建筑/园林/环境...转专业？人场交互了解一下！

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本期推文-- 我们继续给“空间相关”专业背景的同学们推荐与智能设计、交互设计、用户体验相关的一个新的有趣的研究方向～人场交互！

在进行人空间交互设计时，需要考虑环境如何塑造我们的行为，我们的移动、行为和心态如何影响我们所听到的内容以及我们的聆听方式，以及积极倾听如何促进我们与环境的更深层次互动等问题。这些研究方向不仅对建筑设计学生非常具备优势，也适合更多不同专业背景的同学探索，目前国内多所院校开设了相关专业，如清华大学美术学院、复旦文博等，不同院校的专业设置和研究方向各有侧重，感兴趣的同学可以私信我们。

说回”人场交互“（Human Space Interaction Design）这是一个非常新的term！如果你没有听过，那本期将以我们非常熟悉的智慧博物馆为例，来探讨【人场交互】的一些实际应用案例和相关的知识点！

**PART 01**

定义！

人与空间的-交互，比如将一种音频技术即空间“声音”定位（Spatial Sound）与其他技术（如身体运动追踪、位置追踪、环境传感器和触觉接口）相关的媒介结合。这些设备的最新技术提供了深远且详细的方法来捕捉听众的运动、行为和状态，从而允许听众通过自己独特的存在和行为与环境进行调解。

随着我们逐渐接近无缝集成的“沉浸式”媒体时代，我们的建筑环境开始呈现出一种新的存在：智能空间。通过一系列感官媒介——空间声音、触觉反馈、混合现实、生物可穿戴媒体和面部识别等——智能空间能够读取并解释其中人们的行为和心理情绪状态，并与之进行交流。通过多次进行此类交流，理论上，具备机器学习能力的空间可以发展出自己的智能和敏感性。这样的过程可以被设计为加强环境与其中人类之间更具共情、互惠的关系。

该方向专注于新形式的交互设计，这些设计针对听众在空间中的积极角色，模糊了创作者和接收者之间的界限。这种交互设计的应用范围从新工具使声音在空间中的塑形方式更加物理化和即时化，到可以由听众导航的互动声音装置，以及研究环境与行为之间的相互联系，以及这种关系如何通过声音的空间表现得到加强。

**→ 关键问题**

环境如何塑造我们的行为？

我们的移动、行为和心态如何影响我们所听到的内容，以及我们的聆听方式？

积极聆听如何促进我们与环境的更深层次互动？

听者的更积极和创造性角色将如何改变当前的创作和叙事模式？

我们将从与空间的互动中发现哪些新的学习方式？

空间能否通过声音这种媒介向居住者表达自己？

**PART 01**

智慧博物馆

:: 01

概念阐述

首先，我们来探讨智慧场所的第一部分——智慧博物馆。博物馆作为历史的载体和文明的传承者，收藏着丰富的文物，每一件藏品都不仅仅是一个物品，它们见证了历史，承载着深厚的文化意义.随着技术的发展，越来越多的研究关注于提升博物馆的智慧体验和交互体验。这促使了智慧博物馆概念的诞生。

BOE智慧文博解决方案

智慧博物馆不仅仅是将藏品和展览数字化，简单地转移到网络上，而是通过人工智能、互联网、物联网和云计算等技术，以藏品为中心，实现观众、物品和数据的互联互通。智慧博物馆通过智能化的管理和服务，如智能控制和推荐系统，使博物馆的管理、运营和传播更加高效和智能。

:: 02

三大核心功能

通过观察下面的图，我们可以看到当前博物馆建设主要围绕三大核心功能：智慧服务、智慧保护和智慧管理。接下来，我们将逐一详细探讨这三个方面。

1.智慧服务功能

首先是智慧服务。博物馆的智慧服务主要围绕观众需求展开，旨在提供更加个性化和丰富的参观体验。这包括利用智能技术提升展览的互动性和教育性，使观众能够更深入地了解展品背后的故事和文化价值。

智慧服务在博物馆的应用还体现在通过自动化售票、智能导览设备等技术提升观众的参观体验。它不仅增强了文化研究与设计人员与数据间的交互，还促进了高科技含量的文创产品的开发，不仅宣传了传统文化，也提升了博物馆的品牌形象。

同时，我们可以利用3D扫描、VR、 AR、MR等新技术手段，模拟历史场景，为观众提供多角度的深度体验。这种体验打破了时空限制，扩展了博物馆服务的广度和深度。

例如，下面的图片展示的是近似博物馆推出的虚拟世界探索之旅，这是一种全3D的交互型VR数字体验展览。观众可以使用体感互动设备，仿佛身临其境地在古建筑群中，与虚拟导游进行语音和手势控制等互动，完成参观。

