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摘要：对虚拟交互展示设计在高校实验室教学和管理中的应用进行了初步探索，根据实际结题项目进行了总结。阐述了高校实验室应用虚拟交互展示设计的意义和目的，针对项目完成过程中的三个重要阶段进行了详细介绍，着重就项目中的交互设计在实验室流程规范和设备操作规范中的应用进行了举例分析，初步讨论了如何应用视觉语言差异化、趣味化、形象化展示实验室信息的方法。
关键词：实验室展示；虚拟设计；交互设计；多媒体设计
作者简介：冯亚娟（1984-），女，甘肃兰州人，河海大学常州校区机电工程学院工业设计系，实验师。（江苏 常州 213022）
基金项目：本文系河海大学中央高校基本科研业务费资助项目（项目编号：2010B22514）的研究成果。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0152-03
一、高校实验室虚拟交互展示设计的意义和目的
实验室教学是高等教育教学的重要组成部分。我国高等教育院校实验室在服务系统设计和虚拟交互展示方面的研究应用基本上是空白状态。各大院校、科研机构及相关公司的交互虚拟展示主要应用在商业领域范围，服务系统设计意识尚未形成。
为了让学生尽快熟悉实验环境，明晰实验室仪器设备使用方法及相关注意事项，可持续地使用实验设备，避免不必要的公共财产的损失，可以设计一套合理的服务系统，借助现代虚拟交互展示技术，以形象生动的视觉表达方式，逼真展示河海大学工业设计系数字媒体艺术专业实验室群各实验室环境、设备使用方法及注意事项。通过视听艺术媒介更人性化、趣味化、直观地认知实验室信息，并在此基础上进一步结合教师的现场指导和教学实践以提高学生实验设备利用率，提高实验教学质量。有必要特别针对实验室使用中的重要流程进行引导性设计，以交互方式逼真展示高频率使用的设备的使用方法，以规范实验室管理流程并对实验设备进行恰当的保护。
二、《数字媒体艺术专业实验室群虚拟交互展示设计》的项目完成过程
该项目为河海大学中央高校基本科研业务费资助项目子课题，河海大学大学生创新训练项目校级重点项目。数字媒体专业实验室群包括动画集成渲染农场实验室、AVID非线性编辑实验室、演播室、录音室。高频率使用的设备包括小型手持式SONY DV摄像机、演播室控制台。项目完成过程主要分为三个阶段：
1.目标用户研究阶段
分析该实验室群服务系统中目标用户（本专业各年级的学生、专业教师、实验室管理员）之间的关系及该系统中的有效影响因子，研究实验室设备使用流程中的各环节以发现问题点（见图1），总结该服务系统中目标用户可从系统中获取的利益（见图2），发现学生的实验室行为习惯及过程是实验室设备使用和实验室管理的关键所在，是整个服务系统的关键影响因子。该服务系统的设计点着重在于：有效地引导学生在正确的实验室使用流程中规范使用设备，以规避对实验设备的损毁及对实验室环境的破坏。
2.服务系统构建阶段
研究系统中各目标用户特别是学生在该服务系统中的具体诉求，明确各实验室在该服务系统中需详细展示的重点环节，完善该服务系统的层次关系。[1]项目组精心筛选了多个与本项目有直接联系的目标用户进行深入访谈。用户研究的方法主要是“问卷调查”（questionnaire survey）、“访谈”（interviewing）与“实地观察”（field observation）。
通过对各年级学生以及教师、管理员的访谈，了解到学生、教师及管理员对此项目持肯定态度，认为制作出的服务系统有一定的价值。作为教学辅助系统，有利于学生了解实验室的使用规范及设备使用方法。对于教师而言，可以进一步加深学生印象；对于管理员而言，能有效避免学生对实验室及设备的破坏。服务系统除了要对设备使用方法进行介绍外，还应注重对实验室管理规章制度以及设备安全操作规范的介绍。针对不同的目标用户，侧重点也不一样，为此应有效利用服务系统使各目标用户之间产生联系。
