具身視角下基于行為的虛擬現實游戲交互設計要素及方法探析

張云鵬 盛歆漪

摘要：探索具身視角下基于行為的虛擬現實游戲交互設計要素與方法。通過分析具身交互和虛擬現實游戲交互中的具身性，探索具身認知理論應用于虛擬現實游戲交互設計的意義；通過分析虛擬現實游戲具體案例并結合前期具身設計與交互要素研究，提出基于行為的虛擬現實游戲具身交互設計要素與方法。總結歸納出具身視角下基于行為的虛擬現實游戲交互設計五要素及其關系，并且提出強化玩家主體意義、深入探尋玩家意圖、增強具身交互體驗、構建多元交互環境4種交互設計方法。具身視角下基于行為的交互設計要素與方法為虛擬現實游戲的交互設計提供參考。

關鍵詞：具身認知 具身交互 虛擬現實游戲 交互設計 交互設計要素 交互設計方法

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A文章編號：1003-0069（2023）13-0129-03

Abstract：This paper explores the elements and methods of behavior-based virtual reality game interaction design from the embodied perspective. Through the analysis of embodied interaction and virtual reality game interaction，the significance of embodied cognition theory applied to virtual reality game interaction design is explored. Through analyzing the concrete cases of virtual reality games and combining with the previous researches on embodied design and interaction elements，this paper puts forward the elements and methods of embodied interaction design of virtual reality games based on behavior. Five elements and their relationships of behavior-based virtual reality game interaction design from the perspective of body are summarized and presented，and four interaction design methods are proposed，namely，strengthening the players main meaning，deeply exploring the players intention，enhancing embodied interaction experience，and building multiple interaction environments. The elements and methods of behavior-based interaction design from the embodied perspective provide a reference for the interaction design of virtual reality games.

Keywords：Embodied cognition Embodied interaction Virtual reality game Interaction design Interaction design elements Interaction design method

一、具身交互與虛擬現實游戲交互

隨著虛擬現實技術的飛速發展，虛擬現實游戲種類層出不窮，玩家的數量更是與日俱增。虛擬現實游戲交互過程中，身體成為了玩家與游戲之間的媒介。同時，身體也是人類認知活動的基礎，玩家與虛擬現實游戲交互的過程離不開身體提供的多感官通道。虛擬現實技術的介入為玩家創造了前所未有的交互手段與游戲環境。隨著交互設計的理念重心從物理邏輯逐漸轉向行為邏輯[1]，虛擬現實游戲交互設計的趨勢也從“以游戲內容為中心”逐漸轉向了“以玩家體驗為中心”，更加注重玩家的交互行為設計。玩家在體驗虛擬現實游戲時，與游戲內容的交互是暫時的、偶然的，而對于初次接觸虛擬現實游戲的玩家，適應虛擬現實游戲的環境與交互方式可能需要花費很多的時間與精力。如何讓玩家在虛擬現實游戲環境中獲得更好的交互體驗呢？強調認知、身體和環境三者密不可分的具身認知理論為此提供了新的視角。

具身認知理論誕生于“后認知主義”革命，于20世紀70年代起源的第二次認知科學中首次被提出，其強調人類的身體在認知過程中起到的關鍵作用，身體的體驗和活動影響著認知的形成[2]。具身認知的產生也有著深厚的哲學基礎，最直接的哲學思想可以追溯到梅洛·龐蒂的知覺現象學。之后具身認知在心理學、醫學等領域不斷被研究與證實，并且被設計學領域所應用。加州大學爾灣分校信息與計算科學教授保羅·多羅希首次將具身認知理論應用于交互設計中，并且提出了具身交互的概念[3]。

聚焦于交互設計視角，具身認知側重于對玩家感覺與知覺的分析，并且關注玩家身體與游戲環境進行交互反饋的過程，強調游戲交互系統的流暢性、直接性與完整性。因此，具身認知為虛擬現實游戲交互設計中的感官信息、交互行為等設計提供了理論根源與思想指導。

