Google 官方 AR 设计指南

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Google 官方 AR 设计指南,手把手教你如何构建完美的 AR 体验!

增强现实设计指南

AR & ARCore 简介

通过将现实世界与虚拟内容融合,增强现实(AR)强化了沉浸式与互动式体验,它改变了我们看待周围世界和与之互动的方式。

ARCore 是用于构建增强现实应用的平台,它可以让大量的 Android 手机支持 AR 功能。ARCore 通过手机的摄像头实现:运动追踪、环境理解、光线估计,利用这 3 种关键性的技术将虚拟内容与现实世界连接在一起。

从根本上说,ARCore 做了两件事:在移动时追踪移动设备的位置;建立对现实世界的理解。

此规范中的最佳实践将帮助您设计出引人入胜的移动 AR 体验。

资料根据基础研究、教育、购物、创意、游戏等早期 AR 应用制作,这些指南将持续发展成为全面的 AR 行业规范。

环境

1. 现实世界的环境

AR 的设计意味着为许多不同环境进行设计。

从私人空间到广阔开放的现实环境,考虑人们可以在哪里使用您的应用,预测并传达任何可能会影响用户身体能力和运动的潜在问题。

对于公共场所,要考虑特殊的情况。这可能包括追踪和遮挡等问题,具体取决于虚拟物体和在场人员的数量。还要考虑移动手机和使用 AR 时,可能会引起不安全或者阻碍了与现实世界的互动。

让用户清楚地了解任务所需要的空间大小,从桌面到整个房间,再到世界范围。

2. 增强环境

一个被增强的环境由摄像头捕获的真实画面与虚拟内容(如:数字物体或信息)结合组成。

当你的手机在现实世界中移动时,ARCore 会通过一个名为并行测距与映射(或 COM)的过程来理解手机相对于周围世界的位置。 ARCore 会检测捕获的摄像头图像中的视觉差异特征(称为特征点),并使用这些点来计算其位置变化。

这些视觉信息将与设备 IMU 的惯性测量结果结合,一起用于估测摄像头随着时间推移而相对于周围世界的姿态(位置和方向)。

通过将渲染 3D 内容的虚拟摄像头的姿态与 ARCore 提供的设备摄像头的姿态对齐,开发者能够从正确的透视角度渲染虚拟内容。渲染的虚拟图像可以叠加到从设备摄像头获取的图像上,让虚拟内容看起来就像现实世界的一部分一样。

持续发现:

ARCore 可以持续不断的改进对现实环境的理解,它可以对水平和有角度的表面上的特征点进行归类和识别,并让这些特征点作为平面供应用程序使用。

目前可能会影响准确识别表面的因素包括:

  • 无纹理的平面,如白色办公桌;
  • 低亮度环境;
  • 极其明亮的环境;
  • 透明反光表面如玻璃;
  • 动态的或移动的表面,如草叶或水中的涟漪。

当用户遇到上述环境限制时,请告知出错的地方,并指出正确的方向。

用户细节

1. 用户运动

用户才刚刚开始熟悉 360 度环境,在最初的 AR 体验中,由于 2D 移动交互形成的习惯,用户倾向于保持静止。

如果 AR 体验需要探索,或者用户在沉浸体验时不倾向于移动,这时将需要引导。例如:将虚拟角色略微偏离视野,从而迫使用户移动来进行探索。

2. 用户阶段

根据每个用户的环境和舒适度,运动可以分为四个阶段:

  1. 坐着,双手固定;
  2. 坐着,双手移动;
  3. 站着,双手固定;
  4. 全方位的动作。

对于每个阶段,关键的在于:

  • 设计舒适,确保不会让用户处于不舒服的状态或位置。避免大幅度或突然的动作;
  • 当需要用户从一个动作转换到另一个动作时,提供明确的方向;
  • 让用户了解触发体验所要需的特定动作;
  • 对移动范围给予明确的指示,引导对用户的位置、姿态或手势进行必要的调整。

