新一代人机交互技术在艺术教育中的应用

摘 要：自然用户界面作为新一代人机交互方式，变革着艺术教育的教学视域和交互范式。以语音交互、图像交互和体感交互为主导的新一代人机交互技术，一方面丰富艺术教育的教学内容，拓宽艺术教育的教学视域;另一方面，新一代人机交互技术所催生的艺术创意工具，培养新生代艺术家人机协同的交互范式，赋能艺术与科技在艺术教育实践中的创新协同螺旋式发展。

关键词：人机交互技术;艺术教育;人机协同

0 引言

教育部陈宝生部长在2019年国际人工智能与教育大会中指出，智能技术对教育行业的渗透打破了传统教育系统的固有生态，使其开始向智能教育的新形态迈进。新一代人机交互技术作为智能教育场景应用的关键交互技术，变革着艺术教育的教学视域和交互范式，推动着智能时代艺术与科学的深度融合和创新协同，构建人机协同的艺术创作新思维。

1 新一代人机交互技术概况

人机交互是人机信息交换的对话接口。[1]在人机交互发展过程中，经历了命令行界面（CLI）、图形用户界面（GUI）和自然用户界面（NUI）。自然用户界面作为新一代人机交互技术，利用人类视觉、语音、触觉、嗅觉交互和情感计算、多通道交互等交互能力与机器自然交互。自然用户界面依托于1991年Mark Weiser提出的普世计算（Ubiquitous Computing）和平静技术（Calm Technology）两大理论基础，主张技术应该不動声色地服务于人类。

2 新一代人机交互技术在艺术教育中的应用

艺术正是实验和探索技术带来的变革，以进入这些复杂的、多时空的、不确定的、非线性的刁顽问题（Wicked Problems）的世界。新一代人机交互技术在艺术教育中的应用丰富了新媒体艺术、交互设计、信息设计等专业的教学视域，借助技术创造大量智能时代的艺术形式;另一方面，技术又反哺于艺术教育，层出不穷的智能艺术创作工具，使艺术教育中的“默会知识”能够更高效地传递，促使艺术教育更加形象化、情境化、多元化、智能化，给艺术教育中创造力、想象力、洞察力和好奇心的培养提供有力的技术支持。

2.1 语音交互技术在艺术教育中的应用

语言作为人类思维表达的工具，是最简单、最自然的表达方式。语音交互技术经历了3次关键技术迭代。第一阶段是20世纪90年代出现的语音应答（Interactive Voice Response，简称IVR），用户通过电话与机器客服交流，我国电信、联通和移动的客服运营都采用了这项语音技术;第二阶段是语音助手，如谷歌Google OK、微软Cortana和苹果Siri，将语音交互手段植入手机等便携设备中，以语言和图像相结合形成多模态交互;第三阶段是近3年来出现的智能家居音箱，如谷歌HOME音箱、亚马逊ECHO音箱、天猫精灵、腾讯小Q等，作为纯语音设备介入智能家居环境，为生活的去屏幕化交互做好准备。

语音交互技术不但改变了日常生活形态，同时也变革着艺术教育的教与学。首先，语音交互技术驱动新媒体艺术、交互设计、录音艺术、动画设计、产品设计等专业发展，使艺术教育不仅仅停留在视觉教育的层面，听觉作为人机交互的重要媒介在艺术教育中大放异彩。例如Music Transformer通过语音识别和人工智能技术实现了长篇音乐的自动生成，可通过基于自我主义的序列模型生成连贯地阐述特定主题的音乐。

2.2 图像交互技术在艺术教育中的应用

图像交互技术是运用计算机处理、分析和理解图像，从而识别各种不同模式的目标和对象的技术。图像识别分为文字识别、数字化图像识别与物体识别三个阶段。近几年随着计算机视觉技术的不断成熟，相关的图像分割和图像计算方法不断更新，在保证识别准确性的同时，也在艺术及艺术教育中进行了探索与创新。

随着图像风格迁移（Neural Style）技术的发展，计算机通过深度学习掌握了大量艺术大师的绘画风格，可快速将图像进行艺术风格化处理。在艺术史教学的艺术作品赏析环节，可以让学生运用现有的图像交互软件如Deep Dream Generator、PicsArt Photo Editor、Ostagram、Prisma等上传头像，计算机可以制作出融合了历史上各时期艺术大师风格的艺术作品，不但有助于学生掌握各时期绘画大师的艺术风格，丰富艺术史教学的趣味性和互动性，而且生成的绘画作品就如大师在学生面前制作的范画，学生们可以从中观察形式、技法是如何服务于特定内容的，有助于学生们更高效地理解和掌握各类绘画风格，引导学生思考内容与形式间的关系，从而逐渐形成个人特有的艺术风格。

2.3 体感交互技术在艺术教育中的应用

体感交互技术通过肢体动作、眼球转动、面部表情等身体变化的方式与装置互动，由计算机识别、解析用户的动作，并作出反馈。体感交互技术根据识别方式的差异，可分为光学感测、惯性感测和综合感测三大类。

体感交互技术已作为艺术创作的智能工具在工业设计、建筑设计、动画设计等教学中得到应用。如Gravity Sketch作为一种直接与视觉和空间思维对话的工具，设计师可自由选择Htcvive、Oculus Rift或Windows Mixed Reality体感交互设备实现三维空间快速构思、可视化和信息交流，改变了原有的用鼠标、键盘操控3Dmax、Maya、Rhino等三维软件通过在三视图的各个视角构建原型从而建立三维实体的过程，通过肢体动作、手势等自然的交互形式在三维空间中创作，大大激发了学生的创造力和想象力。Move Mirror可记录用户的动作并与资料库超过80000幅图像匹配得出最相似的影像，包括体育运动、舞蹈、武术及表演动作等，为动画设计、新媒体艺术中人物肢体动作的构思和想象提供丰富的素材，也为肢体动作的结构和生成原理的教学提供艺术教具支撑。

体感交互技术不但成了艺术教育的创意工具，也使动手技能培养和实践更为高效。Dynamics 365 Guides运用全息图、混合现实、手势识别、人工智能等技术，运用全息指令将复杂的动手技能培养的教学任务与环境无缝连接，让学习者可跟随全息影像动手实践，将学习与实践一体化，从而快速高效地掌握知识技能，并可数据化评估学生的实践全流程，便于后期的改进及修正。这样的体感交互技术大大增加了艺术类学生动手操作的乐趣，增强了便捷性。

3 结语

在被科技包围的当下，佐尔坦曾提出，“我们都生活在以网络呈现为形式的科技世界中，各种科技工具都可以供我们使用。如果我们没有对科技的认识与理解，我们将无法融入这个世界，也无法取得成功”。新一代人机交互技术以自然交互方式为核心，赋能艺术教育的智能化发展。一方面，新一代人机交互技术丰富了新媒体艺术、动画设计、录音艺术、交互设计等专业领域的教学内容和教学视域，创造出智能时代背景下的智能教育新范式;另一方面，愈加智能化的艺术创作工具使艺术教育默会知识传递更高效，也培养了新生代艺术家人机协作的艺术创作思维。新一代人机交互技术在教学视域和交互范式的变革中，推动着艺术与科技在艺术教育中螺旋式的创新协同发展。

参考文献：

[1] 徐云峰.用新一代人机交互技术改变生活体验方式[N].中华读书报，2018-12-12.

作者简介：章文（1988—），女，浙江义乌人，中国美术学院博士生，中国美术学院讲师，研究方向：艺术教育。