人工智能設(shè)計的發(fā)展趨勢研究

婁宇爽，李四達（通訊作者）

（北京服裝學(xué)院 藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，北京 100029）

每個時代的設(shè)計都有不同的定義。農(nóng)業(yè)和手工藝時代的設(shè)計更多是指設(shè)計師通過手工制作的方式闡釋自己對美感和藝術(shù)的理解；工業(yè)時代的設(shè)計以包豪斯為代表，將機器美學(xué)、效率與媒介融入設(shè)計范式。后工業(yè)時代，特別是全球化以來，面對海量商品信息與服務(wù)，人們開始思考以用戶為中心的設(shè)計。信息時代的設(shè)計除了要考慮美感，還要考慮是否實用和好用。設(shè)計對象開始從真實世界轉(zhuǎn)向數(shù)字世界，設(shè)計方向也增加了很多領(lǐng)域，包括數(shù)字媒體藝術(shù)、軟件設(shè)計、游戲設(shè)計和移動APP設(shè)計等；設(shè)計工具不再只有紙和筆， 各種設(shè)計軟件為設(shè)計師帶來更多靈感和便利。在人工智能時代下，隨著大數(shù)據(jù)和智能硬件的發(fā)展，真實世界和數(shù)字世界的界限開始模糊，許多公司、設(shè)計工作室和設(shè)計師開始通過計算機來提高工作效率。AI技術(shù)的逐步成熟，特別是5G時代的來臨，將會使設(shè)計行業(yè)發(fā)生新一輪的變化，甚至可能會顛覆傳統(tǒng)的設(shè)計范式。

一、基于深度學(xué)習(xí)的智能設(shè)計

早在2016年，為了應(yīng)付每年的淘寶“雙11購物節(jié)”的海量網(wǎng)頁通欄廣告（banner）的設(shè)計需求，阿里集團下屬的智能設(shè)計實驗室推出了智能輔助設(shè)計平臺——“魯班”設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)在購物節(jié)期間，能夠每天完成數(shù)千套設(shè)計方案，不僅大大減輕了美工師的工作量，而且依據(jù)海量數(shù)據(jù)教會了機器如何“審美”并進行“設(shè)計”。2017年，阿里智能設(shè)計實驗室將該設(shè)計輔助平臺升級為“鹿班”智能設(shè)計與創(chuàng)意系統(tǒng)。該系統(tǒng)在購物節(jié)期間為商家制作了4億張海報，成為阿里設(shè)計部門所青睞的功臣[1]。但無論是“魯班”還是“鹿班”，其原理都是設(shè)計師將自身的經(jīng)驗知識總結(jié)出設(shè)計手法和風(fēng)格，再將這些手法歸納成為機器算法能夠處理的模式——即有規(guī)律的（可以建立模型的）和受限制的（參數(shù)化）并且可量化的設(shè)計模型，如色彩、文案、模特、商品、標(biāo)題、LOGO、點綴元素和版式風(fēng)格這些可替換的元素。該設(shè)計平臺可以讓機器通過自我學(xué)習(xí)、判斷與升級來“舉一反三”演繹出更多的設(shè)計風(fēng)格，甚至可以達到目前高級設(shè)計師的制作水準。該系統(tǒng)不僅在讓機器學(xué)習(xí)美學(xué)，同時也在積累著數(shù)百萬級別的商業(yè)化經(jīng)驗。鹿班系統(tǒng)通過智能化提升了工作效率，顛覆了傳統(tǒng)的方式，而且實現(xiàn)了商業(yè)價值的最大化。該設(shè)計系統(tǒng)的工作原理為：

> 圖1 阿里集團“魯班”智能設(shè)計系統(tǒng)的工作原理和產(chǎn)品

> 圖2 人工智能短視頻設(shè)計機器人Alibaba Wood工作原理

第一步，讓機器理解設(shè)計是怎么構(gòu)成的：通過人工數(shù)據(jù)標(biāo)注的方法，設(shè)計團隊對banner廣告進行分類，包括配色、形狀、紋理和風(fēng)格。也就是通過數(shù)據(jù)標(biāo)注的方式告訴計算機廣告的構(gòu)成元素?？闪炕?、可變參數(shù)的設(shè)計模型是機器深度學(xué)習(xí)的算法基礎(chǔ)。

第二步，建立圖像素材庫：當(dāng)機器學(xué)習(xí)到設(shè)計框架后，需要大量的設(shè)計素材以便于“舉一反三”。這包括圖像特征提取、分類和人工控制圖像質(zhì)量等步驟。

