3D Touch交互手势在界面设计中的应用与设计方法
陈思聪
摘要：3D Touch技术是基于电容屏幕的新一代触控技术，此项技术是通过感知用户点按屏幕力度大小的不同来实现不同的功能。这项技术出现的意义在于拓展了屏幕触控操作的维度，用户从原先只有横向纵向的二维操作，增加了第三维度——纵深；这种从二维到三维的转变极大丰富了用户界面交互手势的可能性，使用户不仅能进行轻击、长按，拖拽等常规操作，还能通过改变触控力度进行：按压、重按等操作。本文通过对现阶段电容屏幕压感技术在用户界面设计中应用案例的分析，官方档的解读，再结合实景调研的用户行为分析，发现现阶段压感技术在界面设计应用中存在的主要问题，同时对未来3D TOUCH手势设计的方向进行展望。
关键词：用户体验 交互手势 用户界面 3D Touch Force Touch
中图分类号：TB47 文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2017）02-0130-02
一、课题研究的目的与意义
3D Touch技术是基于电容屏幕的新一代触控技术，其出现的意义在于拓展了屏幕交互手势操作的维度，用户从原先只有横向纵向的二维操作，增加了第三维度——纵深；这种从二维到三维的转变极大丰富了交互手势的可能性，使用户不仅能进行轻击、拖拽等操作，还能通过改变力度的大小进行：按压、重按等操作。现阶段移动设备的用户界面在操作系统碎片化、硬件屏幕尺寸不断变大等因素的影响下，产生了许多易用性方面的问题，给用户带来了使用上的不便与困扰。而原有基于二维平面的触控操作方式，由于固有的操作模式形成了用户习惯与操作维度的限制，在许多方面已经不足以应对新的变化与需求，3D Touch的出现则恰好弥补了原有操作模式的不足，为解决用户界面易用性问题提供了新的思路。同时，随着这种全新触控技术的普及与相应设计的成熟，以旧有交互习惯与以之为基础而形成的用户界面设计也将发生变化，在未来交互与用户界面的设计中，一定会形成一种新的交互方式和与之配套的视觉语言。这对于设计师来说既是一种机遇，同时也是挑战。3D Touch经历了近两年的发展，其很好地解决了一些原有操作上易用性的问题，但从现阶段的发展情况看，3D touch手势在丰富了原有触控操作体验的同时也产生了诸多可用性与易用性问题；本文通过对此技术的应用现状，技术原理，用户行为等多方面的综合分析，归纳总结3D Touch手势在界面设计应用中存在的主要问题，为后续相关设计研究工作提供参考。
二、3D Touch技术原理及应用简述
（一）技术原理
3D Touch的实现原理，在设备液晶显示面板下方，有一块电容式压力传感器，上面布满了许多微小的电极，当用户手指按压屏幕的时，表面玻璃会产生形变，形变时压力传感器上的电极电压会发生变化，进而产生电信号，特制的芯片会识别這些电信号，转化为不同的操作。同时，在屏幕下方的振动马达，会在用户点击的同时震动，给予用户一个清晰的触觉反馈。
（二）应用场景
从应用场景分类，目前3D Touch的功能主要分为“快捷入口”“预览”“特定场景应用”三类。
“快捷入口”与“预览”功能是3D Touch的两大主要应用场景。“快捷入口”功能主要是要对现有操作流程的补充，在主要交互流程之外，提供一个额外的快捷入口，用户通过快捷入口可以省去多步操作，直接得到想要的结果。例如图1显示，按压主屏幕微信的图标，可以弹出“收付款”“扫描二维码”“我的二维码”等快捷操作。除此之外，还有对屏幕左侧边缘按压开启/切换多任务的场景；在AssistanceTouch的选项中启用3D Touch操作，还可以通过按压AssistanceTouch按钮实现诸如锁屏，打开控制中心等操作，原来需要多次点击的操作现在利用3D Touch只需点击一次即可。
“预览”功能是当使用者按压一个可点击的内容，会弹出一个预览窗口，这时使用者不抬起手指直接上滑，会弹出操作选项；如果用户加大按压力度，预览窗口会变成全屏显示，此时用户可以看到完整内容，相当于点击进入页面的操作。如邮件预览功能（图2）。除了邮件列表，此类功能还可应用在信息、照片、通知中心、网页、地图等很多地方。
第三类功能为“特殊场景应用”，此类功能只出现在特定的应用场景中，与特定的操作流程紧密相关，根据应用场景的不同，一般没有统一的交互规范。例如在画图软件中通过按压力度调节笔触深浅；在通知中心界面，按压关闭通知的小圆点可以弹出“清除所有通知”的选项等操作。
三、3D Touch应用中的主要问题
