基于傳感技術(shù)的戶外游憩設(shè)施設(shè)計(jì)思維模式研究

馬麗楠 趙中建

摘要：本文基于傳感技術(shù)對(duì)戶外游憩設(shè)施設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，探討出傳感技術(shù)的應(yīng)用使戶外游憩設(shè)施在公眾參與、設(shè)計(jì)形式與資源利用三個(gè)方面得到了提高與突破。根據(jù)設(shè)計(jì)目的的不同，游憩設(shè)施可劃分為觀賞、娛樂、服務(wù)三大類。筆者結(jié)合東莞厚街萬科生活廣場中的游憩設(shè)施設(shè)計(jì)，總結(jié)出在傳感技術(shù)影響下，戶外游憩設(shè)施設(shè)計(jì)所形成的“場地（Space）—人群（People）—方式（Method）—效果（Effect）—反饋（Feedback）”的循環(huán)設(shè)計(jì)思維模式。利用傳感技術(shù)的系統(tǒng)特點(diǎn)大大增加了戶外游憩設(shè)施中的使用價(jià)值，為設(shè)計(jì)提供了更多的可能性。在設(shè)計(jì)中采用技術(shù)手段可以創(chuàng)新設(shè)計(jì)形式，從而獲得更有意義的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：傳感技術(shù) 戶外游憩設(shè)施 互動(dòng)景觀 公共設(shè)施 設(shè)計(jì)思維模式

20世紀(jì)50年代中期信息化時(shí)代到來，傳感技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)成為信息技術(shù)的三大支柱，其包含了眾多高新技術(shù)，幾乎涉及現(xiàn)代文明的所有科學(xué)技術(shù)，如電工電子技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)、化學(xué)化工技術(shù)、生物技術(shù)等。[1]傳感技術(shù)作為一門多學(xué)科交叉、互相滲透的知識(shí)密集性極高的學(xué)科，[2]逐漸被應(yīng)用于景觀設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是在當(dāng)下生活節(jié)奏不斷加快的社會(huì)環(huán)境下，人們越來越渴望在公共空間中放松休閑，于是戶外游憩設(shè)施日益受到重視。[3]關(guān)于傳感技術(shù)在戶外游憩設(shè)施設(shè)計(jì)的研究，初期主要側(cè)重于戶外燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但隨著時(shí)代變革與技術(shù)更新，人們對(duì)設(shè)施的需求與要求逐漸提高，傳感技術(shù)與景觀產(chǎn)業(yè)的結(jié)合日趨緊密，使戶外游憩設(shè)施不斷以獨(dú)特的表達(dá)方式、科技應(yīng)用和娛樂功能吸引著人們的目光，逐漸以“智能化”的新面貌面向大眾。因此，作為戶外游憩設(shè)施設(shè)計(jì)中較為常用的技術(shù)手段，傳感技術(shù)的應(yīng)用改變了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思維模式，也使游憩設(shè)施不斷為人們帶來更好的體驗(yàn)。

一、傳感技術(shù)對(duì)戶外游憩設(shè)施的影響

1.公眾參與度的提升

戶外游憩設(shè)施作為承載城市居民戶外使用、休閑、娛樂等需求的器械，除了藝術(shù)性，更注重人的參與性，也就是體驗(yàn)行為。[4]體驗(yàn)是人通過客觀世界的外界刺激以及內(nèi)心活動(dòng)的引導(dǎo)產(chǎn)生的行為，因此具有吸引力的設(shè)施才能刺激人的感觀從而生成參與的想法。[5]基于傳感技術(shù)，戶外游憩設(shè)施的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)了主動(dòng)或者被動(dòng)形式的“互動(dòng)交流”。傳感技術(shù)賦予了設(shè)施可變性與可操作性，利用人們的生活習(xí)慣與好奇心，通過調(diào)動(dòng)視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感官引導(dǎo)人們參與體驗(yàn)，從而大大提高了公眾的參與度，增強(qiáng)人們對(duì)景觀的記憶，是審美與文化、人類科學(xué)與技術(shù)的融合。