3. 可访问性和易于访问

如果用户无法四处移动,请提供其他备选体验。

例如:不要鼓励用户靠近,而是强调其他活动,比如对物体交互或转换。

当用户疲劳时,要记住他们可能会减少移动。从任何角度让文本和注释清晰易读,将变得非常重要。

用户舒适度

注意用户的身体舒适度。

长时间举着移动设备可能会很累人,在体验的所有阶段考虑用户的身体舒适度,注意游戏体验的时长,考虑用户何时可能需要休息一下。

让用户暂停或保存他们的进度,即使他们切换现实中的位置,也可以轻松地继续中断的体验。

降低用户的挫败感

尽量提前预估并减少用户的挫败感。

预估用户实际空间的限制:室内和室外、实际的物理尺寸、或任何障碍,包括家具、物品或人。虽然仅仅通过应用无法知道用户的实际位置,但尽量提供建议或反馈以减少用户的挫败感。

  • 不要让用户向后退,或进行快速、大范围的身体动作;
  • 让用户清楚地了解体验中所需要的空间大小;
  • 提醒用户注意周围环境;
  • 避免将大物体直接放在用户面前,因为这样会导致他们后退。

创建和添加虚拟资源

1. 平面识别

平面识别包括两个步骤:寻找表面和检测表面。

(1)发现平面

为了检测平面,ARCore 可以识别出视觉上不同的特征点,为用户提供有关如何扫描环境的明确指引。

此外,通过清晰的视觉提示,来引导用户如何正确移动手机,以准确捕捉他们的环境。例如:提供动画来帮助用户了解所需进行的移动,比如顺时针或圆周运动。

(2)检测表面

提供明确的表面检测反馈。

当用户扫描他们的环境时,为用户提供下一步应做内容的引导提示(例如:放置物体或改变手机的移动)。

通过以下最佳实践来引导后续步骤,建立用户信心并减少挫败感:

  • 设计无缝的过渡:当用户快速移动时,系统可能会无法追踪。在发现表面和检测表面之间设计平滑和微妙的过渡;
  • 标明检测到哪些表面:在未检测与已检测的表面之间做出区分。考虑通过视觉上的半透明来凸显出已检测的表面;
  • 以视觉一致性为目标:为了保持视觉的一致性,每种状态的视觉信息也应具备公有的审美属性;
  • 使用渐进式表达:应当及时和准确的传达系统当前的状态变化,通过视觉高亮或文本显示可以更好的表达出表面检测已成功。

(3)多个表面

通过可视化表面来协助用户放置虚拟物体。

高亮显示那些已检测、并准备好放置物体的表面;在不同平面之间构建视觉差异,以避免在后续放置 3D 资源时发生混淆;仅在视觉上高亮显示用户正在浏览或指向的表面,但值得注意的是,不要一次高亮多个表面。

2. 最佳放置范围

(1)场景分区

最佳放置范围有助于确保用户将物体放置在舒适的观看距离内,设计便于更深入的理解。

手机屏幕上有限的视场会对用户感知深度、尺度和距离带来挑战,这可能会影响用户的使用体验,以及与物体交互的能力。尤其是,对深度的感知会根据物体的位置而发生变化。

例如:将物体放置的离用户太近,会让人感到惊讶甚至是惊恐。此外,让大物体放置在离使用者过近的位置时,可能会令他们后退,甚至撞到他们周围的物体。

为了帮助用户更好的了解周围环境的深度,可通过将屏幕划分为三个区域来考量舒适的观看范围:下区、上区、中区。

  • 下区,离用户太近:如果物体没有遵照期望,而放置的离用户过近,用户很难看到看到完整的视野,从而强迫用户向后退。
  • 上区,离用户太远:如果对象被放在上区,用户会很难理解“物体缩小与往远放置物体(近大远小)”之间的关系。
  • 中区:这是用户最舒适的观看范围,也是最佳的交互区域。

注意,三个区域的划分是相对于手机的视角。

(2)最大放置距离

引导用户在场景中放置物体,帮助用户避免将物体放置在场景内不舒服的区域中。

使用最大默认放置距离有助于确保对象放置在舒适的观察距离上,也可以保证用户在连续拖动时,保持物体的真实比例。

(3)目标位置

目标位置是指最终放置物体的位置。

在用户放置物体时通过可视化指示引导用户,阴影可以帮助指明目标位置,并让户更容易了解物体将被放置在已检测表面的什么地方。

3. 放置

物体放置是指将虚拟内容放在真实环境中,可以自动或手动放置物体。选择最适合你的交互方式。

(1)自动放置

自动放置是应用控制的,在场景中自动放置物体。一旦检测到表面,虚拟物体就会自动填充场景。

自动放置适用于以下情况:

