摘 要：21世紀(jì)是計(jì)算機(jī)科技飛速發(fā)展的時(shí)代，隨著科技的快速發(fā)展，人的意志越來(lái)越多地體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中，用戶(hù)的主觀想法和感受對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的結(jié)果也有了重大影響。本文主要通過(guò)將用戶(hù)的主觀評(píng)估轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，構(gòu)建用戶(hù)主觀評(píng)估模型，更加精確地反映用戶(hù)的主觀感受，并將其運(yùn)用到計(jì)算機(jī)的衍生設(shè)計(jì)中，提高設(shè)計(jì)效果，更好地滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。

關(guān)鍵詞：主觀評(píng)估模型；計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.7

在計(jì)算機(jī)智能設(shè)計(jì)（AI-in-Design）中，設(shè)計(jì)者們面臨著把主觀的人類(lèi)智能轉(zhuǎn)換成可操作編輯的程序的任務(wù)，這成為了目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)研究的重要分支。但是，目前人工智能技術(shù)還無(wú)法完全運(yùn)用到計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)也無(wú)法對(duì)用戶(hù)的主觀評(píng)價(jià)做出定義，因此，在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中反映用戶(hù)的主觀感受成為了交互式計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。在目前實(shí)際運(yùn)用中，若將用戶(hù)的評(píng)價(jià)直接參與到計(jì)算機(jī)進(jìn)程中，將造成計(jì)算機(jī)運(yùn)算與人工評(píng)價(jià)的沖突。在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中，將用戶(hù)評(píng)估運(yùn)用到衍生設(shè)計(jì)過(guò)程中，這是本文探究的核心問(wèn)題。

1 計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)衍生技術(shù)指的是突破設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范的約束，借助想象力、創(chuàng)造力和發(fā)散思維，通過(guò)計(jì)算處理進(jìn)行批量生產(chǎn)的創(chuàng)新方法。目前，衍生技術(shù)受到眾多專(zhuān)家學(xué)者的關(guān)注，被廣泛運(yùn)用到建筑、工業(yè)、藝術(shù)及計(jì)算機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域。依據(jù)用戶(hù)需要在計(jì)算機(jī)中建立模型，運(yùn)用衍生設(shè)計(jì)對(duì)其加工處理，如規(guī)則推理、組合優(yōu)化等，創(chuàng)造出大批量新的設(shè)計(jì)方案，將對(duì)設(shè)計(jì)師們的創(chuàng)造性思維產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。

計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)可以發(fā)揮計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)把目標(biāo)的編碼優(yōu)化組合，從而產(chǎn)生大量候選方案。但是，太過(guò)精確的計(jì)算能力往往容易約束計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)，阻礙編碼外的形狀出現(xiàn)，降低設(shè)計(jì)的創(chuàng)造力。因此，如何將設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行編碼，降低設(shè)計(jì)的約束性，但又確保計(jì)算性，將是一個(gè)重要的課題。

目前，大部分計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)大多采用符號(hào)型編碼，該系統(tǒng)比較成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)與計(jì)算機(jī)的無(wú)間隙連接，達(dá)到良好的計(jì)算效果。但是，從新設(shè)計(jì)的發(fā)展來(lái)看，傳統(tǒng)的符號(hào)編碼過(guò)分依賴(lài)用戶(hù)的視覺(jué)評(píng)估，所以該方式會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題：（1）設(shè)計(jì)過(guò)程難以控制。在進(jìn)行編碼設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師關(guān)注的不一定是設(shè)計(jì)物的全部，有時(shí)僅僅是其中一部分，由于設(shè)計(jì)過(guò)程是由符號(hào)編碼，就導(dǎo)致難以分辨某一部分是被哪一個(gè)過(guò)程控制的[1]。（2）設(shè)計(jì)結(jié)果不可控制，由于設(shè)計(jì)的符號(hào)依據(jù)計(jì)算機(jī)的編碼，所以符號(hào)編碼通常是單向控制，即符號(hào)編碼可以依據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)生成設(shè)計(jì)，但是，如果用戶(hù)需要在設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行更改時(shí)，這種設(shè)計(jì)方式將不能反映用戶(hù)的主觀要求。因此，為了更好地滿(mǎn)足用戶(hù)的主觀需求，使用更直觀的可視化設(shè)計(jì)是一種更加新穎的選擇，這就使計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)顯得更為重要。本文將探討以形狀語(yǔ)法為表達(dá)方式衍生設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)用到計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)中。

