室內設計交互式表達研究范文

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《中國建筑裝飾裝修雜志》2014年第八期

1國內外研究現狀及發展動態分析

1）住宅室內設計的發展趨勢國外的室內設計行業興起較中國早。二次大戰后，室內設計行業開始出現欣欣向榮的景象，在20世紀50年代，室內設計已經發展成一個獨立的行業。約翰•派爾所著《世界室內設計史》有相當的影響力，但這本著作中，對于當代室內設計發展趨勢的論述不多。1991年，在張綺曼和鄭曙旸兩位先生領銜下的《室內設計資料集》作為一本實用的、總結多年設計經驗的資料類圖書彌補了1980年代中國的理論空白期。之后，霍維國、霍光、丁琦、曾堅等人對室內設計的發展史、流派和未來趨勢做了相關研究。如今，伴隨著建筑設計思想的逐步成熟，室內設計思潮和流派也趨向平穩，人們普遍關注的重點從最初的裝修、裝飾開始走向個性室內空間的營建；另一方面，隨著節約型社會、可持續發展、節能減排等全球化問題的提出，結合現代化科學技術，室內設計行業也做出了相應應對策略。莫斯塔第的《高技術策略的住宅》（2005）積極尋求與自然界的能源相協調的方式來創造自給自足的建筑能源系統。2010年由[美]PhyllisSloanAllen等所著的《室內設計概論(第9版)》，明確指出室內設計師必須重視“對人的需求、生態問題和文化發展的關注”。周浩明的《可持續室內環境設計理論》（2011）涵蓋了室內環境設計的時代趨勢，以及可持續室內環境的應對策略。2012年亞太設計中心編著的《可持續舒適空間：亞太室內設計精英邀請賽獲獎作品精選集》，結合當今社會流行話題“低碳生活”“可持續發展”為主題，把室內設計和公眾環保意識相結合。在政策方面，按照國務院辦公廳轉發的《關于推進住宅產業現代化提高住宅質量的若干意見》的要求，上海從2001年6月始開展新建住宅菜單式全裝修試點。基于動態發展觀和可持續發展觀的菜單式設計理念，地產商提供住宅的完整產品形態將不是毛坯房，而是向全裝修的生態住宅。這就要求住宅室內設計更加系統化、便捷化和高效化，從視覺環境的外殼轉向物理環境的內涵。在實踐應用中，萬科地產推出的精裝修房和標準化設計起到了很好的帶頭作用。理論研究上，胡劍虹、劉小明、王林、董君、黃創斌等研究了適應社會發展的住宅室內的裝修模式。由上可知，國內外對于住宅室內設計的研究還比較多，隨著社會和科技的發展，住宅室內設計理論領域結合相關政策也做出了相應的更新研究。但整體來說，各種研究資料繁雜，如今仍在使用的《室內設計資料集》更是信息滯后，沒有系統的整理歸納。本課題在研究住宅室內設計表達研究的同時，將對現今的資源進行整合，以期更新室內設計資料集。

2）自然人機交互人機交互領域涉及到許多當今世界熱門的科學和技術，比如人工智能、自然語言處理、模式識別、可用性工程、多媒體系統等。此外，也涉及了心理學、認知科學、語言學、人機工程學、工業設計和社會學的研究成果。人機交互技術已不再局限于鍵盤和鼠標輸入、手柄操作，也不僅限于觸摸設備，而是以更加新奇和自然的方式出現：手指某個關節的屈伸、頭部的轉動、人體在空間中的移動、聲波在空氣中的振動、表情的變化甚至眼珠和舌頭的轉動，都可以實現人與計算機系統之間的信息傳遞，完成人機之間的“對話”。人機交互技術是目前科技發展得最快的領域之一,對此,各國都十分重視。美國在國家關鍵技術中,將人機界面列為信息技術中與軟件和計算機并列的六項關鍵技術之一，并稱其為"對計算機工業有著突出的重要性,對其它工業也是很重要的"。在美國國防關鍵技術中,人機界面不僅是軟件技術中的重要內容之一,而且是與計算機和軟件技術并列的11項關鍵技術之一。歐共體的歐洲信息技術研究與發展戰略計劃(ESPRIT)還專門設立了用戶界面技術項目,其中包括多通道人機交互界面(MultiModalInterfaceforMan-MachineInterface)。保持在這一領域中的領先,對整個智能計算機系統是至關重要的。國內對這項技術的研究起步較晚，我國973、863、“十五”計劃均將人機交互列為主要內容。中國科學院軟件研究所人機交互技術及智能信息處理實驗室是最早開始多模態人機交互研究和開發的單位之一，分別承擔了國家自然科學基金資助的重點項目“自然、高效和面向主流的多通道（模態）用戶界面研究”，國家重點基礎研究發展規劃（973）“虛擬現實的基礎理論、算法及其實現”中的子課題“自然、和諧的人機交互理論和方法”，國家863高科技發展計劃“基于筆和語音的多模式融合的人機交互技術與應用”、“基于多功能筆式交互的用戶界面”、“基于PC機的多通道人-機交互開發環境”、“虛擬現實中的三維交互技術”等。取得了重要的研究成果，并申請了相關的國家專利。

