什么是实体用户界面和实体交互？

坦白讲，实体用户界面（tangible user interfaces）和实体交互（tangible interaction）并不是一个很新的概念，但是国内几乎没有系统介绍这个领域的文章，笔者的博士研究课题有部分研究涉及到该领域，也阅读过一定量相关论文，这里先简要介绍下，如有必要，后期会继续展开来讲。

tangible user interfaces和tangible interaction国内目前也没有一个正规的翻译，姑且按照字面直译为“实体用户界面”和“实体交互”。

一、定义

维基百科给实体用户界面（tangible user interfaces）的定义是：

A tangible user interface (TUI) is a user interface in which a person interacts with digital information through the physical environment. The initial name was Graspable User Interface, which is no longer used. The purpose of TUI development is to empower collaboration, learning, and design by giving physical forms to digital information, thus taking advantage of human abilities of grasp and manipulate physical objects and materials.

实体用户界面（TUI）是一种用户界面，它是指用户通过物理环境与数字信息发生交互行为。最初的名字是Graspable User Interface，这个名称已不再使用。实体用户界面（TUI） 开发的目的是通过赋予无形的数字信息以可触摸的实体形式来增强协作，学习和设计的能力，从而充分利用和挖掘人类对于物理对象和材料的掌握和操纵能力。

二、发展历程

实体用户界面（TUI）的先驱之一是麻省理工学院媒体实验室教授Hiroshi Ishii，他是Tangible Media Group的负责人。他对有形用户界面的研究被称为Tangible Bits（实体比特），是为数字信息提供物理形式，使得比特可以直接操纵和感知。他试图通过实体的界面来实现物理对象和虚拟数据之间的无缝耦合。

三、特点

1.物理呈现与基础数字信息进行计算结合。

2.物理呈现来体现交互控制的机制。

3.物理呈现成为数字信息表达的中介。

4.用实体界面的的物理状态来体现系统的数字状态。

与之相对应的则是实体用户界面的五个基本属性：

1.利用空间的多维度来实现信息输入和输出;

2.并发访问和操作接口组件;

3.强大的专用设备;

4.空间感知计算设备;

5.设备的空间可重新配置性。

听上去比较抽象，下面列举实际的案例

四、实例

1.Siftables

自20世纪90年代以来，对实体用户界面（TUI）的兴趣不断增长，每年都有更多的有形系统出现。 1999年，Gary Zalewski 设计了一个可移动儿童块系统，其中包含传感器和显示器，用于拼写和造句的教学。一个类似的系统“Siftables”已经开始销售。

视频链接：大卫·梅若:Siftables演示一种会思考的玩具

它的基本概念很简单：一组小型的输入/显示装置，透过无线网络互相连接成独立的小型网络，或者当作电脑的控制系统，配备有OLED银幕、3-axis加速器、蓝牙装置、闪存、触碰型驱动装置，以及相互连接的插槽，如同下面的影片所展示，有了这些小方块后，使用者可以用一种更「自然活泼有趣」的方式与资料互动(也就是处理或是显示数据)

每一块“积木”都是一个小的模块儿化电脑，它们之间可以通过无线通讯，感知自己的方向以及邻近的其它的Siftables，并显示相应图像。Siftables不仅可以传输图像，还可以传输音乐，它们之间相互作用，可以形成一个更大的游戏系统。这些看似简单的属性，使得游戏在互动方面有了无限扩展的可能。

2.增强现实城市规划工作台（Augmented Urban Planning Workbench）

以Hiroshi Ishi为首的MIT数字媒体实验室不断开发和试验TUI，包括许多桌面应用程序。

Urp和更先进的增强现实城市规划工作台（Augmented Urban Planning Workbench），允许根据建筑物物理模型的位置和方向在桌面上进行气流，阴影，反射和其他数据的数字模拟。

后来迭代版本可以允许用户用粘土（照明粘土）或沙子（沙砾）形成景观来结合第三维。再次不同的模拟允许分析阴影，高度图，斜率和交互式可形成的陆地的其他特征。

链接：https://www.youtube.com/watch?v=K8a4SCKIywE

3.Reactable

Reactable是一种用先进的技术设计的乐器，以便音乐家（和其他人）可以尝试声音并创建独特的音乐。

该仪器基于半透明的发光圆桌，可以放置一组圆盘。 通过将它们放在表面上（或将它们带走），通过旋转它们并将它们彼此连接起来，表演者可以组合不同的元素，如合成器，效果，样本环或控制元素，以创建独特而灵活的构图。

一旦任何圆盘被放置在表面上，它就会被照亮，并根据它们的位置和距离开始与其他相邻的圆盘相互作用。 这些相互作用在桌面上可见，充当屏幕，即时反馈关于Reactable当前正在进行的操作，将音乐变为可见和可见的东西。

视频链接：reactable

4.MIT's interactive shape-shifting table

该技术现在只能模拟非常基本的动作，比如击掌或是来回拍球。而在未来，一个更复杂的版本或许能够在更大的屏幕上工作，并重现整个人体。

简单点来说，该技术搭载的设备是基于在一种名为inFORM的可变形3D表面，可以在电子元件上模拟物理触感——即可以允许用户移动某个对象，而无需身体在那个地方都可以来触动它。这种变形的用户界面是由Daniel Leithinger和Sean Follmer在Hiroshi Ishii的指导下设计完成的。

5.InfrActables

InfrActables是一个反投影协作表，允许使用包含状态识别的TUI进行交互。 向TUI添加不同的按钮可启用与TUI相关的附加功能。 该技术的新版本甚至可以通过LC矩阵后面的红外传感器集成到显示器中。

这实际也是10年前的案例来，因此找到的图片清晰度不高

有形灾害使用户能够在协作计划会议期间分析灾害措施并模拟各种灾害（火灾，洪水，海啸等）和疏散情景。 物理对象通过将它们放置在交互式地图上并且使用附属于它们的拨号盘来调整参数（即比例）来允许定位灾难。

链接：https://www.youtube.com/watch?v=2l59zCQ3JbE

参考：

https://www.youtube.com/watch?v=K8a4SCKIywE

https://www.youtube.com/watch?v=2l59zCQ3JbE

https://en.wikipedia.org/wiki/Tangible_user_interface#Examples

荷兰埃因霍芬理工大学工业设计系博士在读

公众号：“用设计做研究”

知乎专栏：“用设计，做研究”

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