基于多通道的Ｂ２Ｃ電子商務交互模型

(1.山東建筑大學 計算機學院，濟南 250101； 2. 山東大學 計算機學院，濟南 250014； 3.山東電子職業技術學院 計算機系， 濟南 250014)

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摘 要：

在B2C電子商務中，一個有效的人機交互模型是吸引用戶參與的重要手段。提出一個基于多通道信息的電子商務交互模型，將視覺、聽覺及WIMP等多個信息通道結合起來，利用虛擬現實技術，通過使用虛擬的購物環境、顧客替身、導購員及商品的三維展示等來增強用戶的購物體驗

關鍵詞：多通道； 人機交互； 虛擬現實； 客戶替身； 電子商務

中圖分類號：TP37 文獻標志碼：A

文章編號：1001-3695(2009)02-0611-03

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Multimodal-based B2C e-commerce interaction model

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QI Wen-jing1，2， LIU Xue3

(1. School of Computer Science， Shandong Architecture University， Jinan 250101， China; 2. School of Computer Science， Shandong University， Jinan 250014， China; 2. Dept. of Computer Science， Shandong College of Electronic Technology， Jinan 250014， China)

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Abstract:In B2C e-commerce， an effective human-computer interaction model is an important way to attract customers. This paper proposed a multi modal information based e-commerce interaction model， which integrated vision， hearing and WIMP information together and used virtual reality techniques. In this model， employed virtual shopping environment， customer substitute， shopping guide and 3D exhibiting of merchandise to enhance the experiences of shopping.

Key words：multimodal; HCI; VR; customer substitute; e-commerce

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0 引言

B2C（business-to-consumer）是電子商務的一種模式，即商家對消費者，也就是通常說的商業零售。最具有代表性的B2C電子商務模式就是網上零售網站，比如國內最大的中文網上書店當當網（Dangdang.com）、美國的亞馬遜網上商店（Amazon.com）都是B2C電子商務網站。調查顯示，B2C電子商務的消費群體相對比較固定，如果希望那些去商場購物的顧客參與電子商務，首先需要分析一下去商場的顧客的購物心理。去商場購物的顧客大體上有兩類：a)并無固定購物目的，只是將逛商場當做一種消遣，喜歡欣賞琳瑯滿目的商品，甚至熙熙攘攘的商場環境。遇到一些自己喜歡的東西，也會發生購買行為。對這類重視購物體驗的顧客，目前的電子商場不能提供身臨其境的環境。b)顧客有既定的購物目的，喜歡親手挑選商品，向售貨員了解商品的性能，甚至討價還價。這類顧客已習慣于這種充滿人情味的購物方式，對于網上購物，需要一個逐漸習慣的過程。綜上所述，如果電子商場能模擬出現實中商場的場景，使用戶能在虛擬的場景中自由走動，能從不同角度地觀察商品、體驗商品，能與導購人員進行適當的交流，能以一種簡單的、自然的、符合現實中購物習慣的方式進行交易，使顧客體驗到與在現實商場中一樣的購物樂趣，那么B2C電子商務無疑會吸引到一大批潛在的顧客。

目前多數的電子商務網站，主要使用基于WIMP(window， icon， menu， pointing device)的交互界面，商品以圖片的形式展示，缺少立體感和真實感；網站只是提供了商品的列表，顧客很難獲得在實際商場中的購物體驗。目前，國外有少數網站嘗試使用3D的方式和虛擬現實技術[1，2]，國內尚沒有利用虛擬現實技術的電子商務網站的成功案例。B2C電子商務面臨的一個挑戰就是，如何使電子商務網站更接近于傳統的購物環境，給顧客一個自然的、互動性強的人機接口，從而能吸引各個消費群體的加入。多通道的人機交互是能夠對多個通道的輸入進行反應的交互方式[3]。綜合多個通道的輸入信息，構建更自然的人機交互方式是目前人機交互領域的研究熱點。

