智能家居照明系统中的光环境情感体验设计研究

顾家诚 赵雁

摘要：由于智能科技的进步，智能照明系统在家居空间中也日渐普及，文章旨在通过借助智能照明技术，将灯与光的形式美感中注入更多用户的情绪与情感，使空间充满叙事性与情感性。结合智能家居照明系统和情感化设计理论，围绕光环境设计的艺术性和科学性展开研究。从三个不同的情感层面分析了智能照明系统中光环境设计带给用户的情感体验。总结出基于情感化设计的智能照明设计方法和智能照明的未来发展趋向。

关键词：智能家居 照明系统 光环境设计 情感化设计 情感体验

中图分类号：TU113

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2020）06-0017-03

Abstract： Due to the progress of intelligent science and technology， intelligentlighting system is also increasingly popular in home space This paper aims to injectmore users' emotions and emotions into the aesthetic feeling of the form of lights andlight with the help of intelligent lighting technology， so as to till the space with narrativeand emotion hrough the combination of intelligent home lighting system and emotionaldesign theory， around the light environment design art and scientific research.Thispaper analyzes the emotional experience brought by light environment design inintelligent lighting system from three different emotional levels. This paper summarizesthe design method of intelligent lighting based on emotional design and the futuredevelopment trend of intelligent lighting.

Keywords： Intelligent home Lighting system Environment design Emotional designEmotional experience

引言

从最早的自然光源发展到人工光源，随着生活质量的提高，人们都喜欢在舒适、明亮的环境中生活。但是基于大工业时代的照明設计，依然无法满足人们心理层面的情感需求，由于伴随智能科技的进步，家居照明也逐渐智能化，智能家居照明系统通过互联网、传感器、信息感知可以带给用户一个智能化的情感体验，使人的情感和空间有一个更好的互动性。文章以唐纳德·诺曼情感化设计理论中的三个情感层面为切入点，对智能照明家居系统的光环境情感体验进行深入研究。

一、智能家居照明系统的概况

智能家居照明系统的核心是计算机网络控制平台，具有数字化、模块化和分布式的总线架构，以此来控制照明。[1]根据网络总线，各个控制模块和中央处理器共同建立信息通信网络，可根据环境的变化，进行远程或自动处理照明效果。

二、唐纳德·诺曼情感化设计理论的三个不同层面

美国认知心理学家唐纳德诺曼在其著作《情感化设计》中将情感化设计划分为三个层面，分别是本能、行为、反思层面的情感设计。[2]本能层面和第一印象相关，可以立刻激起用户的情感反应，一般指产品的外在形态。当视觉传达到用户的眼中，是符合本能层面的思维，用户的接受度就更高。行为层面是人们通过自身掌握的不同技能和积累的不同经验来完成行为层面的活动，唐纳德·诺曼将其归为产品的能效或功能，帮助用户提升效率。反思层面指人的大脑通过理性思考后产生的一种较为稳定，水平较高的情感，它会随着用户教育、文化、经验、生活态度和对美的追求个体的差异随之变化，这三个层面中，反思层面具有更深层次的意义和价值。

对于智能照明家居系统的光环境设计从外在形态、功能、情感体验方面都和唐纳德诺曼情感化设计理论有高度的关联性，所以文章以这一理论作为支撑点来研究智能照明家具系统的光环境情感体验设计。

三、智能照明家居系统的光环境情感体验设计分析

在一个家居空间中，智能照明家居系统带给用户的情感体验主要以视觉传达的信息为主，对应本能情感层面，以灯光来说，灯具的造型和光色可以表达出丰富的设计内涵，使得灯具本身可以独立表达情感。

智能照明家居系统在行为层面的情感表现主要设计的核心是系统的优势功能，以及智能灯具的交互式体验，以此改变了用户以往使用灯具时的行为逻辑，将静态的照明系统转变为人性化的动态模式，赋予照明生命力。

对于反思层面的情感表达，智能照明家居系统利用光影的变换传达更加有人情味的信息，使空间更具“文化性”，利用灯光设定多种场景模式，营造家庭温馨的氛围，让用户通过回忆某次经历或感知当前的状态获得更深的情感体验。