二、具身視角下基于行為的虛擬現實游戲交互設計

目前，具身認知領域的著名學者多爾·亞伯拉罕森系統地提出了具身設計的研究框架，并且設計了實驗The Marbles Scooper與實驗The Mathematical Imagery Trainer for Proportion，MIT-P，對實驗結果進行歸納總結，最終得出了具身設計的兩種類型，分別是基于感知的設計與基于行為的設計[4]。游戲中的交互行為是玩家形成認知的重要媒介，因此，基于行為的具身設計與虛擬現實游戲交互設計密切相關。

杰倫·拉尼爾在其著作中提及虛擬現實的核心是交互，并且傳感器是虛擬現實技術的核心技術[5]。游戲玩家的交互行為就是通過物理設備與虛擬現實游戲場景中的對象進行互動的過程。而虛擬現實中的交互又因任務設定的不同被看作是從間接交互到直接交互的連續統一體[6]。因此，無論間接交互還是直接交互都離不開游戲玩家這一交互主體。由于玩家與虛擬現實游戲進行交互的過程又表現出自由性、互動性以及多樣性等特征，所以游戲中的時間、空間、場景等物理條件及玩家身份認同等抽象概念因其特殊性而與現實中的交互活動產生了差別，這也揭示出了虛擬現實游戲交互中玩家身體具身性的本質。根據具身認知研究的理論模型，虛擬現實游戲的具身交互是“人-行為-環境”的關系。作為交互主體的玩家，其對于游戲的認知來源于自身行為與游戲環境交互產生的具身經驗，如圖1。人的行為具備一定的邏輯，基于行為的虛擬現實游戲交互設計直接把玩家的行為作為設計對象，通過觀察與研究玩家的行為，探索玩家行為交互的潛在需求，從玩家的身體主體角度出發，規劃并設計出該交互環節包含的一系列交互行為，為玩家提供更自然、更有利于玩家認知的交互體驗。

辛向陽教授把人、動作、工具或媒介、目的、場景定義為交互設計的基本元素，又稱行為五要素[1]。而虛擬現實游戲交互設計又屬于交互設計，因而，交互設計的行為五要素同樣是基于行為的虛擬現實游戲交互設計的核心要素。筆者基于交互設計的行為五要素進行分析，總結歸納出在具身視角下基于行為的虛擬現實游戲交互設計的五要素及其關系。

（一）游戲玩家——作為感知與認知主體：虛擬現實游戲交互體驗中，游戲玩家既是感知主體又是認知主體。詹姆斯·吉布森于1966年提出了完整的五種知覺系統：觸覺系統、視覺系統、聽覺系統、方位系統與味覺-嗅覺系統[7]。知覺系統的建立，使得我們各項感官獲取的信息和收到刺激時的反應更為清晰明了。在游戲中，身體的知覺系統持續收到來自虛擬現實游戲環境的刺激，并且玩家對于游戲中的重力、阻力等物理條件變化的感知也會產生相應的感受。與此同時，玩家的感知會繼續延伸出對虛擬現實游戲交互體驗的感覺，甚至產生相應的情緒變化。例如，在游戲《TO THE TOP》中，玩家穿梭于各種高空建筑間時，由于視錯覺的原因，玩家的心跳加速，并產生失重感與緊張感，如圖2。因此，當設計師想要在虛擬現實游戲的交互設計中表達某種情感和展現某種氛圍時，玩家的身體就成為了恰當的表達途徑。

玩家的身體作為虛擬現實游戲中的認知主體，是在其作為感知主體的基礎上來進行討論的。當玩家的知覺系統把獲取的全部感知信息進行加工處理后，玩家會做出某種交互行為，此時玩家也就完成了對于游戲交互內容的認知。而這一認知過程形成的交互經驗會被存儲下來，當知覺系統再次收到刺激時，交互經驗會被調用出來，玩家就會無意識地做出相應的交互行為。這其中的原因就是由于身體圖式的存在。身體圖式以運動神經活動、運動習慣或運動模式為特征，它們可以是天生的，也可以是后天習得的[8]。玩家在游戲中后天習得的交互經驗以身體圖式的方式保存，在身體圖式的基礎上形成具身隱喻，進而完成對游戲內容的相關認知。

