基于沉浸式VR技術的商業公共空間情感化設計評價研究

閆婧

摘 要：運用沉浸式VR技術可以對商業公共空間的情感化設計進行評價實驗與分析，能夠有效地在商業公共空間情感化元素設計過程中分析不足和問題，及時進行修改和優化。文章以“日式合氣道空手道館”空間模型為例，通過沉浸式VR評價實驗，提出相應的情感化設計意見，為商業公共空間情感化設計在沉浸式VR技術的輔助下更好地研究和發展提供理論依據。

關鍵詞：商業公共空間；情感化設計；設計評價；沉浸式VR技術

[基金項目：湖南省研究生創新基金項目課題《基于沉浸式虛擬現實技術的室內商業公共空間設計研究》，項目編號CX2016B652。 ]

一、前言

隨著計算機技術的發展和數字化媒體的興起，傳統的公共空間設計方式已經不能滿足人們的要求，以沉浸式VR（ Virtual Reality）技術為基礎的設計方式逐漸成為主流。沉浸式VR技術系統往往以頭戴式顯示器為主，并綜合利用多種虛擬現實設備將使用者的觸覺、視覺、聽覺封閉，讓使用者沉浸于模擬環境中，同時還可以配合可穿戴設備對使用者進行生理數據實時采集，實現對研究數據的理性客觀、科學便捷的分析和改進。[1]

通過沉浸式VR技術，可以讓設計師和用戶在任意設計階段進入公共空間，從自己設定的視角和角度觀察自己的設計成果，從而能夠真實地感受公共空間的尺寸，方便修改設計中的尺度與比例，檢驗所用材料的質感，體驗色彩與氛圍。相對于傳統的在屏幕前觀看二維的設計成圖來想象真實空間成果或修改設計中的問題，這種展示方式更為直接和容易。[2]

二、沉浸式VR技術與傳統設計軟件的區別

傳統的商業公共空間情感化設計的表現方法有效果圖、鳥瞰圖等比例空間模型、漫游動畫等。[3] 如果將商業公共空間情感化設計結合具備沉浸性、隨動性和實時性的沉浸式VR技術，使用沉浸式VR場景來對空間進行展示，其與傳統的表現方法主要有以下不同：

（一）沉浸式VR技術與CAD的區別

沉浸式VR技術在建模方面，不僅可以進行視覺場景建模，還有CAD不可替代的聽覺建模，能多方位、立體逼真地展示空間。沉浸式VR場景可以將人帶入到“真實”的空間中去感受。但這種真實感和沉浸感是CAD不具有的，CAD生產的圖像只能在外部觀察后憑空間想象展開。

（二）沉浸式VR技術與傳統模型的區別

沉浸式VR場景與傳統模型相比，表面上兩者都將空間立體地展現在人們眼前。但傳統的模型一般都是根據設計完成的真實空間進行等比例縮放后制作的，人們只能以鳥瞰的視角對整個空間布局進行觀察，不能以正常使用者的視角進行游覽感受，而且傳統模型制作一般都是整個設計過程的最后一道工序，制作好的模型再去做修改微調基本不能實現。而沉浸式VR技術則是原比例還原空間，并且具有隨動性，能與使用者實現同步視聽，能夠獲得與正常物理世界相同的感受。

（三）沉浸式VR技術與游歷動畫的區別

游歷動畫和沉浸式VR系統雖然都是能夠對空間進行動態地展示，但是從原理特性和成本費用上分析，其之間的差別還是很大的。

第一，生成沉浸式VR場景的系統具有實時性、隨動性和交互性，它可以根據人在空間中的位置即時生成場景，并能夠識別人的動作，產生交互，但是游歷動畫只具備動態的場景，并不能根據人的變化而產生交互。這就好比一部電影，運用沉浸式VR系統來展示，可以產生演員的感受，而運用游歷動畫展示，只能有觀眾的感受。

第二，利用沉浸式VR場景進行空間設計，可以在場景內修改空間中的設計元素，沉浸式VR系統的控制處理系統會快速地對更改做出計算并顯示。然而游歷動畫是已經渲染成型的視頻圖像，如果要對其中某個部分進行修改，則需要重新來過，這個過程非常繁瑣，且費用較高。

