体感交互设计在新媒体艺术中的应用研究

（山东工艺美术学院，山东 济南 250300）

交互设计是指在人与人、物与物或者人与产品、服务、系统之间创造一系列对话。通过研究人类的认知、行为、动机对这种对话进行一系列分析并加以规范，使人们更好地去理解对方所反馈的信息。这种对话几乎不为人察觉，发生在生活的细节当中。体感交互设计是交互设计的一个分支，设计师利用硬件设备捕捉人体动作、肢体语言，将人类的行为与周围环境以及虚拟影像结合在一起并建立交互关系。通过研究行为心理学、认知心理学，研究人类的行为及心理活动，将硬件的交互特点融入人类的行为生活中。体感交互设计可以很好地提升观众对于新媒体艺术作品的沉浸感，也可以解决用户在使用产品遇到的使用习惯等问题。

一、新媒体艺术的发展史与现状

从字面的含义理解，新媒体艺术是指艺术家利用全新媒介作为载体，通过新的技术、材料、方法将自己的观点以及感受展现在观众面前的一种全新艺术形式。它的特点更接近装置艺术。在观众置身三维空间中时，通过与作品的直接对话，观众介入和参与到作品中去，在互动过程中理解体验艺术家的思想。随着科学技术的不断进步，当今新媒体的形式更加多元化，许多新兴的媒介开始进入大众生活。特别是互联网的广泛应用，加速了信息传播的速度，新媒体艺术如约而至。新媒体艺术中比较常见的是以光影与科技装置为创作素材的艺术门类，它建立在科学技术的基础上。其表达方式主要有光影交互，数字图像处理、微型处理系统以及传感器等。新媒体艺术的特点是相对的新，是随时间的改变而改变的。目前，新媒体艺术的类型主要指使用影像、电脑、人工智能，以及数字技术等全新的科学技术作为创作媒介的艺术学科。

新媒体艺术的起源可以追溯到二十世纪六十年代的观念艺术，当未来主义宣言、达达式行为和二十世纪七十年代的表演艺术盛行时，新媒体艺术在此孕育而生。跨媒介、跨学科成为当今新媒体艺术的主要特点。新媒体艺术家不断尝试将其他学科的知识、材料带入艺术世界中，探索新的行为模式与新的艺术载体。在此过程中不断发掘创造新思维、新形式。用户或观众参与到新媒体作品中去，与其本身产生互动。艺术创作的定义也不再取决于它的实体形式，而是它产生的过程。观众的体验以及社会反响也成为组成作品的一部分。总之，整个二十世纪对于新科学的隐喻与模式的着迷，尤其是世纪初的量子物理和世纪末的神经科学与生物学，大大地激发了艺术家的想象力。

从新媒体硬件发展的角度来看，十九世纪六十年代的第四次工业革命使微型电脑成为计算机的主要形式，掌握了便携式摄影录像设备的艺术家，开始将这一媒体用于艺术表现，新媒体艺术由此开端。

十九世纪七八十年代，传媒行业进入新的历史发展时期，欧美电视台纷纷尝试进行试验栏目的拍摄与播出，他们企图将实验性的艺术作品带入到大众电视网络中，就此提供新的媒体形式与传统美学结合的“温床”。这些“孵化中心”为艺术家提供最新的硬件设备，配置前沿的科技人员作为技术保障，给艺术家提供最优越的环境进行艺术创作。在此时期诞生了许多有独特风格的崭新视觉形式，成就了录像艺术的第一代大师，同时也刺激了新媒体的创造性运用。1973年，录像艺术家白南准与工程师阿比合作，开发了同步混像器，今天这已成为电视编辑的基本功能之一。

随着人类进入二十一世纪人工智能时代，各类前沿的科学技术开始影响我们的生活。增强现实、虚拟现实、体感交互装置将虚拟与现实紧密地链接在一起。新媒体艺术进入了一个前所未有的新领域。艺术家们在虚拟世界中能够发现更多的可能性。特别是体感传感器的应用，使观众近距离的触摸到艺术家的思想。在此过程中，体感交互设计应运而生。

二、体感交互设计的发展与应用

继鼠标和多点触摸之后，体感交互被称之为“第三次人机交互革命的原点”。人机体感交互的出现是人与机器对话方式回归自然的重要转折，体现了人们对“以人为中心”设计理念的不断追求。