玩家作為虛擬現實游戲交互設計五要素中的核心要素，其主體地位是至關重要的。在確定了參與游戲的玩家后，便要定位其行為目的，以確保之后設計的行為和動作達到自然流暢的效果。

（二）交互目的——交互主體的需求與意圖：交互目的反映了交互主體的需求與意圖。玩家作為虛擬現實游戲中的交互主體，只有其交互目的被實現，那么交互流程才彰顯出意義。虛擬現實游戲中玩家的交互行為都是在目的的驅使下發生的，交互行為具備明確的指向性。因此，我們進行虛擬現實游戲的交互設計時，應該充分了解玩家的游戲目的，以玩家的需求與意圖作為設計核心，考慮清楚任務的必要性與非必要性，把任務節點設計得簡單明晰，從而使玩家的交互流程變得順暢。以射擊類游戲《SUPERHOT VR》為例，如圖3。該游戲的交互目的十分明確，通過把時間系統與玩家的身體綁定，玩家通過自身動作移動的快慢來控制時間的暫停還是久留，以此來設法躲避敵人的攻擊并完成擊殺敵人的目的。游戲中沒有任何多余的交互任務，讓玩家沉浸于射擊的快感之中。因此，虛擬現實游戲交互設計的目的一定要與用戶的交互行為相匹配，能夠讓玩家順利地進行交互操作。

（三）交互動作——符合自然性與邏輯性的交互行為：玩家與虛擬現實游戲的交互是信息輸入與輸出的過程，虛擬現實游戲環境中的信息被玩家的知覺系統接收，玩家根據接收到的信息來執行所需要的一系列交互行為。在交互目的的驅使下，交互行為成為玩家與游戲之間的紐帶，使得虛擬現實游戲具有了一定意義。虛擬現實游戲環境為玩家提供了在模擬環境中移動、與交互式對象互動的能力，因此，以身體運動為前提的交互是至關重要的[9]。而根據具身認知理論可知，人的認知不是單純的心智活動，而是根植于身體與環境的交互體驗，交互行為對于最終達成體知世界的結果也顯得格外重要。為了減少玩家在虛擬現實游戲世界的認知負擔，這就要求設計師在進行交互行為的設計時盡可能保證交互行為的自然性、更加符合交互邏輯，貼近玩家在現實世界中的行為習慣。例如，游戲《Hot Dogs，Horseshoes & Hand Grenades》憑借真實的槍械交互系統廣受好評，如圖4。在游戲中，槍械里彈夾的彈出與填充等操作都與現實世界中槍械操作的交互邏輯基本一致，并且槍械進行射擊時的音效也很真實且自然，一系列交互行為配合沉浸式的交互環境令玩家產生仿佛在操作著真實槍械的感覺。

通過上述討論可以得知在具身視角下，進行基于行為的虛擬現實游戲交互設計時，動作要素的特征可以歸結為自然性與邏輯性。因此，設計交互行為時應遵循玩家的交互思維與行為習慣。

（四）媒介或工具——承載交互行為的技術手段：媒介或工具的作用是為了實現交互行為，這一要素對應到虛擬現實游戲交互設計中就是指虛擬現實這一技術手段。玩家與虛擬現實游戲交互的過程就是身體與虛擬現實技術交互的過程，身體的知覺系統受到虛擬現實技術的影響，技術調節身體的知覺內容，技術參與構建身體的知覺結構，身體與虛擬現實技術的交互使身體獲得知覺經驗，在虛擬空間中技術身體逐漸形成，表現出具身身體的本質[10]。依據著名傳播學大師麥克盧曾經提出“媒介即延伸”的觀點，虛擬現實這一技術媒介就是玩家感官的延伸。作為承載玩家交互行為的技術手段，也體現了技術具身化的特點。