（一）智能照明家居系统的设计元素对本能层面情感的影响

1.智能照明家居系统中灯具造型对用户本能层面情感的影响

阿恩海姆曾讲到“视觉乃是思维的一种最基本的工具（或媒介）。[3]所有视觉的生理活动都和视觉心理的活动息息相关。通过视觉传递给用户的信息，会产生瞬间本能的情感效果，因此，外观造型的设计是影响用户情感体验的核心之一，是藏在潜意识中的设计。[4]在智能照明系统中，灯具是十分重要的一个环节，很多灯具的造型还会设计成原始的煤油灯或者蜡烛等，这是因为它们作为古老记忆的一种载体，依然有价值，可以丰富用户的情感体验。在不同的空间中，灯具的装饰性语言，从形态、颜色、材质等方面都在体现创意本身，使设计具有一定的叙事性和代入感。例如2018年在米兰设计周展出的一款名为“Eddy艾迪”的灯具。Eddy的设计非常简洁，顶部造型是一个金属钢圆盘，灯座为大理石材质，看起来沉重稳当，但灯座内部是中空的，方便移动。当柔和的灯光打在大理石灯座上，通透感下浮现出粗狂的纹理，有很强的雕塑美感。艾迪灯顶部的圆盘可以任意转动角度，因为“圆”本身运动时形成的各种曲线形态，就具有较强的表现力，当圆盘灯罩转到三十度角左右，远看犹如一位头戴宽檐帽的法国贵妇，有着遗世独立的优雅，仿佛将人带入20世纪的法国巴黎，感受艺术之都的魅力。这种具有代入感，让人看到第一眼就有很强购买欲的灯具，便印证了情感化设计中本能层面用户的情感状态，如图1。

2智能照明家居系统中灯光色彩对用户本能层面情感的影响

色彩可以体现空间的氛围，是瞬间唤醒用户情感回应的媒介。在智能照明系统中，灯光的光色是可调的，也就是光的色温。暖色光、中性光、冷色光是衡量光颜色成分，分析色彩倾向的一种标准。色彩冷暖的差异和波长以及色彩亮度都有关，色彩波长较长，人有扩张性反应，波长较短，有收缩性反应。亮度偏高，颜色看上去越冷，亮度偏低，颜色显得较暖。色彩可以传达人们的情感，因此不同空间应该使用不同的光色，例如卧室这种空间需要使用低温色照明，尤其是老年人的卧室，可以让人的情感保持较为稳定的状态。因此照明系统可以为用户变换光色，既能使用户心情愉悦，又能安抚不安的情绪。

（二）智能照明家居系统中的行为层面的情感体现

1智能照明家居系统中功能的优势在行为层面的情感体现

在智能照明家居系统中行为层面的情感主要集中在智能科技的功能和独特优势上，给用户带来更多舒适体验感和自然的人机互动。以下这两个方面分别体现了智能家居照明系统的优势。第一，照明智能化。为了让系统有一个全自动的照明模式，可以预先设置多个工作模式，然后根据设定的时间切换不同的照明场景。第二，自动调光。系统会将照度调整到最合适的工作状态，例如它的移动探测功能会将无人区域的灯光关闭，将有人的区域调节成适当的照度，减少人为的资源浪费。

2智能照明家居系统中灯具互动式体验在行为层面的情感体现

在行为层面的情感体验中，可将互动方式分为以下三种，路径分别是刺激反馈、主动呼应、个性化的变化过程。第一种互动方式是直接接触。用户去主动打开或关闭灯光，由最早的按动开关按钮到触摸智能灯具的控制模块或控制其终端，来实现瞬间调节灯光颜色的变换，还可以设置多个调光模式，例如“渐变”、“频闪”等。[5]

第二种互动方式是间接感知。通过传感器主动感应和用户互动，当用户和灯具的距离不断发生变化时，灯光的颜色和状态会随之变化。以“思想家”智能家居为例，在玄关照明设计中，当使用者入门时，入门处安装人体红外感应器，玄关灯将自动感应后开启，并且是逐渐变亮，灯光颜色由冷色调变为暖色调，让人适应光线的变化。还有这个名为sothing小明感应小夜灯，当用户距离灯具3米内，灯就会自动亮起，这是因为灯具内藏有光感传感器和人体红外双重感应器，可以快速识别人体。对于夜间当老人或者儿童上卫生间时，不需要打开刺眼的灯光，感应小夜灯会自动发出柔和的暖光，让人们不再感到紧张，这种自然式的互动，是在无感知的情况下做到体贴的人性化关怀，如图2。

第三种互动方式是语音控制。这种设计方式是通过语音无线控制家中的照明，语音识别是其中很重要的一个功能，现在通常采用ZigBee无线组网技术实现在房间中各个位置都可以用语音控制照明，用户可以根据自己的需求，用语音的方式为自己打造情景化照明模式，形成一种个性化、互动型的照明控制系统。[6]这种照明方式，包括了人、灯具、环境之间的互动和情感的交流，是一种动态且具有情境性的情感体验，带给用户精神的安抚和生活品质的提高。

