基于传感技术的户外游憩设施设计思维模式研究

2021-05-23马丽楠赵中建

中国艺术 2021年1期

马丽楠赵中建

摘要：本文基于传感技术对户外游憩设施设计进行研究，探讨出传感技术的应用使户外游憩设施在公众参与、设计形式与资源利用三个方面得到了提高与突破。根据设计目的的不同，游憩设施可划分为观赏、娱乐、服务三大类。笔者结合东莞厚街万科生活广场中的游憩设施设计，总结出在传感技术影响下，户外游憩设施设计所形成的“场地（Space）—人群（People）—方式（Method）—效果（Effect）—反馈（Feedback）”的循环设计思维模式。利用传感技术的系统特点大大增加了户外游憩设施中的使用价值，为设计提供了更多的可能性。在设计中采用技术手段可以创新设计形式，从而获得更有意义的产品。

关键词：传感技术户外游憩设施互动景观公共设施设计思维模式

20世纪50年代中期信息化时代到来，传感技术同计算机技术和通信技术成为信息技术的三大支柱，其包含了众多高新技术，几乎涉及现代文明的所有科学技术，如电工电子技术、机械制造技术、化学化工技术、生物技术等。[1]传感技术作为一门多学科交叉、互相渗透的知识密集性极高的学科，[2]逐渐被应用于景观设计领域，尤其是在当下生活节奏不断加快的社会环境下，人们越来越渴望在公共空间中放松休闲，于是户外游憩设施日益受到重视。[3]关于传感技术在户外游憩设施设计的研究，初期主要侧重于户外灯光控制系统设计，但随着时代变革与技术更新，人们对设施的需求与要求逐渐提高，传感技术与景观产业的结合日趋紧密，使户外游憩设施不断以独特的表达方式、科技应用和娱乐功能吸引着人们的目光，逐渐以“智能化”的新面貌面向大众。因此，作为户外游憩设施设计中较为常用的技术手段，传感技术的应用改变了设计师的设计思维模式，也使游憩设施不断为人们带来更好的体验。

一、传感技术对户外游憩设施的影响

1.公众参与度的提升

户外游憩设施作为承载城市居民户外使用、休闲、娱乐等需求的器械，除了艺术性，更注重人的参与性，也就是体验行为。[4]体验是人通过客观世界的外界刺激以及内心活动的引导产生的行为，因此具有吸引力的设施才能刺激人的感观从而生成参与的想法。[5]基于传感技术，户外游憩设施的设计强调了主动或者被动形式的“互动交流”。传感技术赋予了设施可变性与可操作性，利用人们的生活习惯与好奇心，通过调动视觉、听觉、触觉、嗅觉等感官引导人们参与体验，从而大大提高了公众的参与度，增强人们对景观的记忆，是审美与文化、人类科学与技术的融合。

2.设计形式的创新

随着社会环境的不断变化，传统的坐憩已不能满足现代人的需求，这促使游憩设施向多元化发展，注重设计形式上的创新。传感技术的应用使户外游憩设施得到了拓展与丰富。其具有精密的触摸控制、声音输入等系统，多传感器融合拓展了信息源，信息输出形式更加多样化，如投影、分屏器和声音、视频输出设备等，可选择不同方式传达景观中的设计内涵与信息，从而达到人与设施的互动交流，[6]例如加入传感系统的瀑布秋千（Waterfall Swing）相对于普通秋千更具独特性。当秋千摆动时，在秋千上方设置的速度传感器会检测出秋千摆動的速率从而计算出水的降落时刻，每当有人荡过时，水会立刻停止从而不会淋湿游玩者。人们在享受荡秋千的愉快时还有水景相伴，营造了独特的娱乐空间，吸引了众多游客。通过利用传感技术的多功能化，促进了设施形式的转型，在一定程度上打破了艺术与科学的界限，使他们融为一体，呈现出具有创新性与多样性的表现形式。

3.资源利用率的提高

资源利用率的提高应分为直接提高和间接提高，具体来说运行效率是直接提高，使用率是间接提高。一方面，传感器作为高灵敏度与高精密度的技术装置，其工作原理为通过传感器中的敏感元件对外界信息（非电量）进行感知，按照设定的模式通过传感元件（变换器）转换为电信号或声信号等，两个组成元件的运作保证了景观装置的灵敏度，[7]能够准确、快速地获取信息并实现传达，有效地提高了户外游憩设施运行速度。另一方面，技术应用增加了设施的趣味性，吸引了更多游客，提高了设施使用率，成为具有可持续发展设计理念的户外设施。