因此，媒介或工具作為交互行為的載體，在進行虛擬現實游戲的交互設計時要做到與玩家知覺系統的有效融合，進而優化玩家的交互行為作用于虛擬場景中的效果。

（五）交互場景——交互行為發生的補充條件：虛擬現實游戲之所以受到廣大玩家的喜愛，原因之一就是其模擬現實或超現實的游戲環境令玩家在交互過程中產生高度的沉浸感。交互過程中交互行為的產生一定發生于場景中[11]。人們在虛擬現實游戲場景中的交互與在現實生活、增強現實場景中的交互并不相同。因為虛擬現實中的場景是完全虛擬的，而其他場景中或多或少有真實物體的參與，這也體現了虛擬現實游戲中場景變化的復雜性和多元性。虛擬現實游戲中場景包含動態場景與靜態場景，而場景間的變化也對應著玩家交互行為的變化。

場景是交互行為觸發的補充條件。場景中的信息碎片被玩家的交互行為所連接，完成場景內部的信息交互，使場景設定的價值得以體現，進而為玩家提供良好的交互反饋。例如，解謎類游戲《I Expect You To Die》將開始游戲操作設計為玩家需要手動將身旁盒子里的光碟取出并放入到眼前的放映機中，等待放映機播放后才會開始這一關卡的游戲。這一段交互行為的設定在游戲開始之初就強化了玩家的交互意圖與游戲自身解謎的特征。同時，這一段交互行為也使得場景中的碎片化信息連接起來變得完整，使當前場景與下一場景隨著放映機的播放連接起來，完成場景的轉換，過渡到下一交互行為，如圖5。

因此，虛擬現實游戲交互行為的設計需要我們首先確定好參與游戲的玩家，定位分析其交互目的，然后依據當前的虛擬現實技術水平來規劃和設計交互行為與動作，最后構建與交互行為匹配的場景和環境，以此來提供完整流暢的交互體驗，如圖6。

三、具身視角下基于行為的虛擬現實游戲交互設計方法

筆者根據具身認知理論，圍繞具身交互“人-行為-環境”的交互關系，從虛擬現實游戲玩家的交互行為出發，結合上述虛擬現實游戲交互設計的核心要素，提出虛擬現實游戲交互設計的方法。

（一）強化玩家主體意義：虛擬現實游戲的交互設計面向玩家的具身感知，在交互設計之初應充分考慮玩家的主體地位，交互行為的設計應契合玩家的感知與認知特點。

1.加強交互敘事設計：玩家在與虛擬現實游戲進行交互時，其行為動機主要來源于自身對于游戲內容的信息需求以及對于場景中物體的互動需求。因此，在進行場景體驗型游戲的交互設計時[12]，應該側重于游戲敘事環節，在游戲中不斷強化玩家的虛擬身份意識，使玩家全身心地融入進游戲角色。例如，玩家在游戲《Half-Life：Alyx》中每到一處關卡時，NPC就會通過無線電與玩家所扮演的“艾利克斯”進行聯系，始終讓玩家確認自己的所扮演的虛擬角色身份。

2.激發玩家游戲情緒：玩家在虛擬現實游戲中受到各類游戲情景的影響會產生較大的情緒波動，這也是玩家熱衷于虛擬現實游戲的原因之一。情緒的起伏也受到游戲節奏的影響。因此，在進行模擬仿真型游戲的交互設計時[12]，游戲節奏應設置得張弛有度，突出情緒激發點的同時也要避免玩家情緒持續處于高度亢奮。此外，在玩家經歷了緊張激烈的劇情后，也要給予其一定的獎勵來強化情緒效果。

