具身视角下基于行为的虚拟现实游戏交互设计要素及方法探析

张云鹏 盛歆漪

摘要：探索具身视角下基于行为的虚拟现实游戏交互设计要素与方法。通过分析具身交互和虚拟现实游戏交互中的具身性，探索具身认知理论应用于虚拟现实游戏交互设计的意义；通过分析虚拟现实游戏具体案例并结合前期具身设计与交互要素研究，提出基于行为的虚拟现实游戏具身交互设计要素与方法。总结归纳出具身视角下基于行为的虚拟现实游戏交互设计五要素及其关系，并且提出强化玩家主体意义、深入探寻玩家意图、增强具身交互体验、构建多元交互环境4种交互设计方法。具身视角下基于行为的交互设计要素与方法为虚拟现实游戏的交互设计提供参考。

关键词：具身认知 具身交互 虚拟现实游戏 交互设计 交互设计要素 交互设计方法

中图分类号：TB47 文献标识码：A文章编号：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、具身交互与虚拟现实游戏交互

随着虚拟现实技术的飞速发展，虚拟现实游戏种类层出不穷，玩家的数量更是与日俱增。虚拟现实游戏交互过程中，身体成为了玩家与游戏之间的媒介。同时，身体也是人类认知活动的基础，玩家与虚拟现实游戏交互的过程离不开身体提供的多感官通道。虚拟现实技术的介入为玩家创造了前所未有的交互手段与游戏环境。随着交互设计的理念重心从物理逻辑逐渐转向行为逻辑[1]，虚拟现实游戏交互设计的趋势也从“以游戏内容为中心”逐渐转向了“以玩家体验为中心”，更加注重玩家的交互行为设计。玩家在体验虚拟现实游戏时，与游戏内容的交互是暂时的、偶然的，而对于初次接触虚拟现实游戏的玩家，适应虚拟现实游戏的环境与交互方式可能需要花费很多的时间与精力。如何让玩家在虚拟现实游戏环境中获得更好的交互體验呢？强调认知、身体和环境三者密不可分的具身认知理论为此提供了新的视角。

具身认知理论诞生于“后认知主义”革命，于20世纪70年代起源的第二次认知科学中首次被提出，其强调人类的身体在认知过程中起到的关键作用，身体的体验和活动影响着认知的形成[2]。具身认知的产生也有着深厚的哲学基础，最直接的哲学思想可以追溯到梅洛·庞蒂的知觉现象学。之后具身认知在心理学、医学等领域不断被研究与证实，并且被设计学领域所应用。加州大学尔湾分校信息与计算科学教授保罗·多罗希首次将具身认知理论应用于交互设计中，并且提出了具身交互的概念[3]。

聚焦于交互设计视角，具身认知侧重于对玩家感觉与知觉的分析，并且关注玩家身体与游戏环境进行交互反馈的过程，强调游戏交互系统的流畅性、直接性与完整性。因此，具身认知为虚拟现实游戏交互设计中的感官信息、交互行为等设计提供了理论根源与思想指导。

二、具身视角下基于行为的虚拟现实游戏交互设计

目前，具身认知领域的著名学者多尔·亚伯拉罕森系统地提出了具身设计的研究框架，并且设计了实验The Marbles Scooper与实验The Mathematical Imagery Trainer for Proportion，MIT-P，对实验结果进行归纳总结，最终得出了具身设计的两种类型，分别是基于感知的设计与基于行为的设计[4]。游戏中的交互行为是玩家形成认知的重要媒介，因此，基于行为的具身设计与虚拟现实游戏交互设计密切相关。