服务系统主要是用二维形式表现三维内容，简单明了，但是也可根据展现内容的不同特点适当运用三维虚拟效果让学生更为直观地了解实验室。服务系统的视觉风格应以科技感为主，同时兼具设计感。不仅能向学生灌输一种严谨对待实验室的思想，同时也能通过特色模块的设置吸引学生使用该服务系统。调查结果中涉及到的关键词有：实验室简介及规章制度、设备操作规范、实验室钥匙借还、往届优秀学生作品、交互性、趣味化、二维及三维展示等等。最终构想出的服务系统以打包的可运行程序的形式出现。该程序运行流程图如图3所示。
3.虚拟交互展示具体设计阶段
研究如何通过形象的视觉语言表达方式，将实验室环境中指征性的二维标识和三维环境模型进行良好的对接，以充分再现实验室情境。针对实验室管理的规章制度及实验室功能介绍，通过动态图像及音视频制作，将前期分析阶段形成的概念转化成目标用户可接受的认知方式，并设计有趣的交互方式及交互界面以引导学生形成实验室使用的正确流程意识，着重针对高频率使用的实验设备进行多媒体交互展示设计。
制作过程中应用了多种多媒体制作软件如3DMAXS、PS、AI、FL、PE、AE及DI。应用平面设计软件制作各实验室Logo及相关图形，利用建模软件进行实验室群模型构建、附材质、渲染及制作三维动画，利用多媒体编辑软件制作二维动画然后利用虚拟交互软件进行虚拟交互展示设计，最后将程序打包生成可以运行的软件应用在实际教学当中。
三、《数字媒体艺术专业实验室群虚拟交互展示设计》的项目完成过程
1.将实验室差异化展现
数字媒体实验室群共包括四个实验室。如何让学生理解各实验室特点，并能在趣味化的展示过程中一眼辨识出各实验室的差异性，需要提取最能表征各实验室特点的概念进行实验室的Logo设计。将实验室用典型建筑物来表示，结合各实验室代表物，制作出三维形式的Logo，并利用这些Logo制作片头动画和主界面，通过视觉信息的反复出现强化学生对实验室名称和特点的认知。 （1）实验室Logo设计。
（2）片头动画及主菜单设计。
2.通过交互设计强化学生使用实验室的规范性操作
（1）针对实验室使用流程的交互设计。目标用户研究阶段，笔者发现学生在实验室使用流程中主要存在三个问题：一是借出的钥匙忘记归还；二是忘记在实验薄上填写实验记录；三是离开实验室时忘记关闭门窗和电源。通过设计简单有趣的交互操作，强化学生理解正确的实验室使用流程，降低实验室管理的难度。[2]举例如表3所示。
（2）针对实验室设备操作的交互设计。演播室中的灯光控制，SONY DV和演播室的控制台是该实验室使用最为频繁的设备。为了规避对以上设备不恰当的操作所引起的损毁，可以通过设计合理的交互流程将设备操作方式清晰展现，同时兼顾设备基本信息的介绍和操作须知的讲解。举例如表4所示。
3.通过视觉语言传达实验室信息
在惯性思维中，实验室信息总是枯燥乏味的，实验室介绍的一般方法也局限于黏贴在墙壁上的各种文字。以动画集成渲染实验室为例，若以常规的专业的方式介绍，名称应该为分布式并列集成渲染系统，利用现成的CPU、以太网和操作系统构建超级计算机。应用于电影电视、CG行业时，主要用来解决长时间的图像渲染问题。原理如图4所示。
但在该项目中，考虑到学生的理解能力和信息传达的有效方式，设计出发点是用各种视觉语言代替单一的文字介绍，用有趣的图形代替呆板的实物拍摄图片，用形象且直观的动画讲解晦涩难懂的实验室功能。[3]AVID非线性编辑实验室和动画集成渲染农场实验室，都采用了二维动画形式来讲解实验室功能，举例如表5所示。通过这样的概念转述和趣味性的表述方法，动画集成渲染农场实验室的功能就通过视觉语言进行了有效的讲解。