本文的主要工作是設計一個基于多通道信息的電子商務交互模型，將視覺、聽覺及WIMP等多個信息通道結合起來，利用虛擬現實技術，構建顧客與電子商務系統的多通道交互界面。在該模型中，根據現實中的商場對電子商場進行建模，主要包括以下幾個方面：a）虛擬商場環境，如商場的場景、導購員、人流、背景聲音等；b）虛擬顧客替身，顧客的替身可在虛擬3D商場中漫游，從貨架上選擇商品；c）商品的3D展示，衣著類商品的試穿；d）顧客替身和導購員進行語音的交互；e）根據用戶的偏好及歷史數據進行個性化商場，把用戶喜歡的產品擺放在虛擬商場的醒目位置。通過以上設計可以增加顧客購物過程的沉浸感和真實感。

1 基于多通道的電子商務交互模型

1. 1 多個交互通道的選擇

目前多數的電子商務網站是以一種二維的方式提供用戶瀏覽界面，用戶則通過鍵盤、鼠標進行輸入，是一種單通道的交互方式。這種單通道的交互方式實現起來簡單，但不符合人機交互所要求的“以用戶為中心”的原則，用戶不能以一種非常自然的方式使用系統。而通過多通道信息的融合，可以使用戶以一種自然的方式與計算機進行三維的、非精確的及隱含的交互，使網上購物過程更加自然、生動、有趣。通過對電子商務網站及人機交互方式的研究，本文所設計的電子商務交互模型主要選擇了四個交互通道。

1）常規輸入設備

鍵盤、鼠標是最常用的輸入設備，用戶一般都比較熟悉。在多通道的交互設計中，把鍵盤、鼠標的輸入與其他通道的信息相結合，作為多通道輸入的一個輔助手段，可以為用戶提供更多的、更靈活的操作方式。

2）視覺通道

基于視覺的輸入設備有照相機和攝像機等。利用視覺輸入通道，主要完成以下四個任務： 

a)利用拍攝的用戶照片及用戶的一些體態特征數據生成用戶的虛擬替身；

b)利用攝像機進行眼動跟蹤，根據雙眼注視點的變化來指示虛擬替身的行為；

c)對用戶提供的某種商品進行拍照，并在商場中搜索該產品；

d)拍攝商場的場景照片，用于生成具有真實感的三維場景。

顯示器是常用的視覺輸出設備，用于顯示三維的電子商場場景及商品的三維展示。

3）聲音通道

在現實的購物過程中，顧客可以從導購人員那里了解商品的功能、特性等，導購員了解用戶的需求，并根據用戶需求推薦合適的產品給客戶。所以顧客與導購員之間的語言交流也是可想到的最自然的交互方式之一。在該電子商務交互模型中，當虛擬的顧客替身在商場中遇到虛擬的導購員時，導購員會與顧客進行語言的交互，如“您需要什么”，用戶的回答通過麥克風輸入，并通過語音識別系統進行處理和解釋。導購員會根據用戶回答的信息，把用戶帶到相應的產品柜臺，并給用戶介紹相應的商品。另一方面，語音輸入還可作為控制虛擬替身行動的一種命令輸入方式。例如在虛擬替身的行走過程中，可以給出“向前”“向左”等指令，與眼動跟蹤系統進行結合，對虛擬替身的行走進行定向；也可以發出“去收銀臺”“去出口”等指令對虛擬替身的行走進行定位。

4）移動設備通道

根據相關資料估計，中國目前已經有4.874億手機用戶，并且仍然在大幅度地發展與增長。中國移動商務到2010年將會達到76億。使用手機作為與電子商務系統交互手段，主要的輸入有短信、語言及圖像；相應地，電子商務系統需要對輸入進行文本處理、語音識別、圖像理解，并根據處理結果，形成必要的響應信息返回給用戶。例如用戶在某處看到一件商品，可以用手機進行拍照，然后將圖片上傳給電子商務網站上的移動交互平臺；移動交互平臺對收到的圖片進行處理，在網站中搜索相應的產品，將搜索結果反饋給客戶。

