人的需求視角下的虛擬現實設計功能研究

王榮軍

關鍵詞：人的需求;虛擬現實;設計功能

1虛擬現實設計的元素

虛擬現實從二十世紀提出到現在，其研究的核心始終沒有脫離對人的研究。其經歷了人的感知研究反作用于人的需求的實現在反饋到感知的再到需求實現的循環過程。虛擬現實的設計元素包括視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等方面。

近幾年來，科技界已經完成了傳感模型的突破點。因此，如何從視覺系統的基本結構和功能（包括建模、布局設計、顏色、材質、光影等）進一步改進虛擬現實藝術設計中的圖像顯示系統是虛擬仿真系統實現的關鍵環節。

通過聽力系統，聽覺可以感知到外界10%-15%的信息，故此聽覺是第二重要的感覺系統僅次于視覺之后，聽力可以改善或增強人們對環境的現實體驗。

根據虛擬現實的沉浸程度，視覺和聽覺都是虛擬現實必備的感知元素。除了傳統藝術形式能表達二維的視覺和聽覺效果外，虛擬現實更能讓用戶沉浸在全方位的、立體的實時環境中，讓人們體驗“在場”感。隨著技術的進步，虛擬現實技術將會不斷完善在觸覺、嗅覺和味覺方面的感知與反饋能力終將為實現更全面、更豐富的“在場”體驗。

人們從外界獲取的感覺5%是通過觸覺、嗅覺和味覺獲得的。觸感涵蓋了包括疼痛、觸碰或壓力的感覺、皮膚、肌肉和身體反饋的寒冷和溫暖感知。探究如何提高觸覺傳感器的敏感度是實現虛擬現實藝術設計需要突破的重大環節。

人們是憑借視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等感官來感知現實世界，也可以用同樣的知覺體驗虛擬世界。而當前對于虛擬世界的構建，是以視覺元素的研究與應用為主的，聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等感官的應用占比占很少的比例。若要使虛擬世界產生與現實世界相同的體驗還需各知覺的研究成果在虛擬系統中協同作用。

2人的需求特征及等級分析

2.1人的需求特征分析

需求作為人類心理過程在人類心靈中作出反應，代表某種人類的感官狀態，即缺乏感或滿足感。人類需求有以下四個特征。

1）需求的目的性。任何需求都是一個指定的目標，是對某種事物的需要。當人的需求僅僅表現為身體缺乏的一種狀態時，人的活動不能形成特定的方向，只能引起相應的生理功能和運動功能的興奮。當人們遇到滿足需求的對象時，需求可以引導和調節人們的活動，形成人們的行為動機。

2）需求的重復性。一般來說，需求是循環往復的，通過重復不斷的拓展。需求的重復性是需求形成和發展的最重要條件，以保證需求的內容不斷得到豐富。

3）需求的遞增性。需求的遞增性是隨時間的變化而改變的，其覆蓋范圍和滿意度是與歷史的演進同步擴大與不斷增加的。人的需求不同于所有動物對物體的內容和范圍或滿意方法的需求，隨著社會，科學技術的進步和文化的發展，人的需求也會日益豐富和發展。

4）需求的共通性。人的需要有一定的共性，是抓住人們需求的基礎。這種共性的形成首先是與人類相同的生理結構和功能，并且構成了幾乎相似的生理需求。其次，人的心理結構具有相似性，與此相應，支配該結構的精神活動規律也具有共同性。

2.2人的需求等級分析

需求的層次決定影響虛擬現實沉浸體驗的程度，因此，虛擬現實設計需要對人的需求進行分析，同樣這也是虛擬現實設計創作的先決條件。虛擬現實設計是根據藝術設計可視化創意目標，想法和計劃可視化的過程，以及根據藝術規律的想法和計劃。創建和評估虛擬現實情景的核心部分是使用者的需求。

人的需求是多層次的，涉及不同層面的實質和精神。美國心理學家馬斯洛在人類動機理論中提出了人的需求等級（如圖1）。他首先將人的需求分為五個等級，這就是對生理、安全、愛、尊重和自我發展的要求。將高生存率視為高端需求并非迫在眉睫。然而，滿足高端需求會產生更理想的主觀效果，從而產生更大的興奮和富裕。對安全感的滿意度最高，但愛的滿足讓人沉醉。

需求部分進一步增強并調整至六個級別：（1）生存的需求，包括對安全的需求;（2）需要歸屬感和愛;（3）個人價值的需要;（4）對認知的需求，尋找知識和理解事物的需要;（5）對美感的需求，即對協調的需求;（6）需要自我實現，即需要展示自身潛能并尋求發展。