二、传感技术在户外游憩设施中的应用

将传感技术应用在户外游憩设施中不仅能促进设施的升级，还能拓展传感技术的应用领域。目前，已经有不少户外游憩设施通过应用传感技术为游憩者带来全新的互动式体验，不同类型的游憩设施为使用者提供不同的游憩方式。笔者以游憩设施的设计目的为依据，将游憩设施划分为以下三种类型。

1.观赏类

观赏类的户外游憩设施主要有两个设计目的，一是对环境进行装饰美化，二是满足游憩者的观赏体验。对于传统户外游憩设施，所需的艺术要素除了传统的艺术造型技法，还包括技术的创新应用赋予设计作品新的生命力。[8]传感技术令设施呈现出动态的视觉变化，主动吸引游憩者，这相比传统设施灌输式的观赏方式更强调人的参与。游憩者在互动过程中担任着重要角色，决定着设施的状态，更具主观能动性。如华盛顿中心泰瑞广场（TERRELL PLACE）所安置的一件活动感应视频播放装置（图1），其所应用的人体传感器可以捕捉人的移动轨迹，显示屏中的画面会随着人的移动而发生变化，屏幕中的画面与周边环境、建筑相呼应，为广场中忙于工作的上班族增添了一丝乐趣。

2.娱乐类

娱乐类户外游憩设施是人参与程度最高的设施类型之一。遵循“以人为本”的设计理念，传感技术下的娱乐设施不再是单一的游玩方式，传感器的设定使得个体可以根据自身需求对设施进行操作，其反馈形式会随着动作的变化而改变，达到人与设施“交流”的效果。娱乐类游憩设施大多出现在游乐场、公园等儿童聚集的场所，因此其设计重点在于独特的吸引力，需着重考虑其安全性、美观性和趣味性，甚至在一定程度上可赋予其教育意义。

娱乐类设施作为户外游憩设施中的重要分支，应充分考虑其开发背景、运行条件以及满足使用者生理、心理或情感需求，通过不同技术、材料展示其创新性，增加使用者与设施的亲近感，发挥设施设计的预期价值。[9]比较有代表性的是应用了重力传感器的发光跷跷板（图2），设计师在每一块跷跷板上安装重力传感器，当传感器接收到跷跷板两端重量的变化时，会通过微处理器传达到LED灯光系统以及声音系统，不同大小的重力会使跷跷板发出不同强弱的光与切换不同的音乐，跷跷板会随着游玩者身体的上下起伏产生独特的回响。原本跷跷板就是童心永存的象征，新技术的引入创新了跷跷板的娱乐方式，带给人们新鲜感，刺激了游玩者的视觉感受，增强了游憩者的活动意愿。设计师结合当代人的兴趣点和可行性技术进行设计，体现了新时代设计的多样化、趣味化以及材料的创新化。

3.服务类

服务类户外游憩设施的设计目的不同于前两类，服务类设施更注重设施在生活中为市民提供便捷的服务。其设计的基本理念便是人性化，设计的形式、摆放的位置、装置的数量都应从人的角度出发，发掘人性化设计。服务类户外游憩设施利用传感技术来解决公共服务设施中的相关问题，使设施以更美观、更便捷的方式服务于市民。以城市路灯为例，耶路撒冷Vallero广场上名为“Warde”（图3）的花朵路灯将人体接近传感器置于路灯顶端，当有行人从下方经过时，巨大的花朵会慢慢绽放，白天遮阳，夜晚照明。夜晚即使在闭合状态下也会发出昏暗、柔和的黄色灯光。其更具创造性的是传感器同时可以检测到路面上电车的经过，会以花朵绽放的形式提醒市民不要错过电车，这一创意服务设施的出现打破了原本沉郁的城市面貌，引导着市民与公共设施发生互动，加强了路灯的实用性，同时为城市广场增添了一丝美感和趣味，使它成为当地的地标。

三、传感技术下户外游憩设施设计思维模式

根据上文所述，在传统的户外游憩设施所发生的游憩行为大多是单向的“自我娱乐”行为，而应用传感技术的户外游憩设施可以给予游憩者反馈，与人发生双向的互动行为。从整体上看，应用传感技术的设施更具新鲜感，易引起人们的注意。既然所呈现的方式不同，那么使用传感技术的户外游憩设施的设计思维模式与传统设计思维也有所差异。因引用了技术，所以在设计过程中要考虑技术为作品带来了哪些效果，是否适用于使用场景和人群，即形成了“场地—人群—方式—效果—反馈”的循环设计思维模式，各个环节相互影响、制约。在情景构思中使用传感技术的重点在于其应用的方式与效果，即将传感技术模拟至场景中，人的动作生成非电学量，如温度、压力、声音等，这些信息传入传感器，经过传感器的敏感元件和转换元件进行处理，最后输出光信号、声信号等电学量，也就是音乐、灯光、图像等。设计时需构想最终效果，给予使用者反馈，完整的思维模式如图4所示。

