基于多通道模式的可穿戴產品信息顯示設計研究

張艷河　徐環環

關鍵詞：可穿戴產品;多通道;信息顯示設計

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2022）02-0106-03

為了實現高效人機交互，越來越多的可穿戴產品使用了多通道交互方式。多通道能夠利用各感官的信息輸送優勢，平衡用戶處理信息時的認知資源，緩解用戶的認知負荷，并降低傳統交互中繁重的信息交互負擔，保證順暢、有效的人機交互。可穿戴產品由于外形、體積等方面的限制，迫切需要更高效的多通道信息顯示方法。

1可穿戴產品概述

可穿戴產品能長時間佩戴于身體上，且基于計算機、微傳感等前沿技術的便攜智能設備，具有無異物感、便攜、易用、智能和能力拓展等特性。該產品配合特定功能及應用程序，能夠持續運行或長時間待機，并可主動或協助用戶完成目標任務。在此過程中，用戶通過多種交互方式靈活地控制產品，增強、拓展了個人能力，并提高了人們生活的便利性。依據產品穿戴部位，可以將可穿戴產品劃分為頭戴式、頸腕式和身穿式。其中，頭戴式主要包括眼鏡類、耳戴類、頭盔類等類型;頸腕式主要包括手表類、手環類、腕帶類等類型;身穿式主要包括衣著類、附著類、攜帶類等類型。

可穿戴產品萌芽自20世紀60年代的穿戴式計算機，經由“可穿戴計算機之父”史蒂夫·曼恩等研究者不斷深入研究、發展相關產品與技術，從而加速了可穿戴產品的發展。這些前期研究為后續可穿戴產品的研發夯實了基礎，并且由于谷歌眼鏡、運動手環等產品的進入，使可穿戴產品逐步受到了大眾和市場的關注。21世紀開始，伴隨著互聯網、傳感器等技術的進一步研發，可穿戴產品正式步入了蓬勃發展階段。迄今為止，可穿戴產品已應用于運動、娛樂、健康、安全和醫療檢測等多個領域，產品便攜、易用等特性已得到大眾認可，并被蘋果、微軟、耐克、阿迪達斯、索尼等著名跨國企業爭相開發，其市場規模呈逐步擴大的趨勢，具有極強的發展潛力。目前，國內外對可穿戴產品的研究正在逐漸深入，并主要集中于材料、技術、交互方式等方面。如陳莉、張艷琳等研究了可穿戴產品的柔性傳感器;孫效華、馮澤西結合不同類別的可穿戴設備及其交互方式，提出了可穿戴設備的界面設計原則。

2可穿戴產品的多通道模式

目前，大多可穿戴產品的信息顯示方式移植自手機等智能設備，并不能與產品及其功能完美匹配。同時，可穿戴產品的造型、體積以及便攜特性等也限制了自身顯示方式與顯示程度。此次研究依據市場銷量、大眾認可度、企業知名度等因素，對頭戴式、頸腕式、身穿式三類典型可穿戴產品進行了調研與分析。可穿戴產品的信息顯示形式主要包括視覺、聽覺和觸覺三種，其中視覺囊括了圖像、文字、色彩等要素，聽覺主要包括聲音等要素，觸覺主要涉及震動、溫度、壓力等要素。這些信息顯示形式經過不斷地完善和發展，形成了視聽、視觸、視聽觸和聽觸4種典型多通道模式。

2.1視聽多通道模式

由于視聽多通道模式貼近已有信息接收經驗，用戶對此模式的信息顯示較為熟悉，無需過多學習就能直接、快速地據此獲取、理解信息。根據通道適宜性理論，信息傳遞需要選擇合適的通道，如視覺通道傳遞空間維度信息、聽覺通道顯示時間維度信息等。其中，視覺和聽覺是人體獲取信息的最主要通道，而視覺通道傳輸的信息量占總量的80%，也是產品最主要、最直接的信息顯示形式。當信息經由視覺通道顯示時，需考慮視野、視距、明暗、色彩等因素。同時可穿戴產品存在顯示屏狹小的問題（部分產品無屏幕），視覺信息的承載能力較弱。利用聽覺通道轉述信息可突破視覺通道的顯示限制，并豐富、優化穿戴者獲取信息時的感受及體驗。反之，聽覺內容的顯示限制也需要視覺進行補充。除此之外，由于人的注意具有選擇性，視聽通道結合可利用視線焦點及聽覺的選擇能力，加大了可穿戴產品的信息顯示強度。在現有產品中，不少頭戴式產品，如愛普森AR眼鏡、Jabra Pulse運動耳機、LIVALL智能閃盔、立擎安全帽和Muse腦電波智能頭帶等均采用了此模式。以專為技術人員設計的Vuzix M4000智能AR眼鏡為例，該產品的共享視覺功能支持遠程端人員與用戶視頻通話，并在其AR視覺上進行實時涂寫（如圖1），幫助穿戴者在無數視覺信息中及時捕捉到關鍵內容。同時，其揚聲器搭載降噪功能，也能夠幫助技術人員更清楚地獲取聽覺信息。

