数字技术研究

桌 面

多点触控桌面能支持灵活而协同的交互方式（RogersandRodden，2003)。人们设计了水平界面来支持动态指尖行为，比如：映射到某些特定操作中—如在地图上缩放、移动照片、写字或浏览列表时从虚拟键盘上选择字母的猛击、轻弹、抓捏、轻敲等动作，可以双手一起使用来拉伸或移动物体，仿佛拉伸某个橡皮筋或把物体一起捞起。

同显示墙相似，这里的核心研究问题是，从观察桌面活动，到了解在哪里以及如何围绕桌面进行互动，这一过程的难易程度与接合度。人群能否从容地接近、创造并与桌面互动，并以合理而自由流通的方式来移动数字内容？实验室研究与实地考察对大量因素进行了调查，包括参与者对在这些环境中该做什么是否有清晰的了解，人们感觉的舒适度如何，以及如何在协同任务中轮换顺序。

实验室研究

与大型显示墙的研究发现不同的是，即便有其他人在场，人们似乎也愿意与多点触控桌面进行交互(Rogers andRodden，2003)。这或许是因为此类共享水平界面既诱人，又不会让参与者感觉受到威胁，或对自己的行为结果感到难堪。比如，就坐在一台电脑前与列队等在垂直显示屏前而言，小团体对于围坐在桌边感到更自在(Rogers and Lindley,2004)。碰触桌面这样熟悉而轻量级的行为也使人们更易于参与社会或公共环境。实验室研究表明，尽管是首次接触桌面，但用户在分享与聚集数字图像集以完成各种协作任务时，会觉得更容易使用且更有趣(Ryall et al.,2004;Scott et al.,2003;Shenet al.,2002)。

许多研究桌面界面的实验室研究关注的是如何隔离特定效应，比如界面的形式要素(桌面尺寸、方向、输入类型、个人或共享空间的分配)、新式输入设备的优缺点(比如手势、数字笔)及群体相互影响过程的作用(如规模、构成、羞怯、支配权、年龄）。研究结果表明，整体上来讲，同地协作的群体会觉得此类桌面协作更加舒适，胜过那些由其他单用户技术发展而来的界面(Rogersetal.，2009)。然而，这些研究往往是零碎的，只关注到某些特征。这一点不足为奇，因为影响到群体交互的因素的自由度与可能性有很多。

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该领域的部分研究对比了桌面界面不同交互技巧的效力，比如，如何最好地选择、缩放、打开、移动、收缩与扩展图像与物体。其重点在于开发最能适应指尖交互的技巧，而不重视显示这种体验截然不同于在垂直电脑显示器上使用权威的GUI与WIMP。早期的实验分析了在桌面移动图像的不同方式。比如，福利尼斯等人(Forlines etal.，2005)考察了使用不同交互机制来完成文件移动任务的效力。他们提出了多个有关文件定位速度与精确性的假设，使用三种不同技巧在界面间移动。这些控制实验的结果表明，完成得最好的参与者使用了一种技巧(以文档为中心)；整体而言，文件越小，重新定位的速度就越快。尽管如此，许多参与者还是最不爱用以文档为中心的方法。绩效与偏好间的倾向性带来了用户体验质量这个重要问题，而实地考察更加难以揭示用户体验质量的好坏，因为人们通常不愿在按要求完成一整套任务之后，再来评价使用过的各种方法。

还有些研究探讨了两个或多个变量如何相互作用。比如，赖亚尔等人(Ryallet al.，2004)探讨了群体规模与桌面界面如何影响了群体互动。他们通过在两个不同尺寸的桌面上移动数字词块来比较两人一组、三人一组及四人一组的参与者在组词方面的表现。桌面尺寸对任务完成并无影响，但人数多的群体比人数少的群体在组织诗句方面要快得多，这显然是因为人数少的时候搜索词汇更加困难。然而，人数少的群体在更大的桌面上工作表现似乎更好。这些表现数据本身并不能说明规模为何会产生影响。然而，这些发现使研究人员推测为何会有这些行为，他们从社会心理学角度对责任分工进行了思考(Darley and Latane,1968)。他们指出，桌面尺寸或许会影响到参与者对于谁负责哪几个词块的感知。参与者之间似乎存在一种心照不宣的默契，即界面分为“自己的区域”与“公共区域”，所涵盖范围依小组规模或桌面尺寸而有不同。桌面越小，“公共区域”范围就越大，因为所有人都能够碰到这个区域，因而就不属于某一个人的特别责任。