3）住宅室內設計的數字化表達室內設計需要對空間進行細節性的構建。如今的住宅室內設計普遍采用建模和繪圖兩種方法，遵循“平面、立面、剖面和效果圖”的表現模式，再輔以模型（沙盤模型或者三維模型），來演示住宅室內空間的結構、布局、風格、細節等。

隨著計算機技術在設計領域的發展，以SketchUp、3dsMax、Rhino和maya為主的三維建模手段相較于徒手表達能夠模擬出更復雜的空間結構。電腦三維模型配合相應的渲染軟件，室內設計方案通過這種數字化的表達，效果圖更為逼真，也更直觀地傳遞設計思想。諸如《3dsMax/VRay家裝效果圖實戰從入門到精通》、《SketchUp8經典教程:室內設計全流程案例精講》之類的室內效果圖面表達的教程類書籍在市面上流行。近年來，因多媒體的介入，室內設計師最終的成果展示趨向多元化：從死板的圖板表達，到ppt演示、動畫演示，乃至與時代接軌的交互式虛擬室內，人們從平面化的二維圖面時代進入了體驗式的三維立體時代。通過“網上世博會”，訪問者可以走進“場館”場景中，通過鼠標點擊感受室內空間；北京鴻揚家裝公司與圓方軟件公司合作開發了“鴻揚家裝運營”系統，將采用交互式全房設計，將客戶要求的基礎裝修設計和全房產品融合于一體，通過首創的三維立體場景演示系統直觀展示出來。如今，三維軟件在國內的應用越來越廣泛，不但滿足于三維立體視覺上的體驗，身臨其境的四維空間表達也得到了飛速發展。四維空間表達運用三維軟件和周圍環境模擬讓用戶達到身臨其境的“沉浸式”體驗，使視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等如同在現實世界中的感覺一樣。目前，四維空間表達在影視行業的應用尤為突出，設計領域甚至是住宅室內設計領域涉及甚少。理論研究方面，張光建、李鵬、陶毓博、尤川寶、胡維平、胡新根、羅作喜、嚴林等研究了虛擬技術在住宅室內相關設計中的表達應用；臧燕、劉杰成、蒙艷、余明暉、李再進等探索了交互設計在住宅領域的應用。綜合各表現形式，得出以下對比表格，可以看出，基于人機互動的表達方式在現今乃至未來占有較大優勢，且將逐漸處于主流地位。總的來說，國外的設計表達研究多集中在建筑設計上，對于室內設計的表達研究甚少。國內方面，對住宅室內設計的表達研究多以教程式書籍為主，歸納普及為主，研究性不強。國內外對二維圖面表達的較多，對新興科技下引導的沉浸式表達方面的應用研究不多，本課題將彌補相關領域的空白，具有前瞻性。