2.2視觸多通道模式

視觸多通道模式主要依靠視覺通道顯示較復雜的圖像、文字等信息，并運用觸覺通道以壓力、振動等形式反饋提示性信息。由于用戶視線停留在可穿戴產品的時間較短或觀看產品不便，導致產品存在信息遺漏、強度平均等局限。針對這些問題，可穿戴產品利用振動、壓力等形式即時作用于人體皮膚，提醒用戶接收信息或向其傳達信息內容，并能增強整體信息的真實感。與視覺、聽覺通道相比較，盡管觸覺信息的傳達強度最高，但存在信息量少且需要學習、識別等問題。例如，盡管高頻率振動兩次與產品低頻長時間振動之間存在較大差異，但用戶仍然需要學習、理解其含義。由此可見，視覺和觸覺兩種通道相結合有助于彌補二者的缺陷，及時、完整且高效地傳達訊息。在現有視觸多通道產品中，Lumo Lift坐姿矯正器、Fineck智能頸環、小米手環和Soundbrenner Core節拍器手表等產品屬于典型。以后者為例，用戶可以將其穿戴于手腕、手臂和大腿等位置，方便觀察表盤的時間、節拍、分貝與節奏光線等視覺內容，并感受不同頻率振動所傳達的節拍信息。該產品可以幫助用戶避開環境音等干擾，提高用戶接收信息的強度。

2.3視聽觸多通道模式

視聽觸三通道能夠集成各通道優勢，交叉使用通道獨立、疊加、互補的信息顯示方式，滿足不同情景下不同信息的傳遞需要，是更符合多通道交互的模式。在現有產品中，HTC VIVE Pro VR眼鏡、韶音AS800骨傳導耳機、華為兒童手表4X、SKG按摩儀等多種不同類型的可穿戴產品已采用了視聽觸三通道模式，并且能夠針對不同情景和信息使用相應的顯示方式。以HTC VIVE VR眼鏡為例（如圖2），用戶不僅能在菜單界面中查看選項等信息，在游戲情景中獲取畫面、音效、語音等信息，還能在游戲關鍵時刻感受到手柄傳遞的關聯性振動。三通道疊加顯示時，可穿戴產品的信息顯示強度和效率很高，常被用于傳達簡單涵義或耗時短的產品信息，如軟件下載、鬧鐘設置和短信息接收等任務。然而，視聽觸多通道模式可能會導致信息過于詳細、冗長，增加了用戶的認知負荷并使其無法長時發揮效用。例如，當用戶使用智能手表的語音功能詢問天氣時，其屏幕能顯示詳細的天氣信息，產品會在兩次振動后播報語音信息。盡管詳盡的信息顯示方式提高了用戶信息獲取的準確性，但其多次重復提示也可能令人感覺厭煩。

2.4聽觸多通道模式

聽觸多通道模式既囊括了聽覺信息的明確性與凝練性，又融合了觸覺信息的直接性與及時性。在聽覺方面，由于辨識聲音的能力強，用戶無需過多學習就能夠輕松地理解聽覺信息的涵義。在觸覺方面，此類產品可傳達感知類、提示類和引導類等簡單、直接的信息。由于人體無法對觸覺感知進行選擇性屏蔽，因而當聽覺信息被噪音干擾時，觸覺通道可以輔助用戶獲取信息。不僅如此，聽覺與觸覺信息還能有效避開光線、視野、視力等視覺因素的干擾。此外，該模式中的用戶注意力集中度需求相對降低，因而適用于視覺受限的人群。目前，其典型產品有OrCamMyEye視障可穿戴AI設備、豐田BLAID可穿戴設備等。其中，后者能通過不同方位的震動感應器，直接明了地為視障人士指明正確路線。該產品還可利用語音播報將識別到的外界環境信息傳達給用戶。此外，與音樂和節拍相關的可穿戴產品，如Woojer Strap Edge音樂振動設備（圖3a）、Drumpants可穿戴打鼓設備（圖3b）也采用了此模式，增強了用戶的沉浸感及對信息的感知強度。

3基于多通道模式的可穿戴產品信息顯示設計方法

結合多通道模式研究可穿戴產品的信息顯示設計，能夠為可穿戴產品的信息顯示和交互設計提供理論依據，并幫助改良現有可穿戴產品的信息顯示缺陷，以此適應多元使用情景及不同信息的顯示需要。依據不同通道在信息融合中的影響，已有研究將多通道信息顯示劃分為信息獨立、信息冗余和信息互補三種方式。根據該理論，可穿戴產品的多通道信息顯示可以劃分為通道獨立、通道疊加和通道互補三種基礎方式。其中，通道獨立是指信息以適宜的單個通道直接、有效地傳達給用戶;通道疊加是指運用兩種或以上通道顯示相同內容信息，以此增加顯示強度，并保證信息傳遞的完整程度;通道互補是指多個通道顯示同一信息的不同部分，利用不同通道優勢顯示適宜的產品信息，減少單通道信息傳遞過程中的損耗、忽視信息歧義、信息丟失等問題。這些基礎信息顯示方式能交叉地應用于可穿戴產品設計，并進一步地表現為通道選擇、通道轉化和信息轉移三種顯示方法（如圖4）。