通过上述功能的描述可以看出，目前3D Touch主要用于快捷操作，是对主要操作的一种补充，用户不借助3D Touch，也能完成相关操作。如果3D Touch操作学习成本过高，用户往往会遵循原有的操作习惯。换言之，当作为一种辅助操作时，只有当使用效率或便捷度高于主要操作的时候，使用者才乐于学习新的操作。从这方面考量，目前的3D Touch的解决方案还不够出色。例如，目前基于3D Touch的手势设计，基本以按压+滑动的操作方式为主，从理论上讲，在使用者熟练掌握后，按压+滑动的操作效率会比按压、抬起手指，在进行下一步操作的效率高。但实际上并非如此。其一，按压+滑动的手势本身具有一定的复杂性，使用者在操作过程中途不能抬起手指，同时手指会遮盖内容（图3）。同时，这种操作需要使用者同时给予一定的力度以及注意力，在一些现实的使用场景中，特别是用户在移动中时，用户往往很难完成精确点击操作，如果此时让用户持续重按屏幕的同时搜索视觉信息，一边维持重按一边完成滑动操作，这样的交互方式对用户来说是非常困难的。因此，在实际的使用效率上，按压+滑动的手势并不一定会比普通的点按高。
第二，3D Touch非“本能层面”的设计，缺乏视觉提示、与现实映射关系弱，学习成本高。在人机交互系统的设计中，界面设计可以看作是使用者与机器系统之间交流的媒介，使用者会根据用户界面的视觉线索与反馈来完成操作和进行下一步的行动，好的设计通过恰当的视觉提示，让使用者通过这些视觉线索与生活经验、文化习惯等因素建立起映射关系，使用者无需学习新的概念或心智模式，仅凭已有的经验便能完成相应的操作。例如iOS系统中通过拖拽来滚动列表的操作，这与我们生活中的在平面上移动纸张的经验建立起了极强的映射关系，所以使用者可以轻松学会使用，这可以看作是符合“本能层面”的设计。而屏幕压感技术则先天不符合使用者“本能层面”的经验；对于屏幕这种硬质材质，其不具有软性材质按压后产生形变的特性，因此使用者不会本能地认知到它是可以感知力度的，必须通过人机之间建立某种强映射的关系来让使用者明白它是可以进行按压操作的。而目前的3D Touch手势既缺乏必要的视觉提示，同时又不符合用户的直觉或经验，所以很难被用户发现。时至今日仍有许多iPhone6s的使用者不知道手机有3D Touch功能或只是了解其中很小部分的功能。
第三，3D Touch的结果很容易违背用户预期，导致用户受挫产生负面情绪。以快捷入口功能为例，并非所有APP都有快捷入口功能，用户只能通过不断尝试去重按各种APP来进行试错性的发现。同时快捷入口弹出的操作选项是否是用户想要的，也是难以预期的，因为不同的用户群体有不同的需求。当用户多次去尝试但均未得到想要的结果时，用户往往会选择弃用，直接进入APP进行操作，这就使得快捷入口功能失去了其原有的意义。
四、3D Touch的设计原则
总结起来：目前3D Touch手势的设计面临着以下几点问题：
*按压+滑动的操作方式具有一定的复杂性，需要使用者投入一定专注度手指遮挡内容
*3D Touch非“本能层次”设计，缺乏视觉提示、与现实映射关系较弱
*部分手势缺乏操作的一致性，结果容易违背用户预期，用户难以下形成使用习惯
针对现有问题，笔者认为未来3D Touch交互手势的设计方法，应遵循简单化、直觉化与一致性这三个大原则。简单化，是指3DTouch操作的交互手势设计应做到简单可靠，因其作为一种快捷操作，如果学习成本过高，则失去了它作为快捷操作的意义。设计上应以点按为主，因为点按是最为简单和直接的操作，让用户在短时间内学习一种新的交互规范，简单易学的操作在初期是非常必要的。其次，滑动手势作为点按的补充，同时要做到如果中途打断，可以被点按手势所替代，这种方式可以降低用户的试错成本，提高3D Touch的可靠性。所谓直觉化，是指3D Touch的设计需要符合用户的直觉，以此来降低用户的学习成本。因为在不影响主要任务流的前提下，大部分用户不愿意因为一点小小的效率上的提升而转变固有的思维和行为模式。用户很难记住一个全新的，难以理解的交互手势，因此，让用户的操作行为建立起与现实的强映射关系，是3D Touch手势设计的重点。这点上可以参考画笔应用的例子，用户按压力度的不同会画出不同深度、粗细的笔触，这与现实世界用户用笔绘画的经验是一致的。除了力度与画笔的映射，还可通过对按压、滑动这些手势与现实中行为的映射来进行设计，例如贴胶带，按图钉之类的行为可以作为一些视觉线索的隐喻达到引导用户行为的目的。最后一点，3D Touch的设计需要建立起一定的交互规范，这会使得用户即使在不同的应用场景中仍然对于操作的结果有一个大致的预期。
小结
3D Touch其作为一种全新的维度的交互方式，在不改变原有屏幕触控行为的前提下，为人机交互手势设计开拓了新的领域，目前基于3D Touch的交互手势设计还处在发展的初期阶段，无论是iOS系统的第一方开发者还是第三方应用开发者都还处于试错期的摸索之中，而在这个過程中无可避免地会遇到各种各样的问题。本文通过对现阶段3D Touch手势应用案例的研究，分析提出了目前3D Touch手势应用中存在主要问题，通过对这些问题的分析，从人、机交互系统的角度入手，尝试找到具有普遍指导性的设计方法，为以后从事3DTouch相关设计与研究工作的设计师、软件工程师们提供一些参考。期待在多方共同的努力下，使3D Touch拥有更多可能性与更多快捷易用的操作。
