数字化语境下交互设计在动态景观中的应用研究

汪婧仪 陈书芳

长沙理工大学，湖南 长沙 410004

1 相关概念界定

1.1 交互设计

交互是指发生于两个或多个物体之间的相互作用，各物体相互依靠彼此限制，是一种双向思维方法，即信息的双向输入输出。在20世纪80年代，“交互设计”一词由比尔·莫格里奇首次提出，之后在学术界引发广泛关注。维基百科对交互式设计的概念有相对抽象的解释：交互式设计是设计领域对人类制造的系统的行为方法进行定义和命名，即设定场景中人造产品的反馈方式相关的界面[1]。

目前交互设计已广泛地应用于日常生活中，如网站、软件及服务类产品等领域。交互设计在产品设计的每一个阶段都寻求用户的参与，并根据用户的反馈优化设计，形成人与产品之间的交互关系，激发用户潜在需求，最终达到实现用户期望的主要目的。交互设计是以用户为第一位，注重人的体验的设计，恰好与“天人合一”的景观精神不谋而合。因此，交互设计除了在产品设计领域有较高的地位外，在景观设计中也应注重其实践价值。

1.2 动态景观

景观设计大师哈格里夫斯认为，景观是一个必然的、不可避免的动态的发展过程，需要我们以动态的角度去看待。从观察结果得知，有两个因素会造成景观产生变化，分别是人为驱动和外部环境变化驱动。人为驱动包括人的心理及生理行为，或社会技术、政策及文化等。而外部环境变化驱动是指在景观的自身系统发展变化过程中对其产生周期性作用的元素，包括地形、温度、光照、风向等自然干扰[1]。本文中所涉及的动态景观指的是基于数字化科学技术的发展，将风景园林中时间对景观环境产生的影响通过媒介向公众呈现，或者对观者的行为模式以及心理活动进行分析，从而形成人景交互的一种动态化艺术表现形式与设计手法。

2 新时代背景下动态景观的特征及两者的相通性

2.1 动态景观的特征

2.1.1 数字技术的植入

动态景观是现代化科学技术的产物。在智能化、互联化的数字社会背景下，将新兴技术融入景观产品的开发设计中，使景观的动态性得以充分地表达，让人机互动更多，促进技术与艺术的紧密交融，从而呈现出最值得被解读和思考的景观形式。例如，由米兰建筑师谢尔盖·乔班、谢尔盖·库兹涅佐夫等设计的位于米兰大学的动态艺术装置作品—“城市DNA”。该装置由镜面和数字屏幕构成，将庭院空间划分为4个部分，根据时间的变化各个部件表现着“有形”以及“无形”两种状态。作品通过多媒体展示上海、纽约、莫斯科和米兰4座城市的影像材料，使公众全方位地感受到自然景观与城市景观的重叠之美，使各个城市的记忆与情感将突破地域与时间的束缚向大众传递。动态景观的技术化是当下时代所赋予其独有的特征，因此在动态景观设计过程中，设计师应因地制宜、灵活地运用数字技术，使景观作品焕发出全新的魅力。

2.1.2 新功能的注入

随着时代开始朝着多元化、智能化的方向发展，设计思想也随之转化，动态景观被赋予了传统景观所不具备的新功能。卡洛·拉蒂建筑智能交互型动态景观的出现，可以使景观具有某些产品的属性，如服务、用户体验或一些实质性的功能[2]。

“感知能量”装置，由卡洛·拉蒂建筑事务所（CRA）与建筑师伊塔洛·罗塔合作设计安装在米兰的植物园中，该装置白天收集清洁能源，晚上通过转化能源为园区提供照明以及其他设备所需动力，能够直观地向群众展示阳光、风以及人类运动如何转化为能量并且再利用。设计师通过对人工、自然以及能源课题的探讨与实践，使景观不仅具备观赏性、互动性，而且拥有可持续性、移情性等新功能。升华了动态景观的功能，给公众留下了深厚的印象。

2.1.3 情感化设计的引入

美国认知心理学家唐纳德·A. 诺曼在《情感化设计》一书中提出了设计的3个维度：人类本能、外部行为和内部反思，阐述了情感在设计中的重要地位和作用[3]。将这3个层次与动态景观特征之间的关系概括表述为：本能层次—动态景观的形式；行为层次—动态景观的功能和用户的体验感；反思层次—个人的记忆和满足。