2 形狀語(yǔ)法

1972年George·Stiny第一次提出形狀語(yǔ)法這一概念，因其具有可視化、啟發(fā)式推理及形式化的特點(diǎn)，形狀語(yǔ)法被廣泛運(yùn)用到藝術(shù)設(shè)計(jì)、工業(yè)和建筑領(lǐng)域。在國(guó)際上，形狀語(yǔ)法在計(jì)算機(jī)衍生化設(shè)計(jì)中已成為重要的研究方向，但在我國(guó)的發(fā)展卻幾乎還是空白狀態(tài)，只有極少數(shù)研究涉及到形狀語(yǔ)法，如Cui簡(jiǎn)要介紹了什么是形狀語(yǔ)法；黃琦等研究了其在產(chǎn)品風(fēng)格設(shè)計(jì)中的運(yùn)用；王仁華等人對(duì)其在圖形學(xué)空間結(jié)構(gòu)反面的運(yùn)用進(jìn)行了研究。

2.1 可視化表示?？梢暬硎九c符號(hào)性的表達(dá)方式不同，形狀語(yǔ)法借助可視化形式來(lái)描述對(duì)象。為了更直觀地講述，現(xiàn)將采用衍生化設(shè)計(jì)在湘繡花瓣和花蕊中的運(yùn)用來(lái)解釋其在計(jì)算機(jī)中的運(yùn)用。在最初的概念設(shè)計(jì)階段，通過(guò)形狀語(yǔ)法的運(yùn)行機(jī)制產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)，確定花瓣和花蕊的位置與關(guān)系；隨后的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)階段，利用B—Spline曲線函數(shù)產(chǎn)生花蕊和花瓣，通過(guò)替代規(guī)則，最終確定刺繡設(shè)計(jì)方案[2]。

2.2 特征編碼。一般情況下，在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了更好地利用數(shù)學(xué)模型來(lái)控制進(jìn)程，通常直接將設(shè)計(jì)個(gè)體的具體參數(shù)，如角度、長(zhǎng)、寬等變?yōu)榛蛐途幋a運(yùn)用到計(jì)算過(guò)程中。這種編碼方式雖然處理起來(lái)簡(jiǎn)單易懂，但計(jì)算機(jī)的過(guò)分精確控制極大地限制了突現(xiàn)形狀的產(chǎn)生程度，使得形狀突變概率降低，新的衍生物的產(chǎn)生也變得極少。為了解決這一問(wèn)題，本文不對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的具體的形狀屬性編碼，而是直接對(duì)對(duì)象特征編碼。這樣的編碼方式并沒(méi)有具體的單個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)象為目標(biāo)，不是惟一不變的，而是針對(duì)某一群體的設(shè)計(jì)對(duì)象；與此同時(shí)，單個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)象可以兼容不同對(duì)象、不同種類(lèi)的特性，這些特征的分類(lèi)提取可以根據(jù)Parts等提出的“形狀可再分理論”進(jìn)行。

2.3 突現(xiàn)形狀控制。突現(xiàn)形狀指的是將全局圖案作為底層元素局部交互的結(jié)果，借助可視化表示，通過(guò)特征編碼進(jìn)行控制，就可以產(chǎn)生新的圖案效果。如在刺繡中，將單個(gè)的花瓣形狀重疊在一起就能產(chǎn)生新的花瓣圖案，將花蕊相互交叉又可以有新的花蕊圖案。在計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)中指的是通過(guò)可視化表示，重新控制現(xiàn)有的數(shù)據(jù)編碼，從而產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)編碼，設(shè)計(jì)出新的衍生物。

3 主觀評(píng)估模型在計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)中的運(yùn)用探索