以东莞厚街万科生活广场中儿童活动区域的娱乐设施为例，结合上述设计思维模式分析其设计过程。此广场景观由张唐景观工作室设计，此项目中所设计的瓢虫造型的互动雕塑（图5）是儿童活动区域主要的户外游憩设施。

1.场地

广场位于万科亿佳商业中心，是集商业、娱乐与居住为一体的商业综合体。该区域人流量较大，考虑到附近居民的日常游玩需求，广场开设儿童活动区域。因广场整体面积较宽阔，所以项目根据装置与水景进行区域划分。儿童活动区域设置瓢虫装置与水柱喷泉，对附近居民尤其是儿童具有一定的吸引力，同时使休闲区域有较清晰的划分。

2.人群

该区域主要使用人群为儿童，在进行设施设计时要考虑儿童的喜好，能够将童真的主题有趣味地融入设施中，并增加丰富的体验活动，使儿童在玩耍时产生互动感知。广场中的瓢虫装置为这个区域增添了童趣，瓢虫外形易引起孩童们的注意，进而产生近距离接触的想法，由此进行下一步互动。

3.方式

游憩设施的创新表达方式决定着其产生的效果。瓢虫装置有着极具亲和力的外观，小朋友可以在瓢虫身上攀爬或滑滑梯，它同时还有促进人与人、人与景观互动的传感装置。互动瓢虫雕塑的原理是在雕塑内安装触摸传感器，这是一种捕获和记录物体上的物理触摸或拥抱的设备，传感器接收不同状态的动作，通过转换器产生彩色光或者声音。

4.效果

瓢虫雕塑根据不同的触摸动作可产生相应的电子信号，如喷水或者让眼睛发出各种颜色的灯光。当三个小朋友手拉手，另外两个小朋友手搭在瓢虫的耳朵上时，两边耳朵会通过人体的连接自动喷水，同时眼睛会发出五颜六色的灯光。小朋友在玩耍时可以感受到与他人互动所产生的团结的“力量”才能让灯光亮起，让游玩设施具有了教育价值。

5.反馈

儿童活动区域利用传感技术将游玩设施以趣味性的方式呈现在大众面前。在儿童无意间的游玩中激发其创造性思维，在与设施互动的同时，促进了不同年龄儿童、儿童与成人之间的交流合作，达到寓教于乐的效果，从而提升了设施的价值。这正是传感技术赋予游憩设施的互动感，使其得到了居民的喜爱。

四、户外游憩设施的未来发展方向

户外游憩设施对于城市居民来说是提高其生活品质的载体，它是人们日常生活、休闲活动、生产消费的重要设施，将户外游憩设施设计得合理、美观，可增添居民的幸福感与城市的美观度。为应对人们现代的消费方式与审美要求，户外游憩设施在未来设计中有几个发展方向：第一，智能化與自动化。户外游憩设施应更有效地结合高科技技术与材料，将智能传感器与人工智能相结合。近年来，所开发的高度智能传感器已应用到智能家居中，在未来的户外游憩设施设计中可运用该技术提供更加精密、快速的服务。第二，数据化。智慧城市的发展使人的活动成为城市发展的重要数据来源，人的行为具有普遍性和可持续性，因此可利用这些数据优化户外游憩设施，降低设计成本，促进游憩设施的可持续发展。第三，多功能化。多功能户外游憩设施可提高工作效率与服务水平，可利用集成化传感器，多模块的传感器组合可大大提高设施的利用价值，减少资源浪费。此外，户外游憩设施设计应一直遵循可持续发展、文化融合与人性化三个原则，只有这样才能正确发挥户外游憩设施在城市中的作用，为人们带来舒适、美丽的城市环境。[10]

五、结语

户外游憩设施通过传感技术的应用使景观的功能性、审美性和技术性产生了极大的变化。从设计的本质来看，这是艺术与技术的结合，理性的科技与感性的美学相融合，是实现多元化、创造性的设计作品。因此，设计师应在现代景观设计中对新材料、新技术或新工艺给予足够的关注与重视，只有放宽眼界，将技术与艺术进行融合，才能紧跟时代步伐，激发出更吸引人的创意思维和设计出更有意义的景观环境。