共享空间与个人空间对比的重要性，引发了有关领地的更多实验，研究人员明确或含蓄地将桌面划分为影响此类行为的多种区域。比如，斯科特(Scottet al.，2004)观察到三种不同类型的桌面交互区域：个人区域、群体区域、存储区域。人们认为，这些区域有助于与桌面上的其他人协作时的任务组织。在一项研究中，参与者使用离自己最近的边缘地带来放置自己经常使用的物品。当小组既要独立工作又要相互协作时，将离得最近的空间当作个人工作区域似乎是理所当然的(如 Rogers et al. ,2006)。

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还有些学者考察了影响人们参与桌面协作任务的意愿与舒适度的因素。伯恩霍尔茨等人(Birnholtz et al.,2007)发现，使用的输入设备类型会影响到群体行为，尤其是个体间的协作方式。莫里斯等人（Morris et al.，2006)考察了明确要求群体成员协作的手势能否提高参与度。用这种方式来加强协作减少了社会惰化，即某些人在群体协作中比单独工作时偷懒的现象。

基于实验室的桌面研究检验的典型对象是有关某些既定社会现象的特定假设(如 Harriset al.,2009;Marshallet al.,2007;Piper etal.,2006)。在诸多比较多点触控与单点触控模式的实验室研究中，马歇尔等人(Marshallet al.,2008)发现，改变群体在某个界面中的相互作用方式会影响到人们对任务的实际贡献。多点触控条件下能产生更合理的物理交互，但并不会影响到语言表达。强势的人讲话讲得最多，而安静的人依然保持安静。研究证明，技术无法逼迫人们讲得更多或更少，但能鼓励人们改变在桌面上的物理互动。在另一项针对7到10岁儿童进行的研究中，哈里斯等人（Harris etal.，2009)通过对多点触控界面与单点触控界面的比较发现，在既定的时间点，当界面只允许一名用户进行交互时，儿童谈论更多的是轮流次序而非任务本身。派珀等人(Piper etal.,2006)对执行轮流规则的人类主持者与施行该功能的软件进行了比较，旨在以一种舒服而鼓舞人的方式来帮助存在行为困难的青少年发展社交技巧。他们发现，用软件来执行规则比用人来推行更为有效。学生们觉得来自电脑的约束比人类主持者更舒服，也更稳定。

基于实验室的桌面研究揭示了各种桌面条件间的差异，以及与桌面与其他技术的对比；也带动了同地协作各类指数的发展，包括对协作者行为的觉察、交互密度、社会存在及公平参与。这些指数提供了刻画与实施围绕交互显示屏的群体相互影响过程的定性与定量研究方法。这些研究还概述了几种分析框架，阐述发挥作用的微妙机制。比如，协作学习机制框架分析了语言交互与物理行为在围绕桌面的协作中是如何配合的(Fleck et al.，2009)。这些框架能够揭示群体协作的细微差别，让我们了解如何在约束他人的同时推进某些行为。

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实地调研

现实情境中对于交互界面的研究就更少了。然而，随着多点触控界面越来越好用，越来越便携，再加上人们对实地考察的兴趣日增(Rogers，2011)，将会出现越来越多的研究。这些研究往往会关注人们如何理解并让技术适合其自身的情境需要。一个研究方向是“一次性”的碰撞—比如，群体如何接近公共场合中的“碰到就试试”的桌面。这些研究的主要关注点是观察并记录人们的现场行为，以及这种行为如何随时间改变，这个时间跨度可以是几周，也可以是几个月。研究人员通常希望时间更长点，可以看到会出现哪些行为模式，但往往会受到预算与研究时间的限制。

