未來手機的發展趨勢分析

[日期:2009-09-17 ] 來源:互聯網  作者:佚名

當前移動設備已經成為人們生活的必需品之一,移動設備的用戶界面及體驗將越來越受用戶關注。本文介紹了當前手機界面的現狀及發展變化的趨勢,分析了影響未來手機用戶界面的可能技術,并結合未來人機交互技術的走向對未來的手機界面的發展做了展望。文中認為,未來手機的界面將會以自適應的智能界面及多通道的人機界面占據主導地位。

 

  1.手機的發展趨勢 2009年全球手機業出現負增長,但是智能手機今年的銷售量將超過1.9億部,比去年增長11.1%。據市場研究公司Strategy Analytics稱,在運營商、廠商和開發商推動應用的大力支持下,2009年運行Android操作系統的智能手機出貨量將增長900%,蘋果iPhone操作系統將是2009年增長速度第二快的智能手機操作系統,增長率將達到79%。從中可以看出,隨著智能手機價格的進一步下降,用戶將對智能手機的需求大大增強,智能手機將是未來手機發展的主要方向。

  未來手機的處理速度將進一步提高,手機的功能更多樣化與個性化,手機屏幕將更大、色彩更加炫麗,手機音質也更好。[1]同時,各種不同類型的傳感器的使用,手機將會更智能的判斷手機的所處的環境信息,所有這些技術的利用都極大的提高了手機的用戶體驗。

  隨著移動通信技術的快速發展,無線網絡帶寬越來越大,通信質量越來越好,安全性得到更大的提高,手機應用將會得到更加蓬勃的發展,移動互聯網業務更催生了手機與PC的融合,這也將會影響未來手機界面發展。

  2.當前手機界面的現狀 當前的手機根據交互的形式可以分為觸摸屏手機與鍵盤手機。兩者在交互和界面設計上存在著較大的差異。

  蘋果公司于2007年推出的iPhone手機引領了這幾年的觸摸屏手機市場,當前各大公司推出的手機多在追逐或者延伸iPhone的觸摸交互設計方案。

  iPhone手機的幾個主要特點是:
  1) 屏幕足夠大。iPhone手機采用了4.8吋的屏幕,分辨率達到了640*480。使手機操作界面與PC顯示器界面更加的接近,其單手操作的理念有機會得以實施。
  2)用戶易理解的手勢操作。雙擊可以放大或還原圖片,手指撥動可以切換圖片,雙指拉伸可以放大圖片,雙指收縮可以縮小圖片等都是模擬自然的操作方式,用戶自然地從現實世界中遷移知識
  3) 功能簡單。只提供了最簡單的功能,在短信中沒有轉發功能等。
  4)逼真的圖標。在iPhone上的圖標設計都十分形象,使用戶一看就能理解其含義。
  5) 超炫的界面轉場效果。在iPhone上使用了多種很炫的轉場效果,這些效果不僅使界面的過渡更自然,同時也給了用戶提供了正確的反饋信息,使用戶很容易就理解并記住交互的形式
  6)傳感器的使用。在iPhone手機中使用了溫度傳感器、重力傳感器、光感應傳感器等,完成了很多界面的自適應操作,對用戶更人性化。

  從當前的市場反饋信息可以清晰的看出,iPhone在智能手機領域掀起了巨大的風浪,其模仿者不計其數,也朝著iPhone指引的交互道路上前進。

  在iPhone推出的同時,Nokia公司推出了N95系列(12鍵鍵盤)、E71系列(QWERT鍵盤),這些手機做為鍵盤機的標志產品是延續了Nokia的易用性的產品特性,同時在此基礎上大大提高了其配置。
  它們具有的特性有:
  1) 較高的硬件配置
  2)易用性高。延續了N系列產品的特征,用戶很容易使用該產品。
  3)功能強。手機中內置的功能很多,當前手機的基本功能在N95中都能找到。
  4) 按鍵操作。延續了當前市場上的鍵盤手機操作方式,通過手機導航鍵和軟鍵完成功能的操作。

  雖然很多優秀的公司都推出了許多別具特色的手機,如Blackberry系列,oPhone手機等,但所有的手機都是在現有的交互范式內完成所有的功能,即使是即帶鍵盤又是觸摸屏的手機也只不過是兩種普通交互范式的整合,沒有跳出現有的設計思路。

  3.人機界面相關的技術發展趨勢 為了更有效地在人機之間傳遞信息,一些新型的交互技術和設備逐步成熟,如語音、手寫、手勢、3D交互、鼠標、數據衣、數據手套、頭盔以及人機之間的傳感設備。這些新的交互技術在手機上的使用發展了手機交互的帶寬,突破了人與手機交互的基本障礙,構造了更和諧的人機環境。