（二）深入探尋玩家意圖：交互設計把人類的行為作為研究對象，它的核心是交互的目的而不是交互的媒介、工具或其他技術手段[1。研究虛擬現實游戲中的交互行為就要深度解讀玩家的游戲目的，了解其交互意圖。

1.合理設置游戲任務：游戲任務不是玩家交互的根本驅動力，任務的存在是為了更好地服務于玩家的交互目的。任務的多少不代表交互目的是否清晰，任務設置的是否合理深刻影響著交互目的。任務合理的設置體現了正確的行為邏輯，玩家因此不會被冗雜、多余的任務環節影響，而對于游戲目的感到一頭霧水，從而不能沉浸在游戲的交互之中。游戲的任務設置我們需要注意：（1）精簡游戲過程的任務數量，避免冗雜的任務信息干擾玩家對游戲的認知；（2）給予玩家明確的提示，以便于玩家完成游戲任務所涉及到交互操作；（3）任務的設置不宜過難，游戲失敗后重復讀檔會對玩家的沉浸感造成一定影響。

2.滿足情感互動需求：社交屬性也是虛擬現實游戲相較于傳統游戲有所升級的方面，在虛擬現實游戲中玩家可以實現自主創建一個全身化身來進行社交[12]。玩家在游戲《VR Chat》中就可以自主創建虛擬化身與其他玩家進行在線交流互動，例如玩家可以共同看電影、玩游戲以及開展虛擬線上演唱會等活動，玩家與玩家之間還可以進行握手、擁抱等互動，滿足了玩家情感互動的需求。

（三）增強具身交互體驗：具身視角下基于行為的虛擬現實游戲交互設計應該符合玩家用身體來探索虛擬游戲世界的認知特點，所設計的交互行為應該令玩家易于控制其在游戲中的虛擬化身，幫助玩家減少在交互過程中因技術的復雜性帶來的交互操作上的阻礙，讓玩家專注于虛擬現實游戲內容，沉浸在虛擬現實環境中。

1.突出技術具身性：科斯塔斯·博萊西斯等人通過實驗證明玩家在虛擬現實中運動后，對于有關虛擬現實技術的體驗進行評價時更加傾向于沉浸感、易用性、自身能力、心理和生理不適等問題[13]。因此，我們在利用虛擬現實技術進行虛擬現實游戲交互設計時，要秉持技術具身化的特點，充分考量目前的技術水平是否能夠滿足玩家交互時的感官需求、是否容易與交互行為匹配，以及利用虛擬現實技術進行設計的交互行為是否會影響玩家的安全性等問題。例如，大多數游戲在設計玩家移動方式時會提供瞬移的模式，就是為了在最大程度上防止玩家出現“暈動癥”的情況，產生生理上的不適。

2.提升交互反饋體驗：交互反饋是游戲交互中的重要環節，也是玩家感受游戲世界的重要途徑。交互反饋的視覺效果、速率也對玩家的沉浸感產生一定影響。因此，在進行設計時應該保證交互反饋的視覺效果要明顯，同時反饋應該及時且流暢，能夠使玩家立即了解自己的交互行為產生的結果。此外，針對交互物體重量的不同，所匹配的力反饋大小也應不同，這對交互體驗具有一定的積極影響。

3.控制交互行為復雜度：雖然虛擬現實游戲中交互行為的設計趨勢是追求擬真化，但是基于現有技術水平，并不是所有行為動作都適合應用于虛擬現實游戲中，例如大多數游戲中的移動方式均為虛擬移動，保證玩家在有限空間內移動范圍最大化。而對于復雜的交互行為也應該進行適當簡化，太過繁瑣的交互行為會阻礙游戲的流暢性。例如游戲《Half-Life：Alyx》中通過設置重力手套這一元素，將玩家需要通過移動到物件面前進行抓取的復雜行為簡化成只需要對著物體向后揮一下手，便可將物件吸到手上的簡易操作。