第三步，機器學(xué)習(xí)訓(xùn)練模型：通過一個類似棋盤的虛擬畫布對元素進行布局，通過機器的不斷試錯的強化學(xué)習(xí)，并以大量設(shè)計師的優(yōu)秀設(shè)計案例為參照系（棋譜訓(xùn)練），讓計算機從反饋中不斷趨向人類設(shè)計模型，即“掌握”什么樣的設(shè)計是好的。（圖1）

第四步，設(shè)計評估系統(tǒng)：這個是該智能平臺的最后的步驟，也是人類與機器互動環(huán)節(jié)。前期通過機器學(xué)習(xí)和衍生設(shè)計的海量產(chǎn)品，需要設(shè)計師把關(guān)進行評估和篩選。這個工作包括“美學(xué)”和“商業(yè)”兩個方面。美學(xué)上的評估由資深設(shè)計師來進行，而商業(yè)上的評估就是看投放出去的banner廣告的點擊率和瀏覽量，并根據(jù)用戶的反饋進行修改。由此，該系統(tǒng)就成為一個完美的智能化設(shè)計/評估平臺。

設(shè)計的目標(biāo)是為了解決問題。從定義上來講，人工智能能夠使機器代替人類實現(xiàn)認知、識別、分析、決策等功能，其本質(zhì)是為了讓機器幫助人類解決問題。也就是說，人工智能在一定程度上也是一種設(shè)計，它會創(chuàng)作出與人類思維模式類似甚至超越人類思維模式的解決方案。2018年8月，浙大團隊與阿里團隊傾力合作，共同推出了基于人工智能的短視頻設(shè)計機器人——“Alibaba Wood”。該機器人能自動獲取并分析已有的淘寶和天貓等商品詳情，并根據(jù)商品風(fēng)格和賣點等進行短視頻敘事鏡頭組合，并梳理出故事主線（圖2）。該機器人通過整合圖文內(nèi)容的方式自動生成20秒帶有配樂的短視頻，而且還會基于音樂情感、節(jié)奏和旋律等進行音樂風(fēng)格分析，從而推薦或生成匹配商品風(fēng)格的背景音樂片段。從本質(zhì)上看，該系統(tǒng)和上述“魯班”或“鹿班”的智能設(shè)計模式并沒有太大的區(qū)別，只是原始素材由圖像轉(zhuǎn)換成了視頻或音頻，機器學(xué)習(xí)的訓(xùn)練由靜態(tài)組合變成了基于時間軸的動態(tài)組合。雖然數(shù)據(jù)庫更為復(fù)雜，但仍然是通過參考優(yōu)秀的短視頻廣告，使得機器能夠“舉一反三”并演繹出更多短視頻風(fēng)格的設(shè)計平臺。

Alibaba wood和上述“魯班”或“鹿班”的工作原理非常類似：首先就是要通過數(shù)據(jù)標(biāo)注，將短視頻廣告的背景、主題、文字和色彩等信息進行拆解，讓機器理解圖像和視頻的構(gòu)成元素，并讓機器實現(xiàn)自動摳圖和構(gòu)圖。隨后通過大數(shù)據(jù)搜索（在淘寶內(nèi)通過圖片搜索找同款，隨拍隨找），讓機器能夠通過試錯來分辨“美”和“丑”，從而完成設(shè)計任務(wù)。該項目的負責(zé)人之一，浙江大學(xué)國際創(chuàng)意設(shè)計學(xué)院的孫凌云教授指出：隨著大數(shù)據(jù)、體驗計算、感知增強與計算機深度學(xué)習(xí)等創(chuàng)新科技的進步，人工智能將會改變現(xiàn)有的設(shè)計模型，機器將從傳統(tǒng)設(shè)計輔助的“仆人”角色進化為設(shè)計師的“合伙人”。（圖3）

