數(shù)字化語(yǔ)境下交互設(shè)計(jì)在動(dòng)態(tài)景觀中的應(yīng)用研究

汪婧儀 陳書芳

長(zhǎng)沙理工大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004

1 相關(guān)概念界定

1.1 交互設(shè)計(jì)

交互是指發(fā)生于兩個(gè)或多個(gè)物體之間的相互作用，各物體相互依靠彼此限制，是一種雙向思維方法，即信息的雙向輸入輸出。在20世紀(jì)80年代，“交互設(shè)計(jì)”一詞由比爾·莫格里奇首次提出，之后在學(xué)術(shù)界引發(fā)廣泛關(guān)注。維基百科對(duì)交互式設(shè)計(jì)的概念有相對(duì)抽象的解釋：交互式設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)θ祟愔圃斓南到y(tǒng)的行為方法進(jìn)行定義和命名，即設(shè)定場(chǎng)景中人造產(chǎn)品的反饋方式相關(guān)的界面[1]。

目前交互設(shè)計(jì)已廣泛地應(yīng)用于日常生活中，如網(wǎng)站、軟件及服務(wù)類產(chǎn)品等領(lǐng)域。交互設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的每一個(gè)階段都尋求用戶的參與，并根據(jù)用戶的反饋優(yōu)化設(shè)計(jì)，形成人與產(chǎn)品之間的交互關(guān)系，激發(fā)用戶潛在需求，最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)用戶期望的主要目的。交互設(shè)計(jì)是以用戶為第一位，注重人的體驗(yàn)的設(shè)計(jì)，恰好與“天人合一”的景觀精神不謀而合。因此，交互設(shè)計(jì)除了在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域有較高的地位外，在景觀設(shè)計(jì)中也應(yīng)注重其實(shí)踐價(jià)值。

1.2 動(dòng)態(tài)景觀

景觀設(shè)計(jì)大師哈格里夫斯認(rèn)為，景觀是一個(gè)必然的、不可避免的動(dòng)態(tài)的發(fā)展過程，需要我們以動(dòng)態(tài)的角度去看待。從觀察結(jié)果得知，有兩個(gè)因素會(huì)造成景觀產(chǎn)生變化，分別是人為驅(qū)動(dòng)和外部環(huán)境變化驅(qū)動(dòng)。人為驅(qū)動(dòng)包括人的心理及生理行為，或社會(huì)技術(shù)、政策及文化等。而外部環(huán)境變化驅(qū)動(dòng)是指在景觀的自身系統(tǒng)發(fā)展變化過程中對(duì)其產(chǎn)生周期性作用的元素，包括地形、溫度、光照、風(fēng)向等自然干擾[1]。本文中所涉及的動(dòng)態(tài)景觀指的是基于數(shù)字化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將風(fēng)景園林中時(shí)間對(duì)景觀環(huán)境產(chǎn)生的影響通過媒介向公眾呈現(xiàn)，或者對(duì)觀者的行為模式以及心理活動(dòng)進(jìn)行分析，從而形成人景交互的一種動(dòng)態(tài)化藝術(shù)表現(xiàn)形式與設(shè)計(jì)手法。

2 新時(shí)代背景下動(dòng)態(tài)景觀的特征及兩者的相通性

2.1 動(dòng)態(tài)景觀的特征

2.1.1 數(shù)字技術(shù)的植入

動(dòng)態(tài)景觀是現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物。在智能化、互聯(lián)化的數(shù)字社會(huì)背景下，將新興技術(shù)融入景觀產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)中，使景觀的動(dòng)態(tài)性得以充分地表達(dá)，讓人機(jī)互動(dòng)更多，促進(jìn)技術(shù)與藝術(shù)的緊密交融，從而呈現(xiàn)出最值得被解讀和思考的景觀形式。例如，由米蘭建筑師謝爾蓋·喬班、謝爾蓋·庫(kù)茲涅佐夫等設(shè)計(jì)的位于米蘭大學(xué)的動(dòng)態(tài)藝術(shù)裝置作品—“城市DNA”。該裝置由鏡面和數(shù)字屏幕構(gòu)成，將庭院空間劃分為4個(gè)部分，根據(jù)時(shí)間的變化各個(gè)部件表現(xiàn)著“有形”以及“無形”兩種狀態(tài)。作品通過多媒體展示上海、紐約、莫斯科和米蘭4座城市的影像材料，使公眾全方位地感受到自然景觀與城市景觀的重疊之美，使各個(gè)城市的記憶與情感將突破地域與時(shí)間的束縛向大眾傳遞。動(dòng)態(tài)景觀的技術(shù)化是當(dāng)下時(shí)代所賦予其獨(dú)有的特征，因此在動(dòng)態(tài)景觀設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)因地制宜、靈活地運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，使景觀作品煥發(fā)出全新的魅力。