实验室研究之后，对多点触控界面实地考察的较早案例是有关一种新奇的交互旅游计划—即为旅游代理商及其客户设计的全球旅游计划(Roddenetal.,2003;Rogers andHalloran,2007)。起初在实验室进行的单桌面显示屏研究发现，用户在挪动对象与文件以腾出空间来查看其他人时遇到了一些实际问题。研究还揭示了在有其他人盯着的情况下在共享空间挪动物体的部分“社交困难”。人们假设，假如这种情况发生在实验室，那么到了实际情境中，情况只会更严重。经过修订的系统使用了三个相互联结的半水平位显示器。继而，该旅游计划的不同特性被“锁定”于某些特定的空间方位，这样一来，就能够保持其相对位置。这意味着人们知道该去哪里找什么。该系统还使得客户与旅行社轻松地指称同一个物体，而不需要协作者设法弄清楚对方在显示器上做了什么，他们在看什么。

该旅游计划系统参加了伦敦国际贸易展。旅游公司将该系统进行了“包装”，使其成为一个夺人眼球的展品。他们用一只大树袋熊、成堆的旅游手册、海报与一瓶花进行了装饰，结果吸引了来自各行各业的人们到其摊位单身的商业人士、家庭游客、年轻人、老人、夫妻、朋友等。四天的时间里，约100个不同的群体与该旅游计划系统及一名经过培训的销售助理进行了互动。有时，该旅游计划系统被搁在一旁无人看管，任由员工及公众进行试验。

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看到该系统时，旅游代理商们很快发现了其对自身工作的潜在益处，而参观者们被吸引到这个诱人的摊位前，先是观看其他人如何使用，继而自己也尝试一番。代理商与顾客的互动多为5到10分钟，也有部分交互长达30分钟。多数互动最终诞生了复杂的行程，有时甚至能带来实际预订。人们的对话非常自由，代理商们往往能对客户提出的建议与诉求做出反馈。

获得了最初的积极效应后，旅游计划系统被放到了旅游公司的旗舰店内。然而，与交易会上相比，代理商们到了店里却不那么积极地使用这个机器，因为代理商们的薪水与佣金挂钩。因此，该系统在常规时间里的使用率更低，大部分时候只有一名使用者。

旅游计划系统的案例说明了人们在一次或短时期内遇到某个全新技术的时候会怎样做。有代理商在身边，人们就有动力与之交互。然而，当身边没有代理商的时候，则会产生完全不同的体验。奥哈拉(O'Hara，2010)描述了人们坐在咖啡厅的桌面系统前时会产生哪些问题。有时，他们根本意识不到那是一个交互桌面，这更说明了在交互与非交互应用间转换时出现的部分问题：交互性可以吸引人们对敲击界面等引起社交不适的手势的关注，而在平常，这种手势是根本不会被人察觉的。

桌面系统也被放置到博物馆中。霍内克尔(Horenecker,2008)描述了某博物馆的多点触控系统，该系统向用户提出有关自然历史方面的问题。她发现该系统往往无法激起人们的社会交互。微妙的适用性问题也影响了用户的体验，令人们困惑，不知道下一步该做什么，也不知道是什么原因让图像变大，或以某种方式移动。

类似的适用性问题在马歇尔等人(Marshall etal.,2011)的研究中也有发现，他将一个带群体规划应用的桌面系统放在某游客信息中心。有些参观者使用“错误的”指尖敲击手势，看似要延续双击交互这种熟练的指令。多数人首次使用时用的是单击或双击，这意味着他们将桌面界面当作了鼠标或手机。然而，这么做并不一定能成功地带来反应。再经过几次敲击之后，许多人便离开了该桌面界面，并未进一步探究。还有一些人尝试了捏、拉、缩放等“标准的”多点触控交互方式。访谈证实，有些人使用过iPhone或其他多点触控设备，而另一些人则见过微软Surface的网络样板。因而，先前使用多点触控界面与其他界面的经验会影响到人们最初的指尖动作，而这决定了他们是继续摸索还是走开。在“碰到就试试”这样的公共情境中，如果没有立即获得成功，人们并不会给予界面第二次机会。

