为了让新的计算技术发挥其全部潜力，需要新的用户界面。虚拟空间中最基本的交互行为基于直接的物理操作，比如捏取和抓取，因为这些操作是普遍可行的。然而，Leap Motion的团队还研究了更奇特和令人兴奋的接口范例，包括手臂HUD和数字可穿戴设备，以及包含按钮、滑块、甚至3D跟踪球和色彩选择器的可部署小部件。

嘉宾文章：Barrett Fox和Martin Schubert
Barrett是Leap Motion的VR交互工程师负责人。通过原型制作、工具和工作流程的混合应用并结合用户反馈，Barrett一直在推动和探索计算机交互的边界。

Martin是Leap Motion的VR设计师和传道人。他创建了多个体验，如《Weightless》、《Geometric》和《Mirrors》，目前正在探索如何使虚拟感觉更具体。

Barrett和Martin是杰出的Leap Motion团队成员，以创新而引人入胜的方式展示了VR/AR UX（用户体验）的实质性工作。

随着我们从休闲的VR应用过渡到更深入、更持久的使用，设计重点自然会转向生产力和人机工程。交互设计中最关键的领域之一是模式切换和快捷方式。

如今，我们经常使用键盘快捷键，以至于很难想象在没有它们的情况下使用计算机。Ctrl+Z，Ctrl+C和Ctrl+V对于键鼠输入的效率至关重要。阅读此文的大多数人已经将这些记在了肌肉记忆中。

在VR中，我们看到控制器输入相对容易地采用了这种快捷方式的范例，通过将命令重新映射到按钮、扳机、触控板和模拟摇杆上。在Tilt Brush中，你可以在画笔手的触控板上向左或向右划动来增加或减小画笔大小。

但是，当我们考虑到赤手输入的单手快速选择时会发生什么？这就需要一种不同的思考方式，因为我们没有按钮或其他机械输入设备可依赖。在我们以前的工作中，我们将这类命令映射到世界空间的用户界面（例如控制面板），或者使用调色板范式的可穿戴接口，其中一只手充当选项的集合，另一只手充当选择器。

但如果我们能够只用一只手切换模式或修改当前的活动工具，而不是用两只手，那么我们将获得随时间积累的速度、专注和舒适度的提升。我们甚至可以设计一个具有具身感和空间快捷方式系统，而无需盯着我们的手，从而使我们的注视自由，并进一步提高生产力的能力。

直接操纵与抽象手势
用单手触发快捷方式的一种方法是定义一个抽象手势作为触发器。实质上，这将是一种手势姿势或随时间变化的手势。这是Leap Motion一个例外的一般规则，我们通常更偏向于使用直接物理操纵虚拟对象作为交互范式，而不是使用抽象手势。这其中有几个原因：

抽象手势往往是模糊不清的。我们如何在三维空间中定义一个抽象手势，比如“向上划动”？划动何时开始或结束？必须以多快的速度完成？必须涉及多少个手指？

更少抽象化的交互降低了用户的学习曲线。大家都能借助对现实世界中物体直接操纵的一生经验来理解。试图教给用户特定的手势动作以使其能够可靠地执行命令是一个重大的挑战。

快捷方式需要快速轻松地访问，但很难意外触发。这些设计目标似乎相互矛盾！易于访问意味着扩大有效姿势/动作的范围，但这会增加无意中触发快捷方式的可能性。

为了解决这个问题，我们决定不再使用单一手势来触发快捷方式，而是将动作分为两个顺序阶段。

第一个关卡：手心向上交互设计理念始终试图建立在现有的惯例和隐喻基础上。在我们的数字穿戴探索中，我们设定的一个重要先例是通过将手掌旋转面向用户来触发手腕安装式菜单。