四、结语
《数字媒体艺术专业实验室群虚拟交互展示设计》主要由两名教师指导，五位学生制作，历时一年在课余时间完成。同时在程序中嵌入了两位毕业生关于SONY DV和演播室控制台的交互展示毕业设计作品。该程序已经投入到实验室教学和管理当中，特别是在新生入学“专业导论”课程和实验室参观中反映良好，在新生实验室认知和实验操作引导方面起到良好的效果，基本达到了项目预期的设想。纵观整个项目，还有许多不尽人意的地方，如录音室的交互展示设计制作不是很理想，也未在本文中有所涉及。实验室使用流程和实验室设备操作因各实验室差异较大，无法将所有细节在程序中突出展现，计划在后续项目中进一步跟进。整个项目工作量巨大，很多内容和细节因篇幅所限，本文未作详细介绍，只列举了一些典型事例。
在提倡信息展示可视化的今天，视觉语言的力量日益凸显，如何创造性地利用虚拟交互展示设计让喜欢新鲜事物的大学生主动走入实验室，了解实验室，使用实验室，从而提高学生的动手能力及创新水平是高校实验室使用和管理过程中亟待思考与解决的难题。实验室在某种程度上可看做一个庞大的教学系统，本文只是利用虚拟交互展示设计着重对实验室环境进行了虚拟展示，就简单的设备操作流程和实验室使用流程进行了基础的交互设计。在高校各实验室的实际应用中，涉及内容更为广泛，虚拟交互设计的应用也更为多元化，有理由相信高校实验室教学和管理能利用虚拟展示及交互技术登上一个新台阶，我们诚挚期待兄弟院校的合作和交流。
参考文献：
[1]周妍黎，冯亚娟.浅谈产品服务体系的概念以及设计中的特点[J].美与时代（上），2012，（6）：17-19.
[2]Alan Cooper， Robert Reimann.About Face 3：The Essential of Interaction Design[M].北京：电子工业出版社，2012.
[3]科恩，安德森.视觉语言——英国设计基础系列[M].上海：上海人民美术出版社，2012.
（责任编辑：孙晴）
关键词：实验室展示；虚拟设计；交互设计；多媒体设计
作者简介：冯亚娟（1984-），女，甘肃兰州人，河海大学常州校区机电工程学院工业设计系，实验师。（江苏 常州 213022）
基金项目：本文系河海大学中央高校基本科研业务费资助项目（项目编号：2010B22514）的研究成果。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0152-03
一、高校实验室虚拟交互展示设计的意义和目的
实验室教学是高等教育教学的重要组成部分。我国高等教育院校实验室在服务系统设计和虚拟交互展示方面的研究应用基本上是空白状态。各大院校、科研机构及相关公司的交互虚拟展示主要应用在商业领域范围，服务系统设计意识尚未形成。
为了让学生尽快熟悉实验环境，明晰实验室仪器设备使用方法及相关注意事项，可持续地使用实验设备，避免不必要的公共财产的损失，可以设计一套合理的服务系统，借助现代虚拟交互展示技术，以形象生动的视觉表达方式，逼真展示河海大学工业设计系数字媒体艺术专业实验室群各实验室环境、设备使用方法及注意事项。通过视听艺术媒介更人性化、趣味化、直观地认知实验室信息，并在此基础上进一步结合教师的现场指导和教学实践以提高学生实验设备利用率，提高实验教学质量。有必要特别针对实验室使用中的重要流程进行引导性设计，以交互方式逼真展示高频率使用的设备的使用方法，以规范实验室管理流程并对实验设备进行恰当的保护。
二、《数字媒体艺术专业实验室群虚拟交互展示设计》的项目完成过程
