数字交互在建筑设计中的研究与应用

魏行君 吴振宇 夏晨辉 龚静

摘  要： 现如今随着数字交互技术的发展，在许多领域都有所应用，传统的建筑设计发展至今也迎来了 新的变革，数字交互技术相较于传统建筑设计，其数字化，交互性，多方面集合展示是其更有利的方面，补足传统设计中的一些缺陷以及简化步骤.该文将讨论数字交互技术在建筑设计中的研究和应用，并探 索一种新的具有特色的交互式建筑设计。

关键词： 数字交互技术;建筑设计;可用性

通信作者： 龚静（1971-）男，副教授，硕士。

基金项目：

1）2020年武汉轻工大学大学生科研项目，项目编号：XSKY2020134

2）2020年《智慧建造科教融合路径探索》校企合作科研课题，编号：采薇君华[2020]016号文。

一丶“数字交互设计”的相关研究

交互设计（interaction design，简称 ixd）是定义和设计人工系统行为的设计领域。它涉及到多个 相互作用的个体之间的互动，这些个体相互输出并反馈给对方以实现一个目标。交互设计努力去达 成的是人与产品或者对象之间有意义的联系，以“复杂的社会物质环境中结合信息技术”为主体。

交互设计是很注重设计的体验并且是不止一个人的过程，多人一起的反馈体验让建筑设计中需要不同领域的人们参与进来， 从建造者到使用者每一方都对建筑有自己层面的要求。交互式设计的思维方法基于以用户为中心的工业设计方法更加注重行为和过程。它把建筑的形成看作是一个有因有果的整体，强调过程的思维和交流， 不再是一个单方向的输出。 设计的流程和故事的叙述成为建筑设计的重要表现手段。 在第四次工业的大趋势影响下，传统的建筑设计方法正在展现不同的特点，朝着不同的方向发展，交互设计就是其中具有代表性的一种。 如最早国外将数字交互技术应用于古建筑的展示工作，其中洛杉矶和费城的城市虚拟仿真被认为是三位数字仿真展示的典范[1]。

现如今，交互技术的快速发展能更加强调和突出参与者的互动性和身临其境的感觉，“情景互动 ”在数字交互技术和建筑设计中的特别体现，通过视觉技术的感官刺激，来增强使用者的情感共鸣.虚 拟现实环境营造给参与者沉浸感， 但是这一重要的环节在当今的建筑设计中却很少发挥其作用[2]。

二、数字交互技术于建筑设计的相关研究

国外一家有名的设计公司——Gensler致力于整合建筑设计。由Gensler和Vim trek开发的系统为建筑领域的可视化、数据分析和协作提供了一套工具，工程与建筑（AEC）工业。Unity帮助他们建立一个平台来提供即时、易于阅读和交互的模型，包括Revit BIM 数据文件。使用者在设计数据开发方面，可以通过经验丰富的移动终端的虚拟空间V R设备互动。Unity公司的混合现实数据库由单平台管理系统设计开发，具有可视化界面。通过在计算机界面实时呈现的数据，它可以在数据信息和与建筑各个部分之间进行实时交互。基于界面，用户和管理员可以观察到建筑的每一个部分，甚至于在厨房的一颗土豆的位置都可以一目了然。1877年建筑师安东尼·高迪曾负责改造设计的一栋建筑——巴特略之家，变成了巴塞罗那有名的景点之一，因为想要更好地表现出当时的室内环境，管理员采用了虚拟现实技术，让观众自由选择的参观流线，在虚拟场景中寻找建筑曾经的魅力，这是交互技术在建筑设计中的成功例子之一。

三、交互式展示设计的应用

Lorem是整合建筑构件和交互建筑架构的初次尝试者。ACT Trek是一个系统（包括智能BI平台和eco记分卡）force，由Gensler和Trek共同开发，提供的交互工具可以为建筑交互和建筑（AEC）行业提供复制分析和协作的实验数据集。从游戏引擎Unity的平台上，VIMTREK提供了一个完全沉浸式的、交互式的、易于指挥的3D场景，以及一个实验：每个人在他的BIM Revit的文件系统中：其中有的是由BPM调整。用户使用移动终端建立虚拟现实空间设计和计算机交互设备几乎自主的人类体验。从而导致了大量的关于交互的研究和规划，以之前的技术和交互作用。Doppel混合现实实验室使用Unity平台开发的数据库。视觉交互界面与实际建筑本身的自然环境密切相关。这是真实反映建筑图像和控制建筑是一个充满传感器的建筑空间，与人和環境实时互动，并收集信息。实验室Doppel的最新实验，他们将 从数据模型中建立整个建筑，从传感器到实时的计算机显示器。只有屏幕的实时变化数据显示，用户在温度变化的地方能够在屏幕中与建筑产生数据交互，管理人员和人流的游客能够体验关于运动的乒乓球桌交互，在乒乓球桌的交互尝试中，乒乓球落点都是难以预测的。建于1877年的Bartholomaeusa由建筑师Antoni Gaudi更新建造而成，是巴塞罗那著名的旅游景点。为了真正呈现交互建筑中的建筑技术，游客将会积极探索一年的空间，在建筑空间中，他们能决定自己的行经路线。这是交互建筑的首次成功尝试。

交互设计在当今作为一种比较方便的数字化信息工具， 能让参与者不管是感官还是精神上都能形成直接影响， 在和建筑设计这一传统的方法面对面时， 两者的交流更能体现出时代产物和非时代产物结合时厚重感， 带给人的情感共鸣更能提升对于两者技术应用的理解和认识， 从而能让建筑设计改革换面， 形成一种新的设计方法. 本文列举了多个方面的交互建筑方式，不管是哪一种，都是为了这一方向在努力， 为了尽早能应用. 所以， 我们未来如何理解和运用数字技术在建筑设计过程中的应用研究才是重中之重.