这种方式在基于双手的交互中很有效地分割了互动方式。将手掌朝向自己以及朝向场景其他对象的表明与外部世界的交互；而将手掌朝向自己则意味着与用户界面的近场交互。手掌的方向似乎是一个合适的第一个条件，作为普通手部运动和用户激活快捷方式意图之间的一个门槛。
第二个门槛：捏取
既然你的手掌朝向自己，我们寻找了一个容易触发、定义明确且有意识的第二个动作。捏取满足了这些要求：

它需要较低的努力。只需移动食指和拇指！
它定义明确。当你的手指接触到一起时，你会得到手部触觉反馈；该动作可以由跟踪系统定义并表示为跟踪的食指和拇指尖之间的最小距离。
它有意识。你不太可能在手掌朝上时不经意地捏合你的手指。

连续完成这两个动作，既快速又容易，但不太可能无意间完成。这个顺序似乎是我们单手快捷方式探索的坚实基础。下一个挑战是我们如何提供这个动作，换句话说，如何让某人知道他们需要做什么。
回顾直接操作与抽象手势的好处，我们想知道是否可以融合这两种范式。通过使用虚拟对象来引导用户进行交互，我们是否能让他们感觉自己在直接操作某物，而实际上进行了更接近抽象手势的动作？
Powerball
我们的解决方案是创建一个连接到手背的对象，作为你在交互中的进度的视觉指示器，也作为捏合的目标。如果你的手掌面向外，那么对象将锁定在手背上。当你的手掌旋转朝向自己时，该对象将动画效果地从手背上方移动到一个偏移位置，仍然相对于你的手。

一旦你的手掌完全面向自己，并且该对象动画效果地到达其最终位置，捏合对象 – 一种直接操作 – 将触发快捷方式。我们称这个对象为Powerball。经过一些实验，我们将其动画效果到达捏合点（一个不断更新的位置，定义为食指和拇指尖之间的中点）。

这种图形感应、类直接操作、手势移动和具身化行为的结合证明易于学习，并充满了扩展的潜力。现在是时候考虑从手掌朝上到捏合手指的位置可操作的快捷方式接口系统是什么样的，以及如何能够从人体追踪角度进行可靠跟踪。
续第2页：空间接口选择»

空间接口选择
我们很快意识到，最简单的系统是捏合然后释放Powerball。这将让您执行单个快捷命令，在两种模式之间切换，甚至可以通过连续捏合在多个模式之间循环切换。然而，快捷方式系统的真正便利之处在于能够快速直接地访问一系列选项。因此，我们探索了显示多个快捷方式并涉及将捏合手指移动到预设位置来选择快捷方式的系统。

我们的第一步是调查舒适的运动范围。我们发现了一些运动模式，感觉容易重复而没有过多的压力。第一种是通过旋转手腕和前臂将捏合的手指向下和向内旋转。

另一种是通过在手腕处旋转将捏合的手指向前或向后倾斜。

第三种是通过将捏合的手指在肘关节和肩关节处进行任意方向的平移。

通过这些运动模式，我们勾勒出几种快捷方式界面系统的符合人体工程学需求且可靠跟踪的选择。空间选择系统可以让用户移动捏点以选择快捷选项，然后释放捏点以确认选择。一个基于触发体积的系统，Powerball会与用户的捏合手指一一移动。当在一个体积区域内释放时，会确认选择。

弧体积和平移体积的概念。

另一个基于导轨系统的系统，则是当Powerball尝试与用户的捏合手指一起移动，但保持在导轨上限制移动，并在导轨上的点之间捕捉。

弧导轨和平移导轨的概念。

然后，我们制作了这些草图的三个原型：弧体积、弧导轨和平移导轨。在测试中，我们再次发现了每个系统的优点和问题，这些问题在仅从草图上是看不出来的。

变体#1：弧体积
在弧体积系统中，我们的第一个原型，如何锚定体积是一个困难的问题。将Powerball捏合以打开快捷系统时，我们首先尝试在世界空间生成体积，并锁定在我们最初捏合的位置上。然后，我们将捏合手指通过体积旋转到我们想要选择的体积中，然后释放捏合。