3.1通道選擇

在不同使用情景中，可穿戴產品支持用戶選擇合適的通道顯示信息，以滿足用戶的多樣化顯示需求。其中，顯示需求包括單通道獨立顯示，或多通道疊加、互補顯示。例如，當處于安靜的會議、辦公情景時，用戶可以讓產品以視覺或觸覺通道顯示信息，避免聲音影響他人;當用戶在嘈雜的地鐵內，可以選擇信息以視覺、聽覺和觸覺等通道疊加、互補的方式反饋信息，防止錯過重要消息;當用戶難以看到產品屏幕時，可以選擇產品以聽覺、觸覺等方式呈現信息，增強用戶的信息獲取能力。當前，部分可穿戴產品已為用戶開放了一定的信息選擇權，但還存在著屏幕窄小、穿戴部位受限等問題。隨著技術的進步，用戶需求將被進一步挖掘，可穿戴產品的通道選擇也將被進一步地開發，從而使用戶獲得更個性化、舒適化的信息體驗。例如，愛牽掛專為老年人設計的智能手表（如圖5），可幫助老人通過屏幕直接查看時間、天氣等信息。對于視力不佳的老人而言，他們能夠通過短按語音播報按鈕獲取聲音信息。

3.2通道轉化

在部分可穿戴產品中，設計師為了快速、直觀地傳達信息，往往會長時間占用單個通道獨立顯示內容。這種長期由單通道接收信息的顯示方式容易讓用戶產生疲倦等不良反應，同時引起錯失、錯看消息等問題。通道轉化方法有助于解決單一通道顯示信息出現的多種問題。該方法將一定信息轉化成其他使用率較低的通道信息，以平衡用戶的“生理資源”和“認知資源”，或讓部分信息轉化后與其他通道疊加、互補，增加信息的表達強度。例如，智能眼鏡可針對常規產品長期依賴視覺形式傳達信息的問題，將部分信息轉化為聽覺信息并利用語音播報內容，在一定程度上解放了視覺通道，緩解了用戶的視覺疲勞。通道轉化方法還能將障礙通道的信息內容轉移至其他正常通道，使通道障礙者獲取正確、完整的信息。以Dot智能手表為例，該產品以布萊葉點字法為基礎，將視覺信息轉化為觸覺信息。并利用手表與手機進行對接，為視障用戶顯示時間、天氣、新聞、導航、社交等多種訊息內容（如圖6），消除了用戶原有的通道信息接收阻礙。

3.3信息轉移

可穿戴產品為了便于長時間佩戴會盡量縮小體積，部分產品被設計成小屏幕或無屏幕，并且消減了揚聲器等外置設備，從而弱化了產品的部分信息表達能力。信息轉移方法適用于此類產品，以及適用于穿戴在用戶視覺限制外的產品，如智能頸環、背心等。為了完整地傳達產品信息，該方法應用了藍牙、網絡等無線通訊技術，使可穿戴產品與手機等電子設備連接，將無法反饋的可穿戴產品信息轉移至其他設備。此方法能夠突破現有可穿戴產品的顯示桎梏，又能利用其他設備的多通道模式，合理采取基礎顯示方式完整而有效地顯示信息。目前，不少可穿戴產品采用了信息轉移方法。如大眾所熟知的小米等品牌的運動手環，產品體量小巧輕便，同時也存在顯示屏幕狹小的問題，他們均采用了產品鏈接手機應用軟件傳遞數據的方式，從而向用戶呈現詳細信息。而LUMOback姿勢監控腰不僅能以振動形式提醒用戶，還能通過藍牙使用戶姿勢數據同步于手機、平板電腦（如圖7）。將用戶難以在腰帶上查看的信息，如站立、行走、跑步、久坐等姿勢時長和狀況進行對比，健康評價、卡路里消耗數值等信息可以轉移至手機等大屏產品上呈現，方便使用者對個人相關信息的查詢和了解。

4結語

可穿戴產品的多通道模式主要包括視聽、視觸、視聽觸和聽觸4種，而多通道模式下的產品信息顯示基礎方式為通道獨立、疊加、互補。利用通道選擇、通道轉化和信息轉移的多通道信息顯示設計方法，能改善現有可穿戴產品的信息顯示問題，靈活顯示多元情景下的不同信息，其完整性、高效性也提高了可穿戴產品的可用性。

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