摘 要：數(shù)字感知技術(shù)融合了數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖像學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)分支，可為用戶營(yíng)造一個(gè)多維全景、實(shí)時(shí)互動(dòng)的場(chǎng)景，豐富用戶的感官體驗(yàn)，打破時(shí)間與空間的限制，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景與用戶的深度互動(dòng)。數(shù)字感知技術(shù)給人們的生活帶來(lái)了革命性的變化，將其應(yīng)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)，可以提高環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的藝術(shù)性、交互性、感知度，提高設(shè)計(jì)效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)字感知技術(shù)；環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)；數(shù)字技術(shù)

基金項(xiàng)目：本文系江西省高等教育學(xué)會(huì)一般項(xiàng)目“‘智能+’背景下高校虛擬實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)與實(shí)時(shí)策略研究——以環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)為例”（ZX1-C-002）、江西工程學(xué)院教學(xué)改革研究一般項(xiàng)目“數(shù)字技術(shù)背景下《家具設(shè)計(jì)》課程教學(xué)模式的創(chuàng)新探究”（2024-JGJG-39）研究成果。

目前，數(shù)字感知技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，比如：在建筑外觀設(shè)計(jì)中應(yīng)用數(shù)字感知技術(shù)，可以呈現(xiàn)聲音、畫面等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中無(wú)法呈現(xiàn)的要素，增強(qiáng)環(huán)境的交互性；將其應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)，可以為用戶提供沉浸式體驗(yàn)。應(yīng)用數(shù)字感知技術(shù)可以營(yíng)造多維全景、實(shí)時(shí)互動(dòng)的環(huán)境氛圍，使用戶可以從聽覺、視覺乃至觸覺等多種感官角度感受作品，獲得更加真實(shí)的互動(dòng)體驗(yàn)。

一、數(shù)字感知技術(shù)概念及特征

數(shù)字感知技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)生成三維環(huán)境及虛擬對(duì)象，能讓用戶仿佛置身于三維環(huán)境中，與虛擬對(duì)象進(jìn)行交互，獲得多種感官刺激，產(chǎn)生深度沉浸的感覺。在此類數(shù)字化環(huán)境中，無(wú)論是視覺、聲音還是動(dòng)作體驗(yàn)都高度逼真，打破了傳統(tǒng)二維界面對(duì)感官體驗(yàn)的限制，為用戶提供了一種全新的體驗(yàn)方式。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字感知技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，利用數(shù)字感知技術(shù)可構(gòu)建一個(gè)虛擬的三維現(xiàn)實(shí)空間，使用戶通過顯示面板、傳感器等實(shí)現(xiàn)與虛擬現(xiàn)實(shí)空間的交互。在交互過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)空間會(huì)隨著用戶的操作構(gòu)建不同的場(chǎng)景，使用戶更好地沉浸在場(chǎng)景中，優(yōu)化客戶體驗(yàn)。由此可見，數(shù)字感知技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多元場(chǎng)景的模擬，能夠更好地滿足用戶對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)多樣化的選擇需求。

相比傳統(tǒng)的數(shù)字技術(shù)，數(shù)字感知技術(shù)具有以下特征：

首先，交互性特征。數(shù)字感知技術(shù)利用數(shù)字技術(shù)對(duì)需要呈現(xiàn)的物體的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、整合，并通過信息的接收、認(rèn)知與反饋營(yíng)造一個(gè)真實(shí)的虛擬環(huán)境。環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)師將基于數(shù)字感知技術(shù)創(chuàng)建的數(shù)字化場(chǎng)景嵌入三維立體模型中，可調(diào)動(dòng)用戶的視覺、聽覺甚至是觸覺等多種感官，比如用戶可抓取物體，使其隨身體移動(dòng)，與立體模型產(chǎn)生更真實(shí)的交互感受。

其次，藝術(shù)性特征。環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)用數(shù)字感知技術(shù)，可以將設(shè)計(jì)圖像以更高清的畫質(zhì)呈現(xiàn)出來(lái)，設(shè)計(jì)師可基于數(shù)字圖片處理技術(shù)、三維建模技術(shù)，使用戶直觀了解設(shè)計(jì)作品的整體結(jié)構(gòu)，并且模型還可以展示出設(shè)計(jì)作品的材料、工藝等，賦予設(shè)計(jì)作品更高的真實(shí)性、藝術(shù)性。

再次，構(gòu)想性特征。應(yīng)用數(shù)字感知技術(shù)打造的虛擬空間并非真實(shí)存在，而是設(shè)計(jì)師想象空間的拓展，以滿足用戶對(duì)藝術(shù)理想化的需求。其整合了控制學(xué)、智能圖形學(xué)、藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)、心理學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，以信息技術(shù)為支撐，為用戶呈現(xiàn)一個(gè)高度逼真的虛擬環(huán)境。由此可見，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)師可以利用數(shù)字感知技術(shù)自由模擬各種場(chǎng)景，這是對(duì)傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的改革與創(chuàng)新，能更好地滿足用戶多樣化的感官體驗(yàn)需求。