  由iPhone手機的開發也可以看出,許多新穎的體驗是由新的技術創新完成的。在下面內容,我們將討論幾種最有可能影響我們未來手機界面發展的技術。

  (1)3D技術
  由于人生活在三維空間,習慣于看、聽和操縱三維的客觀對象,人類都是生活在三維的現實情景中,三維的交互對人類來說是自然的方式。因此,三維的人機交互界面是未來發展界面發展的方向之一。

  3D交互技術是為了克服傳統交互的2D限制而發展起來的,其目的是在人機之間構造一種自然直觀的三維交互環境,將在現實世界中人與環境交互作用的經驗盡可能直接移植到人機環境中,并在人機環境中獲得類似于或相同于現實世界中交互的真實三維感受,消除人被動地去適應系統界面所帶來的認知負擔,增加人機交互的整體效率。

(2)各種識別技術
  1)手勢識別
  手勢是人手或者手和臂結合所產生的各種姿勢,手勢蘊含著豐富的信息,通過手勢可以傳達大量的信息,實現高速通信。大部分的任務利用手勢可以很自然地實現,提供一種可視化的交互方式.但是對某些命令還是難以用手勢的形式來表達,使得手勢和目標語義表達之間存在差距,并且語義表達是否真正符合用戶的意圖也不容易判斷,設計不好手勢的往往會誤導用戶,影響了功能和可用性。[2][3]觸屏手機通過對手指劃動屏幕的手勢進行識別,來完成與手機的交互。但是由于識別技術的限制,可用的手勢種類不多,隨著其他計算視覺等技術在手機上的成熟運用,則手勢識別會有更大的發展。

  2)語音識別
  語音識別是較早就進行的一種自然交互技術,語音撥號、語音命令控制、簡單的數據輸入等工具已經開始在手機中使用。利用語音識別技術,用戶通過語音輸入來拓寬手機輸入的窄道,而語音的信息反饋則使用戶可以使用除視覺之外的第二感覺通道來接收信息。但是由于手機使用場景非常復雜,而語音識別的性能受到說話方式、環境噪音、不同的說話人同時在場等因素的顯著影響,因此語音識別技術在手機中的廣泛使用還有需要技術問題需要解決。

  3)表情識別
  人的各種情緒變化以及對冷熱的感覺都是非常復雜的高級神經運動,如何感知、記錄、識別這些變化過程是表情識別的關鍵。產品或者計算機對于面部表情的識別主要體現在跟蹤面部表情、對不同的表情進行編碼以及識別面部表情。未來在手機中使用表情識別技術,使手機能更進一步了解人的情緒狀態,從而能更和諧的完成與人的交互。

  (3)各種傳感器技術
  MEMS(Micro Electrical Mechanical System)微電子機械系統技術的發展將使傳感器的使用變得無處不在[4]。同時,集成了傳感器、微機電系統和網絡三大技術而形成的傳感器網絡是一種全新的信息獲取和處理技術,不僅可以幫助手機檢測手機所處的各種狀態,同時可以和其他設備進行交互,極大的拓展相關的業務。

  (4)虛擬現實技術
  虛擬現實交互技術融合了數字圖像處理、多媒體技術、計算機圖形學、傳感器技術等多方面信息技術,它是利用計算機生成一種虛擬環境,通過各種傳感設備使操作者“沉浸”到該環境中,實現操作者和該環境直接進行自然交互。[5]它是以計算機技術為核心的技術,生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境,用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交換作用、相互影響,從而產生等同于真實環境的感受和體驗。

  虛擬現實技術將在未來的3D手機游戲、3D場景中瀏覽信息時,表現的更真實、有更好的用戶體驗。[6]

  (5)計算視覺
  隨著處理器速度和內存容量的指數級增長,計算機視覺的研究和應用得到迅速的發展。[7]它的發展將對手勢識別、表情識別等交互范式的應用有著重要的意義。如果在手機中使用計算機視覺技術,將能讓手機更自然的進行交互,同時也能更好的方便以手勢交流的盲人等殘疾人士更好的使用手機。

  (6)無線通信技術本身的助力
  3G、LTE等更高級的技術將會使未來的無線帶寬達到甚至超過現有的固網帶寬,這將使手機的應用進一步多樣化。同時,機器對機器的交互在不久的將來會給交互的范式帶來更大的影響。NFC等近距離通訊方式的普及使用,都將要求手機能有更自然的人機交互方式,未來的手機概念也因此得到改變,無處不在的計算將使得界面無處不在。無處不在的界面將會是未來的發展方向之一。

  4. 移動互聯網對手持界面設計的影響 移動互聯網是當前的熱點話題,它是指通過手機、PDA等手持設備來訪問Internet 網絡的。然而通過移動設備來訪問互聯網與傳統互聯網有很大的不同,不僅可以處在安靜環境也可能在嘈雜的環境中;用戶周邊的環境(包括其他的人員)都會極大的干擾用戶,使用戶隨時轉移注意力;與PC相比,還有屏幕大小及輸入功能的限制。