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另一个有别于以往实验室研究的方面是，在实际情境中，很少出现研究人员设想的“四人一组”一起规划、理性讨论该怎么做的情形。相反，研究人员发现，家人、朋友和夫妻在进入到游客信息中心后往往会分开走，独自从墙上寻找各种信息源。就算他们真的来到桌面界面，也往往有时间交错，好比吃自助餐时的情形，而不像食用桌餐那样(同时聚到一起)。这个观察发现表明，群体的行为方式不同于实验室研究中想当然的假设，这也表明在这种情境中需要重新思考“多用户”概念。

另一些现场部署的桌面界面出现在家中及学校里，在这里，人们拥有某种所有权。因而，这里的关键问题是要确定：如何将桌面系统整合到这些情境中，以及随着时间发展，该群体—家庭、班级使用这些桌面的方式是否会发生变化。柯克等人(Kirk et al.，2010)将多点触控设备 Family Archive布置于三个家庭中，时间长达一个月。该系统支持扫描并保存各类情感物品与事件记录。他们描绘了该系统如何干扰到现有的家庭角色与活动；研究发现，人们在使用这些设备时往往是不同步的。曹等人(Caoet al.，2010)开发了一款用于微软Surface系统的叙述结构工具TellTable，该系统被安装在某学校图书馆长达两周，供儿童在课间休息及某些课堂上使用。该系统描述了桌面系统如何与现有的学校文化融为一体，通过图书馆管理员的预订系统进行使用控制，其在类型发展、规划活动及新兴的“讲故事赚名声”文化中的核心作用。在TellTable中创造的故事成为学校社会结构的一部分：学生们从这里看到故事并带到别处去讲，故事作者因自己的故事而成名，儿童有意识地通过讲某些受欢迎的故事而树立名声。因而，将该桌面系统嵌入学校中也影响到了其社会结构。

交互情境与社会情境也影响了温哥华水族馆的参观者在与大型桌面交互系统互动时的手势选择(Hinrichs and Carpendale,2011)。要特别指出的是，实地考察表明，手势并非孤立比划的，而是相互关联为统一的序列，在该序列中，先前的动作会影响到后期动作的形成。与着眼于手势一一对应的实验室研究不同的是(Wobbrock et al.,2008;Wu et al.,2006)，欣里希斯和卡彭代尔(Hinrichs and Carpendale,2011)的研究表明，在公开情境中，支持手势与行为间的多对一映射或许有助于手势与社会交互间的流畅过渡。

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差异总结

尽管实验室研究使我们得以评估系统的初步可用性与用户体验，比如显示屏的清晰度、用户在显示屏上完成操作的能力以及错误修复策略，但实地考察更可揭示意外情形，即可能不符合设计者预期或预计的使用情况，而且也最能说明得到技术增强的群体行为。实验室研究与实地考察间的区别包括：

(1)参与动机:某次短暂的付费实验还是长期将新技术融入参与者的生活。

(2)可预测性:有控制的实验室研究可单独研究界面尺寸或方向等特定因素对绩效的影响。然而，这样一来却无法捕捉应用最终所处情境的诸多复杂性。实地考察可以更好地探讨人们如何根据自己的主张及为了自己在某个情境下的目的来理解、使用与适应技术。然而，使用这种方法难以确定是什么原因导致人们以某种方式围绕这些显示屏来行动。

(3)意外的挑战：实验室研究按照计划由实验人员来研究各个因素，而实地考察可以揭示实验室研究中未预料到的使用情境的意外影响。

(4)时间期限：实地考察可能要花几周，甚至几个月时间，而实验室研究只需一个小时左右(通常为一小时)，让行为模式浮现。

(5)对情境的控制：在实验室里主要取决于研究者，但在实地考察中，则由参与者控制。

(6)变量控制：实地考察难以将自变量与因变量划分成简洁的实验设计，也难以用有约束的、可预测的方法来收集数据。然而，实验室研究可能诱使研究人员收集太多数据，可能妨碍对技术在情境中的整体认识。