（三）反思层面在智能照明家居系统中的体现

1.动态光影在反思层面的情感体现

反思层面的情感不是立马形成的，是长时间经验的积累，文化的积淀所形成的。当全息投影技术运用到光环境设计中，光影便立马激发了人内心强烈的情感。例如在2019年当代中国国际数字艺术展中的一件光影作品《君幸食》，“君幸食”的意思是劝说君主进食，设计师将长沙马王堆出土的西汉时期的漆器餐具当作素材，利用高流明投影机将投影画面投射在餐桌的白色圆盘上，动态光影的节奏和韵律给用户一种强烈的视觉冲击，通过这种光影的表现形式，使空间更具“文化性”。把汉代饮食中的一部分文化习俗和现代相对比，使人们不由想到中华文明的悠久历史和未来科技的结合，这种融入传统文化的当代光影作品，加强了代入式的感受，引导用户产生精神层面的反思，升华了用户的情感体验，如图3。

2.智能照明家居系统中家庭氛围在反思层面的情感体现

家是人们情感交流最多的地方，营造好的家庭氛围十分重要。在智能照明家居系统中可以通过智能化的照明模式烘托家温馨的氛围，例如餐厅的灯光设计，暖色调的灯光可增加食欲，因此照度设置较高，可采用点状或条状的吊灯，明亮的光环境可以使餐厅周围都更具立体效果，调整灯光的明暗和灯具角度，投影效果可活跃餐厅氛围。针对不同的聚餐环境，智能化照明系统可利用管理器自动控制，利用编程技术，通过四路面板分别设置“烛光晚餐”、“家庭聚餐”两种场景模式，用户根据对场景美好的记忆，再次回忆时会激发内心强烈的情感，这种生动而人性化的光环境让用户对家的情感联系更为密切。以光环境的氛围为媒介，追求生活的態度和健康的生活理念，将亲情融解在灯光氛围中，这上升到一种反思层面情感的表达。

四、智能照明家居系统的光环境情感体验设计方法

通过对智能照明家居系统中灯具的造型、光色以及功能的优势、和用户的交互方式、光影和家庭氛围方面进行深度剖析，下面结合情感化设计理论中的三个情感层面，进一步解析智能照明家居系统中光环境带给用户的情感体验。

本能层面，是最简单的情感层面，这是由于它引起的是人们生物性反应，智能照明系统的本能层面是灯具和光色带来的视觉直观感受，用户对于光环境的造型和色彩的观察是出于本能的，因此将情感化设计融入光环境的物理属性元素中，可以使用户视觉得以享受。

行为层面，它和产品的使用有关，功能的实现是最主要的。智能照明系统的情感化设计在行为层面的体现就是与用户的交互体验，在满足基本需要的同时，交互的过程中增添一些乐趣，也会产生温馨的情感。

反思层面，它存在最高级的情绪、认知和情感，也只有这个层面才可让用户体验思想和情感的互相交融。智能照明系统为了使用户深入思考和唤醒情感记忆，可以通过光影场景的变换以及个性化的气氛渲染，使用户沉浸在美好的光影情境之中。

将智能家居照明系统和情感化设计理论紧密结合后，作者根据用户在这种光环境下的情感体验分析，归纳总结出以下三种智能家居照明系统的光环境情感体验的设计方法。

（一）造型美观

本能层次的设计就是遵循自然的法则，即使很简单的东西，也可以设计得很有吸引力。对于智能照明中的光环境设计，第一时间激发用户情感的便是它的外观造型。不论是灯具的造型、光色，还是光源的分布方式都由基本的点、线、面构成，当设计符合美的规律时，形成外在的形式美，会让用户在视觉上得到放松。

（二）交互的自然化

在行为层面的设计阶段，根据以人为本的设计原则，升级产品和用户的交互模式。在智能家居照明系统中，交互的自然化意味着无感知设计。系统根据传感器接收到用户所需求的信息，从而自动做出最适宜的照明模式，做到减少用户与系统主动交互，并且让系统主动习惯用户的生活方式，让用户在无感知，无意识的体验中完成和智能照明系统的交互过程。[7]这种自然化的交互方式在提升用户生活品质的同时，也会让用户的情感和空间有更进一步的交流。

（三）照明个性化

不同于外表，反思层面的设计是由于受到学识和文化的影响，来自有意识的反思和经验。因此，根据不同场景的需要以及用户的个性化需求，智能照明系统可以来回切换不同的照明模式，通过光影的变换，营造不同的空间氛围，—方面可以通过这种方式加强空间的文化性，另一方面可以加深用户对家庭美好氛围的回忆，使用户与家庭的情感联系更加紧密。

