此区域。

  • 锚定:

    将数字内容固定到现实世界的位置,使其始终保持一致。
    例如:将 AR 手册锚定到真实的桌子上。

  • 空间映射:

    系统扫描和理解物理表面,从而精确放置虚拟元素的能力。
    例如:HoloLens 将 3D 模型放置在扫描的桌子上。

  • 视野:

    指同时可见的数字世界范围。更宽阔的视野能够提升沉浸感。
    例如:VR 中的 360° 全景山景,让您身临其境。

  • 临场感:

    在虚拟环境中“身临其境”的情感和心理感受。
    例如:虽然在家很安全,但在虚拟屋顶上却感到紧张。

  • 代理:

    用户在体验中做出有意义决策并采取行动的能力。
    例如:拿起虚拟钥匙或在 AR 中与产品互动。

  • 可供性:

    视觉提示,指示如何与数字元素交互,从而减少用户对操作说明的需求。
    例如:发光的按钮看起来可以点击;手柄看起来应该被拉动。

  • 反馈

    系统响应(视觉、听觉或触觉),用于确认用户操作。这对于可用性和参与度至关重要。
    例如:按下按钮时会亮起或振动;AR 扫描后显示数据。

  • 控制度:

    用户与内容交互的精确度和流畅度。控制度越高,可用性就越高。
    例如:在 VR 中绘制精细细节,或在 AR 中流畅地旋转数字对象。

  • 凝视追踪与凝视控制:

    利用眼球运动检测注意力或触发动作,非常适合免提控制。
    例如:注视两秒钟即可选择菜单项。

  • 触觉

    反馈,例如振动,可以模拟触觉并增强真实感。
    例如:按下虚拟按钮时有嗡嗡声。

  • 手势控制:

    利用手部或身体动作与虚拟空间自然互动。
    例如:捏合手势缩放,挥动手势滚动浏览内容。

  • 语音控制:

    使用语音命令触发操作——快速、直观、免提。
    例如:在 AR 指南中说“打开地图”或“下一步”。

  • 身体世界:

    AR/VR 中的数字自我——通过双手或完整头像呈现,增强实体感和互动性。
    例如:在 VR 训练中看到你的手握着工具

04

设备和平台

常见的沉浸式平台包括:

  • Meta Quest 3(VR/XR):手势追踪、控制器、语音

  • Apple Vision Pro(AR/MR):眼动追踪、手势、语音

  • HoloLens 2(企业级 AR):手势、空间映射

  • Magic Leap(工业/混合):凝视和手势追踪

  • HTC Vive(VR/XR):全身追踪+控制器

05

XR中的核心UX原则和交互

出色的 XR 设计以人为本——注重可访问性舒适性直观交互空间理解

本指南将设计过程分为四个基础支柱,每个支柱都由现实世界的交互示例支持。

a. 无障碍与包容性

设计适合每个用户需求的沉浸式系统。

  • 可定制界面

    让用户调整字体大小、对比度和灵敏度。
    例如:AR智能眼镜允许用户放大文本并增强对比度。

  • 多模式输入支持

    提供注视、语音、手势或控制器,灵活便捷。
    例如:运动障碍用户可以通过注视和语音进行导航。

  • 清晰的反馈机制:

    每次操作后提供视觉、听觉或触觉反馈。
    例如:按下按钮会触发颜色变化和咔哒声。

  • 辅助功能模式

    包括坐姿模式、左右手支持、简化 UI 等选项。
    示例:用户在长时间 VR 工作会话中激活坐姿模式。

b. 舒适与安全

确保符合人体工程学且安全的交互,最大程度地减少疲劳和不适。用户舒适度对于长期使用和减少晕动症至关重要。

  • 符合人体工程学的交互区域

    将交互设计在舒适的触手可及范围内(0.5-1.5米)。
    例如:浮动UI面板位于胸部或眼睛的高度。

  • 逼真的物体行为

    与真实物理相匹配,带来沉浸感和可预测性。
    例如:虚拟球在地板上自然弹跳。

  • 边界感知系统

    当用户接近物理物体时通知他们。
    例如:Meta Quest 的 Guardian 系统会在用户接近家具时显示网格。

  • 视觉可供性

    使用发光、悬停效果或动作提示来展现交互效果。
    例如:当你的手靠近虚拟控制杆时,它会发光。

  • 触觉和听觉反馈

    通过声音或振动强化动作。
    例如:打开抽屉时,抽屉会轻微振动,并发出吱吱声。

  • 撤销和重置选项

    允许快速从错误中恢复。
    例如:张开手掌可将界面重置为默认设置。

  • 晕动症预防

    更喜欢瞬间移动或淡入淡出效果,而不是平滑的移动。
    例如:用户在房间之间跳跃,而不是连续行走。

c. 空间信息架构

重新构想 3D 空间中的导航、菜单和内容布局。

  • 空间组织:

    根据用户空间,将内容按群组排列。
    例如:工具在左侧,导航在后,文档在前。

  • 上下文菜单

    在需要时显示工具。
    例如:查看 3D 模型时,会显示附近的编辑工具。

  • 导航辅助工具

    帮助用户导航空间环境。
    例如:方向箭头引导用户浏览虚拟博物馆。

d. 自然互动

让用户使用熟悉的真实行为与 XR 环境进行交互。凝视、手势、语音和触摸等自然输入方式可实现无缝互动。

输入类型和真实世界示例:

  • 触摸(通过控制器)

    使用物理设备抓取、指向或按下按钮。
    例如:在 VR 中使用控制器拿起锤子。

  • 语音控制

    使用自然语音实现免提交互。
    例如:说“打开地图”即可启动导航工具。

  • 手势(基于传感器)

    使用手指和手部动作 - 无需硬件。

常见的手势有:

捏合 — 选择项目
滑动 — 滚动
点击 — 触发操作
按住并移动 — 拖动/旋转 3D 对象

  • 基于注视的控制

    使用眼球和头部追踪来突出显示或触发操作。
    例如:注视某个菜单项 2 秒即可选中它。

  • 传送与移动

    使用指向或跳跃而非步行即可实现移动。
    示例:使用指针射线在 VR 环境中进行传送。

  • 触觉与力反馈

    通过振动或压力模拟物理触觉。
    例如:按下虚拟按钮时感受到光脉冲。

  • 边界反馈

    当用户接近不安全或受限空间时通知他们。
    例如:佩戴头显靠近墙壁时,屏幕上会出现网格。

06

XR 设计流程:从概念到 SDK

  1. 发现与研究——评估用户是坐着还是在移动;将输入方法与硬件匹配
  2. 构思和故事板——使用 3D 故事板规划场景和空间转换。
  3. 线框和原型设计——在 Unity、Unreal 或 Figma 的 3D 工具中构建空间模型。
  4. 使用 SDK 进行测试——在 ARKit、ARCore、MRTK 中验证;检查舒适度和可用性。
  5. 移交给开发人员——提供带注释的资产(场景、触发器、手势注释)。

07

实际用例

沉浸式用户体验正在改变游戏以外的领域:

  • 医疗保健: AR 引导手术和培训

  • 教育:教室和实验室

  • 零售: AR试穿体验

  • 制造业:通过智能眼镜提供工作指导

  • 现场服务:免提手册

  • 智能工厂:用于监控的 3D 仪表板

08

AR/VR 中的数字孪生和模拟

AR/VR模拟器

模拟器以数字方式重现真实世界的环境或场景,以支持在安全、可控的环境中进行训练、测试和可视化。

用例:

  • 航空——用于飞行员训练的飞行模拟器。

  • 应急响应——灾难演习和疏散方案。

  • 医疗保健——在无风险的虚拟环境中练习医疗程序。

数字孪生

数字孪生是物理对象、系统或流程的实时虚拟复制品,通过物联网传感器和数据流持续更新。

用例

  • 制造——在 VR 中可视化并与真实工厂车间进行交互,以模拟工作流程、检测故障或培训工人。

  • 医疗保健——根据实际扫描结果,使用患者器官的数字孪生模拟手术。

09

半导体行业工业培训与现场服务案例研究

行业背景:

半导体制造涉及高精度环境现场工程师需要在严格的洁净室条件下操作和维护高度复杂的设备。有效的培训至关重要,但传统的培训形式——手册、视频和跟班指导——往往无法传达先进工艺工具和安全协议的复杂性。

增强现实 (AR)、虚拟现实 (VR) 和数字孪生等沉浸式技术正在重塑这些关键环境中知识传递和设备维护的方式。具体方式如下:

用例 1:AR 引导现场服务培训
场景
:正在培训一名新技术人员来维修晶圆处理室。

传统痛点:

  • 手册和视频提供的空间背景有限。

  • 现场设备维护具有很高的出错风险。

  • 能够提供实际指导的资深专家有限。

基于AR的沉浸式解决方案

使用可穿戴智能遮阳板等 AR 头显,技术人员可以:

  • 查看直接叠加在实际硬件上的 3D 服务说明。

  • 使用手势控制隔离组件(例如,内部等离子室)。

  • 通过简单的手势即可访问上下文清单。

  • 捕捉维护步骤的视频片段,用于培训或合规文件。

UX交互亮点:
手掌向上 — 打开上下文菜单或任务清单
捏合(空中点击) — 确认步骤或选择机器零件
抓取并拖动 — 移动或检查内部组件
语音命令 — “下一步”、“突出显示组件”等。

用例 2:基于 VR 的洁净室和安全培训
场景
新员工接受培训以遵守洁净室协议并应对半导体制造厂环境中的紧急情况。

VR 培训工作流程

佩戴沉浸式头显后,学员将沉浸在一个全尺寸的虚拟工厂环境中,并执行以下操作:

  • 遵循适当的着装和清洁进入程序

  • 使用数字晶圆盒操作模拟工具

  • 进行应急演习,例如处理化学品泄漏或疏散

UX交互亮点:
凝视 + 捏合 — 激活或操纵虚拟工具
远程传送 — 在洁净室区域之间导航
滑动手势 — 翻阅标准操作程序
触觉控制器 — 模拟与设备的触觉交互

用例 3:使用数字孪生进行预测性维护
场景
晶圆加工工具的数字孪生用于支持远程诊断并减少停机时间。

没有数字孪生:

  • 工程师依靠日志文件和手动诊断。

  • 专家长期无法到场可能会导致生产停止。

  • 错误的诊断可能会导致可避免的零件更换。

有了数字孪生:

  • 实时传感器异常通过数字仪表板可视化。

  • AR 覆盖允许技术人员虚拟探索设备。

  • 根据系统分析自动突出显示故障组件。

  • 远程专家通过共享模拟环境进行协作,以测试修复策略。

  • 修复周期大大缩短,最大限度地减少对生产的影响。

AR、VR 和数字孪生技术的融合正在重新定义半导体制造中的技术培训、现场服务和预测性维护的执行方式。这些工具不仅加速学习、减少人为错误,还能提升跨境协作和运营效率,为处于创新前沿的精密行业树立全新标杆。

10

最后的想法

沉浸式用户体验不再是一个未来概念——它已经到来。随着 AR、VR 和 XR 的发展,设计师需要超越平面屏幕的局限,拥抱空间交互、自然运动和真实世界情境

从简单开始学习术语,试用头显,搭建小型原型。未来是 3D 的——而 UX 设计师是这个新世界的缔造者。

保持好奇心,保持沉浸感,并牢记:设计不仅要面向屏幕,更要面向空间。了解更多关于空间设计、AR/VR 用户体验设计以及如何使用 ShapeXR 和 Figma 进行设计的信息……

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