2.1.2 新功能的注入

隨著時(shí)代開始朝著多元化、智能化的方向發(fā)展，設(shè)計(jì)思想也隨之轉(zhuǎn)化，動(dòng)態(tài)景觀被賦予了傳統(tǒng)景觀所不具備的新功能?？濉だ俳ㄖ悄芙换バ蛣?dòng)態(tài)景觀的出現(xiàn)，可以使景觀具有某些產(chǎn)品的屬性，如服務(wù)、用戶體驗(yàn)或一些實(shí)質(zhì)性的功能[2]。

“感知能量”裝置，由卡洛·拉蒂建筑事務(wù)所（CRA）與建筑師伊塔洛·羅塔合作設(shè)計(jì)安裝在米蘭的植物園中，該裝置白天收集清潔能源，晚上通過轉(zhuǎn)化能源為園區(qū)提供照明以及其他設(shè)備所需動(dòng)力，能夠直觀地向群眾展示陽(yáng)光、風(fēng)以及人類運(yùn)動(dòng)如何轉(zhuǎn)化為能量并且再利用。設(shè)計(jì)師通過對(duì)人工、自然以及能源課題的探討與實(shí)踐，使景觀不僅具備觀賞性、互動(dòng)性，而且擁有可持續(xù)性、移情性等新功能。升華了動(dòng)態(tài)景觀的功能，給公眾留下了深厚的印象。

2.1.3 情感化設(shè)計(jì)的引入

美國(guó)認(rèn)知心理學(xué)家唐納德·A. 諾曼在《情感化設(shè)計(jì)》一書中提出了設(shè)計(jì)的3個(gè)維度：人類本能、外部行為和內(nèi)部反思，闡述了情感在設(shè)計(jì)中的重要地位和作用[3]。將這3個(gè)層次與動(dòng)態(tài)景觀特征之間的關(guān)系概括表述為：本能層次—?jiǎng)討B(tài)景觀的形式；行為層次—?jiǎng)討B(tài)景觀的功能和用戶的體驗(yàn)感；反思層次—個(gè)人的記憶和滿足。

動(dòng)態(tài)景觀設(shè)計(jì)除了強(qiáng)調(diào)其形式語(yǔ)言的多樣，更需重視景觀精神的深入挖掘和空間氛圍的全面營(yíng)造。趨于情感化設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)化景觀能夠喚醒人們對(duì)場(chǎng)所的記憶，引發(fā)共情，并內(nèi)化為對(duì)空間的思考，進(jìn)而深化人與景觀空間的共生關(guān)系。因此，動(dòng)態(tài)景觀設(shè)計(jì)的情感化設(shè)計(jì)符合實(shí)際需要。

2.2 交互設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)景觀的相通性

電子技術(shù)革命不但給交互設(shè)計(jì)提供了廣闊的發(fā)展空間，也使動(dòng)態(tài)景觀設(shè)計(jì)成為城市公共景觀空間的未來發(fā)展趨勢(shì)，作為兩種新興的設(shè)計(jì)方法，它們有相似之處和共同點(diǎn)。交互設(shè)計(jì)將使用者的需求與體驗(yàn)置于第一位，旨在用戶與產(chǎn)品之間搭建一座平等的橋梁，進(jìn)而使主客體的互動(dòng)關(guān)系達(dá)到和諧自然。而動(dòng)態(tài)景觀是人群心理動(dòng)態(tài)的投射，是與公眾的一次精神交流，能將景觀本體思想更好地傳遞給體驗(yàn)者。綜上可見，二者的相通點(diǎn)實(shí)質(zhì)上是通過設(shè)計(jì)理念與使用者構(gòu)建完美的合作關(guān)系，達(dá)到體驗(yàn)者從產(chǎn)品中得到身心愉悅感的最終目的，進(jìn)而產(chǎn)生更為深刻的情感價(jià)值。因此，兩者的交匯不僅可以形成主體與客體相得益彰的動(dòng)態(tài)景觀，從而傳遞最本質(zhì)的景觀思想理念，也能為交互設(shè)計(jì)帶來學(xué)科交融所產(chǎn)生的新活力。

