基于虛擬學習環境的人機交互及用戶體驗探討

摘 要：隨著網絡技術的發展以及計算機普及，使得網絡寬帶與計算機空間三維運算能力得到大幅度提升，并在一定程度上促進虛擬現實技術的進一步發展，這就為智能應用以及人機交互界面發展應用提供了條件，也為大規模工程數據可視化開創了新領域。計算機虛擬技術的運用以及虛擬學習環境的創建，全面推動了用戶體驗以及人機交互模式的發展。

關鍵詞：人機交互；用戶體驗；虛擬學習環境

虛擬環境的產生依賴于計算機科學技術的發展，通過計算機強大功能實現環境編制或三度空間，進一步生成真實感強烈的虛擬環境，用戶在進行人機交互以及用戶體驗時，會有一種身臨其境的感覺，在視覺上沉浸到計算機構成的虛擬環境中去。虛擬環境技術的運用，徹底改變了人們數據綜合處理的方式。通過學習理論與虛擬技術的結合，為人們創造出自我構建、自我學習的有效工具。

1 簡要論述虛擬學習環境

虛擬學習環境的建立是基于一定的虛擬現實，虛擬現實則是一項集成性的、綜合性技術，涉及到人工智能、傳感技術、人機交互等多方面的內容，通過計算機進而生成惟妙惟肖的虛擬視覺系統、聽覺系統與嗅覺系統，參與人員更能夠有效融入虛擬世界中來，有效進行人機交互與用戶體驗，是一種計算機高技術輔助模擬系統。比如說，用戶在移動位置時，計算機系統就會立即進行復雜、綜合運算，把非常精準的三維影像顯示出來。虛擬現實有三層含義：第一，這種虛擬環境的實現，必須借助與計算機系統，這種環境實體是一個相對概念，是相對于人們視覺、感覺、嗅覺等來說的。第二，用戶可以憑借手勢、眼部動作、頭部轉動等人體動作，與虛擬環境產生交互。第三，虛擬現實還需要一部分輔助工具，比如，傳感設備、三維設備等進行交互。

虛擬學習環境是一種支持學習、教學管理、后勤等各方面的虛擬網絡環境，是基于構建主義、認知理論、擴大理論等理論，通過計算機以及網絡技術綜合形成的一種學習方式。隨著高等學校教育的發展以及科學技術的提高，虛擬學習環境這項技術逐漸在高校中廣泛應用，并取得了良好的教學效果，給教師教學與學生學習帶來了深刻變革，并已經成為高校教學中的重要組成部分。這種學習環境非常重視“人”的情感體驗，強調為“人”提供符合其特點與需求的實時、互動課程，并重視學習效果以及學習建議的反饋。在虛擬學習環境這項技術應用中，用戶體驗是最為關鍵的重要組成部分，用戶是否能獲得良好的學習體驗，是對虛擬學習環境評價的關鍵。

2 人機交互設計

相比于普通動畫三維技術設計出來的三維環境，利用虛擬技術創造出來的虛擬學習環境，更加注重與人的交流、互動，學習者可以根據自己喜好自動控制觀看的進展以及角度等，而前者是更加注重環境的觀賞性。所以說，交互設計時虛擬學習環境設計的核心。部分計算機軟件就可以實現簡單的交互式操作，但是，較為復雜的交互則需要編程人員完成。簡單交互：knot傳感器節點，通過感知學習者的輸入裝置進而發生的反應，鼠標則是最為簡單、常用的輸入裝置。學習者可以將實驗對象通過傳感器節點進行簡單的交互，并通過路由與事件實現。當學習者鼠標移動到實驗對象（裝有傳感器）時，傳感器就能夠感應輸入指令、感應鼠標動作，同時，產生事件的輸出。這些事件的輸出能夠被路由到任意一個節點，從而有效改變場景的實驗對象，進而有效實現人機交互。復雜交互：在虛擬建模語言97標準中，就已經明確提出了script節點，以供外部程序員有效實現連接以及虛擬現實語言的擴展。script節點能夠自由描述用戶自定義的插補器與傳感器，能夠對場景中的對象進行定義并改變，從而實現人機交互。另外，script節點包括一個用java語言編寫的程序腳本，在script節點被初始化時，這一腳本就自動調用。通過這樣的設計，script節點可以將事件有效傳遞到程序中去，反過來，程序又能把程序命令傳到虛擬建模語言中去。Java語言是非常普通的一種程序設計語言，能夠循環、分支、轉折，能夠有效實現人機復雜交互。

3 基于虛擬學習環境的用戶體驗

在設計交互問題研究中，設計交互不僅僅是為了提高生產力與工作效率，系統品質也是人們關注的重點之一。用戶體驗，指的是學習者在進行系統交互式會產生什么樣的感覺、什么樣的情感，既包括情感又包括可用性。在沉浸感與真實感的虛擬學習環境中，用戶體驗是進行虛擬交互的重要特征。

（1）基于虛擬學習環境的人機交互可用性研究。人機交互可用性包括幾下幾個方面的內容：易學性、滿意度、出錯率、記憶性以及學習效率。在虛擬學習環境中，過分依賴隱喻會帶給學習者不同程度的視覺附加。比如說，部分設計師力求展現更強烈的視覺震撼，過分依賴隱喻功能，添加了多種附加任務。視覺隱喻的使用，會更容易讓人們理解行為與程序元素之間的關系，可是，在掌握這些情況之后，產生了部分附加任務，即隱喻的管理。

（2）基于虛擬學習環境的用戶情感體驗研究。情感體驗指的是人們在一定的環境、提點、時間中的情感或情緒感受。人機交互質量的評價并不能通過簡單的可用性與易用性來衡量。在實際體驗過程中會出現這樣一種現象，這個系統容易學習且好用，但是，用戶卻不喜歡使用。之所以會出現這種情況，是因為該系統不能更好的滿足用戶需求。因此，系統設計師與可用性專家應該從系統的可用性關注，轉向用戶的愿意使用性關注。如何更好的讓用戶愿意、喜歡使用，成為了人機交互設計成功的關鍵。越來越多的人們認可情感因素在其中的作用，并且，已經將其作為評價系統有效性的標準之一。通過情感模型，真實反映人們對系統使用的情感狀態與體驗感受，并且相比于設計前的期望值，從而得出準確的滿意度評價，進一步反映出用戶對系統的使用意愿與好感度。計算機游戲可以說是最成功、最典型的應用領域，其以用戶體驗、用戶情感作為首要目標，抓住用戶心理，從如何滿足用戶心理開始出發，注重操作的直覺性。通過游戲界面的設計，讓玩家能夠全身心進入游戲中，身臨其境，而不是簡單的對界面進行操控。情感的形成，通過評估過程與應對過程形成。評估指的是評價個人與環境之間的狀態以及關系，通過計劃、感知、探索、語言等方式進行操作與認知。應對指的是人們的問題與情感聚焦，進而改變對環境與個人關系的解釋，進而引發新評估。認知與評估兩者是相互作用、緊密聯系的，是一種評估——應對——再評估的循環往復。在進行計算機模型建設時，必須善于捕捉其中的動態過程。

4 結語

綜上所述，隨著虛擬學習技術的廣泛應用，用戶體驗在計算機交互設計中非常重要，如何更好的理解、把握、滿足用戶的體驗，更好的實現用戶與環境的交互、用戶與用戶的交互，主動可用性因素與情感因素在用戶體驗中的作用，使得軟件產品能夠更好的滿足人們的學習、生活需求，成為我們不斷探究的方向。

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