三、沉浸式VR商業公共空間情感化設計評價實驗

將情感化設計后的商業公共空間通過沉浸式VR技術逼真立體地展現出來，讓用戶佩戴可以測量出生理數據的可穿戴設備進入虛擬空間，設計師可以通過用戶在空間某個設計興趣點上實時的生理數據，或是在空間中某區域停留時間段內其生理數據變化值與平均變化值的對比，就可以判斷出該空間區域能否引起用戶的情感變化。

（一）實驗材料、對象與流程

本文以“日式合氣道空手道館”的設計為例，利用沉浸式VR展示系統，結合可穿戴式EDA（皮膚電活動，electrodermal activity）檢測儀所采集的生理數據，對該空間中的情感化設計進行分析和判斷。[4]

虛擬現實系統要建立復雜的模型和環境、進行實時場景計算和顯示，因此需要運算速度快、圖形工作能力強的計算機硬件支持。[5] 本實驗中使用的是高性能工作站平臺。工作站硬件組成包括：DELL T7810圖形處理工作站1臺，NVIDIA Quadro K5000專業圖形顯卡1塊，Oculus Rift DK2（沉浸式虛擬現實頭盔）1臺，PPT-X（紅外動作捕捉攝像頭）4個，worldviz eyes（頭部捕捉器）1個，worldviz wand（手部捕捉器）1個，ErgoLab EDA（可穿戴生理采集器）1個；軟件組成包括：主機系統Windows 7及以上版本，虛擬現實系統Vizard 5.0，動作捕捉系統PPT studio，生理數據采集分析系統Ergo Lab2.0，商業公共空間建模軟件3d maxs，貼圖處理軟件Photoshop。

實驗隨機選取10名大學生作為被試，男女各5名。為保證實驗結果的科學性和真實性，所選擇的被試需滿足以下條件：（1）能夠對空間進行正確的感受，且能自主對空間進行評價；（2）佩戴有畫面顯示的沉浸式VR頭盔5分鐘之內不會出現嚴重的3D暈眩感（輕微的暈眩屬正常現象）；（3）心理、生理對刺激源反應正確，且能夠配合實驗測試EDA數據；（4）愿意在實驗前進行沉浸式VR設備使用操作培訓。

開啟Vizard模型展示系統、PPT Studio系統和Ergo Lab系統，同時被試佩戴沉浸式VR頭盔、手柄和可穿戴EDA檢測設備。實驗開始后第1分鐘內，頭盔中不顯示模型畫面，記錄被試EDA值的變化。實驗第2分鐘，頭盔開始顯示相應模型畫面，記錄被試EDA值的變化，直到實驗第5分鐘結束。

（二）實驗結果

1.公共裝飾品實驗

這里選取道館內墻上的字畫（圖1）為節點。

從關注頻率上來說，10名被試均關注了墻上的字畫，其中二號、五號、六號被試有抓取撫摸的動作，六號和八號被試有詢問字畫上的具體內容。

其次從EDA的數值來看（表1），10名被試的初試EDA平均值分別為：8.14、4.62、3.12、6、13.64、24.38、15.34、6.79、8.62、16.37，在看到字畫時的EDA平均值分別為：9.45、5.01、3.45、6.25、14.76、25.46、15.46、7.24、8.8.25、16.74。

2.公共裝飾材料和色彩實驗

道館內訓練空間大部分裝飾材料是木材和淺黃色窗紙，在訓練室后有一小部分隔開的休息空間采用的是水泥原墻刷白（圖2，圖3）。這里選擇這兩處作對比。

從關注頻率上來說，10名被試有5個進入了休息空間，分別為一號、二號、五號、七號、十號被試，其余5個被試在看到休息空間后沒有進入，選擇返回訓練空間。

從EDA數值上看（表2），進入休息空間的5個被試與在訓練空間的EDA數值相差很細微。一號、二號、五號、七號、十號被試在訓練空間的EDA平均值分別為：5.47、8.12、3.75、24.73、3.475；在休息空間的EDA平均值分別為：5.52、7.93、4.24、25.34、3.42。但結合對被試的訪問，5個被試均表示在休息空間中感覺不到放松，反而更愿意返回訓練空間。