  在移動互聯網中,不僅包括在手機設備上的瀏覽內容,也包括物理瀏覽,即通過物理世界中的對象來訪問Internet內容,例如像RFID、NFC等,不僅僅局限于當前的屏幕界面交互。

  隨著無線帶寬的加大,手持設備性能進一步的增強,都會無線互聯網業務的發展提  供了硬件條件。蘋果App Store、谷歌的application market等為代表的手機應用平臺更將無線應用的爆發創造了最有利用的條件。五花八門的應用和有創造力的程序員也為創新界面帶來了新的活力,他們必然會突破各個平臺的基本框架,開發出超想象的應用界面,這也會引領界面的新變革。

  從各平臺的應用界面可以看出,未來的手機界面將會朝著更智能、更逼真、更靈活的方式設計。

  5. 手機界面發展的未來 不管未來手機的外觀形態如何,手機的交互界面將會朝著以下的幾個方面前進。

  (1)自適應的人機界面
  隨著技術的進一步發展,未來的手機將可以判斷用戶使用它的各種場景,并針對場景進行自然的反饋。手機定位信息、傳感器技術、無處不在的計算等技術的發展,使我們能對手機當前的使用環境有更精確的認識。

  定位信息使我們能知道用戶當前的位置,通過位置信息將可以得到用戶的基本場景。再通過各種傳感器信息,讀取當時環境的聲音、溫度、濕度、亮度等各種環境信息,手機將能精確的判斷所處的環境,然后針對當前的環境信息,進行自動的情景適應;在通過對各種情景的判斷,提出適當的用戶想要的服務,滿足用戶的需求。無處不在的計算網絡使手機作為整個網絡上的一個節點,可以和其他的設備進行自動交互,未來的很多交互都是有手機自動發起,但又是用戶正需要做這些操作。

  (2)自然的人機的界面
  未來的手機界面將不再局限于幾吋的設備屏幕中,無處不在的計算概念將會引發界面的新革命。界面的高級形式將是用戶在完成任務的過程中,只是體驗到完成任務的美好感覺,而不需要感知到界面的存在,界面只是一個完成任務的載體。設備或者界面存在的主要功能是延展人的認知局限性(如計算速度、記憶能力與容量等),并在不增加人的認知負荷的基礎上,協助人們完成各種任務。
當前的許多研究人員都在嘗試著最新的界面形式,例如,Paul Holleis等人就服飾的電容觸摸輸入展開了研究,認為這將是未來移動用戶界面的發展方向之一,并在各種服飾上開展了電容觸摸輸入的可行性研究,并模擬測試這種交互形式的可用性,提出了用戶體驗設計的指南。各種快捷的移動搜索技術及云的概念,都增加了未來用戶使用的方便性。

  (3)基于多通道的手機交互界面
  在日常生活,與只通過電話的交流相比,用戶喜歡表現更豐富的面對面交流。[8]因為在面對面的交流中,除了語音的信息,還傳遞了各種不同的感覺通道的信息,如面部表情所帶的各種情緒信息等。

  多通道交互模式是指在界面中使用兩種或者多種的輸入、輸出模式,如語音、筆、觸摸、手勢、注視等結合的交互形式。[9]

  由于手持設備屏幕小、輸入效率低下、精確選擇困難等固有問題的存在,使用戶在操作的過程中嚴重增加了其認知負荷,從而容易導致用戶的急躁、厭煩心理。當手持設備的交互模式采用多通道的方式時,可以彌補手持設備的缺陷,提高交互的效率和自然性。Sharon Oviatt等在手持設備上采用了基于自適應聽覺界面的多通道的交互模式,發現它將能更有效、更靈活的與用戶進行交互,它將是為了移動設備交互設計的重要方向。

  (4)其他一些傳統界面的延伸創新
  1)雙屏幕手持設備
  早在1987年,DynaBook就展望了未來的雙屏幕的技術,但是后續的研究者沒有進行更多的實用性的開發。Ken Hinckley等在09年的研究中,讓我們又看到了雙屏顯示的新型交互方式,它的實行可對當前的交互方式產生較大的影響。

  在他們的研究中,提出通過雙屏幕可以支持信息顯示與任務操作明確分工的交互技術,它將能更流暢的體驗交互的樂趣而不被來回切換所打斷。他們把雙屏幕隱喻成 “書”,根據“書”的日常使用情況,設計了雙屏幕的手勢交互方式,根據雙屏幕的空間關系,特別是雙屏幕夾角分為凸的手勢、凹的手勢及平面手勢三類。具體參見下圖。

 

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