3 交互設(shè)計(jì)介入動(dòng)態(tài)景觀中的應(yīng)用方法

近年來，人居環(huán)境在不斷地發(fā)展與更新，但多數(shù)景觀設(shè)計(jì)仍存在形式單一、模式僵化、精神內(nèi)涵缺失等問題。在動(dòng)態(tài)化的景觀趨勢(shì)下，如何營(yíng)造形式多樣且內(nèi)涵豐富的雙向互動(dòng)式景觀是值得深入探索的問題。將“交互設(shè)計(jì)”的理念引入動(dòng)態(tài)景觀設(shè)計(jì)中是切實(shí)可行的路徑之一。將交互設(shè)計(jì)引入動(dòng)態(tài)景觀，使用現(xiàn)代材料與技術(shù)，能促進(jìn)技術(shù)與藝術(shù)兩者高度融合，創(chuàng)造出滿足公眾的使用需求、符合場(chǎng)域特點(diǎn)的景觀，也能更好地帶動(dòng)公眾的情緒，建立人與景觀更為生動(dòng)自然的互動(dòng)關(guān)系。目前，交互設(shè)計(jì)在動(dòng)態(tài)景觀領(lǐng)域的應(yīng)用主要有景觀裝置設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)階段的景觀動(dòng)態(tài)模擬。

3.1 行為交互

行為交互是指景觀根據(jù)人的身體活動(dòng)做出相應(yīng)的信息反饋，表達(dá)人與人、人與景觀之間的互動(dòng)關(guān)系。行為交互是利用各種類型的傳感器（如紅外、壓力、聲學(xué)傳感器等）或攝像頭去感知和捕捉體驗(yàn)者的表情、手勢(shì)、聲音等行為活動(dòng)變化，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理，轉(zhuǎn)換為所需形式的信號(hào)輸出，并觸發(fā)設(shè)備內(nèi)部的控制系統(tǒng)，形成交互效果，產(chǎn)生燈光、聲音等景觀信息變化（圖1）。行為交互裝置不僅可以是人與景觀空間的中間媒介，促使人與自然產(chǎn)生互動(dòng)，也可以是人與人之間的媒介。?？瞬┱J(rèn)為，人是園林景觀中最重要的東西，每一個(gè)景觀作品都是一個(gè)舞臺(tái)，人就是舞臺(tái)上的表演者[4]。這充分顯示出人在景觀中的地位。例如，北京 G·PARK 能量公園中的虛擬自行車裝置。該互動(dòng)裝置設(shè)置了3個(gè)主要板塊：燈光模擬速度板塊、登山阻力板塊和心率數(shù)據(jù)收集板塊。燈光模擬速度板塊是利用傳感器感知體驗(yàn)者的騎行加速度，并通過燈光的亮度變化去呈現(xiàn)。登山阻力板塊是模擬人在騎行時(shí)可能遇到的爬坡難度。心率數(shù)據(jù)收集板塊則是借助紅外線感應(yīng)器對(duì)體驗(yàn)者的實(shí)時(shí)心率進(jìn)行監(jiān)測(cè)并反饋。該裝置旨在表現(xiàn)真實(shí)的單人和多人競(jìng)技的騎行狀態(tài)，為體驗(yàn)者營(yíng)造新奇的空間體驗(yàn)感，并創(chuàng)造情感連接，從而實(shí)現(xiàn)人與景、人與人之間的深層次互動(dòng)。