二、智能設(shè)計范式的探索

人工智能已逐步演變成創(chuàng)新的基礎(chǔ)設(shè)施，也將成為設(shè)計師的助理和伙伴，一部分重復(fù)性的勞動以及海量的數(shù)據(jù)分析工作都可以由人工智能協(xié)助，設(shè)計師可以有更多的精力側(cè)重于評價、 判斷和選擇，由此使自己更具個性化的創(chuàng)造力、應(yīng)對復(fù)雜問題識別機會的能力、批判性思維能力。Dell公司EMC服務(wù)的首席技術(shù)官比爾·施馬佐（Bill Schmarzo）結(jié)合機器學(xué)習(xí)，提出了分析（Analyze）、合成（Synthesize）、設(shè)想（Ideate）、優(yōu)化（Tuning）和驗證（Validate）的設(shè)計步驟，這與IDEO提出的設(shè)計思維有很大的契合點。以上過程中都需要對用戶和利益相關(guān)者進行分析，了解用戶的需求并對目標(biāo)進行定義和計劃。隨著智能科學(xué)的快速發(fā)展，用戶研究可能被行為捕捉、海量數(shù)據(jù)和體驗計算所代替或補充，而快速原型則被智能設(shè)計、情感計算和美學(xué)評估所替換。因此，智能設(shè)計范式替代或補充傳統(tǒng)設(shè)計范式（圖4）的工作流程將逐漸成為設(shè)計趨勢。

Alibaba wood和“鹿班”智能設(shè)計系統(tǒng)帶給設(shè)計師更多的思考。新媒體理論家列夫·曼諾維奇（Lev Manovich）曾經(jīng)用公式：媒體=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來代表數(shù)字時代的媒體特征，他還深刻地指出：當(dāng)代文化的特征是數(shù)據(jù)庫文化。數(shù)據(jù)庫+智能硬件+機器學(xué)習(xí)使得設(shè)計師在實現(xiàn)動態(tài)界面（視覺與交互）中有了更好的幫手。結(jié)合智能設(shè)計平臺，設(shè)計師有了超越傳統(tǒng)工具軟件（如Adobe軟件）的強大創(chuàng)意手段，這也為智能時代的藝術(shù)與科技的深度融合吹響了進軍的號角。從設(shè)計角度上看：傳統(tǒng)的靜態(tài)視覺方式正在向動態(tài)視覺轉(zhuǎn)變，計算機視覺、模式識別、增強現(xiàn)實、智能預(yù)測和演化算法都使用戶體驗設(shè)計發(fā)生了巨大變化。智能時代的設(shè)計=界面（交互）+算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（圖5）這個公式說明：智能設(shè)計平臺提供了工程師和設(shè)計師的共同舞臺。相比較傳統(tǒng)設(shè)計的藝工分離，這一趨勢對設(shè)計范式產(chǎn)生了根本性的影響，也對設(shè)計師的技能轉(zhuǎn)變提出了更高的要求。

> 圖3 人工智能在設(shè)計模型轉(zhuǎn)變中的四個角色

> 圖4 智能設(shè)計范式與傳統(tǒng)設(shè)計范式的關(guān)系

> 圖5 智能設(shè)計平臺提供了設(shè)計師與工程師的深度合作的舞臺

結(jié)論

人工智能在設(shè)計領(lǐng)域的蓬勃興起和5G時代的到來，導(dǎo)致用戶體驗和設(shè)計領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新方法和新挑戰(zhàn)，這些將會給設(shè)計范式、設(shè)計對象、設(shè)計方法和設(shè)計文化帶來全面的影響。對設(shè)計師而言，人工智能將是一種新的思考方式，也是一種新的設(shè)計實現(xiàn)手段。歷史學(xué)者尤瓦爾·赫拉利在其著作《人類簡史》中認為：生命也是算法，而數(shù)據(jù)算法比人類自己更了解自己。傳統(tǒng)的設(shè)計工具都在人類的可操縱范圍之內(nèi)，而人工智能的特殊之處就在于它在深度學(xué)習(xí)中的不可預(yù)知狀態(tài)，這也使基于人工智能的藝術(shù)設(shè)計更具挑戰(zhàn)性。當(dāng)前，傳統(tǒng)的靜態(tài)視覺方式正在向動態(tài)視覺轉(zhuǎn)變：計算機視覺、模式識別、增強現(xiàn)實、智能預(yù)測和演化算法都會對設(shè)計未來產(chǎn)生重要的影響。這些都要求設(shè)計師具有對趨勢的把握能力、 對用戶體驗的塑造能力以及跨學(xué)科的綜合實現(xiàn)能力。未來，對設(shè)計和設(shè)計師自身的研究，將成為設(shè)計與人工智能結(jié)合的基礎(chǔ)，這一趨勢不僅會改變傳統(tǒng)的設(shè)計范式，而且也對各個設(shè)計領(lǐng)域的人才結(jié)構(gòu)與技能轉(zhuǎn)變提出了更高的要求?！?/p>