杰伦·拉尼尔在其著作中提及虚拟现实的核心是交互，并且传感器是虚拟现实技术的核心技术[5]。游戏玩家的交互行为就是通过物理设备与虚拟现实游戏场景中的对象进行互动的过程。而虚拟现实中的交互又因任务设定的不同被看作是从间接交互到直接交互的连续统一体[6]。因此，无论间接交互还是直接交互都离不开游戏玩家这一交互主体。由于玩家与虚拟现实游戏进行交互的过程又表现出自由性、互动性以及多样性等特征，所以游戏中的时间、空间、场景等物理条件及玩家身份认同等抽象概念因其特殊性而与现实中的交互活动产生了差别，这也揭示出了虚拟现实游戏交互中玩家身体具身性的本质。根据具身认知研究的理論模型，虚拟现实游戏的具身交互是“人-行为-环境”的关系。作为交互主体的玩家，其对于游戏的认知来源于自身行为与游戏环境交互产生的具身经验，如图1。人的行为具备一定的逻辑，基于行为的虚拟现实游戏交互设计直接把玩家的行为作为设计对象，通过观察与研究玩家的行为，探索玩家行为交互的潜在需求，从玩家的身体主体角度出发，规划并设计出该交互环节包含的一系列交互行为，为玩家提供更自然、更有利于玩家认知的交互体验。

辛向阳教授把人、动作、工具或媒介、目的、场景定义为交互设计的基本元素，又称行为五要素[1]。而虚拟现实游戏交互设计又属于交互设计，因而，交互设计的行为五要素同样是基于行为的虚拟现实游戏交互设计的核心要素。笔者基于交互设计的行为五要素进行分析，总结归纳出在具身视角下基于行为的虚拟现实游戏交互设计的五要素及其关系。

（一）游戏玩家——作为感知与认知主体：虚拟现实游戏交互体验中，游戏玩家既是感知主体又是认知主体。詹姆斯·吉布森于1966年提出了完整的五种知觉系统：触觉系统、视觉系统、听觉系统、方位系统与味觉-嗅觉系统[7]。知觉系统的建立，使得我们各项感官获取的信息和收到刺激时的反应更为清晰明了。在游戏中，身体的知觉系统持续收到来自虚拟现实游戏环境的刺激，并且玩家对于游戏中的重力、阻力等物理条件变化的感知也会产生相应的感受。与此同时，玩家的感知会继续延伸出对虚拟现实游戏交互体验的感觉，甚至产生相应的情绪变化。例如，在游戏《TO THE TOP》中，玩家穿梭于各种高空建筑间时，由于视错觉的原因，玩家的心跳加速，并产生失重感与紧张感，如图2。因此，当设计师想要在虚拟现实游戏的交互设计中表达某种情感和展现某种氛围时，玩家的身体就成为了恰当的表达途径。

玩家的身体作为虚拟现实游戏中的认知主体，是在其作为感知主体的基础上来进行讨论的。当玩家的知觉系统把获取的全部感知信息进行加工处理后，玩家会做出某种交互行为，此时玩家也就完成了对于游戏交互内容的认知。而这一认知过程形成的交互经验会被存储下来，当知觉系统再次收到刺激时，交互经验会被调用出来，玩家就会无意识地做出相应的交互行为。这其中的原因就是由于身体图式的存在。身体图式以运动神经活动、运动习惯或运动模式为特征，它们可以是天生的，也可以是后天习得的[8]。玩家在游戏中后天习得的交互经验以身体图式的方式保存，在身体图式的基础上形成具身隐喻，进而完成对游戏内容的相关认知。

玩家作为虚拟现实游戏交互设计五要素中的核心要素，其主体地位是至关重要的。在确定了参与游戏的玩家后，便要定位其行为目的，以确保之后设计的行为和动作达到自然流畅的效果。

（二）交互目的——交互主体的需求与意图：交互目的反映了交互主体的需求与意图。玩家作为虚拟现实游戏中的交互主体，只有其交互目的被实现，那么交互流程才彰显出意义。虚拟现实游戏中玩家的交互行为都是在目的的驱使下发生的，交互行为具备明确的指向性。因此，我们进行虚拟现实游戏的交互设计时，应该充分了解玩家的游戏目的，以玩家的需求与意图作为设计核心，考虑清楚任务的必要性与非必要性，把任务节点设计得简单明晰，从而使玩家的交互流程变得顺畅。以射击类游戏《SUPERHOT VR》为例，如图3。该游戏的交互目的十分明确，通过把时间系统与玩家的身体绑定，玩家通过自身动作移动的快慢来控制时间的暂停还是久留，以此来设法躲避敌人的攻击并完成击杀敌人的目的。游戏中没有任何多余的交互任务，让玩家沉浸于射击的快感之中。因此，虚拟现实游戏交互设计的目的一定要与用户的交互行为相匹配，能够让玩家顺利地进行交互操作。