该项目为河海大学中央高校基本科研业务费资助项目子课题，河海大学大学生创新训练项目校级重点项目。数字媒体专业实验室群包括动画集成渲染农场实验室、AVID非线性编辑实验室、演播室、录音室。高频率使用的设备包括小型手持式SONY DV摄像机、演播室控制台。项目完成过程主要分为三个阶段：
1.目标用户研究阶段
分析该实验室群服务系统中目标用户（本专业各年级的学生、专业教师、实验室管理员）之间的关系及该系统中的有效影响因子，研究实验室设备使用流程中的各环节以发现问题点（见图1），总结该服务系统中目标用户可从系统中获取的利益（见图2），发现学生的实验室行为习惯及过程是实验室设备使用和实验室管理的关键所在，是整个服务系统的关键影响因子。该服务系统的设计点着重在于：有效地引导学生在正确的实验室使用流程中规范使用设备，以规避对实验设备的损毁及对实验室环境的破坏。
2.服务系统构建阶段
研究系统中各目标用户特别是学生在该服务系统中的具体诉求，明确各实验室在该服务系统中需详细展示的重点环节，完善该服务系统的层次关系。[1]项目组精心筛选了多个与本项目有直接联系的目标用户进行深入访谈。用户研究的方法主要是“问卷调查”（questionnaire survey）、“访谈”（interviewing）与“实地观察”（field observation）。
通过对各年级学生以及教师、管理员的访谈，了解到学生、教师及管理员对此项目持肯定态度，认为制作出的服务系统有一定的价值。作为教学辅助系统，有利于学生了解实验室的使用规范及设备使用方法。对于教师而言，可以进一步加深学生印象；对于管理员而言，能有效避免学生对实验室及设备的破坏。服务系统除了要对设备使用方法进行介绍外，还应注重对实验室管理规章制度以及设备安全操作规范的介绍。针对不同的目标用户，侧重点也不一样，为此应有效利用服务系统使各目标用户之间产生联系。
服务系统主要是用二维形式表现三维内容，简单明了，但是也可根据展现内容的不同特点适当运用三维虚拟效果让学生更为直观地了解实验室。服务系统的视觉风格应以科技感为主，同时兼具设计感。不仅能向学生灌输一种严谨对待实验室的思想，同时也能通过特色模块的设置吸引学生使用该服务系统。调查结果中涉及到的关键词有：实验室简介及规章制度、设备操作规范、实验室钥匙借还、往届优秀学生作品、交互性、趣味化、二维及三维展示等等。最终构想出的服务系统以打包的可运行程序的形式出现。该程序运行流程图如图3所示。
3.虚拟交互展示具体设计阶段
研究如何通过形象的视觉语言表达方式，将实验室环境中指征性的二维标识和三维环境模型进行良好的对接，以充分再现实验室情境。针对实验室管理的规章制度及实验室功能介绍，通过动态图像及音视频制作，将前期分析阶段形成的概念转化成目标用户可接受的认知方式，并设计有趣的交互方式及交互界面以引导学生形成实验室使用的正确流程意识，着重针对高频率使用的实验设备进行多媒体交互展示设计。
制作过程中应用了多种多媒体制作软件如3DMAXS、PS、AI、FL、PE、AE及DI。应用平面设计软件制作各实验室Logo及相关图形，利用建模软件进行实验室群模型构建、附材质、渲染及制作三维动画，利用多媒体编辑软件制作二维动画然后利用虚拟交互软件进行虚拟交互展示设计，最后将程序打包生成可以运行的软件应用在实际教学当中。
三、《数字媒体艺术专业实验室群虚拟交互展示设计》的项目完成过程
1.将实验室差异化展现
数字媒体实验室群共包括四个实验室。如何让学生理解各实验室特点，并能在趣味化的展示过程中一眼辨识出各实验室的差异性，需要提取最能表征各实验室特点的概念进行实验室的Logo设计。将实验室用典型建筑物来表示，结合各实验室代表物，制作出三维形式的Logo，并利用这些Logo制作片头动画和主界面，通过视觉信息的反复出现强化学生对实验室名称和特点的认知。 （1）实验室Logo设计。