五、智能化照明未来发展趋向

（一）5G网络化趋向

首先是5G网络时代的到来，数字化生存已经成为人们的一个基本状态，智能化家居照明也会受到5G网络极大影响。例如目前当室内空间较大，距离相对较远时，就会造成信号不稳定，传输速度缓慢等问题。而5G网络就可以改变这一现状，5G热点高容量可以使网络拥有超高流量密度，连接密度提高了十倍，每一盏智能灯具通过大量数据的支持实现精准操控。并且还具有实时操控、无延迟、无需更改线路的无线控制优势，极大地提高了工作效率。

（二）LED绿色照明趋向

当节能减排和保护资源成为国际话题时，“绿色家居”也早已成为必然的趋势，而绿色照明也是其中的重要环节。绿色照明就是包括灯具、控光器件、配线器材等的合理使用，最大程度地实现了节能降耗，减少能源浪费。在智能家居照明系统中，LED光源充分体现了智能绿色照明，它不仅在光色方面展现了柔和且缤纷多彩的视觉效果，而且还有着易控制、寿命长、光效高、耗电少等优势，但由于智能照明的LED产品价格不菲，国内很多家庭还无法承受数干元或万元的安装成本，因此望而却步。不过随着科技的进步，市场的激烈竞争，相信未来LED产品会慢慢降低成本，更好地实现节能降耗，为每个家庭都打造绿色智能照明。

（三）家电联动趋向

智能照明系统不是单一的加入智能程序，而是需要完善的系统和创新技术，将其发展成为和其他家电通过组网的形式，联动控制，使整个家居智能化系统更加全面。然而当前智能家居照明系统的控制平台和通讯协议无法统一，就通讯协议而言，种类繁多，例如DALI、KNX、ZigBee等，再加上智能照明市场的混乱，产品不易整合，无法形成“生态圈”，不能和其他电器形成联动。因此未来应该建立控制平台和通讯协议的统一标准，这样可以让不同品牌的智能灯具互相联通，也可以使智能灯具和其他智能家电互联互通。目前中国电信的小翼管家APP就在统一通信协议标准，致力于家电联动.逐渐形成一个“智能生态圈”的效果。

（四）更加人性化设计趋向

由于大数据计算的发展，智能家居照明系统可以自动分析用户的使用习惯，然后通过一系列灯光的开启方式、亮度记忆、场景记忆、调光模式等智能化操作，形成贴合用户习惯的照明氛围。以一种自然的方式和用户进行互动，但目前智能家居照明系统的人性化设计依然有一定局限性，虽然舒适的灯光、自然的交互方式可以使用户得到放松，愉悦心情，但系统自动感应到用户的心情或情绪，从而做出相应的照明模式还无法准确做到。例如当用户感到悲伤时，系统可以通过感应使室内光线变得温暖柔和，安抚用户情绪。当用户心情愉悦时，灯光颜色变得明亮且跳跃。为满足用户更高精神层面的需求，这种更加人性化的设计也是未来智能照明系统发展的重要趋向。

结语

照明设计需要以科学为基础，将艺术性和情感需求融入科学技术中。随着智慧城市的建设，智能家居照明系统将原本静态的照明模式转变为具有律动感的动态照明模式。情感化设计的三个不同情感层面分别体现在智能照明家居系统的各个方面，让光环境和人之间产生更好的交互性，使先进科技成为搭载情感的平台，用户有更加美好的情感体验。路易斯，康说“设计空间就是设计光亮”。[8]光可以强化空间内涵，而光的功能被智能化照明进一步挖掘，給予了它新的生命和情感。伴随着智能化的不断发展，智能照明家居系统将会结合智能化和艺术语言更大限度地展示光环境的美。.

参考文献

[1]魏立明，徐成波，林君智能照明控制系统设计田吉林建筑工程学院学报，2014，31（02）：74-76

[2]李梦颖情感化设计下交互设计方法探究[J]设计2017（23）：39-40

[3][美]鲁道夫阿恩海姆藤守尧译视觉思维[M]北京：光明日报出版社，1987（07）：64

[4]邓玮祎浅析智能家居的情感化设计[J]设计2018（03）：36-37

[5]吕清松，许峰川，张璐，贾子畏，吴茂成，许宜申基于触摸控制的智能家居照明系统设计[J]物联网技术，2017，7（10）：51-53+55

[6]贾赟，刘天宇，奚志豪，杨果，陈倩倩，许鹏语音无线控制型智能家居照明系统[J]科技创新与应用，2018（13）：46 47

[7]黄群，冯新凌基于老年人行为特征的家居智能照明产品交互设计探究[J]设计，2017（05）：132-133

[8]陈宝华室内空间多功能照明系统研究[D]清华大学，2007