这种方法的一个缺点是需要避免太多平移手部。为了确保用户可以舒适地移动，我们将体积锚定在您的手上，使其随之移动。现在，当它们生成时，体积就会沿着三个轴定位——一个指向手前方，一个指向内部，第三个指向相机。

这个系统现在相对快速和舒适地使用。但是，体积本身相当繁忙，很难辨认Powerball的位置，以及它是否从一个体积进入另一个体积。通过为当前选定的体积分配颜色和将其作为挤出动画来展示，可以有所帮助，但仍然感觉有很多重叠的信息。

变体#2：弧导轨
接下来，我们制作了弧导轨系统的原型。它解决了先前系统的一些问题。通过将Powerball限制在导轨上的点上，用户可以自由选择旋转其捏合手指，沿着他们感觉舒适的任何曲线向内部和向下移动。Powerball保持在导轨上并且捕捉的过程比自由移动体积更清晰地显示出来。

导轨系统还消除了大量体积的视觉杂乱。但我们仍然需要一种明确传达当前选择的快捷选项的方法，特别是当系统在用户的外围视野中时。我们决定通过捏合力量驱动的挤出混合形状动画将这些信息融入Powerball本身。

我们还开始尝试将Powerball放在用户手背的不同位置以及其形状，以更清楚地支持捏合。这导致了Poweregg的设计。

效果好多了！现在，您可以以最舒适的方式捏合，向内部和向下旋转。您还可以清楚地看到正在选择的快捷选项，并释放捏合以确认选择。

这个系统仅剩下的一个功能问题是，为了可靠地选择中间的快捷选项，您需要有意识地移动，以免超过最后一个选项。您还需要看着捏合的手指这样做。选择第一个选项或导轨末端的第三个选项不需要这样，因此更快速和可靠。考虑到这一点，我们开始制作我们的第三个系统原型——平移导轨。

变体#3：平移导轨
在这个系统中，由于我们在平移捏合的手指，而不是旋转捏合手指，因此我们决定在最初的捏合时将平移导轨锁定在世界空间中。与弧导轨系统不同的是，这个系统为每个快捷选项指定了不同的方向。

通过这样做，我们确保用户可以选择一个方向和相应的快捷选项，而无需+额外地注意手部平移。关于他们将捏合动作翻译多远的讨论，这种选择动作快速、可靠，不需要精确的移动，甚至用户也不必盯着自己的捏合的手指。我们还对Powercube进行了建模和动画化——这是一个能变形的柔软立方体，可以变成一个微小的可捏合的手风琴，然后再变回原样，以在每个阶段提供更多的视觉反馈。

这个系统在虚拟现实中以我们设想的基于手的快捷方式系统所应有的方式感觉到了身体化和空间化。多次使用该系统会建立起对选项组织方式的肌肉记忆，这是一个成功的快捷方式系统的重要组成部分。它可以轻松处理四个选项，或者可以通过上下移动的轨道扩展到达六个选项。理论上，您初始捏合位置周围的球形区域可以被切割成更多的部分，以容纳所需的任意选项数。

这就是我们单手快捷方式迅猛发展过程的第一部分，但我们的工作还没有结束。为了正确验证我们的翻译轨道快捷方式系统，我们还需要在其他几个领域进行测试。我们需要了解新用户学习该系统的能力如何。他们是否会在Powerball在他们手背上的时候尝试按下它，如果是的话，我们应该如何避免这种行为或者如何接受并利用它？我们需要哪些能够引导用户通过系统的每个阶段的功能？我们如何将信息加载到他们的视觉和听觉通道中，以创造更大的触觉体验并引起他们注意力？

最后，在实际使用双手进行其他操作时，这个系统的表现如何？是否可以在实际任务过程中轻松切换模式？系统是否会意外触发，并在我们不打算使用它时妨碍我们？请关注我们的下一篇博客文章，我们将试图回答这些问题，以及我们甚至不知道需要提出的其他问题。