来源：明见万历

这张图片则是敦煌研究院为移动端用户推出的莫高窟移动导览APP，它提供全景漫游、路线规划、导览解读、参观者预约等线上参观操作，使观众能够更加便捷地享受博物馆的文化服务。

“寻境敦煌”虚拟漫游

2.智慧管理功能

接下来我们讨论的是智慧管理功能。博物馆的智慧管理涵盖了藏品管理、设备资源以及人力资源等多个方面。通过采用信息化技术，智慧管理不仅支持博物馆的组织活动，还涵盖了藏品的日常出入库登记、保管和流动等基础工作。此外，智慧管理还包括智能化监管，对藏品进行有效监控和管理。这种智慧化管理方式提高了效率，也方便了工作人员在日常工作中处理文档、方案和影像资料。这些资料可以通过系统化的云端存储解决方案进行保存，便于未来的调用和使用。

这样的管理方式有利于管理者、运营者和设计师等不同角色的工作人员随时访问和利用这些资料，实现各个系统和工作流程的互联互通。这不仅提升了博物馆资料的利用效率，也促进了博物馆在各个领域的设计和创新。

接下来展示的是南京博物馆的运营管理系统。该系统利用物联网技术实现对人物、环境数据的实时感知，包括票务情况、展厅参观人数、排队时长等关键信息的实时采集。系统还能分析观众的性别比例、年龄分布、对特定展品的停留时间等数据。

通过对这些数据的深入分析，系统能够为博物馆的运营、展品陈列位置、以及展品对不同观众群体的吸引力提供精准的洞察。此外，系统还为工作人员提供了数据的可视化展示，使他们能够直观地理解运营状况。这些数据的感知和分析为博物馆的决策和运营提供了有力的数据支撑，使管理工作更加智慧和高效。

3.智慧保护功能

最后介绍的是智慧保护功能，它专注于文物的保护与修复工作。在文物保护方面，智慧博物馆运用智能传感、万物互联和无损检测等技术，对博物馆环境及藏品的保存条件，如温度、湿度和二氧化碳水平进行实时感知和数据量化。

通过智能分析，这些技术能够在文物受损前提供干预措施或合理的解决方案，积极推动预防性保护。同时，高效的智能管理方式能够提升文物的保护力度，实现数据量化、风险识别和紧急情况处理。

在文物的安防管理方面，智慧保护通过智能化手段加强监控，防止文物遭受破坏或盗窃。而在文物修复方面，3D扫描和3D打印等技术的应用，使得文物的三维建模和可视化预修复成为可能。这些技术帮助修复者了解文物的修复需求、结构和具体尺寸，减少二次损害，提高修复效率。

:: 03

物联网技术的具体应用

接下来，让我们从交互设计的角度探讨一些优秀的博物馆体验案例，通过实例来深入了解物联网技术在博物馆中的具体应用。

“寻境敦煌”虚拟漫游

1.收集观众数据并反馈

首先，物联网技术的核心目标是收集观众数据，挖掘这些数据以反映博物馆服务、运营和展览的相关信息。通过分析，我们可以深入了解用户的偏好以及他们对藏品的了解程度。这种洞察有助于我们对未来的交互模式进行优化调整，并探索藏品的新表现形式。而引入创新的交互方式不仅能够吸引更多游客，还能为博物馆带来额外的运营收入，从而促进博物馆的可持续发展。

2.根据潜在用户的兴趣定制产品

其次，我们可以根据潜在用户的兴趣定制产品，比如文创礼品，这不仅能丰富产品线，也能增强博物馆的形象和影响力。例如，大幅面的交互屏幕和长幅显示系统可以支持多人触控操作，提供全新的观赏体验。这些屏幕可以结合实时检测到的数据，在前面的玻璃上投影与文物相关的图案或纹样，使体验更加动态化。

3.实时追踪和数据感知

物联网技术在博物馆的应用还不仅限于此，它还能贯穿观众从进入博物馆到离开的整个流程，实现实时追踪和数据感知。例如，在博物馆的每个展厅入口安装游客计数器，可以跟踪游客进出每个展厅的数量。通过分析这些数据，管理者可以了解哪些展厅更受欢迎，哪些艺术品更能吸引社会关注，从而对展览布局和内容进行优化。

此外，我们可以通过物联网技术对游客的位置进行实时跟踪。在这一阶段，我们可以在场馆或展厅的天花板上安装传感器，以监控游客在每个展厅内的移动路线和位置变化，并分析他们的参观路径。通过这些数据，我们可以推导出展品的陈列顺序是否符合游客的认知习惯，或者是否遵循了解历史的时间线。我们还可以引入“注意点”的概念，即当游客进入特定的注意点区域时，我们可以通过测量他们在该点停留的时间和姿态等维度，来评估不同作品的吸引力。