最后，感知性特征。數(shù)字感知技術(shù)可以充分調(diào)動(dòng)人們的多重感官，比如應(yīng)用數(shù)字感知技術(shù)設(shè)計(jì)影院環(huán)境，可以呈現(xiàn)出更加逼真的音響及圖像效果。動(dòng)感平臺(tái)則可以模擬電影場(chǎng)景中的吹風(fēng)、噴水、前傾、后仰等動(dòng)作，使觀眾可以與電影中的人物同步體驗(yàn)電影情節(jié)，增強(qiáng)人與環(huán)境互動(dòng)的趣味性，優(yōu)化觀眾的觀影體驗(yàn)[1]。

二、適用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的數(shù)字感知技術(shù)

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)具有顯著的綜合性特征，其涉及生態(tài)學(xué)、園藝學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、建筑學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，范圍十分廣泛。目前，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中適用的數(shù)字感知技術(shù)主要包括以下幾種：

（一）三維設(shè)計(jì)技術(shù)

三維設(shè)計(jì)技術(shù)可幫助環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)師創(chuàng)建高度真實(shí)的虛擬環(huán)境，在這種虛擬環(huán)境中，設(shè)計(jì)師可以充分發(fā)揮自己的想象，在更短的時(shí)間內(nèi)將自己的想法更詳細(xì)、貼切地展示出來(lái)。比如在設(shè)計(jì)建筑環(huán)境項(xiàng)目時(shí)，設(shè)計(jì)師可以在系統(tǒng)中創(chuàng)建一個(gè)理想的模型，并根據(jù)自己的想法對(duì)模型進(jìn)行修改、完善，調(diào)整模型中某部件的位置，或更換某個(gè)部位的材料，以提升設(shè)計(jì)方案的效果。目前，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域采用的三維設(shè)計(jì)軟件包括以下幾種[2]：

SketchUp：其是一款直接面向設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作過程的設(shè)計(jì)工具，支持快速導(dǎo)入和導(dǎo)出DWG、DXF、JPG、3DS等格式文件，功能強(qiáng)大。不過，雖作為一個(gè)建模軟件，其渲染功能卻不盡如人意，往往需要輔以其他三維模型設(shè)計(jì)軟件。

3D MAX：這是一款三維動(dòng)畫渲染與制作軟件，設(shè)計(jì)師可利用該軟件完成大部分造型的建模設(shè)計(jì)。相比于SketchUp，3D MAX的操作相對(duì)復(fù)雜，但其可渲染出高精度的效果圖。

Rhinoceros：即犀牛軟件，其具有強(qiáng)大的曲面建模功能，適用于不規(guī)則、曲面等造型的設(shè)計(jì)建模工作。

Unity3D：其是實(shí)時(shí)3D互動(dòng)內(nèi)容創(chuàng)作和運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，設(shè)計(jì)師可以將制作好的模型導(dǎo)入該系統(tǒng)，在虛擬空間中進(jìn)行實(shí)時(shí)交互操作，其包含重力、速度、摩擦力、質(zhì)量等多種物理引擎，可模擬現(xiàn)實(shí)生活中的碰撞、發(fā)射，還能夠模擬天空、河流、植物等。

（二）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以呈現(xiàn)一個(gè)更加真實(shí)的環(huán)境。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師可以利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬室內(nèi)燈光，使用戶可直觀感受燈光的效果；還可模擬家具的擺放、地板的材質(zhì)等，使用戶更加直觀地感受設(shè)計(jì)效果。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)用三維立體的體驗(yàn)?zāi)Ｊ教娲鷤鹘y(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式，使用戶體驗(yàn)更豐富，也更容易對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品產(chǎn)生濃厚興趣。

在傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師往往需要不斷調(diào)整、優(yōu)化設(shè)計(jì)圖紙，過程中可能出現(xiàn)各類問題，而應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以增強(qiáng)空間設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)師只需修改虛擬模型即可更直觀、快速地獲得方案效果圖，既降低了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本，又能夠?qū)⒏嗑性诜桨笡Q策方面[3]。比如在古典園林設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可模擬園林內(nèi)的道路、建筑、特色景觀小品等，再利用專業(yè)圖像處理軟件整合花草樹木等模型，從不同角度展示古典園林的設(shè)計(jì)效果。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可增強(qiáng)整個(gè)畫面的真實(shí)感，用戶可根據(jù)模型向設(shè)計(jì)師提出自己的意見，設(shè)計(jì)師也可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中的不足，從而做出靈活調(diào)整。此外，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以控制園林設(shè)計(jì)模型中的光暈效果、音樂背景、動(dòng)植物等，以特效的方式展示出來(lái)，增強(qiáng)用戶的沉浸式體驗(yàn)，并實(shí)時(shí)反饋各種細(xì)節(jié)問題。