2.設(shè)計(jì)形式的創(chuàng)新

隨著社會(huì)環(huán)境的不斷變化，傳統(tǒng)的坐憩已不能滿足現(xiàn)代人的需求，這促使游憩設(shè)施向多元化發(fā)展，注重設(shè)計(jì)形式上的創(chuàng)新。傳感技術(shù)的應(yīng)用使戶外游憩設(shè)施得到了拓展與豐富。其具有精密的觸摸控制、聲音輸入等系統(tǒng)，多傳感器融合拓展了信息源，信息輸出形式更加多樣化，如投影、分屏器和聲音、視頻輸出設(shè)備等，可選擇不同方式傳達(dá)景觀中的設(shè)計(jì)內(nèi)涵與信息，從而達(dá)到人與設(shè)施的互動(dòng)交流，[6]例如加入傳感系統(tǒng)的瀑布秋千（Waterfall Swing）相對(duì)于普通秋千更具獨(dú)特性。當(dāng)秋千擺動(dòng)時(shí)，在秋千上方設(shè)置的速度傳感器會(huì)檢測出秋千擺動(dòng)的速率從而計(jì)算出水的降落時(shí)刻，每當(dāng)有人蕩過時(shí)，水會(huì)立刻停止從而不會(huì)淋濕游玩者。人們在享受蕩秋千的愉快時(shí)還有水景相伴，營造了獨(dú)特的娛樂空間，吸引了眾多游客。通過利用傳感技術(shù)的多功能化，促進(jìn)了設(shè)施形式的轉(zhuǎn)型，在一定程度上打破了藝術(shù)與科學(xué)的界限，使他們?nèi)跒橐惑w，呈現(xiàn)出具有創(chuàng)新性與多樣性的表現(xiàn)形式。

3.資源利用率的提高

資源利用率的提高應(yīng)分為直接提高和間接提高，具體來說運(yùn)行效率是直接提高，使用率是間接提高。一方面，傳感器作為高靈敏度與高精密度的技術(shù)裝置，其工作原理為通過傳感器中的敏感元件對(duì)外界信息（非電量）進(jìn)行感知，按照設(shè)定的模式通過傳感元件（變換器）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或聲信號(hào)等，兩個(gè)組成元件的運(yùn)作保證了景觀裝置的靈敏度，[7]能夠準(zhǔn)確、快速地獲取信息并實(shí)現(xiàn)傳達(dá)，有效地提高了戶外游憩設(shè)施運(yùn)行速度。另一方面，技術(shù)應(yīng)用增加了設(shè)施的趣味性，吸引了更多游客，提高了設(shè)施使用率，成為具有可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)理念的戶外設(shè)施。

二、傳感技術(shù)在戶外游憩設(shè)施中的應(yīng)用

將傳感技術(shù)應(yīng)用在戶外游憩設(shè)施中不僅能促進(jìn)設(shè)施的升級(jí)，還能拓展傳感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。目前，已經(jīng)有不少戶外游憩設(shè)施通過應(yīng)用傳感技術(shù)為游憩者帶來全新的互動(dòng)式體驗(yàn)，不同類型的游憩設(shè)施為使用者提供不同的游憩方式。筆者以游憩設(shè)施的設(shè)計(jì)目的為依據(jù)，將游憩設(shè)施劃分為以下三種類型。

1.觀賞類

觀賞類的戶外游憩設(shè)施主要有兩個(gè)設(shè)計(jì)目的，一是對(duì)環(huán)境進(jìn)行裝飾美化，二是滿足游憩者的觀賞體驗(yàn)。對(duì)于傳統(tǒng)戶外游憩設(shè)施，所需的藝術(shù)要素除了傳統(tǒng)的藝術(shù)造型技法，還包括技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用賦予設(shè)計(jì)作品新的生命力。[8]傳感技術(shù)令設(shè)施呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的視覺變化，主動(dòng)吸引游憩者，這相比傳統(tǒng)設(shè)施灌輸式的觀賞方式更強(qiáng)調(diào)人的參與。游憩者在互動(dòng)過程中擔(dān)任著重要角色，決定著設(shè)施的狀態(tài)，更具主觀能動(dòng)性。如華盛頓中心泰瑞廣場（TERRELL PLACE）所安置的一件活動(dòng)感應(yīng)視頻播放裝置（圖1），其所應(yīng)用的人體傳感器可以捕捉人的移動(dòng)軌跡，顯示屏中的畫面會(huì)隨著人的移動(dòng)而發(fā)生變化，屏幕中的畫面與周邊環(huán)境、建筑相呼應(yīng)，為廣場中忙于工作的上班族增添了一絲樂趣。