簡而言之，人的需求代表多個層次，具有漸進性。當它滿足某些需求時，更高的要求將替代原先的要求在決策和組織中發揮積極作用，之前的行為也不再是行為的驅動力。

根據不同的需要，虛擬現實環境的設計出發點及沉浸程度是不同的。為了達到娛樂的目的，會創建游戲場景和電影;為了培訓軍事人員，會創建模擬的戰爭環境。建筑虛擬城市是為了討論和比較各種安排，它是模擬現實世界的最低要求，這是生理需求的范圍。不同領域的用戶有更高層次的精神需求，感性和功能性事物是必需的，而情感事物和人類事物還要考慮到人類的情感需求。深入學習馬斯洛的人類需求等級理論，對人類需求進行更廣泛的分析，正確分析設計目標，明確虛擬世界與人類需求之間的關系。

3人的需求對虛擬現實設計功能實現的影響

虛擬的現實功能表現與現實一樣也是分層次的，在藝術設計環節，不同階段的人的需求對應表現為相應的設計。

1）生理需求：基本的實用性功能。為了滿足生理需求，用戶需要被滿足的是基本功能，在軍事訓練中使用，需求是以完成培訓為目的。用于娛樂時，可以達到娛樂目的同時保證質量。

2）歸屬需求：為了滿足歸屬的需要，用戶需要人性，感受愛的設計。換句話說，它讓人感受到情感。

3）尊重需求：特定用戶的特殊功能。尊重和明確關心客戶和其他客戶的不同要求，所以藝術設計要有目標性，不同的客戶群體有著不同的功能設計系統。

4）認知需求：認知功能。虛擬現實應能夠方便使人們理解圖像意義，并能夠快速準確地幫助受眾理解和闡明作品的表達。

5）審美需求：審美特征。產品的外在表現形式帶給人們愉悅的感覺。

6）對自我實現的需求：互動功能。用戶可以與虛擬世界可以互動，增加設計的“在場感”。

4虛擬現實沒計的功能定位

Bruce Arts在英國雜志P172-181中提交了設計師的系統方法。它反映了在一般藝術設計過程中設定目標的各種程序，如圖2所示。在準備工作的環節對項目進行策劃、輸入及初步的評估，然后進行簡單綜合并設定目標及限定條件，然后對項目的特殊問題有針對性的規劃設計路線圖，將項目數據匯總并分類存儲，根據設計需求分析子項目，如將其分解為幾個子項目并重新評估子項目及成本。

功能定位是對客戶的需求、技術條件、生產成本等技術參數的綜合考量及優化配置以確保眭能最佳。首先，基本功能的確定。根據具體的用途確定功能，如應用在教育領域或者工程設計方面。若是游戲的設計則應側重于實時交互體驗及想象力的開發。虛擬現實的設計定位分析是藝術設計的的切入點。不同領域的需求設計將面對不同的用戶群，有不同的制約因素，它們與設計目標、策略的創建直接相關。其次，次要功能的選擇。在基本確定功能的基礎上，用戶群和用戶群需要的輔助功能的識別也是必要的。不同的用戶群在審美愛好、世界觀、生活習慣有極大的不同甚至是相反的，若是娛樂用途，設計可以針對年輕人客戶群并專注于基于主要客戶群的年齡和文化背景的主題和游戲場景，突出興趣。同樣，美學特征由用戶群的基本特征和特征定位。正式美容法的合理運作，如秩序感，主從和多樣性統一，也有助于用戶滿意度的提升。最后，根據功能定位虛擬現實系統的展現方式，以確定具體的制作類型及構筑三維模型或使用二維圖像或兩者的組合，不同的類型和方式有不同的要求。這些都需要基于現有技術和成本的結合。

5結語

本文探討了人類需求特征與層次在虛擬現實設計的作用及影響。虛擬現實的設計元素包括視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等方面，解釋了人類表達需求的特性和馬斯洛需求的多步理論，及運用需求理論定位虛擬現實的方法和流程。為了建立世界與現實世界的關系，根據用戶的多方位，多階段需求，有目的的界定虛擬現實藝術設計的功能。明確用戶需求有助于確立現實世界和虛擬世界之間的關聯性。用戶需求的研究是是虛擬現實藝術設計實現的前提，是建立現實世界和虛擬世界之間關聯性的紐帶與橋梁，從而實現“從身體的界面到界面的身體”。