（三）人機(jī)交互技術(shù)

數(shù)字感知技術(shù)具有交互性特征，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師可以利用計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)模擬用戶的操作行為，使用戶沉浸于虛擬空間中，提高用戶體驗(yàn)的真實(shí)性、豐富性。人機(jī)交互技術(shù)以感知追蹤、實(shí)時(shí)交互、感官反饋等技術(shù)要素為基礎(chǔ)，準(zhǔn)確追蹤用戶的頭部及身體運(yùn)動(dòng)，為保證圖像及聲音的連貫性、真實(shí)感，再通過感官反饋技術(shù)即時(shí)響應(yīng)這些運(yùn)動(dòng)。人機(jī)交互技術(shù)主要包括VR眼鏡、體感手柄等。比如Oculus Rift CV1頭盔，其是一款虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器，通過頭盔上的兩個(gè)目鏡，用戶可看到虛擬現(xiàn)實(shí)空間中的畫面，使用戶漫游于虛擬空間中。頭盔、眼鏡以及配套的頭戴耳機(jī)，可以為用戶提供三維立體音效。與頭盔配套的還有Touch手柄，通過手柄，用戶可感受到虛擬空間中物體的質(zhì)感，從而從視角、聽覺、觸覺等各方面獲得沉浸式體驗(yàn)[4]。在具體的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，利用人機(jī)交互技術(shù)不僅可以提高設(shè)計(jì)效率，而且可以提升設(shè)計(jì)的精確度。設(shè)計(jì)師根據(jù)客戶需求，在虛擬空間中調(diào)整空間布局，使用戶可即時(shí)看到調(diào)整后的效果。這種即時(shí)反饋不僅可以更好地滿足客戶需求，而且能夠在早期設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)、修正潛在的問題。此外，人機(jī)交互技術(shù)中的全局光照技術(shù)、光線追蹤算法也改善了材質(zhì)、光影模擬的細(xì)膩度，即使在虛擬場(chǎng)景中也可以獲得更加真實(shí)、動(dòng)態(tài)的光影效果，進(jìn)一步強(qiáng)化了虛擬場(chǎng)景的真實(shí)感與沉浸感。

三、數(shù)字感知技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）展示設(shè)計(jì)效果

隨著數(shù)字感知技術(shù)的不斷發(fā)展，其在藝術(shù)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)方面的作用越來(lái)越突出，比如在城市環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師可以利用數(shù)字感知技術(shù)打造一個(gè)仿真環(huán)境，將用戶帶入空間，使其可以在空間中獲得多種體驗(yàn)。打造虛擬空間可以增強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的展示效果，加深用戶印象。在虛擬環(huán)境中，項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案融合了聲音、光線、色彩等元素，使用戶可以直觀地感受產(chǎn)品細(xì)節(jié)，比如墻體材料、門窗結(jié)構(gòu)等，并且在空間中，用戶可以執(zhí)行某些功能，以獲得更多的產(chǎn)品信息[5]。當(dāng)用戶沉浸于虛擬場(chǎng)景，場(chǎng)景中的超現(xiàn)實(shí)圖像、立體視圖、全景圖像等可以提升用戶體驗(yàn)的真實(shí)感，這種真實(shí)感是一種積極的精神過程，能使用戶產(chǎn)生新的情感體驗(yàn)。

（二）規(guī)避設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，涉及的專業(yè)知識(shí)較多，可能會(huì)由于某些無(wú)法預(yù)測(cè)的因素產(chǎn)生不同程度的風(fēng)險(xiǎn)問題，一旦某個(gè)細(xì)節(jié)發(fā)生錯(cuò)漏，就有可能影響到整體的設(shè)計(jì)效果。另外，設(shè)計(jì)方案總是易與現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生差距，如一些組成構(gòu)件、建筑布局并不能完全落地，這就會(huì)導(dǎo)致后期施工過程中出現(xiàn)需要調(diào)整和修改的地方，不僅會(huì)增加成本，還會(huì)延誤工期。在這一方面，可以利用數(shù)字感知技術(shù)來(lái)多方面研判方案，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不足并進(jìn)行修改，由此保證方案的實(shí)用性、安全性[6]。另外，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)師有時(shí)需要親自進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘探，以進(jìn)一步了解更多的場(chǎng)景數(shù)據(jù)及相關(guān)資料，而有些場(chǎng)地可能存在安全隱患，如舊民居、文化古跡。場(chǎng)地勘驗(yàn)不僅耗時(shí)耗力，還有可能發(fā)生安全事故，對(duì)此，可利用數(shù)字感知技術(shù)構(gòu)建虛擬場(chǎng)景，使設(shè)計(jì)人員在場(chǎng)景中考察各細(xì)節(jié)的信息，進(jìn)而調(diào)整方案。這種方法還可以幫助設(shè)計(jì)師了解環(huán)境中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而合理規(guī)避，最大程度地保障方案的安全性。