  • 虚拟环境已经增强了整个现实空间,例如一个魔法界面或者 RPG 游戏;
  • 非常少或者完全不需要交互;
  • 不需要精确的物体位置;
  • AR 模式所需要,在启动时就自动开启。

(2)手动放置

手动放置是用户控制的,指的是用户可以在场景中实际放置和移动物体。这可能包括锚定一个游戏空间、或者设置一个位置来开启 AR 体验。

点按即可放置物体

允许用户通过点击场景中的位置,来拖放预先选择的虚拟物体。

点击行为通常对用户来说是非常自然的,以下情况下效果更佳:

  • 在放置之前,虚拟物体不需要进行显著的调整或转换(缩放/旋转)
  • 提供快速放置

当同时将多个物体放置在场景时,点击行为并不方便。可以在点击时,让多个物体堆叠出现。

拖动来放置物体

这是高精度物体放置的理想选择,允许用户将虚拟物体从库中拖动到场景中。

用户不太熟悉拖动行为。提供拖动行为的明确指引和说明。

拖动行为最适合:

  • 虚拟对象需要进行重大调整或转换;
  • 需要高精准度的放置;
  • 规模是体验的关键部分。

当用户事先并不了解放置手势时,拖动行为无法很好的工作。

自由放置

在未检测到平面时也可以放置物体。

如果未检测到曲面,让用户知道该物体并未准确放置到曲面上。此外,引导用户成功放置物体,如果虚拟物体出现在没有表面检测的环境中,则会造成混淆,因为物体可能看起来像是悬浮的,这也阻碍了用户用更意义的方式与物体或空间进行交互。

如果是有目的让物体悬浮或上升,请为用户提供清晰的视觉提示和引导。

以下两点对用户有进一步的帮助:

  1. 禁止任何输入直到表面检测完成,这可以防止用户在没有检测到平面的情况下,将物体放置在场景中。
  2. 提供尚未放置物体的视觉或文本反馈。例如:使用悬停动画和文本来传达出用户下一步应该做什么。

与虚拟资源交互

1. 选择

选择允许用户辨别、操纵虚拟物体,以及与虚拟物体交互。

设计直观的物体选择:

创建视觉指示,高亮那些可以与用户交互的物体。尤其是在可选择多个物体的情况下,将变得非常重要。

应保持虚拟物体原本的视觉完整性,同时注意不要让视觉凌驾于虚拟资源之上。

2. 平移

平移允许用户沿着表面移动虚拟对象,或从一个表面移动到另一个表面。

(1)平移

为了移动物体,用户可以选择它,并用手指沿屏幕拖动或实际的移动手机。

(2)多表面平移

避免在平移过程中突然变换或缩放比例。

请记住以下几点:

  1. 在视觉上区分两个表面;
  2. 避免突然的变化,这可能是由于改变缩放而引起的错觉;
  3. 在用户松开手指前,在表面上显示即将放置的位置。

(3)平移限制

增加最大平移限制::

添加最大平移限制,可以防止用户将场景中物体平移的太远,以至于无法查看或操作。

3. 旋转

旋转可以让物体朝向你所期望的方向,旋转分为自动和手动。

手动旋转:通过双指手势进行手动旋转,为避免与缩放冲突,要求双指在水平方向同时朝同一方向移动。

自动旋转:尽量避免自动旋转,除非这是体验中有意设计的一部分,长时间的自动旋转可能会令用户感到不安。例如:如果物体的方向被锁定为朝向用户,当手动更改物体方向时应限制自动旋转。

4. 缩放

缩放是指放大或缩小物体大小的能力。

(1)缩放

缩放常用捏合手势执行。

(2)约束

添加最小和最大缩放限制,来获得最佳体验。允许较小的缩放比例用于精确的组合场景,考虑添加回弹效果来指示最大和最小尺寸。或者,如果物体已根据需要达到实际比例,则添加反馈。

(3)缩放&可玩性

使用缩放可以让体验更有趣的两个方面:

  1. 考虑使用缩放在体验中触发惊喜,例如:放置在场景中的大型虚拟角色可以增加惊喜元素。
  2. 声音也可用于进一步表达缩放,改变音阶可以提高沉浸感。

5. 手势与接近性

重叠的手势和物体会让用户难以进行选择,也对执行手势造成了不便。

(1)接近性

考虑触摸目标的大小,以便实现最佳的交互。

精准的操控过小或过远的物体,可能对用户来说是一个挑战。

当您的应用检测到物体附近的手势时,应当假设用户正在与它进行交互。尽管目标物体尺寸比较小,但也应当提供合理的触摸尺寸。

(2)意外的手势

为手势和交互创建统一的标准体系。当将手势分配给特定的交互或任务时,应当避免使用类似的手势来完成不同类型的任务。

例如:通过双指捏合手势缩放物体时,应当避免使用此手势来旋转物体。

(3)融合多种两指手势

双指手势通常用于旋转或缩放对象。

这些可以包括:

  1. 使用食指+拇指旋转;
  2. 使用拇指+食指,用拇指作为中心,旋转食指;
  3. 分别独立使用两个拇指。

这些触摸交互应包括为两指手势的一部分。

设计体验

1. UI 组件

UI 设计应以沉浸体验为元素,目的是在视觉上融合虚拟与现实空间。创建一个视觉上透明的 UI,可以无缝的帮助你构建沉浸式体验。

(1)统一浏览体验

尽量避免让用户在场景和屏幕之间来回切换。

这可能会分散注意力并减少沉浸感,考虑减少屏幕上的 UI 元素数量,或尽量将这些控件放在场景本身中。

(2)删除和丢弃

利用用户习惯,将物体拖动到垃圾桶标志来进行删除。

(3)重置

让用户轻松可以重置,在允许的情况下构建重置体验,这包括:

  1. 当系统无响应时;
  2. 如果体验是渐进式的,并且任务完成(例如:游戏)。

(4)权限

明确应用需要某些权限的原因,仅当用户需要进行体验时,才显示获取表面的权限。否则,用户可能会犹豫是否允许访问。

明确每个权限的好处和相关性,例如:告诉用户您需要访问其设备的相机或位置的原因。

(5)错误

帮助用户轻松从错误中恢复,使用视觉提示、动画和文本的组合,可以为系统错误和用户错误传达明确清晰的解决方案。

标明现在出现了什么问题,要避免责怪用户,专注于让用户采取正确的行动。

错误提醒的部分示例包括:

  1. 黑暗的环境:太暗无法扫描。尝试打开灯或移动到光线充足的区域。
  2. 用户移动设备太快:设备移动太快。尝试更慢地移动它。
  3. 用户阻挡传感器或摄像头: 看起来传感器被阻挡。尝试移动手指或调整设备的位置。

2. 体验

(1)界面

要设计身临其境的体验,但也要增强用户的控制感。

  1. 覆盖全屏:除非用户自己明确选择,否则请避免这种情况发生;
  2. 2D 元素覆盖:避免连续的 2D 元素覆盖,会极大破坏沉浸感;
  3. 连续性体验:避免频繁地让用户反复进入场景,让用户在应用中即可执行主要和次要任务。例如:允许用户选择、自定义、更改或共享物体而无需离开 AR 场景。

(2)初始化

表明从 2D 到 AR 之间的转换,使用视觉技术清楚地指明系统状态。例如:在即将发生转换时,将手机调暗或使用模糊屏幕等效果,引导与说明提供完善的引导流程。

允许用户快速开启 AR 体验,并引导用户如何在首次运行中,按流程执行关键的任务,这将有助于指导相关任务并建立保留。

在添加流程引导提示时,请务必:

  • 任务完成后解除提示;
  • 如果用户重复相同的错误,请提供提示或重新开始关键的视觉引导。

依靠视觉引导,而不是仅仅依赖于文本,使用视觉引导、动作和动画的组合来指导用户。

例如:用户很容易理解滑动手势,可以在屏幕上向他们展示,而不是通过纯文本指令进行通信。

(3)用户习惯

利用用户熟悉的 UI 形式和约定,与标准 UX 交互形式和模式保持一致,同时不要破坏体验的沉浸感。这将会减少对说明或详细引导的需求。

(4)模式- 纵向与横向

提供纵向和横向模式支持,如果无法做到这一点,请选择适合你的体验模式。支持这两种模式可以创造更加身临其境的体验,并提高用户的舒适度。

请考虑以下最佳用例:

  1. 相机和按钮位置:对于每种模式,请注意相机的位置如何影响深度感知、空间感知和精确的表面测亮;
  2. 关键目标位置:不要移动关键目标,并允许旋转动画;
  3. 布局:适当的情况下,更改次要目标的布局;
  4. 单一模式支持:如果只支持一种模式,请向用户说明。