（2）片头动画及主菜单设计。
2.通过交互设计强化学生使用实验室的规范性操作
（1）针对实验室使用流程的交互设计。目标用户研究阶段，笔者发现学生在实验室使用流程中主要存在三个问题：一是借出的钥匙忘记归还；二是忘记在实验薄上填写实验记录；三是离开实验室时忘记关闭门窗和电源。通过设计简单有趣的交互操作，强化学生理解正确的实验室使用流程，降低实验室管理的难度。[2]举例如表3所示。
（2）针对实验室设备操作的交互设计。演播室中的灯光控制，SONY DV和演播室的控制台是该实验室使用最为频繁的设备。为了规避对以上设备不恰当的操作所引起的损毁，可以通过设计合理的交互流程将设备操作方式清晰展现，同时兼顾设备基本信息的介绍和操作须知的讲解。举例如表4所示。
3.通过视觉语言传达实验室信息
在惯性思维中，实验室信息总是枯燥乏味的，实验室介绍的一般方法也局限于黏贴在墙壁上的各种文字。以动画集成渲染实验室为例，若以常规的专业的方式介绍，名称应该为分布式并列集成渲染系统，利用现成的CPU、以太网和操作系统构建超级计算机。应用于电影电视、CG行业时，主要用来解决长时间的图像渲染问题。原理如图4所示。
但在该项目中，考虑到学生的理解能力和信息传达的有效方式，设计出发点是用各种视觉语言代替单一的文字介绍，用有趣的图形代替呆板的实物拍摄图片，用形象且直观的动画讲解晦涩难懂的实验室功能。[3]AVID非线性编辑实验室和动画集成渲染农场实验室，都采用了二维动画形式来讲解实验室功能，举例如表5所示。通过这样的概念转述和趣味性的表述方法，动画集成渲染农场实验室的功能就通过视觉语言进行了有效的讲解。
四、结语
《数字媒体艺术专业实验室群虚拟交互展示设计》主要由两名教师指导，五位学生制作，历时一年在课余时间完成。同时在程序中嵌入了两位毕业生关于SONY DV和演播室控制台的交互展示毕业设计作品。该程序已经投入到实验室教学和管理当中，特别是在新生入学“专业导论”课程和实验室参观中反映良好，在新生实验室认知和实验操作引导方面起到良好的效果，基本达到了项目预期的设想。纵观整个项目，还有许多不尽人意的地方，如录音室的交互展示设计制作不是很理想，也未在本文中有所涉及。实验室使用流程和实验室设备操作因各实验室差异较大，无法将所有细节在程序中突出展现，计划在后续项目中进一步跟进。整个项目工作量巨大，很多内容和细节因篇幅所限，本文未作详细介绍，只列举了一些典型事例。
在提倡信息展示可视化的今天，视觉语言的力量日益凸显，如何创造性地利用虚拟交互展示设计让喜欢新鲜事物的大学生主动走入实验室，了解实验室，使用实验室，从而提高学生的动手能力及创新水平是高校实验室使用和管理过程中亟待思考与解决的难题。实验室在某种程度上可看做一个庞大的教学系统，本文只是利用虚拟交互展示设计着重对实验室环境进行了虚拟展示，就简单的设备操作流程和实验室使用流程进行了基础的交互设计。在高校各实验室的实际应用中，涉及内容更为广泛，虚拟交互设计的应用也更为多元化，有理由相信高校实验室教学和管理能利用虚拟展示及交互技术登上一个新台阶，我们诚挚期待兄弟院校的合作和交流。
参考文献：
[1]周妍黎，冯亚娟.浅谈产品服务体系的概念以及设计中的特点[J].美与时代（上），2012，（6）：17-19.
[2]Alan Cooper， Robert Reimann.About Face 3：The Essential of Interaction Design[M].北京：电子工业出版社，2012.
[3]科恩，安德森.视觉语言——英国设计基础系列[M].上海：上海人民美术出版社，2012.
（责任编辑：孙晴）