1. 2 多通道信息的融合

視覺信息和聲音是人類交流的重要手段。在人機交互過程中引入視覺和聲音通道，符合人們的日常交流習慣，并且在這些方面的研究也較多。

眼動跟蹤設備已出現多年，主要用于科學實驗以及幫助殘疾計算機用戶。通過估計用戶眼睛所注視的屏幕位置，并把光標移到這個位置。使用眼動跟蹤有很多優點，如眼動跟蹤比手眼協調的輸入方式（如用鍵盤、鼠標輸入）更自然；實驗顯示，使用眼睛進行選擇比手眼方式的選擇速度更快[4]；通過眼動跟蹤與機器進行交互，手就可以空出來做其他的事，也可以幫助手部有殘疾的用戶使用計算機。利用圖像對眼動進行跟蹤，是一種非打擾的系統，對用戶來說比較自然而容易接受；但缺點是使用雙眼的圖像進行注視方向的預測，每只眼睛的解析畫面較小，從而使準確率較低[4]。另外，由于眼睛活動非常復雜，經常會被一些外部的事件所干擾，不適于作為精確輸入來使用。

近年來語音識別技術取得了很大的進步，這些進步一方面源于計算機技術的發展，另一方面源于人們對語音識別的需求。語音提供了人機交互的一個重要通道。例如通過發送語音指令給某種設備，再由語音識別軟件進行翻譯、解釋為操作指令，對設備進行操縱，那么就可以大大簡化學習設備使用的過程。因此，選擇語音作為主要輸入對虛擬替身進行操縱，虛擬替身與導購員之間用語言進行交流都是更人性化的交互式。但由于聲音采集設備的性能、發音差異、發音的隨意性、噪聲干擾等因素，使語音識別存在錯誤率較高的問題，也很難作為精確輸入設備來使用。

為了使用視覺、語音這樣自然的、非干擾的交互方式，并解決單一通道的輸入（視覺或語音）不夠精確的問題，就需要把兩個或多個通道的信息相結合來提高準確率。例如，通過眼動跟蹤來指示虛擬替身的走動，可以結合語音命令的指示或通過光標鍵的提示。

1. 3 交互框架

通過以上的分析，筆者構造出的多通道電子商務交互模型如圖1所示。用戶通過各種輸入設備，輸入圖像、語音、文本、操作命令等數據，然后進行融合和統一的理解，實現以一種自然的方式與電子商務平臺進行交流；電子商務平臺為用戶提供具有真實感的3D商店場景，提供商品的三維展示，以及對商品功能、屬性的語音描述和文本描述等。本模型中，需要在用戶端增加的硬件設備很少，有利于該交互模型在電子商務中的真正推廣和使用。

2 多通道交互平臺的構建

2. 1 顧客替身建模

1）顧客替身的生成方法

顧客替身是顧客在電子商場中漫游的代理人。生成虛擬替身的一種簡單方法是，系統內置的通用虛擬替身與在目前常見的網絡應用中選擇一個頭像類似，顧客登錄后，可以選擇一個虛擬替身。這種虛擬替身其形象沒有顧客自身的個性化特征，在一些特定的購物體驗中（如試穿衣服），不能產生與實際體驗相近的效果。

利用與文獻[5，6]中類似的方法，可以生成符合顧客本身生理特征的三維虛擬替身。首先取得顧客的正面、側面和背面的圖像，從中獲得顧客的臉部和體形特征；然后利用獲得的臉部和體形特征對通用的人體模型進行修正，得到帶有個性特征的三維人體模型；最后用圖像對生成的人體模型進行紋理映射，得到形象逼真的虛擬替身。

2）顧客替身信息描述

一個顧客首次登錄虛擬商場時，需要注冊一些信息，包括年齡、生日、性別、職業、愛好等；用戶可以通過攝像機把照片存檔，作為以后用戶登錄認證的一種方法；顧客在商場的漫游過程，也作為歷史數據記錄下來，這些數據包括顧客看過什么商品、咨詢過什么商品、買過什么商品、登錄時間、在商場停留時間等。這些信息主要用于商家進行商品的推薦及為顧客生成個性化商場提供依據。