（三）交互动作——符合自然性与逻辑性的交互行为：玩家与虚拟现实游戏的交互是信息输入与输出的过程，虚拟现实游戏环境中的信息被玩家的知觉系统接收，玩家根据接收到的信息来执行所需要的一系列交互行为。在交互目的的驱使下，交互行为成为玩家与游戏之间的纽带，使得虚拟现实游戏具有了一定意义。虚拟现实游戏环境为玩家提供了在模拟环境中移动、与交互式对象互动的能力，因此，以身体运动为前提的交互是至关重要的[9]。而根据具身认知理论可知，人的认知不是单纯的心智活动，而是根植于身体与环境的交互体验，交互行为对于最终达成体知世界的结果也显得格外重要。为了减少玩家在虚拟现实游戏世界的认知负担，这就要求设计师在进行交互行为的设计时尽可能保证交互行为的自然性、更加符合交互逻辑，贴近玩家在现实世界中的行为习惯。例如，游戏《Hot Dogs，Horseshoes & Hand Grenades》凭借真实的枪械交互系统广受好评，如图4。在游戏中，枪械里弹夹的弹出与填充等操作都与现实世界中枪械操作的交互逻辑基本一致，并且枪械进行射击时的音效也很真实且自然，一系列交互行为配合沉浸式的交互环境令玩家产生仿佛在操作着真实枪械的感觉。

通过上述讨论可以得知在具身视角下，进行基于行为的虚拟现实游戏交互设计时，动作要素的特征可以归结为自然性与逻辑性。因此，设计交互行为时应遵循玩家的交互思维与行为习惯。

（四）媒介或工具——承载交互行为的技术手段：媒介或工具的作用是为了实现交互行为，这一要素对应到虚拟现实游戏交互设计中就是指虚拟现实这一技术手段。玩家与虚拟现实游戏交互的过程就是身体与虚拟现实技术交互的过程，身体的知觉系统受到虚拟现实技术的影响，技术调节身体的知觉内容，技术参与构建身体的知觉结构，身体与虚拟现实技术的交互使身体获得知觉经验，在虚拟空间中技术身体逐渐形成，表现出具身身体的本质[10]。依据著名传播学大师麦克卢曾经提出“媒介即延伸”的观点，虚拟现实这一技术媒介就是玩家感官的延伸。作为承载玩家交互行为的技术手段，也体现了技术具身化的特点。

因此，媒介或工具作为交互行为的载體，在进行虚拟现实游戏的交互设计时要做到与玩家知觉系统的有效融合，进而优化玩家的交互行为作用于虚拟场景中的效果。

（五）交互场景——交互行为发生的补充条件：虚拟现实游戏之所以受到广大玩家的喜爱，原因之一就是其模拟现实或超现实的游戏环境令玩家在交互过程中产生高度的沉浸感。交互过程中交互行为的产生一定发生于场景中[11]。人们在虚拟现实游戏场景中的交互与在现实生活、增强现实场景中的交互并不相同。因为虚拟现实中的场景是完全虚拟的，而其他场景中或多或少有真实物体的参与，这也体现了虚拟现实游戏中场景变化的复杂性和多元性。虚拟现实游戏中场景包含动态场景与静态场景，而场景间的变化也对应着玩家交互行为的变化。

场景是交互行为触发的补充条件。场景中的信息碎片被玩家的交互行为所连接，完成场景内部的信息交互，使场景设定的价值得以体现，进而为玩家提供良好的交互反馈。例如，解谜类游戏《I Expect You To Die》将开始游戏操作设计为玩家需要手动将身旁盒子里的光碟取出并放入到眼前的放映机中，等待放映机播放后才会开始这一关卡的游戏。这一段交互行为的设定在游戏开始之初就强化了玩家的交互意图与游戏自身解谜的特征。同时，这一段交互行为也使得场景中的碎片化信息连接起来变得完整，使当前场景与下一场景随着放映机的播放连接起来，完成场景的转换，过渡到下一交互行为，如图5。

因此，虚拟现实游戏交互行为的设计需要我们首先确定好参与游戏的玩家，定位分析其交互目的，然后依据当前的虚拟现实技术水平来规划和设计交互行为与动作，最后构建与交互行为匹配的场景和环境，以此来提供完整流畅的交互体验，如图6。