2室內設計交互式研究的內容

2.1住宅室內設計數據整理與研究本部分是課題研究的重要基礎。在時代背景下，課題組以現有的《室內設計資料集》為理論基礎框架，通過整理實踐項目和理論研究對當代住宅室內設計繽紛雜亂的行業信息進行有效梳理，從而更新相對滯后的室內設計資料集，并為下一步數據庫的整理提供完整、有效的資料支撐。（1）整理對象在住宅室內設計中，將從8個方面進行資料的整理和研究：①住宅室內空間與尺度，②住宅室內設計的藝術流派與風格，③住宅室內空間設計，④住宅室內光環境，⑤住宅室內家具設計，⑥住宅室內色彩設計，⑦住宅室內陳設設計，⑧住宅室內設計的材料及運用。（2）整理內涵以發展的眼光、可持續的室內設計為原則，順應當今住宅室內設計發展趨勢，結合相關的設計規律、設計法則，以及項目實踐經驗，對以上8個方面進行數據更新。（3）整理方法主要通過兩個途徑對數據進行收集整理：現有實地空間和圖片文獻。實地空間，即對已建成的住宅室內空間進行數據收集，主要針對課題組的實際項目和國內外優秀住宅室內空間，包括實地調研法，個案研究法，歸納分類法，經驗總結法。圖片文獻，即對已有的書籍文獻和網絡資源進行數據收集，包括圖片資料整理法，文獻研究法，案例研究法，跨學科研究法。

2.2住宅室內設計3D模型數據庫的建立本部分是對住宅室內設計資料進行系統化的框架建立。在上一步資料整理的基礎上，對框架進行梳理和數據庫編制，并以此為依據構建可視的室內3D模型庫，為學術、教育等部門提供一套面向社會應用層面的資料集，同時也用以對應后期沉浸式表達系統端口的對接。（1）數據庫編制以室內設計中平面設計—風格定位—模型建立的常規設計流程為基礎，從戶型空間、風格流派、空間部件3大層面對住宅室內設計數據庫進行構建，形成豎向的一條龍住宅室內進行空間定型流程。以空間部件單體為主體，從造型、材質、色彩等方面進行屬性編輯，為室內設計師乃至業主提供一套方便高效的數據庫。（2）模型的構建在上述室內數據庫框架的指導下，對空間組成的各部件進行三維信息的編輯，力圖提供一套住宅室內設計領域最新的直觀素材。

2.3開發基于體感交互和語音識別的室內互動體驗軟件（1）住宅室內設計的數字化表達隨著計算機的發展和普及,數字藝術便隨之誕生和發展。目前,在利用計算機來表現室內設計作品的研究過程中已經取得了可喜的成果,然而對室內設計創意數字化表現,整體都還處于起步階段。在室內設計創意表現過程中,其主要是設計師通過借助相應的表現工具將設計理念及想法、造型特點以及空間布局形式快速傳達給消費者,從而使設計創意得以被認可。本研究主要是使用了SketchUp，3dMax，結合增強現實技術來快速實現室內設計創意方案。具體意義表現為可以根據客戶的要求實時或異地進行交互及更改,從而大大提高設計工作效率；在室內設計師表現設計意圖時更方便對靈感的捕捉；符合無紙化辦公和低碳生活的要求。Sketchup數字化軟件較運用Painter軟件來實現創意表現效果要真實客觀,最終表現效果雖然比3DMAX差,但表現效果所需時間要短,符合當今設計創意的快速表現需求,強調突出了室內設計創意表現數字化實現的意義。（2）開發體感技術互動體驗軟件基于體感的漫游技術在原有的建筑CG的基礎上又進了一步，用人類與生俱來的自然動作對虛擬場景進行控制，不僅可以完全替代現有虛擬漫游的方案，而且使客戶能夠快速適應操作方法。更進一步，可以使客戶產生強烈的代入感，更好地傳達開發商的品位和理念。