3）顧客行為描述

根據實際商場中顧客的購買行為，抽象出替身的主要行為，包括登錄進入商場；在商場中的漫游；向導購員咨詢；購買商品及支付。顧客行為用例圖如圖2所示。顧客登錄可采用多種登錄方式：一種是傳統的用戶賬號+口令的方式；另外一種是通過視頻通道，對用戶的面部特征進行采集，然后與用戶注冊的照片進行匹配來認證用戶。用戶登錄成功后能生成一個虛擬替身，進行其他活動和操作，直至用戶退出虛擬商場。用戶在商場漫游過程中的動作有行走、停止及瀏覽商品。用戶的行動主要由眼動跟蹤及語音指令進行控制。在VRML場景中，可以通過傳感器節點TouchSensor及Collision保證替身在行走過程中遇到樓梯、墻壁時能產生正確動作。當用戶瀏覽某件商品時，商品可以進行三維的展示。對于衣服之類的體驗式商品，導購員根據顧客的體形參數為用戶提供正確的尺碼的商品供用戶試穿[7]。

2. 2 虛擬商場建模

VRML[8]是一種模型語言，它用來描述三維物體及其行為，構建虛擬境界。VRML的基本目標是建立Internet網上的交互式三維多媒體，其基本特征包括分布式、三維、交互性、多媒體集成、境界逼真等。

a）對商場場景的構建。使用VRML的造型節點構造建筑物的不同構件[9]，進行組合形成整個商場模型和合理的空間布局。對創建的模型進行外觀的渲染，虛擬現實的環境如燈光、背景、聲音，使場景更真實。

b）對產品的三維展示。通過對多通道數據的解釋，如通過眼動跟蹤及語音識別或是鼠標點擊，使某個商品獲得焦點時，商品會根據自動轉動或按指令轉動，顧客可從不同角度欣賞它。用戶也可以通過語音指令或鼠標點擊來獲取該商品的有關介紹。

c）虛擬人流和背景聲。人流和背景聲是現實商場的一個輔助特征。系統可以通過與用戶的交互，選擇適當的人流和背景聲音，增強真實感。

2. 3 導購員建模

導購員由虛擬商場系統自動生成，并安置在不同的商品區。導購員是一個智能化實體，它能對顧客的身份進行識別，負責回答顧客的提問、介紹商品，并能根據用戶的偏好和消費習慣等給用戶推薦商品。在VRML中，可以把導購員設為臨近檢測器節點[8]（proximity sensor），當用戶進入或離開臨近檢測器節點所劃定的區域時就會觸發它。如果顧客進入劃定區域，觸發臨近檢測器節點“入事件”時，導購員會對顧客表示：“我能為您做點什么？”如果顧客離開劃定區域，觸發臨近檢測器節點“出事件”時，導購員會中止當前的行為，并表示“謝謝光臨！”

2. 4 個性化商場

根據顧客的喜好和購物歷史記錄，給用戶提供一個個性化的商場界面。采用文獻[10]中提出的協作式過濾方法，首先對顧客們已經購買的商品進行建模和表示，對顧客的行為及對商品的評價等建立檔案；再使用統計或機器學習方法對顧客進行聚類分析，尋找與目標顧客有相同喜好的鄰居（nearest neighbors）；然后對目標客戶的多個較近鄰居的購物行為進行綜合，產生一個有一定順序的商品推薦。用戶選擇進入個性化商場模式時，系統根據上述的推薦順序來生成一個虛擬商場，用戶可以直接瀏覽到感興趣的商品，產生購買行為。 

3 結束語

本文介紹的基于多通道的電子商務模型中，主要利用視覺、語音通道的信息融合，達到交互的自然性和隱含性；同時結合傳統的人機交互方式，作為視覺—語音交互的非精確性的補充，使該電子商務模型的可用性和可適應性得到一定的拓展。該電子商務交互模型中，需要在用戶端增加的設備較少，價格也比較低廉，有利于在用戶中推廣；在電子商務平臺一側，利用較成熟的VRML，可以快速地實現3D網站的建模。本文提出的使用符合顧客本身體態特征的替身的思路，可以反映出顧客在購買穿著類商品時的真實效果，從而解決使這一類商品一直很難在網上銷售的問題。

參考文獻：

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