感性工学理论体系下游戏手柄体验研究

邓明 赵健超

摘要：拟在感性工学视域下研究游戏手柄及其操作体验。首先分析主流游戏手柄产品，提出玩家在使用游戏手柄时的疲劳与体验问题。其次解析感性工学语义差异法的研究思路，并提取出游戏手柄的价值要素。再次收集游戏手柄样本与感性词汇，设计语义差异调查表。最后分析收集到的数据，得出对体验型游戏手柄设计的启示。根据感性意向实验的数据分析，得出游戏手柄受“瞬时性”与“持久性”两设计因子影响。将游戏手柄的两设计因子放置到已确立的价值要素中分析、发现对于未来市场游戏手柄设计的启示，以及得到感性工学理论体系下游戏手柄的设计框架，在此基础上提出了一种体验型游戏手柄的设计。

关键词：游戏手柄 感性工学 语义差异法 因子分析 操作体验

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069 （2020）11-0020-04

一、体验性的发展现状

游戏手柄作為主机游戏操作端的控制器，是游戏系统的重要组成部分。自产生以来的50年间，手柄在游戏系统的需求框架下形成发展路径，功能随操作方式演化，形式受人机工学影响，且随着游戏的持续迭代而不断革新。目前主流游戏及其手柄的开发生产集中于美国和日本，以索尼Ps系列、任天堂NS和微软XBOX系列为首。其中，索尼P54游戏手柄基于人机工程学而设计，通过更先进的触摸板、传感器来实现较为逼真的游戏体验;任天堂NS的游戏手柄打破了传统体感游戏手柄的局限性，可将手柄合体或分体式使用，使游戏体验更加丰富;XBOX ELITE_代游戏手柄在按键的改良上增强了枪械类游戏和赛车类游戏的操作体验，手柄背部也为使用者提供了可自定义的按键…--目前中国尚无有影响的独立品牌，而游戏市场规模却在逐渐扩大，中国主机游戏市场规模亦呈上升趋势”[1]。为此，本文目的在于在继承现有世界主流品牌成果及发展方向的基础上，建立独立的民族品牌。

根据长时间调研发现，目前市场上主流游戏手柄存在对于使用者来说的疲劳问题：（1）记忆疲劳。游戏手柄按键与按键语义繁多复杂，增加了使用者，尤其是新手对于按键与对应功能的记忆难度;（2）肌肉疲劳。使用者长时间握持游戏手柄时会出现因手臂与手腕位置固定而导致的疲劳现象。对于此类问题，本文拟采用感性工学思想可予以解答并建构出符合使用者预想体验的游戏手柄设计框架。

二、语义方法与价值要素分析

（一）感性工学的语义差异法

感性工学由长町三生率先提出并研究，它结合了工程学、心理学、统计学、美学等学科而建立，以感性与工学的技术为基础分析并研究人的感性从而设计产品。语义差异法是感性工学设计方法之一，它能够简易并直观地获得使用者对于产品在不同感性词汇形容下的评价等级。基于语义差异法的设计方法步骤如下：（1）选择产品样本。对产品综合理解，为提取其设计元素提供背景信息，如分析产品的历史、现状、特征、存在意义、目标用户等，通过查阅文献、浏览相关网站等方式建立样本库;（2）提取设计要素。提取出用户对于产品感性认知的要素，可通过访谈法、观察法等方式探求使用者对产品显在表象的评价;（3）确定产品感性词汇。采用语义分析法，通过设计要素、询问受调查者与设计人士大量收集并筛选感性词汇，组成感性词汇库，代表着使用者对产品感知的表述;（4）设计基于语义差异法的调查问卷。运用李克特量表设计可供评分的调查问卷，让受调查者对于样本和感性词汇加以分数评判;（5）数据分析结果的验证与总结。通过数据统计软件（本文使用sPss中的因子分析与主成分分析）对调查问卷中的数据处理并分析，生成可视化图表，总结出产品对于感性意向的结论。

（二）价值要素与分析

收集产品样本后，通过查阅文献资料以及对游戏手柄使用者的调查，得出游戏手柄的价值要素体现在功能性、审美性、体验性3方面。（1）功能性要素是游戏手柄的基础。按键与握柄是游戏手柄基本功能组成部分，应当符合基本的人机工程学条件，且可对使用疲劳、手部排汗等问题加以缓解;（2）审美性要素是游戏手柄的表征。游戏手柄整体应当为非有机体的形态，可适当利用灯光配置营造操作端氛围，足以吸引玩家的注意力、激发再度体验的欲望;（3）体验性要素是游戏手柄的延伸。游戏手柄在增强游戏体验感的交互性上应不断深入，缩小使用者与交互方式间的违和感。综上，体验型游戏手柄设计需保证其基本功能、提高其显在审美、强化其交互体验。下文所开展的实验与分析均与这3个价值要素紧密相连。