2.4體感技術在室內設計過程中的表達研究（1）設計師、住戶、房地產商三方面的應用與傳統計算機相比，虛擬現實系統具有三個重要特征：臨境性，交互性，想象性。建筑設計師可以運用虛擬現實技術向客戶提供三維動畫虛擬模型，讓客戶有種身臨其境的感覺。虛擬現實互動，就是人們利用計算機生成一個逼真的三維動畫虛擬環境，通過自然技能使用傳感設備與之相互作用的新技術。它與傳統的模擬技術完全不同，是將模擬環境、視景系統和仿真系統合三為一，把操作者與計算機生成的三維虛擬環境連結在一起。操作者通過傳感器裝置與虛擬環境交互作用，可獲得視覺、聽覺、觸覺等多種感知。比如，（圖2、圖3）計算機虛擬的環境是一座樓房，內有各種設備、物品，操作者會如同身臨其境一樣，可以通過各種傳感裝置在屋內行走查看、開門關門、搬動物品；對房屋設計上的不滿意之處，還可隨意改動。（2）商業樓盤展示中的應用房屋設計中的人機交互技術應用原則以真實反映房屋設計為宗旨隨著設計電子技術和信息技術的發展，使得人與‘房屋’之間能夠更方便的溝通。由于設計宗旨是以體現房屋為本位，設計及其相關信息應當具有真實性，信息的傳播應圍繞設計而展開。設計中的人機交互技術應避免歪曲展品的真實性而引起觀眾的反感。合理安排動態展示形式設計需要傳達的信息必須通過空間向公眾展現。人機交互技術與設計的結合，作為技術和藝術緊密結合的典范，將“空間”語匯進一步延伸，觀眾可以合理安排自己的參觀流線，在流動中合理、經濟的介入展示活動，以避免觀展中的重點區域重復。保證展示主體的安全性人機交互的設計是在傳統的展示設計基礎上，以新材料、新技術和新工藝作為物質基礎，以網絡技術、多媒體技術、虛擬現實技術等高技術作為信息傳達的手段，以人為主體，采用動態、有節奏的空間組織形式，借助相關的道具和設施，對展示空間進行合理創造。設計中必須高度重視展示空間的安全性，通過數字媒體和網絡技術對配電室、消防通道等加強監控。構建和諧的展示空間環境人機交互的展示設計應從人性化和個性化的雙重角度出發，創構舒適和諧的展示環境，聲色俱全的展示效果。在空間設計中必須考慮心理學的功效，組織良好的交通景觀。同時，又必須考慮空間物理環境的舒適性，如對室內溫度、通風、聲音、光亮度的舒適要求等。從“以人為本”的設計角度出發，將空間載體的形狀、尺寸與人體尺度優先協調，以達到展示空間的合情、和諧與合理。

3室內設計交互式研究特色與創新

3.1特色（1）綜合性住宅室內設計本身就是一門涉及面極廣的綜合類學科，本課題將順應當代設計思潮，歸納研究現有住宅室內設計資源，并綜合考慮影響住宅室內設計的各個因素，對信息滯后的《室內設計資料集》進行有效更新和編排。（2）前瞻性在信息化和智能化逐漸風行的時代背景下，課題組敏銳地撲捉到前沿科學技術在室內設計領域可能的契合點，利用手勢識別、語音識別結合模塊化3d引擎，研究開發一種全新的室內設計沉浸式表達方式，將引領行業潮流，具有前瞻性。（3）交叉性本課題體現了環境藝術設計領域和計算機軟件應用領域的研究交叉性。利用非接觸類感應，通過聲光電立體表達，將住宅室內設計這一充滿藝術魅力的學科，以最科學最直觀的表達方式完美演繹出來。（4）實踐性本課題的應用主要面向三類使用人群，即設計師、住戶和房地產商。設計師將更高效地推敲方案，住戶作為非專業人士更容易參與到自己的住宅設計過程中來，房地產商則以能最直接自然的三維體感互動方式為客戶提供沉浸式的看房體驗。充分考慮各使用人群心理的表達系統使本課題具有高度的實踐性。（5）便捷性支持多種戶型和裝修風格的切換，模塊化的空間部件，方便設計方案的及時調整；相比真實的方案模型和樣板房，制作周期短，成本低；裝置配件可移動，可以在戶外或貨車內搭建。這些優化的系統屬性，使本課題的沉浸式表達系統無論在方案推敲還是商業售賣方面都具有便捷性。

3.2創新視角創新（1）以“尊重環境，以人為本”為核心，創造了新的室內設計表達方式，以虛擬環境傳遞設計信息，實現室內設計表達自然與科技的結合。（2）提出了參數化、模塊化的室內設計數據庫建設。提高了設計的效率，促進解決我國室內裝修設計高成本、高浪費等癥結難題。技術創新（1）模塊化設計，一套系統可用于多個樓盤和不同戶型，支持現有模型。（2）建立智能匹配房型的室內3d模型庫，以及體感檢測設備和3d渲染引擎的中間件。（3）體感技術與室內環境表達結合，自動智能語音講解，給人身臨其境的沉浸式體驗。

作者：甘偉邱嵐單位：華中科技大學建筑與城市規劃學院講師華中科技大學建筑與城市規劃學院設計學系研究生