圖1 采用行為交互方法的動(dòng)態(tài)景觀裝置運(yùn)行機(jī)制

3.2 情感交互

體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)時(shí)代下，人們已從基本的物質(zhì)消費(fèi)方式轉(zhuǎn)化為以實(shí)體消費(fèi)為載體的精神文化消費(fèi)方式。因而動(dòng)態(tài)景觀中交互設(shè)計(jì)表現(xiàn)出非物質(zhì)性的成分，除了關(guān)注體驗(yàn)者的空間感受，也需注重空間意境以及內(nèi)涵的塑造。在景觀營(yíng)造中，可在環(huán)境中融入特定主題，借助數(shù)字技術(shù)手段打造沉浸式互動(dòng)場(chǎng)景，傳遞場(chǎng)域精神，從而提高體驗(yàn)者對(duì)景觀內(nèi)蘊(yùn)的理解與認(rèn)知，最后引發(fā)情感共鳴與反思。例如，由Moment Factory工作室開發(fā)設(shè)計(jì)的“幻光森林”裝置藝術(shù)作品。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以魔法作為空間主題，采用地域傳說塑造了7個(gè)不同的角色，并設(shè)定故事情景。根據(jù)角色建立的虛擬影像模型，可通過精準(zhǔn)投影技術(shù)投影在植物、水景、巖石上，并配合燈光及聲音，進(jìn)行動(dòng)態(tài)演繹，與體驗(yàn)者互動(dòng)[5]。體驗(yàn)者在虛擬與現(xiàn)實(shí)交相輝映的世界里，將短暫的五覺感知轉(zhuǎn)化為深刻經(jīng)歷，進(jìn)而引發(fā)對(duì)于環(huán)境保護(hù)的思考，實(shí)現(xiàn)人與景的情感共鳴。將情感交互理念融入動(dòng)態(tài)景觀設(shè)計(jì)中，關(guān)注人們的情感需求，強(qiáng)調(diào)人與空間的交互性，可以拓展新的景觀內(nèi)涵與方法，進(jìn)一步延續(xù)景觀價(jià)值。

3.3 環(huán)境交互

環(huán)境交互主要是借助交互裝置體現(xiàn)景觀系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性，如溫度、風(fēng)速、光照等各類自然環(huán)境要素的變化，人類可能難以感知微弱的環(huán)境變化，而環(huán)境交互方法可以利用多樣的技術(shù)手段，采用可視化的方式呈現(xiàn)給公眾（圖2）。例如，“無線感應(yīng)真菌人文樹道”是由臺(tái)北藝術(shù)大學(xué)與淡江大學(xué)師生共同參設(shè)計(jì)完成的，其整合了多種無線技術(shù)，希望通過裝置讓人們感受數(shù)字藝術(shù)的魅力。裝置通過環(huán)境感應(yīng)器收集周圍景觀系統(tǒng)的溫度、光線、風(fēng)力、太陽(yáng)輻射等信息，并控制多媒體播放相應(yīng)的音樂和提示音[6]，實(shí)現(xiàn)人與景觀環(huán)境的有效互動(dòng)。再如，北京林業(yè)大學(xué)學(xué)研中心景觀中的空氣質(zhì)量感應(yīng)玻璃藝術(shù)裝置，就是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的交互景觀設(shè)施。玻璃內(nèi)設(shè)的燈條會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)空氣中 PM 2.5微塵量，實(shí)時(shí)改變顏色，并通過玻璃夾層上的植物紋樣表現(xiàn)出來，提醒人們需要關(guān)注空氣質(zhì)量，并采取應(yīng)對(duì)措施。借助該方法的交互景觀，可加強(qiáng)人們對(duì)環(huán)境狀態(tài)的認(rèn)識(shí)，引發(fā)深刻反思。