四、實驗結果討論

（一）公共裝飾品的討論

將各個被試在看到字畫時的EDA值與被試戴上VR頭盔進入日式合氣道空手道館期間EDA的平均值對比，大部分被試在看到裝飾物時的EDA值高于被試戴沉浸式VR頭盔進入該空間時EDA的平均值，說明字畫確實引起了被試的關注并產生了好奇的情感。

在商業公共空間的情感化設計中，要秉承著每一個商業空間都應該遵循一種文化形式，并把這種文化形式滲透到商業空間內部的各個角落的原則。[6] 目前社會正處于一個消費文化的時代，消費者的需求在逐漸變化。商業公共空間不僅僅是一個購物消費的地方，消費者還需要在空間中找尋到某種情感和情懷，以激發認同感和購買欲，從而為商業空間帶來更多的商機，所以要多按照消費者的情感需求和本身商業文化的需求進行裝飾品的設計。

（二）公共裝飾材料和色彩的討論

通過實驗結果可以看出，日式合氣道空手道館的設計相對來說比較整體，公共的裝飾品很好地體現了日式風格，選用的木材、竹席等自然的裝飾材料讓被試有親切溫暖的感覺。但在空間分區上，該模型的設計很不到位，沒有根據具體的空間功能而選擇合適的裝飾材料和色彩，沒有傳達給被試空間的愉悅性、休閑性和娛樂性。

設計師在進行商業空間情感化設計時，需要考慮如何運用設計手法將真實具體的空間與抽象的產品文化建立聯系。設計師應從裝飾材料中尋求靈感，提取裝飾材料的商業文化的契合點，利用不同的材質進行混搭來突出想要表現的設計。同時，不同的商業公共空間中所需的家具設計需要根據商品或商業用途來量身定做，以此來表達商業文化，吸引消費者。

五、結論

從“日式合氣道空手道館”的沉浸式VR實驗結果可以得出，商業公共空間的情感化設計不是憑空而談，既要考慮具體的商業空間情感化設計元素，還要對用戶個人的性格愛好、文化修養進行綜合分析。

科技的不斷進步及設計工具的不斷創新，給設計師在商業公共空間情感化設計的思路和過程帶來了很大的改變。沉浸式VR技術作為最新的技術手段，解決了傳統設計過程中設計師、用戶與計算機之間無法便捷、自然地進行交互的問題，實現了人與計算機之間的無障礙交流，提供了完全仿真、沉浸的虛擬環境。沉浸式VR技術的運用讓設計師和用戶能從一個全新的角度感受和體驗商業公共空間，為設計師和用戶在商業公共空間情感化設計中能夠實時地創造靈感、實現創意和修改決策提供了強大的技術支持。設計師要在當前沉浸式VR技術發展應用前景下，改變傳統設計的思維和方式，創造出不一樣的商業公共空間情感化設計。

參考文獻：

[1]Lee Adams. Visualization and Virtual Reality[M]. McGraw-Hill Publishing，1993.

[2]李鵬，陶毓博，王逢瑚.“虛擬公共”技術原理[J].裝飾，2006，（04）：123-124.

[3]李國松.虛擬現實（VR）技術在風景園林規劃與設計中的應用研究[D].長沙：中南林業科技大學，2007.

[4]胡紀念.皮膚電活動（EDA）及其在鑒定領域的應用[C].中國法醫學會司法精神病學專業委員會第一次全國司法精神病學學術會議，2002：37-39.

[5]史慧珍，黨安榮，遲偉.虛擬現實技術實時輔助城市規劃設計研究[J].地理信息世界，2008，（05）：61-66.

[6]馬利杰.基于“江南水文化”情感體驗的商業空間設計研究[D].江南大學，2015.

作者單位：

湖南工業大學包裝設計藝術學院