扩展现实（XR）中直觉交互的系统性综述：从理论概念到实证测量的鸿沟

《Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting》：Intuitive Interactions in Extended Reality (XR): A Scoping Review

　　

专业术语翻译（摘要部分） 扩展现实（Extended Reality, XR）中的交互常被描述为“直觉的”（intuitive），但这些论断的依据尚不明确。本系统性综述（scoping review）旨在探究在直觉交互的理论观点下，XR交互技术如何被评估其直觉性。研究人员进行了系统性检索，共获得175条独特结果。37篇经同行评审的文章符合纳入标准，并被编码以识别XR类型、交互设备及比较条件。采用先验编码（a priori coding）来识别与有效性（effectiveness）、认知努力（cognitive effort）和主观流畅性（subjective fluency）相关的直觉交互测量指标。许多研究报告了有效性（45%）和主观流畅性（57.5%）的测量数据，但很少包含客观认知努力的测量。仅有一项研究评估了所有三个特征。即便如此，仍有62.5%的研究声称其交互技术是直觉的。本综述揭示了在评估直觉交互方面的变异性，以及直觉性的理论概念化与其测量之间的差距。

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1. 研究背景与现存问题

随着计算与硬件技术的持续进步，扩展现实（Extended Reality, XR）应用正日益普及，旨在提供增强的、沉浸式的交互体验。在此背景下，将某种交互方式描述为“自然的”或“直觉的”（intuitive）已成为常见做法。然而，这些宣称背后所依据的实证证据基础尚不明确。尽管直觉交互在理论上被广泛定义为快速、准确且无需过多意识努力的交互过程，但在实际的XR研究中，如何系统性地评估一项交互技术是否真正具备直觉性，仍是一个根本性问题。现有研究对直觉性的测量方法各异，缺乏统一的理论框架指导，导致研究结果难以比较和整合。因此，有必要对现有文献进行系统性梳理，以揭示当前XR交互直觉性评估的现状、方法与不足。

2. 研究目的与意义

本研究旨在通过系统性综述的方法，探索XR交互技术在研究中是如何被评估其直觉性的。具体目标包括：（1）考察直觉交互已被研究的XR情境；（2）量化这些研究测量有效性（effectiveness）、认知努力（cognitive effort）和主观流畅性（subjective fluency）的频率；（3）归纳用于测试直觉性的比较条件的趋势。此项工作超越了简单的术语辨析，因为直觉性的基本特征也是设计有效XR交互的关键考量因素。该研究的意义在于，它首次系统地揭示了理论层面的直觉交互概念与实际测量实践之间的显著脱节，为未来研究提供了方法论上的重要指引。

3. 关键技术方法

研究人员采用了系统性综述（scoping review）方法。在EBSCOHost（涵盖79个数据库）中进行文献检索，检索参数要求标题中包含XR、VR、AR或“extended reality”、“virtual reality”、“augmented reality”等术语之一，并在全字段中同时包含与交互、直觉性和评估相关的关键词。检索时间范围限定在2010年1月至2026年2月。初步检索获得175条结果，由两位研究者独立筛选摘要，分歧通过全文审阅和讨论解决。最终纳入37篇经同行评审的文章。对这些文章进行扎根编码（grounded coding）以记录XR类型、测试的交互设备及比较条件；采用先验编码（a priori coding）基于Reinhardt和Hurtienne（2023）的理论框架，将研究中对直觉性的测量分类为有效性、客观认知努力和主观流畅性三类。

4. 研究结果

4.1 研究概况

大多数综述文章涉及增强现实（Augmented Reality, AR）（47.5%）或虚拟现实（Virtual Reality, VR）（42.5%）技术，研究主题涵盖教育、培训、远程操作、3D物体选择及游戏等多个领域。最常用的输入技术是设备特定控制器（16次）和手势交互（14次）。

4.2 直觉性宣称与测量现状

多数研究（62%）发现某种特定的XR交互（如控制器、手势、眼动、头部运动）是直觉的。然而，对直觉性的测量存在显著差异：45%的研究报告了客观有效性数据，57.5%的研究报告了与主观流畅性相关的数据。相比之下，仅有1项研究提供了客观认知努力的测量指标。另有10项研究使用了主观工作负荷测量（如NASA-TLX评分）作为替代。值得注意的是，尽管仅有少数研究全面测量了直觉性的各维度，仍有62.5%的研究宣称其交互技术是直觉的。

4.3 比较条件的多样性

研究间的比较标准缺乏一致性：4项研究无对照组，4项比较了相似交互类型（如手势vs手势），8项将XR交互与传统交互（如鼠标键盘）对比，2项比较了新兴交互类型（如手势vs语音）。这种比较条件的多样性增加了结果解读的复杂性。

5. 讨论与结论

讨论部分总结：

研究人员指出，虽然交互有效性和流畅性是普遍测量的指标，但认知工作量这一关键维度却被严重忽视。客观认知努力测量的缺失，可能源于实施侵入性次级任务（如n-back任务）会干扰主任务处理，以及常用主观感知努力替代客观测量的做法并不准确。为此，研究人员鼓励未来研究采用行为技术或生理指标（如瞳孔扩张变化、脑电图EEG、功能性近红外光谱fNIRs）作为低侵入性的客观认知努力测量手段。此外，建立明确的比较基准对于验证XR交互的直觉性也至关重要。

研究结论翻译：

本系统性综述分析了在XR交互研究背景下直觉性是如何被评估的。尽管许多被综述的研究将其XR交互描述为直觉的，但几乎所有研究都报告了有效性和流畅性的测量数据，而只有一项研究报告了客观认知工作量。从理论角度来看，认知工作量测量指标的缺失令人担忧；从实践角度来看同样如此，因为XR交互已被认为与高认知负荷相关。研究人员的发现还凸显了XR研究在研究领域、研究目标、交互类型和研究方法上的多样性。对测量方法和研究方法的考量，可能对于澄清XR交互的真正直觉性至关重要。