2.娛樂類

娛樂類戶外游憩設(shè)施是人參與程度最高的設(shè)施類型之一。遵循“以人為本”的設(shè)計(jì)理念，傳感技術(shù)下的娛樂設(shè)施不再是單一的游玩方式，傳感器的設(shè)定使得個(gè)體可以根據(jù)自身需求對(duì)設(shè)施進(jìn)行操作，其反饋形式會(huì)隨著動(dòng)作的變化而改變，達(dá)到人與設(shè)施“交流”的效果。娛樂類游憩設(shè)施大多出現(xiàn)在游樂場、公園等兒童聚集的場所，因此其設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于獨(dú)特的吸引力，需著重考慮其安全性、美觀性和趣味性，甚至在一定程度上可賦予其教育意義。

娛樂類設(shè)施作為戶外游憩設(shè)施中的重要分支，應(yīng)充分考慮其開發(fā)背景、運(yùn)行條件以及滿足使用者生理、心理或情感需求，通過不同技術(shù)、材料展示其創(chuàng)新性，增加使用者與設(shè)施的親近感，發(fā)揮設(shè)施設(shè)計(jì)的預(yù)期價(jià)值。[9]比較有代表性的是應(yīng)用了重力傳感器的發(fā)光蹺蹺板（圖2），設(shè)計(jì)師在每一塊蹺蹺板上安裝重力傳感器，當(dāng)傳感器接收到蹺蹺板兩端重量的變化時(shí)，會(huì)通過微處理器傳達(dá)到LED燈光系統(tǒng)以及聲音系統(tǒng)，不同大小的重力會(huì)使蹺蹺板發(fā)出不同強(qiáng)弱的光與切換不同的音樂，蹺蹺板會(huì)隨著游玩者身體的上下起伏產(chǎn)生獨(dú)特的回響。原本蹺蹺板就是童心永存的象征，新技術(shù)的引入創(chuàng)新了蹺蹺板的娛樂方式，帶給人們新鮮感，刺激了游玩者的視覺感受，增強(qiáng)了游憩者的活動(dòng)意愿。設(shè)計(jì)師結(jié)合當(dāng)代人的興趣點(diǎn)和可行性技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了新時(shí)代設(shè)計(jì)的多樣化、趣味化以及材料的創(chuàng)新化。

3.服務(wù)類

服務(wù)類戶外游憩設(shè)施的設(shè)計(jì)目的不同于前兩類，服務(wù)類設(shè)施更注重設(shè)施在生活中為市民提供便捷的服務(wù)。其設(shè)計(jì)的基本理念便是人性化，設(shè)計(jì)的形式、擺放的位置、裝置的數(shù)量都應(yīng)從人的角度出發(fā)，發(fā)掘人性化設(shè)計(jì)。服務(wù)類戶外游憩設(shè)施利用傳感技術(shù)來解決公共服務(wù)設(shè)施中的相關(guān)問題，使設(shè)施以更美觀、更便捷的方式服務(wù)于市民。以城市路燈為例，耶路撒冷Vallero廣場上名為“Warde”（圖3）的花朵路燈將人體接近傳感器置于路燈頂端，當(dāng)有行人從下方經(jīng)過時(shí)，巨大的花朵會(huì)慢慢綻放，白天遮陽，夜晚照明。夜晚即使在閉合狀態(tài)下也會(huì)發(fā)出昏暗、柔和的黃色燈光。其更具創(chuàng)造性的是傳感器同時(shí)可以檢測到路面上電車的經(jīng)過，會(huì)以花朵綻放的形式提醒市民不要錯(cuò)過電車，這一創(chuàng)意服務(wù)設(shè)施的出現(xiàn)打破了原本沉郁的城市面貌，引導(dǎo)著市民與公共設(shè)施發(fā)生互動(dòng)，加強(qiáng)了路燈的實(shí)用性，同時(shí)為城市廣場增添了一絲美感和趣味，使它成為當(dāng)?shù)氐牡貥?biāo)。