三、具身视角下基于行为的虚拟现实游戏交互设计方法

笔者根据具身认知理论，围绕具身交互“人-行为-环境”的交互关系，从虚拟现实游戏玩家的交互行为出发，结合上述虚拟现实游戏交互设计的核心要素，提出虚拟现实游戏交互设计的方法。

（一）强化玩家主体意义：虚拟现实游戏的交互设计面向玩家的具身感知，在交互设计之初应充分考虑玩家的主体地位，交互行为的设计应契合玩家的感知与认知特点。

1.加强交互叙事设计：玩家在与虚拟现实游戏进行交互时，其行为动机主要来源于自身对于游戏内容的信息需求以及对于场景中物体的互动需求。因此，在进行场景体验型游戏的交互设计时[12]，应该侧重于游戏叙事环节，在游戏中不断强化玩家的虚拟身份意识，使玩家全身心地融入进游戏角色。例如，玩家在游戏《Half-Life：Alyx》中每到一处关卡时，NPC就会通过无线电与玩家所扮演的“艾利克斯”进行联系，始终让玩家确认自己的所扮演的虚拟角色身份。

2.激发玩家游戏情绪：玩家在虚拟现实游戏中受到各类游戏情景的影响会产生较大的情绪波动，这也是玩家热衷于虚拟现实游戏的原因之一。情绪的起伏也受到游戏节奏的影响。因此，在进行模拟仿真型游戏的交互设计时[12]，游戏节奏应设置得张弛有度，突出情绪激发点的同时也要避免玩家情绪持续处于高度亢奋。此外，在玩家经历了紧张激烈的剧情后，也要给予其一定的奖励来强化情绪效果。

（二）深入探寻玩家意图：交互设计把人类的行为作为研究对象，它的核心是交互的目的而不是交互的媒介、工具或其他技术手段[1。研究虚拟现实游戏中的交互行为就要深度解读玩家的游戏目的，了解其交互意图。

1.合理设置游戏任务：游戏任务不是玩家交互的根本驱动力，任务的存在是为了更好地服务于玩家的交互目的。任务的多少不代表交互目的是否清晰，任务设置的是否合理深刻影响着交互目的。任务合理的设置体现了正确的行为逻辑，玩家因此不会被冗杂、多余的任务环节影响，而对于游戏目的感到一头雾水，从而不能沉浸在游戏的交互之中。游戏的任务设置我们需要注意：（1）精简游戏过程的任务数量，避免冗杂的任务信息干扰玩家对游戏的认知；（2）给予玩家明确的提示，以便于玩家完成游戏任务所涉及到交互操作；（3）任务的设置不宜过难，游戏失败后重复读档会对玩家的沉浸感造成一定影响。

2.满足情感互动需求：社交属性也是虚拟现实游戏相较于传统游戏有所升级的方面，在虚拟现实游戏中玩家可以实现自主创建一个全身化身来进行社交[12]。玩家在游戏《VR Chat》中就可以自主创建虚拟化身与其他玩家进行在线交流互动，例如玩家可以共同看电影、玩游戏以及开展虚拟线上演唱会等活动，玩家与玩家之间还可以进行握手、拥抱等互动，满足了玩家情感互动的需求。

（三）增强具身交互体验：具身视角下基于行为的虚拟现实游戏交互设计应该符合玩家用身体来探索虚拟游戏世界的认知特点，所设计的交互行为应该令玩家易于控制其在游戏中的虚拟化身，帮助玩家减少在交互过程中因技术的复杂性带来的交互操作上的阻碍，让玩家专注于虚拟现实游戏内容，沉浸在虚拟现实环境中。

1.突出技术具身性：科斯塔斯·博莱西斯等人通过实验证明玩家在虚拟现实中运动后，对于有关虚拟现实技术的体验进行评价时更加倾向于沉浸感、易用性、自身能力、心理和生理不适等问题[13]。因此，我们在利用虚拟现实技术进行虚拟现实游戏交互设计时，要秉持技术具身化的特点，充分考量目前的技术水平是否能够满足玩家交互时的感官需求、是否容易与交互行为匹配，以及利用虚拟现实技术进行设计的交互行为是否会影响玩家的安全性等问题。例如，大多数游戏在设计玩家移动方式时会提供瞬移的模式，就是为了在最大程度上防止玩家出现“晕动症”的情况，产生生理上的不适。