顾名思义，人机交互是研究人与计算机之间关系以及人类与计算机之间信息传导与相互作用的学科门类。近些年，科学家开始对新的交互技术展开研究，各式各样的传感器相继问世，主要包括手势识别交互、语音识别交互、动作捕捉交互及感觉反馈交互等方面。通过体感传感器，艺术家可以将观众与作品无缝连接。这不仅提高了观众的沉浸体验，而且使艺术家更容易在交互过程中挖掘人类的本能。

Kinec彻底颠覆了游戏的单一操作模式，使人机交互的理念彻底地展现出来。它依靠实时捕捉使用者的动作、面部识别及语音识别就可以达到输入功能。这一特性很好地填补了现有人机交互技术的缺陷，并且促使体感交互技术成为人机交互领域的一个研究热点。与传统输入设备不同的是，Kinect交互传感器可以实现直接将用户的动作信息进行处理，从而控制硬件终端，这种特殊形式拉近了人与电脑之间的距离，提高了用户体验度。Kinect由三种摄像头组成，其中一个是RGB摄像头，用来获取640×480的彩色图像，每秒钟最多获取30帧图像；两边的是两个深度传感器，可以探测物体的体积。左右两侧分别是红外线发射器与接收器，此部分装置可以精确地检测到用户的具体位置。

国内艺术家郭翰林在2015年的作品《时·空》中，利用Kinect摄像头进行动态人像捕捉，并把捕捉后的人像进行抽象处理。在黑暗的密闭空间中，Kinect捕捉到用户的剪影并投射到屏幕上，用户可以与屏幕内自己的抽象影像进行互动。互动过程，郭翰林加入了大量的艺术创作元素，使用户体会了不一样的交互体验。此设计大大拉近了观众与艺术家之间的距离，观众在与自己的影像进行互动时，郭翰林就将“从有形到无形”的艺术理念灌输给了他们。

Kinect在公共空间的新媒体艺术中也有广泛应用。在新加坡樟宜机场，艺术家们在第二航站楼过境候机室设立了一个交互艺术装置，该装置可以将游客的剪影处理成像素的马赛克艺术，“动作剪影墙”艺术装置可使游客与自己的投影进行互动。“动作剪影墙”还可将游客自拍的黑白肖像叠加不同背景通过邮件传送给他人。

除了深度3D摄像头，科学家还发明了一种眼球跟踪装置。TOBII公司于2016年开发上市了一款眼动仪传感器，此款传感器可以捕捉人眼的动态轨迹，定位瞳孔的位置，将人眼替代鼠标。美国设计师迈克尔·罗德通过眼动仪设计出一款可以自动遮挡的衣服。整件衣服用可动金属片组装而成，上宽下窄。衣服中间夹缝内安装有一台微型眼动仪，它可以探测正前方人眼瞳孔的位置从而改变整件衣服的形状。

除了通过体感传感器进行体感交互设计之外，艺术家还可利用arduino单片机进行体感交互设计。2014年，独立艺术家张牧的交互招贴《KILLING》，通过超声波传感器、温度传感器以及热感温油墨等材料，在传统招贴的基础上加入了用户体验系统。整个作品通过虐杀动物与自残这两种意思之间的相互转变，使观众沉浸在整个作品中。观众进入体验区后，超声波传感器检测到物体后开始工作，加热板会将整个装置的温度升高。招贴的画面是由热感温油墨与传统微喷交替打印而成，当温度升高后，热感温油墨退去，微喷打印的地方开始显现出来。在此过程中，观众加强了沉浸体验，通过作品画面的交互式变化，观众可以清晰地感受到艺术家想要表达的思想。

三、结语

随着传感器以及体感交互技术的不断发展，体感交互设计理论在新媒体艺术中的应用范围将会越来越广，艺术家能够应用更多的材料及科技方式去传递自己的情感。在对新媒体艺术及体感交互的不断探索中，互动体验方式将变得越来越丰富，体感交互设计原则必然成为艺术家在新媒体艺术创作中不得不考虑的环节。在人工智能时代来临之际，大众对于创新科技以及艺术创意的需求不断加剧，迫切希望能够有更多的体验形式去感受艺术与科技的魅力。以需求为导向，从用户体验的角度出发，运用体感交互设计原则，将体感技术不断融入新媒体艺术中去，这不仅丰富了艺术作品的表现形式，更将成为未来新媒体艺术的发展的新方向。