通过分析游客在博物馆中的行为，我们可以收集关键数据来衡量他们对展品的兴趣。这包括记录游客经过特定点的次数、监测他们在展品前的移动速度，以及统计他们停留的时间。移动速度的减缓和长时间的停留通常表明游客对某件作品特别感兴趣。此外，对这些行为的详细记录有助于博物馆优化展览，提升观众体验。

4.游客身份识别

接下来，我们探讨博物馆体验的第四个方面：游客身份识别。在这个阶段，我们可以利用面部识别技术来追踪之前提到的指标，并结合社交因素。通过这项技术，我们不仅能识别出参观者的身份，还能实时跟踪他们在展品前的停留位置和时间。

此外，通过社交媒体或专门的社交应用程序，我们可以将识别出的身份与参观者的真实身份联系起来，鼓励他们分享自己的参观体验和选择。利用这些数据，博物馆可以生成详细的报告，例如某位参观者在一幅名画前注视了113.6秒，比其他游客的平均注视时间长34%。这些信息可以被分享到如Facebook等社交媒体平台上，帮助参观者找到具有相似偏好的朋友，发现共同的兴趣爱好或话题，从而在社交层面增强互动。

5.数据感知和物联网应用

第五部分，我们将探讨如何利用生物传感器进行数据感知和物联网应用。在这一阶段，我们会收集参观者的行为数据，包括他们身体内外部的反应，如心率、皮肤电导、呼吸频率等，来反映展品对观众情绪和思维的影响。

生物感应器，来源：MEMS

例如，如果某件艺术品能显著提高观众的心率或引起其他生理变化，这可能表明它在观众中产生了强烈的情感共鸣或兴趣。这种数据收集方法为博物馆提供了一种新的维度来评估和优化展览效果，同时也为研究艺术与人类情感之间的复杂关系提供了科学依据。其中有几个关键的指标：

1.心跳监测： 使用脉冲传感器远距离测量游客的脉搏，分析心跳变化来评估艺术品对观众情感的影响。

2.体温测量： 利用红外技术监测观众身体特定部位的体温变化，推断情绪波动。

3.声音采集： 通过麦克风收集并分析游客的语音，包括音调和关键词，以了解他们对展品的情感反应和评价。

例如，假设有游客在观看《蒙娜丽莎》这幅名画时，我们可以监测到他们的平均体温变化为0.6摄氏度，前额和鼻尖的血流量明显增加，这可能与喜悦或惊喜的情绪相关。同时，心跳平均每分钟增加了1.4次，语音的音调变化与兴奋的情绪相联系，显著高于平均水平。通过这种多维度、多模态的方法，我们可以全面反映观众的情绪变化。这些数据对于智慧博物馆的发展规划具有重要的指导意义，有助于提升展览的互动性和观众的参与度。

:: 04

案例探讨——社会博物馆应如何设计

案例一交互式放大镜

接下来，我将向大家展示两个具体的案例。通过分析这些案例，我们可以探讨社会博物馆应如何设计，以提供更丰富的用户体验和更深刻的收获。

第一个案例中，博物馆设计了一种装置和工具供参观者使用。这些工具是交互式的放大镜，它们允许参观者访问并学习博物馆藏品的多层信息。当用户携带放大镜进入场馆时，定位系统随即启动。用户只需将放大镜对准他们感兴趣的藏品，增强现实（AR）技术就会在放大镜上以虚拟信息的形式展示出用户想要了解的物品。

用户可以通过它深入了解藏品信息，包括图案含义和动态效果，并通过3D视图探究藏品的内部构造。设备还支持90度的旋转交互手势，这种简单的交互方式可以设计到装置或手持设备上，通过一个摇晃动作，用户就可以轻松更换展示效果和内容。此外，其内置的放大功能和传感器技术则识别物体并展示细节，同时结合数据收集，记录用户观察时间。这种设备交互性强，趣味性高，使用户仿佛成为考古专家，激发其探索精神，深入发现感兴趣的内容。

案例二《韩熙载夜宴图》互动

另一个设计项目是由清华大学美术学院的一位教授及其团队负责的，他们为历史名画《韩熙载夜宴图》创造了一种现代互动体验。该设计主要运用了三维光影模拟技术，结合了富有趣味性和互动性的情节。通过高分辨率动画技术和精心的设计手段，将《韩熙载夜宴图》中的琵琶演奏、舞蹈、晚宴以及其他吹奏场景，以探索式的交互方式逐步呈现给观众。观看体验仿佛让人身临其境，仿佛真的穿越回了古代，亲身体验那个时代的文化和氛围。

其中的一个核心交互设备是一支手持式蜡烛，它内置了信号接收器，并运用了我们之前提到的室内定位技术，如时间差定位（TDOA）。这项技术能够实时识别用户在画作前的具体位置，随后用户手中的蜡烛便会自动点亮，照亮用户所在区域。这种打光效果模拟了用户亲自持蜡烛照亮画面的场景，使用户感受到一种强烈的沉浸感和探索感。