三、傳感技術(shù)下戶外游憩設(shè)施設(shè)計(jì)思維模式

根據(jù)上文所述，在傳統(tǒng)的戶外游憩設(shè)施所發(fā)生的游憩行為大多是單向的“自我娛樂”行為，而應(yīng)用傳感技術(shù)的戶外游憩設(shè)施可以給予游憩者反饋，與人發(fā)生雙向的互動(dòng)行為。從整體上看，應(yīng)用傳感技術(shù)的設(shè)施更具新鮮感，易引起人們的注意。既然所呈現(xiàn)的方式不同，那么使用傳感技術(shù)的戶外游憩設(shè)施的設(shè)計(jì)思維模式與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思維也有所差異。因引用了技術(shù)，所以在設(shè)計(jì)過程中要考慮技術(shù)為作品帶來了哪些效果，是否適用于使用場景和人群，即形成了“場地—人群—方式—效果—反饋”的循環(huán)設(shè)計(jì)思維模式，各個(gè)環(huán)節(jié)相互影響、制約。在情景構(gòu)思中使用傳感技術(shù)的重點(diǎn)在于其應(yīng)用的方式與效果，即將傳感技術(shù)模擬至場景中，人的動(dòng)作生成非電學(xué)量，如溫度、壓力、聲音等，這些信息傳入傳感器，經(jīng)過傳感器的敏感元件和轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行處理，最后輸出光信號(hào)、聲信號(hào)等電學(xué)量，也就是音樂、燈光、圖像等。設(shè)計(jì)時(shí)需構(gòu)想最終效果，給予使用者反饋，完整的思維模式如圖4所示。

以東莞厚街萬科生活廣場中兒童活動(dòng)區(qū)域的娛樂設(shè)施為例，結(jié)合上述設(shè)計(jì)思維模式分析其設(shè)計(jì)過程。此廣場景觀由張?zhí)凭坝^工作室設(shè)計(jì)，此項(xiàng)目中所設(shè)計(jì)的瓢蟲造型的互動(dòng)雕塑（圖5）是兒童活動(dòng)區(qū)域主要的戶外游憩設(shè)施。

1.場地

廣場位于萬科億佳商業(yè)中心，是集商業(yè)、娛樂與居住為一體的商業(yè)綜合體。該區(qū)域人流量較大，考慮到附近居民的日常游玩需求，廣場開設(shè)兒童活動(dòng)區(qū)域。因廣場整體面積較寬闊，所以項(xiàng)目根據(jù)裝置與水景進(jìn)行區(qū)域劃分。兒童活動(dòng)區(qū)域設(shè)置瓢蟲裝置與水柱噴泉，對(duì)附近居民尤其是兒童具有一定的吸引力，同時(shí)使休閑區(qū)域有較清晰的劃分。

2.人群

該區(qū)域主要使用人群為兒童，在進(jìn)行設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)要考慮兒童的喜好，能夠?qū)⑼娴闹黝}有趣味地融入設(shè)施中，并增加豐富的體驗(yàn)活動(dòng)，使兒童在玩耍時(shí)產(chǎn)生互動(dòng)感知。廣場中的瓢蟲裝置為這個(gè)區(qū)域增添了童趣，瓢蟲外形易引起孩童們的注意，進(jìn)而產(chǎn)生近距離接觸的想法，由此進(jìn)行下一步互動(dòng)。

3.方式

游憩設(shè)施的創(chuàng)新表達(dá)方式?jīng)Q定著其產(chǎn)生的效果。瓢蟲裝置有著極具親和力的外觀，小朋友可以在瓢蟲身上攀爬或滑滑梯，它同時(shí)還有促進(jìn)人與人、人與景觀互動(dòng)的傳感裝置?；?dòng)瓢蟲雕塑的原理是在雕塑內(nèi)安裝觸摸傳感器，這是一種捕獲和記錄物體上的物理觸摸或擁抱的設(shè)備，傳感器接收不同狀態(tài)的動(dòng)作，通過轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生彩色光或者聲音。

4.效果

瓢蟲雕塑根據(jù)不同的觸摸動(dòng)作可產(chǎn)生相應(yīng)的電子信號(hào)，如噴水或者讓眼睛發(fā)出各種顏色的燈光。當(dāng)三個(gè)小朋友手拉手，另外兩個(gè)小朋友手搭在瓢蟲的耳朵上時(shí)，兩邊耳朵會(huì)通過人體的連接自動(dòng)噴水，同時(shí)眼睛會(huì)發(fā)出五顏六色的燈光。小朋友在玩耍時(shí)可以感受到與他人互動(dòng)所產(chǎn)生的團(tuán)結(jié)的“力量”才能讓燈光亮起，讓游玩設(shè)施具有了教育價(jià)值。

5.反饋

兒童活動(dòng)區(qū)域利用傳感技術(shù)將游玩設(shè)施以趣味性的方式呈現(xiàn)在大眾面前。在兒童無意間的游玩中激發(fā)其創(chuàng)造性思維，在與設(shè)施互動(dòng)的同時(shí)，促進(jìn)了不同年齡兒童、兒童與成人之間的交流合作，達(dá)到寓教于樂的效果，從而提升了設(shè)施的價(jià)值。這正是傳感技術(shù)賦予游憩設(shè)施的互動(dòng)感，使其得到了居民的喜愛。