圖2 采用環(huán)境交互方法的動(dòng)態(tài)景觀裝置運(yùn)行機(jī)制

3.4 虛擬交互

隨著虛擬技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于場(chǎng)所的需求傾向于從網(wǎng)絡(luò)空間獲得更多新的感知與發(fā)現(xiàn)，而風(fēng)景園林領(lǐng)域也嘗試運(yùn)用這些技術(shù)創(chuàng)造新型的人與環(huán)境動(dòng)態(tài)的互動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)景觀系統(tǒng)中的時(shí)間性以及動(dòng)態(tài)性可視化，甚至可控化。動(dòng)態(tài)景觀交互裝置可通過虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等多種虛擬投影技術(shù)拓寬自身功能及交互形式，提高其文化和商業(yè)價(jià)值，從而更全面地滿足公眾對(duì)于景觀空間的物質(zhì)與非物質(zhì)需求。其設(shè)計(jì)原理是裝置借助攝像頭及傳感器來識(shí)別體驗(yàn)者的肢體動(dòng)作、聲音和溫度等數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的處理與分析，最終通過影像實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，并與體驗(yàn)者產(chǎn)生互動(dòng)效果（圖3）。例如，“幻光回廊”景觀互動(dòng)裝置。Moment Factory工作室對(duì)亨利要塞進(jìn)行了視覺改造，在保留原有構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上，應(yīng)用虛擬影像技術(shù)，以五感和肢體動(dòng)作為中間媒介，以動(dòng)物、植物以及音樂為影像內(nèi)容主題，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界與虛擬場(chǎng)景的交融，打造深度沉浸式空間體驗(yàn)。體驗(yàn)者可以隨機(jī)地向墻面投擲設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)精心放置的小球，建筑外立面上的投影會(huì)顯示出投擲位置，營(yíng)造有趣的互動(dòng)效果。

圖3 采用虛擬交互方法的動(dòng)態(tài)景觀裝置運(yùn)行機(jī)制

景觀模型在景觀設(shè)計(jì)中一直發(fā)揮著重要的作用。目前，景觀數(shù)字模型的建模及分析技術(shù)日趨成熟，不僅可以靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)景觀信息，也能對(duì)設(shè)計(jì)模型的特性進(jìn)行三維甚至四維的分析，但是位于計(jì)算機(jī)屏幕前的模型渲染本質(zhì)上還是二維的，因而缺乏直觀性?；谶@種需求，研究者嘗試使虛擬數(shù)字模型具備體驗(yàn)功能，使觀者具有更為直觀的認(rèn)知，而虛擬技術(shù)與景觀設(shè)計(jì)的結(jié)合是較為現(xiàn)實(shí)的途徑之一?？山柚刂蒲坨R、手套以及衣服等傳感設(shè)備，使觀者對(duì)模型有更深刻的認(rèn)識(shí)與發(fā)現(xiàn)。并且，研究者還試圖將GIS等分析軟件與虛擬模型相結(jié)合，將相關(guān)的自然元素的分析結(jié)果反饋至模型中，實(shí)現(xiàn)了分析系統(tǒng)與虛擬模型間的三維交互。例如，布拉德利·卡佩爾、賈斯汀·霍茲曼以及大衛(wèi)·梅林共同設(shè)計(jì)的“沉積機(jī)器”。沉積機(jī)器是一個(gè)沉降模擬器，通過應(yīng)用分析技術(shù)，對(duì)實(shí)體模型中模擬的沉積過程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，并將數(shù)據(jù)云反饋至數(shù)字模型中，機(jī)器控制內(nèi)部操作系統(tǒng)，最后提出與過程相關(guān)的景觀設(shè)計(jì)方法[6]。

4 總結(jié)與展望

結(jié)合時(shí)代背景和傳統(tǒng)景觀設(shè)計(jì)中亟待解決的問題，景觀空間需要注入新的活力，而將交互設(shè)計(jì)引入動(dòng)態(tài)景觀中，將豐富人們對(duì)景觀系統(tǒng)的認(rèn)知，促進(jìn)景觀價(jià)值的延續(xù)，重塑人與景觀的關(guān)系，構(gòu)建人與自然的和諧關(guān)系。

哈佛大學(xué)教授霍茲曼和卡佩爾預(yù)測(cè)未來景觀環(huán)境中智能化機(jī)器和景觀系統(tǒng)將高效地并存發(fā)展，這是一次突破性的轉(zhuǎn)變。在數(shù)字化語(yǔ)境下，動(dòng)態(tài)景觀作為城市景觀設(shè)計(jì)發(fā)展的新方向，通過多樣的設(shè)計(jì)手法滲透到人們生活的方方面面。而交互設(shè)計(jì)作為新型的設(shè)計(jì)概念也與動(dòng)態(tài)景觀形成了深度融合關(guān)系，對(duì)其應(yīng)用的方式及相關(guān)數(shù)字技術(shù)運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行研究，不僅能給其他景觀設(shè)計(jì)師、學(xué)者及工程師提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)，而且是對(duì)于新的景觀設(shè)計(jì)形式及思路的探索。