动态景观设计除了强调其形式语言的多样，更需重视景观精神的深入挖掘和空间氛围的全面营造。趋于情感化设计的动态化景观能够唤醒人们对场所的记忆，引发共情，并内化为对空间的思考，进而深化人与景观空间的共生关系。因此，动态景观设计的情感化设计符合实际需要。

2.2 交互设计与动态景观的相通性

电子技术革命不但给交互设计提供了广阔的发展空间，也使动态景观设计成为城市公共景观空间的未来发展趋势，作为两种新兴的设计方法，它们有相似之处和共同点。交互设计将使用者的需求与体验置于第一位，旨在用户与产品之间搭建一座平等的桥梁，进而使主客体的互动关系达到和谐自然。而动态景观是人群心理动态的投射，是与公众的一次精神交流，能将景观本体思想更好地传递给体验者。综上可见，二者的相通点实质上是通过设计理念与使用者构建完美的合作关系，达到体验者从产品中得到身心愉悦感的最终目的，进而产生更为深刻的情感价值。因此，两者的交汇不仅可以形成主体与客体相得益彰的动态景观，从而传递最本质的景观思想理念，也能为交互设计带来学科交融所产生的新活力。

3 交互设计介入动态景观中的应用方法

近年来，人居环境在不断地发展与更新，但多数景观设计仍存在形式单一、模式僵化、精神内涵缺失等问题。在动态化的景观趋势下，如何营造形式多样且内涵丰富的双向互动式景观是值得深入探索的问题。将“交互设计”的理念引入动态景观设计中是切实可行的路径之一。将交互设计引入动态景观，使用现代材料与技术，能促进技术与艺术两者高度融合，创造出满足公众的使用需求、符合场域特点的景观，也能更好地带动公众的情绪，建立人与景观更为生动自然的互动关系。目前，交互设计在动态景观领域的应用主要有景观装置设计和设计阶段的景观动态模拟。

3.1 行为交互

行为交互是指景观根据人的身体活动做出相应的信息反馈，表达人与人、人与景观之间的互动关系。行为交互是利用各种类型的传感器（如红外、压力、声学传感器等）或摄像头去感知和捕捉体验者的表情、手势、声音等行为活动变化，再经过计算机处理，转换为所需形式的信号输出，并触发设备内部的控制系统，形成交互效果，产生灯光、声音等景观信息变化（图1）。行为交互装置不仅可以是人与景观空间的中间媒介，促使人与自然产生互动，也可以是人与人之间的媒介。埃克博认为，人是园林景观中最重要的东西，每一个景观作品都是一个舞台，人就是舞台上的表演者[4]。这充分显示出人在景观中的地位。例如，北京 G·PARK 能量公园中的虚拟自行车装置。该互动装置设置了3个主要板块：灯光模拟速度板块、登山阻力板块和心率数据收集板块。灯光模拟速度板块是利用传感器感知体验者的骑行加速度，并通过灯光的亮度变化去呈现。登山阻力板块是模拟人在骑行时可能遇到的爬坡难度。心率数据收集板块则是借助红外线感应器对体验者的实时心率进行监测并反馈。该装置旨在表现真实的单人和多人竞技的骑行状态，为体验者营造新奇的空间体验感，并创造情感连接，从而实现人与景、人与人之间的深层次互动。

图1 采用行为交互方法的动态景观装置运行机制

3.2 情感交互

体验经济时代下，人们已从基本的物质消费方式转化为以实体消费为载体的精神文化消费方式。因而动态景观中交互设计表现出非物质性的成分，除了关注体验者的空间感受，也需注重空间意境以及内涵的塑造。在景观营造中，可在环境中融入特定主题，借助数字技术手段打造沉浸式互动场景，传递场域精神，从而提高体验者对景观内蕴的理解与认知，最后引发情感共鸣与反思。例如，由Moment Factory工作室开发设计的“幻光森林”装置艺术作品。设计团队以魔法作为空间主题，采用地域传说塑造了7个不同的角色，并设定故事情景。根据角色建立的虚拟影像模型，可通过精准投影技术投影在植物、水景、岩石上，并配合灯光及声音，进行动态演绎，与体验者互动[5]。体验者在虚拟与现实交相辉映的世界里，将短暂的五觉感知转化为深刻经历，进而引发对于环境保护的思考，实现人与景的情感共鸣。将情感交互理念融入动态景观设计中，关注人们的情感需求，强调人与空间的交互性，可以拓展新的景观内涵与方法，进一步延续景观价值。