2.提升交互反饋体验：交互反馈是游戏交互中的重要环节，也是玩家感受游戏世界的重要途径。交互反馈的视觉效果、速率也对玩家的沉浸感产生一定影响。因此，在进行设计时应该保证交互反馈的视觉效果要明显，同时反馈应该及时且流畅，能够使玩家立即了解自己的交互行为产生的结果。此外，针对交互物体重量的不同，所匹配的力反馈大小也应不同，这对交互体验具有一定的积极影响。

3.控制交互行为复杂度：虽然虚拟现实游戏中交互行为的设计趋势是追求拟真化，但是基于现有技术水平，并不是所有行为动作都适合应用于虚拟现实游戏中，例如大多数游戏中的移动方式均为虚拟移动，保证玩家在有限空间内移动范围最大化。而对于复杂的交互行为也应该进行适当简化，太过繁琐的交互行为会阻碍游戏的流畅性。例如游戏《Half-Life：Alyx》中通过设置重力手套这一元素，将玩家需要通过移动到物件面前进行抓取的复杂行为简化成只需要对着物体向后挥一下手，便可将物件吸到手上的简易操作。

（四）构建多元交互环境：具身认知强调包括环境，环境是认知的一部分，并且人们利用环境来减少认知负荷[14]。因此，环境影响主体获取信息的过程与结果。其中，环境的自然与否影响着我们认知的过程是否顺利。这就要求我们在进行设计时，应该以玩家的感官需求为基础，结合玩家的交互行为与行为目的，构建多元的游戏场景。

1.优化场景转换流畅性：场景内部信息被玩家的交互行为所连接，而场景间信息交换的流畅性问题一直存在。场景间的转换应尽量避免黑屏加载的处理方式，可以参考《I Expect You To Die》中通过等待电影放映的方式来设计，尽量让等待画面与交互行为结合，优化场景转换的流畅性，减少流畅度对游戏体验的影响。

2.满足游戏玩家好奇心：乔治·洛文斯坦曾提到，人们变得好奇时是因为我们感到了知识的空缺。人类对于未知事物永远保持着好奇心。在虚拟现实游戏中，玩家对整个虚拟环境更是充满好奇心，并且会产生想与眼前事物交互的冲动。因此，应该尽可能赋予场景中物体可交互的属性，这样可以满足玩家的交互探索的好奇心，增加游戏体验的乐趣。

总结

将具身认知理论应用于虚拟现实游戏的交互设计中，理论方面而言打破了传统认知心理学“认知是可计算的”基本信条，对于探索基于行为的虚拟现实游戏交互设计具有积极意义；实践层面上，虚拟现实游戏交互设计围绕“人-行为-环境”的交互关系，立足于交互行为这一媒介对象，结合交互设计行为五要素进行具身设计，更加符合玩家进行虚拟现实游戏时体知的认知特点，为玩家提供自然且流畅的交互体验。本文所提出的虚拟现实游戏交互设计的行为五要素与设计方法都是基于具身认知的背景，对于具身交互设计的研究尚有不足之处，未来会进一步探索与研究。

参考文献

[1]辛向阳.交互设计：从物理逻辑到行为逻辑[J].装饰，2015（1）：58-62.

[2]叶浩生.具身认知：认知心理学的新取向[J].心理科学进展，2010，18（5）：705-710.

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

[4]王辞晓.具身设计：在感知运动循环动态平衡中发展思维*——访美国具身认知领域著名专家多尔？亚伯拉罕森教授[J].现代远程教育研究，2019（2）：3-10.

[5]（美）杰伦·拉尼尔.赛迪研究院专家组译.虚拟现实——万象的新开端[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]何静.身体意象与身体图式——具身认知研究[D].浙江：浙江大学，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]苏昕.虚拟现实中的身体与技术[D].合肥：中国科学技术大学，2021：62.

[11]李世国，顾振宇.交互设计[M].北京：中国水利水电出版社，2012：60-62.

[12]陈奇佳，钟金鸣. VR技术与中国游戏产业的发展问题[J].东岳论丛，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.