居室設(shè)計的科學與心理原理范文

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智慧和技能是人類在自覺改造自然和社會實踐活動中表現(xiàn)出來的行為。人類設(shè)計領(lǐng)域是普遍反映人的自覺意志和才智技能的活動領(lǐng)域。設(shè)計有多種定義:設(shè)計是“一種針對目標的問題求解活動”(阿切爾，《設(shè)計者運用的系統(tǒng)方淤，1965);設(shè)計是“在我們對最終結(jié)果感到自信之前，對我們想要做的東西所進行的模擬”(鮑克，《工程設(shè)計教學會議論文集》，1964);設(shè)計是“在特定情形下，向真正的總體需要提供的最佳答案”(瑪切特，槍組造性工作中的思維控鋤，1968);設(shè)計是“旨在改進現(xiàn)實的一種活動。設(shè)計過程的產(chǎn)物，被用作進行這種改進的模型”(蓋茨帕斯基，《設(shè)計之人性觀》，1980);設(shè)計是“作為一種專業(yè)活動，反映了委托人和用戶所期望的東西;它是這樣一個過程，通過它便決定了某種有限而稱心的狀態(tài)變化，以及把這種變化置于控制之中的手段”(雅克思，《設(shè)計，科學，方法》，1981)等。雖然不同的學者從不同的角度給設(shè)計下定義，但從其共性可知，設(shè)計是人們?yōu)闈M足一定需求，尋找和選擇滿意的備選方案的活動。這種活動是一種心智活動、問題求解活動、創(chuàng)新和發(fā)明活動。瓊斯認為，設(shè)計是科學、藝術(shù)和數(shù)學的適當混合l1]。以創(chuàng)造良好的室內(nèi)空間環(huán)境為目標的室內(nèi)設(shè)計活動，是一種普遍而典型的設(shè)計活動。室內(nèi)設(shè)計從屬于應(yīng)用科學范疇，其中包含著不少科學原理。室內(nèi)設(shè)計的許多活動和結(jié)果，可以從科學的角度進行合理解釋。

1射影幾何是建立透視概念的數(shù)學基礎(chǔ)

在表達室內(nèi)設(shè)計效果時，人們常常使用透視原理制作富有立體感的效果圖，實景拍攝的室內(nèi)設(shè)計示例也滿足透視原理。射影幾何學是建立透視概念的基礎(chǔ)。

定義一:仿射直線。在歐氏直線上添加了一個無窮遠點后，得到一條新的直線，叫做仿射直線。

定義二:射影直線。如果把仿射直線上的無窮遠點與普通點平等看待而不加以區(qū)別，這條直線就叫射影直線。

定義三:射影平面。如果把仿射平面上的無窮遠元素與普遍元素平等看待而不加以區(qū)別，這個平面就叫做射影平面。定義四:透視中心和透視軸。如果2個三點形的對應(yīng)點連線共點，且對應(yīng)邊的交點共線，那么這2個三點形就構(gòu)成透視關(guān)系。對應(yīng)點連線的交點叫做透視中心;對應(yīng)邊交點所在直線叫做透視軸。透視點與透視軸的相互關(guān)系如圖1所示。

定理一:德薩格定理。如果2個三點形對應(yīng)點的連線交于一點，那么對應(yīng)邊的交點在同一直線上。

定理二:德薩格定理的逆定理。如果2個三點形對應(yīng)邊的交點在同一條直線上，那么對應(yīng)點的連線交于一點。

射影平面與歐氏平面的結(jié)構(gòu)是不同的，例如在歐氏平面上2條直線不一定相交，而在射影平面上2條直線必交于一點。因此，射影平面具有一些特殊屬性，對偶原理就是射影平面的一個重要特性。“點”與“直線”叫做射影平面上的對偶元素。在射影幾何里，如果一個命題成立，那么它的對偶命題一定成立，這叫對偶原理岡。室內(nèi)設(shè)計顯示的透視關(guān)系如圖2所示。案，為室內(nèi)設(shè)計不斷創(chuàng)新創(chuàng)造條件。認知心理學揭示了提高設(shè)計水平的機制和途徑。