（三）評(píng)估設(shè)計(jì)成本

在傳統(tǒng)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)管理模式中，需要大量的人力、物力，也會(huì)耗費(fèi)大量的資源及時(shí)間，因此設(shè)計(jì)成本相對(duì)較高，且難以準(zhǔn)確估算。而應(yīng)用數(shù)字感知技術(shù)，可以將項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的各個(gè)細(xì)節(jié)通過高度仿真的視覺手段展示在模型中，并模擬設(shè)計(jì)過程中所需的環(huán)境與場(chǎng)景，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)準(zhǔn)確地估算每個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)、部位的準(zhǔn)確成本，這樣既能提高成本計(jì)算的效率，又可避免傳統(tǒng)設(shè)計(jì)管理中人為因素導(dǎo)致的錯(cuò)誤。數(shù)字感知技術(shù)還可以在短時(shí)間內(nèi)完成大規(guī)模的設(shè)計(jì)方案，減少人力成本的投入，降低整個(gè)項(xiàng)目的成本。

（四）提升用戶滿意度

利用數(shù)字感知技術(shù)可以增強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的專業(yè)性、針對(duì)性。在虛擬空間中，設(shè)計(jì)師可以向用戶展示動(dòng)態(tài)化的設(shè)計(jì)效果。相比于傳統(tǒng)的文字介紹，動(dòng)態(tài)化的展示更加直觀，帶給用戶的體驗(yàn)也更加真實(shí)，可充分激發(fā)用戶對(duì)設(shè)計(jì)方案的興趣。同時(shí)在虛擬空間中，用戶可以產(chǎn)生身臨其境的感受，不僅可以更全面地了解設(shè)計(jì)方案，還可以通過與虛擬空間的交互了解設(shè)計(jì)亮點(diǎn)、細(xì)節(jié)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不足。由此可見，數(shù)字感知技術(shù)強(qiáng)化了設(shè)計(jì)師與用戶的互動(dòng)，真正體現(xiàn)了“以人為本”的設(shè)計(jì)理念，可有效提高用戶滿意度[7]。

四、結(jié)語(yǔ)

信息時(shí)代，數(shù)字感知技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用不僅對(duì)人們的生活產(chǎn)生了深刻的影響，在設(shè)計(jì)領(lǐng)域更是引起了一場(chǎng)變革。數(shù)字感知技術(shù)改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中輪廓、高度、形狀等元素的呈現(xiàn)方式，設(shè)計(jì)師可以從不同的角度呈現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，完善設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，提升方案整體的藝術(shù)性。數(shù)字感知技術(shù)的引入，不僅能夠幫助設(shè)計(jì)師打破傳統(tǒng)環(huán)境設(shè)計(jì)中時(shí)間、空間的局限，還可以激發(fā)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造性思維，豐富設(shè)計(jì)方案的呈現(xiàn)形式，使用戶產(chǎn)生多種感官體驗(yàn)，提升用戶滿意度，并及時(shí)獲取用戶的意見反饋，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，提高工作效率。數(shù)字感知技術(shù)為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)提供了全新的視角、理念及手段，打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維，對(duì)于克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)瓶頸、促進(jìn)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展具有革命性意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉星.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].鞋類工藝與設(shè)計(jì)，2022（15）：108-110.

[2]劉海龍，束開榮.具身性與傳播研究的身體觀念：知覺現(xiàn)象學(xué)與認(rèn)知科學(xué)的視角[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2019（2）：80-89.

[3]陳璐，劉傳.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略探究[J].吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2021（3）：151-153.

[4]劉姝慧，張永年.數(shù)字虛擬技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展分析[J].信息記錄材料，2020（1）：115-117.

[5]姚麗娟，李潔.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].信息記錄材料，2020（8）：109-110.

[6]馮雅頌.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].鞋類工藝與設(shè)計(jì)，2023（5）：126-128.

[7]楊悅，李素芳，范寧，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2020（20）：38-39.

作者簡(jiǎn)介：

王康，碩士，江西工程學(xué)院副教授。研究方向：藝術(shù)設(shè)計(jì)。