(5)音频探索

使用音频来鼓励参与,并增强用户体验。音频可以鼓励用户通过应用探索 360 度的周边环境。要确保声音可以增加体验,而不是分散注意力。

如果要在 3D 物体或 360 度环境中增加音频,请注意以下几个方面:

  1. 避免同时播放声音;
  2. 为声音添加衰减效果;
  3. 当用户没有操控物体时,则可以让音频淡出或停止;
  4. 允许用户手动关闭所选物体的音频。

(6)视觉探索

使用视觉或音频提示来鼓励屏幕外探索。

使用视觉提示来引导用户,探索周边更宏大的 AR 世界。例如,设定鸟飞离屏幕让用户将其带回场景,可以帮助引导用户完成预期目标。

(7)深度上的冲突

始终要考虑用户的实际空间。

避免发生深度上的冲突(当虚拟物体看起来与现实世界的物体相交时),请注意合理的房间大小,以及用户可以使用应用的各种环境。

通过清楚地表明从桌面到整个房间,到世界范围到底需要空间量,来设定准确的期望值。

现实主义

1. 实现现实主义

当 AR 内容对现实世界环境做出反应时,通过阴影、光照、遮挡、反射和碰撞来模拟物体的真实存在。

(1)深度

利用视觉技巧向用户表达深度。

用户可能难以在增强现实体验中感知深度和距离。利用阴影、遮挡、透视、纹理、常见物体的比例,以及放置参考物体来可视化表达深度。例如:青蛙从背景跳跃到前景,通过这样可视化方式表明空间深度。

(2)灯光

优化照明条件当不存在照明时,虚假环境照明可以为场景中的资源创建深度和真实感。

(3)真实存在

设计让物体在真实世界中存在。

在增强现实体验中,物体的存在可以定义为在一组物体中共存的主观体验。

通过利用阴影、光线、环境遮挡、物理和反射来模拟物体的存在,使 AR 内容对现实环境做出反应。

 

原文链接:https://designguidelines.withgoogle.com/ar-design/augmented-reality-design-guidelines/introduction-to-ar-arcore.html

译者:AR科技君,新浪微博:AR科技君,欢迎喜欢 AR 朋友共同交流成长,一起携手走进下一代计算平台!

本文由 @AR科技君 翻译发布于人人都是产品经理。未经许可,禁止转载。

题图来自作者

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评论
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  1. 非常全面,学习了。可否提供一下目前AR设计的手势列表吗?

    来自北京 回复
    1. 我觉得应该和目前移动应用的手势差不多:点击、两指捏合、两指旋转、滑动、平移、长按,其他手势组合就看需求了。个人觉得目前的 AR 设计,应在用户现有的习惯基础上给予引导,帮助用户向 AR 的 3D 化过渡,尽可能去为用户构建统一完整的沉浸式体验。

      来自北京 回复
    2. 对于AR,我觉得可以考虑虚拟摇杆的控制台模式。这样就可以用大拇指完成旋转,点击的控制了。如果将右手的按键赋予shift、ctrl、alt等操作,是否还能完成更多更复杂的操作呢?

      来自北京 回复
    3. 我觉得应该让用户的注意力专注于现实中叠加的虚拟物体上,而不是手机的 2D UI 界面上。

      来自北京 回复
    4. 比如说常规的两指旋转这个操作,我始终是觉得非常不方便的。

      来自北京 回复
  2. 请问有和这篇文章类似的文章的相关渠道或AR学习社区吗?我也是做AR的,一直想找类似的社区

    来自广东 回复
    1. 目前确实非常少,你可以关注我的微博,每天都会发AR相关信息,偶尔也会发类似的相关文章 😉

      来自北京 回复
    2. 已经关注了,只是还想找一些比较系统的,有深度的学习渠道 😉

      来自广东 回复
    3. 现在AR还处于非常早期了,很多相关的观念其实也在不断的变化,后续发现非常有价值的文章会继续发布的 ❗

      来自北京 回复
    4. 可以加作者微信吗,有公众号吗

      来自广东 回复
    5. 可以加微信吗,我也在学习AR中

      来自广东 回复
  3. 请问能否转载到公众号?

    回复
    1. 可以,最好附上微博的来源,多谢多谢! ❗

      来自北京 回复
    2. 好的 没问题

      来自北京 回复