2認知心理學為設(shè)計者的知識儲備提供了科學的解釋

室內(nèi)設(shè)計是在一定的背景知識作用和參與下進行的活動。背景知識是人們在進行某一具體認知活動之前已有的知識儲備，是人們從他人那里學到的及自身通過認識實踐獲得的各種知識的總和。室內(nèi)設(shè)計是一種為尋求最佳備選方案的心智活動，設(shè)計者認知結(jié)構(gòu)中的知識儲備是其進行創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)。瑞士心理學家皮亞杰等人認為，人類的認識活動從屬于主體和外部世界在連續(xù)不斷的相互作用中逐步建立的一系列心理結(jié)構(gòu)，即認知結(jié)構(gòu)。人在認識外部世界的同時，經(jīng)過同化(吸收外部刺激，豐富原認知結(jié)構(gòu))和順應(yīng)(改組原結(jié)構(gòu)或建立新結(jié)構(gòu))作用，使認知結(jié)構(gòu)不斷由低水平向高水平發(fā)展陰。皮亞杰認為，順應(yīng)、同化與組織是3個機能不變的先天因素，它是人人都有且與年齡無關(guān)的認知過程。結(jié)構(gòu)是隨年齡變化的智力過程。人的4個發(fā)展時期包括感覺運動智力期(0一2歲)、前運算思維期(2一6歲)、具體運算期(6一H歲)和形式運算期(11一巧歲)。人一旦到了形式運算期，便可進行形式思維與科學推理，這時人的認知結(jié)構(gòu)叫做格群結(jié)構(gòu)，它是包含有關(guān)未來事件、能夠生成各種假設(shè)命題的所有可能組合的結(jié)構(gòu)。這是一個觀念網(wǎng)絡(luò)，在這個網(wǎng)絡(luò)里，事物與事物之間都彼此關(guān)聯(lián)l4lo顯然，具有從事室內(nèi)設(shè)計能力的人均具有格群結(jié)構(gòu);具有格群結(jié)構(gòu)的人，只要努力學習，廣納信息，博采眾長，虛心求教，使個人的知識儲備不斷豐富和充實，就能設(shè)計更多的備選方案，為室內(nèi)設(shè)計不斷創(chuàng)新創(chuàng)造條件。認知心理學揭示了提高設(shè)計水平的機制和途徑。

3備選方案選擇的科學方法論意義

科學創(chuàng)造和藝術(shù)創(chuàng)造都需要從多種形式、各種可能方案中進行嚴格選擇，以篩選方式找出最佳類型。法拉第研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象共用了7年時間，試驗了1.6萬個方案，最后一次試驗取得了預期的效果;物理學家?guī)炱澴舴蜓芯苛?萬多張照片，終于發(fā)現(xiàn)了后來被稱為“反藝負超子”的基本粒子的蹤跡lso成功的室內(nèi)設(shè)計必須從眾多的備選方案中經(jīng)過精心選擇獲得。室內(nèi)設(shè)計對備選方案的選擇與科學發(fā)現(xiàn)上的選擇同樣重要，兩者在方法論意義上具有異曲同工之妙。

4室內(nèi)設(shè)計成果可視化退輯

在計算信息處理技術(shù)普及的今天，計算機輔助設(shè)計(ComPute一AidsdDesign，cAD)在室內(nèi)設(shè)計中已得到廣泛應(yīng)用，因而計算機科學中的可視化概念也進人設(shè)計領(lǐng)域。可視化在西方多被稱為視覺化(VisualiZation)，是指“不可直接覺察的某種事物的直觀表示”網(wǎng)。設(shè)計者的思維構(gòu)想和儲存于磁帶、光盤中的數(shù)據(jù)，都是不可覺察和直觀表示的事物，必須通過電腦屏幕顯示或圖紙顯示才能被視覺直接感知，才能了解設(shè)計效果。在室內(nèi)設(shè)計程序中，必須依據(jù)設(shè)計進程，分別以繪制草圖、平面圖、立面圖、效果圖、擴初設(shè)計圖、施工圖紙等形式展示;材料費、輔助材料費、人工費、設(shè)計費、管理費和稅金等工程費用單及施工合同，也要以可視化形式表達門。此外，在設(shè)計過程中，設(shè)計者要通過人機交互不斷修改設(shè)計方案，使設(shè)計方案趨于完善。這種設(shè)計過程的信息處理和監(jiān)控，也是信息可視化的形式。可視化的重要性，歸結(jié)于人們視覺感知的生理學原理。人的大腦中有150億個神經(jīng)元，其中75%以上服務(wù)于視覺，人的信息獲取78%由視覺得來同。視覺獲取信息量如此巨大，導致了設(shè)計過程和設(shè)計成果必須可視化。