三、感性体验的实验及分析

（一）感性词汇的收集与确定

本文采用了语义差异法中的语义分析实验与数据分析实验，故收集了与握持操作类主观意向相关的形容词汇，用于后期问卷题目中对游戏手柄进行感性评价。作者通过文献、杂志等资料、网站以及用户访谈的方式收集了以下80个感性意向词汇（表1），并进行进一步的语义筛选实验。

通过发放问卷回收后的票数筛选，得出20个符合条件的感性意向词汇，再通过文献归类法与德尔菲法将上述感性词汇分组，将意义相似的词汇归为一组，得到7个最具有代表性的感性意向词汇，并在此基础上推出其各自的反义词，最终整合出7组感性意向词对。所有词对以“词汇”的首字母“C”与数字作为编号（表2）。

（二）基于语义差异法的调查问卷设计

根据收集产品典型样本的方式，对游戏手柄的发展历史剖析，初步搜集到各时期下的游戏手柄样本，再通过聚类分析删除相似样本，得出游戏手柄的典型样本共1 0个，以确保样本选取全面且客观。（图1）

通过10个典型样本与7对感性词汇建立5级李克特量表，采用以1到5的方式计分，表示受调查者情感意向程度的高低或倾向性。在5级李克特量表中，设置值分别为1，2，3，4，5，其中，1表示对此样本的感性认知更符合左侧的形容词，5表示对此样本的感性认矢口更符合右侧的形容词。10个样本最终组成游戏手柄语义差异法的调查问卷（表3）。

（三）典型样本的感性语义评价

本问卷采用指定人群发放的形式，故回收后均为有效问卷。本次问卷调查其发放问卷50份，收回46份。先通过求得得分的平均值以得到10个样本下的总平均数据（表4）。

（四）数据分析

本问卷数据将采用统计学软件SPSS中因子分析的方式，故先对每一个样本的数据进行信度检验与效度检验，以确保因子分析的合理性。经检验，本文所选的10个样本均适合采用因子分析的方式，故下文展开10个样本在7组感性样本词汇平均值下的因子分析。

将表4的数据导入SPSS中，通过因子分析与主成分分析对以上的平均值数据加以降维处理，以验算感性词汇的重要性。得到的典型样本感性词汇数据的公因子方差见表5，解释的总方差见表6，碎石图见国2，旋转成分矩阵见表7。

公因子方差表示所提取的公因子对于初始变量信息的解释及贡献率，即感性词汇对于游戏手柄的代表性或解释权。贡献率越高，提取的公因子对初始變量的代表性越强。理论来说，提取信息值在0.7以上则表明此信息有效，故验证，通过投票数提取并分析出的7组感性词汇均有效且具有代表性。

通过解释的总方差图与碎石图可分析出主成分数目。由表6可知，有2个成分的特征值大于1，且累计比例占83.896%，因此提取这两个成分为主要因子（主要成分）。图2碎石图可通过斜率变化方式确定主要特征，第1个成分与第2个成分特征值皆大于1且明显高于其他成分点，第3成分的特征值处在拐点处，即从第3成分开始，特征值点趋于平缓，同样可判断出成分1与成分2为主要因子。

旋转成分矩阵描述各项目与因子间的关联性，数值越大则关联性越强。由表7可知，主要因子1主要与C2、C4、C3、C7有较强关联性;主要因子2主要与Cl、C5、C6有较强关联性。

（五）实验结果讨论

从7组感性词汇中选择积极方面的词作为核心语义词，进一步为2个主要因子命名。

主要因子1，倾向于游戏手柄的“瞬时性”描述，包括“智能的”（C2）、“互动的”（C4）、“流畅的”（C3）、“耐用的”（C7）。 “瞬时性”表示为：在使用者接触前到接触时瞬间所能体会到的性质。再将这5个词汇以使用者主客观感受进一步划分，“智能的”、“互动的”是使用者的主观感受，即在使用的短期时间内自发体会到其智能与交互的要素，这需要积极调动游戏手柄与人的五感的呼应;“流畅的”作为游戏手柄纯粹的客观形态，即游戏手柄的外观需保持流畅、流线的形态语言;“耐用的”则兼顾了游戏手柄的材料选择、重量配给、按键牢固程度等在加工方面需保障的客观层面，以及使用者在使用时通过恒量肌理、温度、重量等属性而对游戏手柄质量评估的主观层面。总体来说，因子1占总因子比重更大，游戏手柄对于“瞬时性”的感性认知更为重要，它所给予使用者的第一印象与新鲜感影响着使用者的使用意愿。

主要因子2，倾向于游戏手柄的“持久性”描述，包括“易操作的”（Cl）、“愉悦的”（C5）、“个性的”（C6）。“持久性”表示为：使用者在单次长时间操作游戏手柄的过程中所能体会到的感性体验并能够长久维持。以“易操作的”为例，使用者会认为他自己选择的手柄相较于其他手柄在操作难易度、舒适度等方面上存在优势，并长期认为自己选择这款手柄具有充分的合理性，其他词汇亦然。持久性因子的优势在于其既能够挽留住固定的用户群体，同样也能通过给使用者留下的印象来塑造评判同类产品的范本。因子2更侧重于游戏手柄的功能性价值要素，需要靠以人机工程学为基础进行舒适度的修缮以及通过美学对于外观新鲜感、品牌符号特征的维持。