（四）構建多元交互環境：具身認知強調包括環境，環境是認知的一部分，并且人們利用環境來減少認知負荷[14]。因此，環境影響主體獲取信息的過程與結果。其中，環境的自然與否影響著我們認知的過程是否順利。這就要求我們在進行設計時，應該以玩家的感官需求為基礎，結合玩家的交互行為與行為目的，構建多元的游戲場景。

1.優化場景轉換流暢性：場景內部信息被玩家的交互行為所連接，而場景間信息交換的流暢性問題一直存在。場景間的轉換應盡量避免黑屏加載的處理方式，可以參考《I Expect You To Die》中通過等待電影放映的方式來設計，盡量讓等待畫面與交互行為結合，優化場景轉換的流暢性，減少流暢度對游戲體驗的影響。

2.滿足游戲玩家好奇心：喬治·洛文斯坦曾提到，人們變得好奇時是因為我們感到了知識的空缺。人類對于未知事物永遠保持著好奇心。在虛擬現實游戲中，玩家對整個虛擬環境更是充滿好奇心，并且會產生想與眼前事物交互的沖動。因此，應該盡可能賦予場景中物體可交互的屬性，這樣可以滿足玩家的交互探索的好奇心，增加游戲體驗的樂趣。

總結

將具身認知理論應用于虛擬現實游戲的交互設計中，理論方面而言打破了傳統認知心理學“認知是可計算的”基本信條，對于探索基于行為的虛擬現實游戲交互設計具有積極意義；實踐層面上，虛擬現實游戲交互設計圍繞“人-行為-環境”的交互關系，立足于交互行為這一媒介對象，結合交互設計行為五要素進行具身設計，更加符合玩家進行虛擬現實游戲時體知的認知特點，為玩家提供自然且流暢的交互體驗。本文所提出的虛擬現實游戲交互設計的行為五要素與設計方法都是基于具身認知的背景，對于具身交互設計的研究尚有不足之處，未來會進一步探索與研究。

參考文獻

[1]辛向陽.交互設計：從物理邏輯到行為邏輯[J].裝飾，2015（1）：58-62.

[2]葉浩生.具身認知：認知心理學的新取向[J].心理科學進展，2010，18（5）：705-710.

[3]DOURISH P. Where the Action Is：The Foundations of Embodied Interaction[M]. Cambridge：MIT Press，2001.

[4]王辭曉.具身設計：在感知運動循環動態平衡中發展思維*——訪美國具身認知領域著名專家多爾？亞伯拉罕森教授[J].現代遠程教育研究，2019（2）：3-10.

[5]（美）杰倫·拉尼爾.賽迪研究院專家組譯.虛擬現實——萬象的新開端[M].北京：中信出版社，2018：217.

[6]Jerald J. The VR Book：Human-Centered Design for Virtual Reality[M]. ACM BOOKS，2016.

[7]JAMES G. The Senses Considered as Perceptual Systems[M]. Boston：Houghton MifflinCompany，1966.

[8]何靜.身體意象與身體圖式——具身認知研究[D].浙江：浙江大學，2009：26.

[9]LEE J，DIAZ-KOMMONEN L，XIAO Y. Applying Embodied Design Improvisation for Physical Interaction in Augmented and Virtual Reality[J]. Archives of Design Research，2019，32（2）：5-17.

[10]蘇昕.虛擬現實中的身體與技術[D].合肥：中國科學技術大學，2021：62.

[11]李世國，顧振宇.交互設計[M].北京：中國水利水電出版社，2012：60-62.

[12]陳奇佳，鐘金鳴. VR技術與中國游戲產業的發展問題[J].東岳論叢，2021，42（9）：93-103.

[13]BOLETSIS C，CEDERGREN J E. VR Locomotion in the New Era of Virtual Reality：An Empirical Comparison of Prevalent Techniques[J]. Advances in Human-Computer Interaction，2019，7（2）：1-15.

[14]Wilson M. Six Views of Embodied Cognition[J]. Psychonomic Bulletin & Review，2002，9（4）：625-636.