四、戶外游憩設(shè)施的未來發(fā)展方向

戶外游憩設(shè)施對(duì)于城市居民來說是提高其生活品質(zhì)的載體，它是人們?nèi)粘Ｉ?、休閑活動(dòng)、生產(chǎn)消費(fèi)的重要設(shè)施，將戶外游憩設(shè)施設(shè)計(jì)得合理、美觀，可增添居民的幸福感與城市的美觀度。為應(yīng)對(duì)人們現(xiàn)代的消費(fèi)方式與審美要求，戶外游憩設(shè)施在未來設(shè)計(jì)中有幾個(gè)發(fā)展方向：第一，智能化與自動(dòng)化。戶外游憩設(shè)施應(yīng)更有效地結(jié)合高科技技術(shù)與材料，將智能傳感器與人工智能相結(jié)合。近年來，所開發(fā)的高度智能傳感器已應(yīng)用到智能家居中，在未來的戶外游憩設(shè)施設(shè)計(jì)中可運(yùn)用該技術(shù)提供更加精密、快速的服務(wù)。第二，數(shù)據(jù)化。智慧城市的發(fā)展使人的活動(dòng)成為城市發(fā)展的重要數(shù)據(jù)來源，人的行為具有普遍性和可持續(xù)性，因此可利用這些數(shù)據(jù)優(yōu)化戶外游憩設(shè)施，降低設(shè)計(jì)成本，促進(jìn)游憩設(shè)施的可持續(xù)發(fā)展。第三，多功能化。多功能戶外游憩設(shè)施可提高工作效率與服務(wù)水平，可利用集成化傳感器，多模塊的傳感器組合可大大提高設(shè)施的利用價(jià)值，減少資源浪費(fèi)。此外，戶外游憩設(shè)施設(shè)計(jì)應(yīng)一直遵循可持續(xù)發(fā)展、文化融合與人性化三個(gè)原則，只有這樣才能正確發(fā)揮戶外游憩設(shè)施在城市中的作用，為人們帶來舒適、美麗的城市環(huán)境。[10]

五、結(jié)語

戶外游憩設(shè)施通過傳感技術(shù)的應(yīng)用使景觀的功能性、審美性和技術(shù)性產(chǎn)生了極大的變化。從設(shè)計(jì)的本質(zhì)來看，這是藝術(shù)與技術(shù)的結(jié)合，理性的科技與感性的美學(xué)相融合，是實(shí)現(xiàn)多元化、創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)作品。因此，設(shè)計(jì)師應(yīng)在現(xiàn)代景觀設(shè)計(jì)中對(duì)新材料、新技術(shù)或新工藝給予足夠的關(guān)注與重視，只有放寬眼界，將技術(shù)與藝術(shù)進(jìn)行融合，才能緊跟時(shí)代步伐，激發(fā)出更吸引人的創(chuàng)意思維和設(shè)計(jì)出更有意義的景觀環(huán)境。

本文為2017年度教育部社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：17YJA760082）、2017年度中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：NR2017023）的階段性成果。

注釋：

[1]羅子鉉.傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J].電子工程師， 1996（01）：15-18.

[2]焦佳.強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器液體濃度檢測系統(tǒng)的研究[D].天津大學(xué)，2008.

[3]胡蓉.基于系統(tǒng)思維的戶外休憩設(shè)施優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].包裝工程，2015，36（14）：64-67.

[4]王鶴，郭興琦.景觀游憩設(shè)施設(shè)計(jì)[J].設(shè)計(jì)， 2015（16）：123-124.

[5]張超.互動(dòng)式體驗(yàn)景觀在園博園展園中的研究與運(yùn)用[D].北京林業(yè)大學(xué)，2016.

[6]楊親民.傳感器與傳感器技術(shù)[J].電氣時(shí)代， 2000（08）：28-28.

[7]袁琨.城市景觀中公共藝術(shù)的內(nèi)在邏輯與環(huán)境建構(gòu)[J].裝飾，2015（11）：80-81.

[8]張婉璐，朱立珊.兒童戶外公共娛樂設(shè)施的人性化設(shè)計(jì)研究[J].包裝工程，2014，35（06）：122-125.

[9]王遠(yuǎn).可持續(xù)設(shè)計(jì)理念在戶外公共設(shè)施中的應(yīng)用[J].包裝工程，2014，35（10）：122-125.

[10]張蕾.城市文化視角下公共設(shè)施的體驗(yàn)設(shè)計(jì)研究[J].包裝工程，2018，39（04）：263-265.