将两个主要因子带入问卷的10个样本中，分析样本的瞬时性与持久性关系，反应在SPSS中获得可视化的样本聚类树状图（图3）与因子一样本散点分布图（图4）。

样本聚类的意义在于将样本分类，找出样本中的共性。在图3中，样本类间距离在5至10的过程中聚类逐渐趋于稳定，即把这10个游戏手柄样本分为5类，且5类各自具备其特点。可视化分类为图4中的实线圈，虚线圈则表示市场新产品开发的感性特征范围。样本类群特征分析见表8。

图4的第一象限中为最理想的游戏手柄，也是外观、体验与人机最优解的产物。综合上述分析，笔者认为未来的游戏手柄设计方向在于：（1）凸显出游戏手柄的个性，基于现今游戏手柄的外观与功能进行对产品的横向扩充;（2）可从以往经典的游戏手柄产品中提炼语义符号，应用到新式游戏手柄中，以加强游戏手柄的可适应性;（3）打破以往对于游戏手柄造型的刻板印象，可适当放弃其对称性等美观排布而更多倾向于舒适性安排，可适当引入合体与分体的概念以减轻肌肉疲劳;（4）将智能与交互的手段附着在多种部件上，如以交互式按键代替普通按键，通过按键得到的反馈加以辅助记忆，以减轻记忆疲劳。

四、体验型游戏手柄设计应用

根据以上分析结果，笔者将游戏手柄分为握柄、按键、交互模块3部分展开并提出了一种体验型游戏手柄的初步设计。

首先，游戏手柄的基本形态需保证其功能性。通过查阅中国成年人手部尺寸的国家标准，计算出握柄与按键的人机尺寸与位置并推演出握柄与按键理论下的数理模型（图5）;其次，以此数理模型为基础绘制若干草图，从中选出一种方案捏制纸黏土模型（图6）并交给5人做握持手感调查，凭调查结果对数理模型加以修正;将上一步骤重复若干次后，得到最理想的握柄与按键草图，并通过PS细化后加以建模与渲染处理（图7），同样的，也得到了游戏手柄整体效果图（图8）。

通过该体验型游戏手柄的操作方法（图9）可知，握柄以可充电模块的形式既可安装在游戏手柄上，也可以脱离游戏手柄使用，以满足在不同游戏的场合下的操作体验，而且足以释放手腕与手臂的自由度。

在按键上，该体验型游戏手柄保留了传统游戏手柄的摇杆、普通按键以及扳机状按键基本要素。在每一侧各减少了一个普通按键，改为上中下排列;取消了按键的语义符号，而将每个按键改为屏幕自发光，按键的语义随着游戏的不同场合发生变化，使得语义更加具象。这些都能够减少使用者的记忆复杂度。

在操作体验上，该体验型游戏手柄添加了由无名指与小拇指操作的感应性侧键，通过两指按压程度来判断按键的值，这开发了以往游戏手柄所未曾开发的无名指与小拇指指位;该体验型游戏手柄中间部分存在两块屏幕，可通过屏幕显示内容的变化使操作体验更加多元化;在该手柄呈“合体”状态时，使用者可通过稍加施力的方式让握柄产生扭转（图1 0），可转动范围为±900，这解决了使用者可能会出现的单侧手臂过度施力的问题，同样也增加了操作的自由性，可体验到形如“射击”动作的乐趣。

结语

本文通过将感性工学中的语义差异法应用于游戏手柄设计中，通过分析游戏手柄的价值要素，并展开一系列的游戏手柄感性意向实验，获取、筛选并统计了被调查者对于给定样本的定量评价结果，从感性词汇的确定与统计学分析总结出游戏手柄设计框架中的两个核心语义因子，分别为“瞬时性”与“持久性”。以此类核心语义因子的框架作为设计辅助，展开了体验型游戏手柄设计。同样，通过产品意象的统计，大致总结了现今游戏手柄的市场特征，并大致划定了游戏手柄未来市场的潜在机会。

本文所提出的基于感性工学的游戏手柄设计框架欲在应用方面上以“瞬时性”解决游戏手柄按键语义记忆复杂的问题;从“持久性”解决长时间握持疲劳的人机工程问题。同时，新型游戏手柄的外观设计仍需进一步与使用者产生反馈与深入探究。

未来的游戏手柄将在功能性确定的基础上向交互性进一步发展以提升更为真实的游戏体验。基于感性工学的游戏手柄设计可视为是对现有游戏手柄外观与功能的改良，而对于未来具有跨时代意义的、打破固有认知的产品而言，感性工学也存在其局限性。

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