在計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)具有主觀評(píng)估性、非精準(zhǔn)性和不確定性，由于這些不確定性使得用戶(hù)的主觀評(píng)估變得更加重要。下文將提出一種新的審美評(píng)估模型，能夠?qū)⒂脩?hù)的主觀評(píng)估轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)直觀地反映用戶(hù)的主觀意見(jiàn)，為計(jì)算機(jī)的新發(fā)展開(kāi)辟一個(gè)全新的領(lǐng)域。

3.1 新型審美評(píng)估模型。傳統(tǒng)的審美評(píng)估模型只從復(fù)雜度、元素、結(jié)構(gòu)三方面來(lái)分析和評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的美觀程度，新型審美評(píng)估模型則是在傳統(tǒng)的三維模型的基礎(chǔ)上加入了用戶(hù)的主觀評(píng)估，形成了四維審美評(píng)估模型。這樣一來(lái)，復(fù)雜度、元素、結(jié)構(gòu)三個(gè)維度從側(cè)面來(lái)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；主觀評(píng)估用來(lái)直觀表示用戶(hù)的評(píng)價(jià)，主觀評(píng)價(jià)具有敏感性和非線性的特征。

傳統(tǒng)的三個(gè)維度都是線性的，即依照設(shè)定好的坐標(biāo)方向，只能單調(diào)遞增或單調(diào)遞減，但主觀評(píng)估思維則不同，就像每個(gè)人對(duì)同一個(gè)事物在不同環(huán)境、不同時(shí)期會(huì)發(fā)生改變一樣，主觀評(píng)估維度也會(huì)隨著用戶(hù)的評(píng)估而改變，這成為非線性特征。由于用戶(hù)的主觀評(píng)估容易受到環(huán)境的影響，而主觀評(píng)估數(shù)據(jù)又十分敏感，因此，外界微小的變化也會(huì)造成評(píng)估數(shù)據(jù)的改變。

3.2 設(shè)計(jì)新型算法流程。用戶(hù)的主觀評(píng)估通過(guò)新型審美評(píng)估模型映射到不同的評(píng)估特征中，這并沒(méi)有直接參與設(shè)計(jì)過(guò)程，所以將借助新型算法流程來(lái)影響設(shè)計(jì)結(jié)果。從客戶(hù)端來(lái)看，設(shè)計(jì)師依據(jù)系統(tǒng)中的可視化圖案進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而影響下一次系統(tǒng)的變化方向，并將其過(guò)程記錄下來(lái)，借此了解用戶(hù)的偏好[3]。其算法如下：

Begin

Step1.隨機(jī)模型生成設(shè)計(jì)方案；

Step2.用戶(hù)對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估；

Step3.計(jì)算客觀維度匹配度大??；

Step4.比較新方案與原有方案的價(jià)值大小，取其優(yōu)者

Step5.計(jì)算新舊方案價(jià)值變化大小；

Step6.以計(jì)算結(jié)果為依據(jù)確定設(shè)計(jì)圖案的參數(shù)；

Step7.若設(shè)計(jì)圖案能滿(mǎn)足要求，保留，反之回到Step2；

End

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的將用戶(hù)主觀評(píng)估運(yùn)用在計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)中，可以將用戶(hù)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，并為人工智能的發(fā)展提供了新的發(fā)展領(lǐng)域。但這只是一個(gè)初步的探究，仍然有更多的地方需要不斷完善，比如說(shuō)獲取數(shù)據(jù)方式的提升以及算法的改進(jìn)等，只有不斷地學(xué)習(xí)國(guó)際優(yōu)秀技術(shù)，提高用戶(hù)主觀評(píng)估模型在計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，才能更好地滿(mǎn)足用戶(hù)的實(shí)際需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]范胡磊.主觀評(píng)估模型在計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電子世界，2014（11）：195-196.

[2]崔嘉，唐明晰，陸宏菊.主觀評(píng)估模型在計(jì)算機(jī)衍生設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，2013（07）：932-936.

[3]王仁華，趙憲忠.形狀語(yǔ)法驅(qū)動(dòng)空間桿系結(jié)構(gòu)的構(gòu)型合成[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，201l（11）：924-930.

作者單位：太原理工大學(xué) 現(xiàn)代科技學(xué)院，太原 030021