3.3 环境交互

环境交互主要是借助交互装置体现景观系统的动态性，如温度、风速、光照等各类自然环境要素的变化，人类可能难以感知微弱的环境变化，而环境交互方法可以利用多样的技术手段，采用可视化的方式呈现给公众（图2）。例如，“无线感应真菌人文树道”是由台北艺术大学与淡江大学师生共同参设计完成的，其整合了多种无线技术，希望通过装置让人们感受数字艺术的魅力。装置通过环境感应器收集周围景观系统的温度、光线、风力、太阳辐射等信息，并控制多媒体播放相应的音乐和提示音[6]，实现人与景观环境的有效互动。再如，北京林业大学学研中心景观中的空气质量感应玻璃艺术装置，就是一个实验性的交互景观设施。玻璃内设的灯条会根据当时空气中 PM 2.5微尘量，实时改变颜色，并通过玻璃夹层上的植物纹样表现出来，提醒人们需要关注空气质量，并采取应对措施。借助该方法的交互景观，可加强人们对环境状态的认识，引发深刻反思。

图2 采用环境交互方法的动态景观装置运行机制

3.4 虚拟交互

随着虚拟技术的不断发展，人们对于场所的需求倾向于从网络空间获得更多新的感知与发现，而风景园林领域也尝试运用这些技术创造新型的人与环境动态的互动方式，实现景观系统中的时间性以及动态性可视化，甚至可控化。动态景观交互装置可通过虚拟现实、增强现实等多种虚拟投影技术拓宽自身功能及交互形式，提高其文化和商业价值，从而更全面地满足公众对于景观空间的物质与非物质需求。其设计原理是装置借助摄像头及传感器来识别体验者的肢体动作、声音和温度等数据，通过计算机对相关数据的处理与分析，最终通过影像实时呈现，并与体验者产生互动效果（图3）。例如，“幻光回廊”景观互动装置。Moment Factory工作室对亨利要塞进行了视觉改造，在保留原有构筑物的基础上，应用虚拟影像技术，以五感和肢体动作为中间媒介，以动物、植物以及音乐为影像内容主题，实现现实世界与虚拟场景的交融，打造深度沉浸式空间体验。体验者可以随机地向墙面投掷设计团队精心放置的小球，建筑外立面上的投影会显示出投掷位置，营造有趣的互动效果。

图3 采用虚拟交互方法的动态景观装置运行机制

景观模型在景观设计中一直发挥着重要的作用。目前，景观数字模型的建模及分析技术日趋成熟，不仅可以静态或动态地呈现景观信息，也能对设计模型的特性进行三维甚至四维的分析，但是位于计算机屏幕前的模型渲染本质上还是二维的，因而缺乏直观性。基于这种需求，研究者尝试使虚拟数字模型具备体验功能，使观者具有更为直观的认知，而虚拟技术与景观设计的结合是较为现实的途径之一。可借助特制眼镜、手套以及衣服等传感设备，使观者对模型有更深刻的认识与发现。并且，研究者还试图将GIS等分析软件与虚拟模型相结合，将相关的自然元素的分析结果反馈至模型中，实现了分析系统与虚拟模型间的三维交互。例如，布拉德利·卡佩尔、贾斯汀·霍兹曼以及大卫·梅林共同设计的“沉积机器”。沉积机器是一个沉降模拟器，通过应用分析技术，对实体模型中模拟的沉积过程进行实时观测，并将数据云反馈至数字模型中，机器控制内部操作系统，最后提出与过程相关的景观设计方法[6]。

4 总结与展望

结合时代背景和传统景观设计中亟待解决的问题，景观空间需要注入新的活力，而将交互设计引入动态景观中，将丰富人们对景观系统的认知，促进景观价值的延续，重塑人与景观的关系，构建人与自然的和谐关系。

哈佛大学教授霍兹曼和卡佩尔预测未来景观环境中智能化机器和景观系统将高效地并存发展，这是一次突破性的转变。在数字化语境下，动态景观作为城市景观设计发展的新方向，通过多样的设计手法渗透到人们生活的方方面面。而交互设计作为新型的设计概念也与动态景观形成了深度融合关系，对其应用的方式及相关数字技术运行机制进行研究，不仅能给其他景观设计师、学者及工程师提供宝贵的经验，而且是对于新的景观设计形式及思路的探索。