飞行时间差（TDOA）技术在这里是怎么实现的呢？在3米宽8米长的投影屏幕的四个角落，设置了信号发射器，而“蜡烛”内含有信号接收器。当这四个角落的信号同时发出时，就可以精确定位到“蜡烛”的确切位置。在用户移动时，系统也会实时更新定位，并快速识别，从而根据用户当前的具体位置切换画面内容和照亮的区域。

观察右侧的四幅图，它们展示了互动体验的流程和场景解读。第一幅图展示了用户刚开始拿到外观类似蜡烛的手持设备时的情景，此时整幅画呈现灰暗色调，细节难以辨认。随着用户手持蜡烛走近想要观察的区域，设备通过定位系统确定用户的位置。定位成功后，用户所在区域随即被灯光照亮，模拟了用户将蜡烛靠近并逐渐点亮画面的效果。

第三幅图展示了类似的互动过程：当用户移动到画前的另一个区域时，相应的区域也会被照亮。而第四幅图传达了相似的概念，但照明方式有所变化。光线从团状变为线状，模拟了用户缓缓揭开画面一角或探索隐蔽场所的情景。这种光线的变化，如同用户以一种悄悄观察的心态，细致地查看画面的具体内容。通过灯光布局和设计的巧妙运用，用户的沉浸感得到加强，更加深入地代入到这个历史场景之中。

:: 05

多元场景案例

1.未来展览——“未来创新中心”

接下来介绍的应用位于德国的一个名为“未来创新中心”的博物馆，这是一个综合性的探索性展览，旨在揭示未来的各种可能性。该展览巧妙融合了模拟和数字媒体，让参观者能够轻松感知未来与现实的信息。 它的设计理念是创造一个多功能的空间，包括思考空间和介绍空间，每个空间都有其独特的氛围和互动模式。

在思考空间中，展览被分为几个不同的类别，涵盖自然、技术、人类这三个主要板块。在自然类别展区中，地面上布置了众多雕塑，它们以一种充满生命力的方式“生长”出来，形态扭曲、挣扎，体积宏大。这些雕塑周围，展示了多种演示方法，探讨人与自然如何更紧密、和谐地连接。通过互动式雕塑，参观者被引导进行深思。

FUTURIUM PERMANENT EXHIBITION

第二个模块是技术类别展区，这里展示了技术提供的未来发展和创造潜力。展区以白色和背光墙等设计元素，通过美学布局将媒体站与其他展区区分开来，营造出一种面向未来、探索性的氛围。主要通过增强现实应用程序，为参观者提供了对城市、工作和消费未来的预见，同时也可以作为三维模型中的虚拟数据层进行体验。

人类类别展区，则探讨了人类如何通过行为改变对未来产生积极影响。展区内设有小房子、座位、纸笔等媒介，为参观者提供协作和模拟实验的机会。一个鲜明的互动形式是，每位参观者都会佩戴一个腕带，用以收集和点亮信息，作为一种互动媒介。

在参观结束时，观众将启动一个名为“未来机器”的装置。这台机器会提供一张个性化的卡片和一串个人代码。这张卡片使观众能够检索并深入了解自己感兴趣的内容，同时作为整个浏览过程的纪念品和个性化标签。

参观过程中的互动关键节点，如点亮装置，不仅可以记录观众的参与，还可以触发后续的互动场景。这些互动装置设计为实时响应，旨在传达一个核心思想：我们当前的行为可能对未来产生深远的影响。

此外，通过增强现实（AR）技术，观众能够更直观地了解动态数字变化，这些变化展示了未来可能的形态。观众通过将佩戴在手腕上的腕带与识别设备贴合，能够生成一段个人代码和个性化卡片。传感器通过利用参观过程中收集的信息，了解观众的兴趣点，然后通过人工智能技术为他们生成个性化的图案或一段文字描述。这不仅让每位观众的体验更加完整，也为他们的参观之旅提供了一个令人满意的结尾。

2.互动装置—圣路易斯水族馆

这是一个名为圣路易斯水族馆的场馆，它拥有一个极具创意的互动装置，旨在为儿童提供更丰富的互动和学习体验。这个装置的独特之处在于，实时的绘画识别投影。

在这里，儿童被鼓励主动发挥创造力，设计自己想象中的鱼的颜色和图案。接着，孩子们的作品会被放置在扫描仪中进行图像提取。这个扫描过程非常自然地融入了水族馆的环境，让整个体验在这个空间中更加真实且连贯。一旦鱼的图案被扫描并提取，它就会以动画的形式呈现在水族馆的屏幕上，让孩子们的创作在水族馆中“游动”。这不仅激发了儿童对水族馆生物的兴趣，还让他们感受到了创作的成就感。