數字交互在建筑設計中的研究與應用

魏行君 吳振宇 夏晨輝 龔靜

摘? 要： 現如今隨著數字交互技術的發展，在許多領域都有所應用，傳統的建筑設計發展至今也迎來了 新的變革，數字交互技術相較于傳統建筑設計，其數字化，交互性，多方面集合展示是其更有利的方面，補足傳統設計中的一些缺陷以及簡化步驟.該文將討論數字交互技術在建筑設計中的研究和應用，并探 索一種新的具有特色的交互式建筑設計。

關鍵詞： 數字交互技術;建筑設計;可用性

通信作者： 龔靜（1971-）男，副教授，碩士。

基金項目：

1）2020年武漢輕工大學大學生科研項目，項目編號：XSKY2020134

2）2020年《智慧建造科教融合路徑探索》校企合作科研課題，編號：采薇君華[2020]016號文。

一丶“數字交互設計”的相關研究

交互設計（interaction design，簡稱 ixd）是定義和設計人工系統行為的設計領域。它涉及到多個 相互作用的個體之間的互動，這些個體相互輸出并反饋給對方以實現一個目標。交互設計努力去達 成的是人與產品或者對象之間有意義的聯系，以“復雜的社會物質環境中結合信息技術”為主體。

交互設計是很注重設計的體驗并且是不止一個人的過程，多人一起的反饋體驗讓建筑設計中需要不同領域的人們參與進來， 從建造者到使用者每一方都對建筑有自己層面的要求。交互式設計的思維方法基于以用戶為中心的工業設計方法更加注重行為和過程。它把建筑的形成看作是一個有因有果的整體，強調過程的思維和交流， 不再是一個單方向的輸出。 設計的流程和故事的敘述成為建筑設計的重要表現手段。 在第四次工業的大趨勢影響下，傳統的建筑設計方法正在展現不同的特點，朝著不同的方向發展，交互設計就是其中具有代表性的一種。 如最早國外將數字交互技術應用于古建筑的展示工作，其中洛杉磯和費城的城市虛擬仿真被認為是三位數字仿真展示的典范[1]。

現如今，交互技術的快速發展能更加強調和突出參與者的互動性和身臨其境的感覺，“情景互動 ”在數字交互技術和建筑設計中的特別體現，通過視覺技術的感官刺激，來增強使用者的情感共鳴.虛 擬現實環境營造給參與者沉浸感， 但是這一重要的環節在當今的建筑設計中卻很少發揮其作用[2]。

二、數字交互技術于建筑設計的相關研究

國外一家有名的設計公司——Gensler致力于整合建筑設計。由Gensler和Vim trek開發的系統為建筑領域的可視化、數據分析和協作提供了一套工具，工程與建筑（AEC）工業。Unity幫助他們建立一個平臺來提供即時、易于閱讀和交互的模型，包括Revit BIM 數據文件。使用者在設計數據開發方面，可以通過經驗豐富的移動終端的虛擬空間V R設備互動。Unity公司的混合現實數據庫由單平臺管理系統設計開發，具有可視化界面。通過在計算機界面實時呈現的數據，它可以在數據信息和與建筑各個部分之間進行實時交互。基于界面，用戶和管理員可以觀察到建筑的每一個部分，甚至于在廚房的一顆土豆的位置都可以一目了然。1877年建筑師安東尼·高迪曾負責改造設計的一棟建筑——巴特略之家，變成了巴塞羅那有名的景點之一，因為想要更好地表現出當時的室內環境，管理員采用了虛擬現實技術，讓觀眾自由選擇的參觀流線，在虛擬場景中尋找建筑曾經的魅力，這是交互技術在建筑設計中的成功例子之一。

三、交互式展示設計的應用

Lorem是整合建筑構件和交互建筑架構的初次嘗試者。ACT Trek是一個系統（包括智能BI平臺和eco記分卡）force，由Gensler和Trek共同開發，提供的交互工具可以為建筑交互和建筑（AEC）行業提供復制分析和協作的實驗數據集。從游戲引擎Unity的平臺上，VIMTREK提供了一個完全沉浸式的、交互式的、易于指揮的3D場景，以及一個實驗：每個人在他的BIM Revit的文件系統中：其中有的是由BPM調整。用戶使用移動終端建立虛擬現實空間設計和計算機交互設備幾乎自主的人類體驗。從而導致了大量的關于交互的研究和規劃，以之前的技術和交互作用。Doppel混合現實實驗室使用Unity平臺開發的數據庫。視覺交互界面與實際建筑本身的自然環境密切相關。這是真實反映建筑圖像和控制建筑是一個充滿傳感器的建筑空間，與人和環境實時互動，并收集信息。實驗室Doppel的最新實驗，他們將 從數據模型中建立整個建筑，從傳感器到實時的計算機顯示器。只有屏幕的實時變化數據顯示，用戶在溫度變化的地方能夠在屏幕中與建筑產生數據交互，管理人員和人流的游客能夠體驗關于運動的乒乓球桌交互，在乒乓球桌的交互嘗試中，乒乓球落點都是難以預測的。建于1877年的Bartholomaeusa由建筑師Antoni Gaudi更新建造而成，是巴塞羅那著名的旅游景點。為了真正呈現交互建筑中的建筑技術，游客將會積極探索一年的空間，在建筑空間中，他們能決定自己的行經路線。這是交互建筑的首次成功嘗試。

交互設計在當今作為一種比較方便的數字化信息工具， 能讓參與者不管是感官還是精神上都能形成直接影響， 在和建筑設計這一傳統的方法面對面時， 兩者的交流更能體現出時代產物和非時代產物結合時厚重感， 帶給人的情感共鳴更能提升對于兩者技術應用的理解和認識， 從而能讓建筑設計改革換面， 形成一種新的設計方法. 本文列舉了多個方面的交互建筑方式，不管是哪一種，都是為了這一方向在努力， 為了盡早能應用. 所以， 我們未來如何理解和運用數字技術在建筑設計過程中的應用研究才是重中之重.