讨论与结论

多点触控界面的实验室研究是非常宝贵的，可以让我们了解各种行为现象，有助于检测有关技术增强的协作理论，尤其是对于一些以往看来不可行的活动(如在某个界面的同时互动)。然而，这些结果并未直接转化为现实情境，因而只能部分地作用于新协作应用的设计。而实地考察提供了一种“情境背景”，人们可以据此来思考新技术设计，使研究人员意识到技术可以(而非应该)如何应用于实践。实地考察还提供了提出新功能与新特性的现实背景，比如欣里希斯和卡彭代尔(HinrichsandCarpendale,2011)提议将多点触控手势设计为基于对手势的实地考察的完整的交互序列这不同于实验室研究所提出的建议，后者考察的是行为与手势间的一对一映射的效力。

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另一个办法是将两种研究方法的精华整合在一起。比如，有人提出一种“生活实验室”的方法，试图模拟某个特定情境，比如家庭，但该环境又可用来感受人类行为的各个方面(Intille et al.,2006;Kidd et al.,1999)。这样一来，既能够保留控制变量、测量行为的能力，也能够模拟更多现实情境。不过，需要形成某种折中方案，参与者得与研究人员达成某种约定，相互信任，尽管他们知道那不是真实的房子、商店或学校，而是设计来创造这样一种情境的。在某些方面，这有点类似于角色扮演。虽然这种做法有助于探讨设计过程各个不同阶段的用户反馈，但不可避免的是，这种情境也是人为的，因而不可能反映现实世界中的一切，尤其是当人们被暂时请来，假装在这个临时拼凑的家中居住或做饭，就好像在自己家中一样。任何曾经住过酒店式公寓或者他人家中的人，都知道这其中的差别，即便从功用方面来讲是一样的。

另一个思路是让实地考察更像是在实验室中，用摄像机等设备来增强现实办公室、教室或厨房情境，以记录有关事件，查看发生了什么事。自20世纪80年代以来出现的施乐公司媒体空间就是一例，人们设计了这些技术，使身处异地的人们能够进行实时协作(Gaver et al.，1992)。RAVE等室内系统使美国和欧洲的研究人员能够用这种方式一起工作，令新的使用模式出现在他们的日常工作环境中。使用RAVE环境的日常体验导致人们思考如何对这些技术环境加以组织运用，包括周边意识、沟通及媒体空间里的隐私性等问题。

另一种增强环境是RoomQuake(Moher，2006)，在这种环境中，真实的教室得到了嵌入式电脑及其他工具的增强，以使教室里的儿童确定一系列模拟地震的震中与强度。研究人员别出心裁地设计了这个环境，仿佛这个现象就发生在房间里，而这个房间是一个大的地理区域的微缩版。地震在几周内的某个任意时间发生，学生们停下法语学习等手头作业，使用模拟工具来确定震中及地震强度。这个环境所带来的参与度和学习度非常高，但这可能部分归功于枯燥的数学课上发生的地震事件。

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这种混合方法是有好处的，但可能受制于霍桑效应；也就是说，当人们知道有人正在观察他们如何使用新技术时，他们的行为反应就会改变。我们无意以此种方式将这些方法混合起来，而是要思考实地考察如何有助于实验室研究设计。实验室研究允许使用精确的测量工具对特定变量进行有约束的研究，而实地考察则允许意外情形出现，可能反过来促进实验室研究。而且，实地考察还引起了人们对实验室研究中默认的或忽略的问题的关注。比如，约翰逊等人(Johnson，2012)探讨了使用截然不同的框架与方向的必要性；研究人员在进行研究时要反思自己的责任，思考如何处理自身对参与者的影响。而且，他们还提出，研究人员不应通过隔离自身而尽可能减少对参与者的影响，相反，应当尝试着“深入”到实地考察中去理解他们的影响。这可能会引导研究人员知道在访谈中该问什么问题，或者了解什么。

总之，实验室研究方法能够突出有关变量，但也可能会忽略部分只有在实地考察中才会显现的重要因素。正如我们所看到的，对实地考察的认真建构与分析产生了在共享信息空间等情境中的因素分析框架，这又反过来有助于实验室研究的设计。

鸣谢：

本研究得益于EPSRC对ShareIT项目(EP/F017324/1)的资金支持。感谢ShareIT项目组所有成员的努力。

参考文献：

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