5室內(nèi)設(shè)計的科學美與藝術(shù)美

科學美是自然界內(nèi)在和諧和秩序的反映，是一種深刻而永恒的理性美。科學美的對象是大自然的規(guī)律及其反映形式，包括符號、公式、公理、定律等。藝術(shù)美體現(xiàn)于觀察對象的聲色形態(tài)等外在形式，它是憑感官認識到的完善。黑格爾說:“美的生命在于顯現(xiàn)(外形)”“真和善只有在美中才能水乳交融”。科學美和藝術(shù)美的形態(tài)都極為豐富，其中和諧、簡單、對稱、統(tǒng)一、奇異等是最基本的方面。歷史上，畢達哥拉斯學派首次提出了“美是和諧和比例”的觀點。“和諧是雜多的統(tǒng)一不協(xié)調(diào)的協(xié)調(diào)”嘰

由于室內(nèi)設(shè)計屬于技術(shù)科學范疇，某些與之相關(guān)的自然規(guī)律必然為其所用，從而使其具有科學美的特點。透視原理的數(shù)學表述，人的認知能力可以通過學習和實踐不斷提高。基于視覺傳輸?shù)囊?guī)律和生理學基礎(chǔ)的可視化必然邏輯等規(guī)律在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用，是室內(nèi)設(shè)計科學美的例證。

室內(nèi)設(shè)計以創(chuàng)造良好的室內(nèi)空間環(huán)境為宗旨，應(yīng)把滿足人們在室內(nèi)生產(chǎn)、生活、工作、休息的要求置于首位，因此設(shè)計師在設(shè)計時要充分考慮使用功能的要求，使室內(nèi)環(huán)境合理化、舒適化、科學化;要考慮人們的活動規(guī)律，處理好空間關(guān)系、空間尺寸、空間比例;合理配置、陳設(shè)家具，妥善解決室內(nèi)通風、采光、照明問題，注意室內(nèi)色調(diào)的總體效果;要充分考慮結(jié)構(gòu)造型中的形象美，把藝術(shù)與技術(shù)融合在一起，使室內(nèi)設(shè)計更好地滿足精神功能和要求(視覺反映、心理感受、藝術(shù)感染等)。室內(nèi)設(shè)計的精神功能在于影響人們的情感，乃至影響人們的意志和行為。設(shè)計者要運用各種理論和手段沖擊與影響人的情感，使之升華為預期的設(shè)計效果。如果室內(nèi)環(huán)境能突出表明某種構(gòu)思和意境，將會產(chǎn)生強烈的藝術(shù)感染力，使其精神功能得到充分發(fā)揮。設(shè)計者要注意把單純齊一、對稱均衡、調(diào)和對比、比例勻稱、節(jié)奏韻律、多樣統(tǒng)一等形式美應(yīng)用于設(shè)計中。室內(nèi)設(shè)計的各類圖件，兒乎都以簡練的手法繪制;平面圖、立面圖與表示對象有確定的比例，使彼此之間能精確換算，這是數(shù)學對稱性的體現(xiàn)。由于設(shè)計任務(wù)的目的、客觀條件、客戶審美特點和要求等因素存在差異，因而每個設(shè)計方案都有其獨特性，這就是設(shè)計的奇異性。由此可見，藝術(shù)美的基本形態(tài)在室內(nèi)設(shè)計中普遍存在，科學美和藝術(shù)美在室內(nèi)設(shè)計中得到充分體現(xiàn)。

6結(jié)語

設(shè)計科學屬于技術(shù)科學范疇，室內(nèi)設(shè)計是常見的工程設(shè)計。本文從透視概念的數(shù)學基礎(chǔ)、設(shè)計者知識儲備的科學解釋、備選方案選擇的科學方法論意義、設(shè)計成果可視化的邏輯、室內(nèi)設(shè)計的科學美和藝術(shù)美等方面進行論述，探討了室內(nèi)設(shè)計的科學性和藝術(shù)性。