環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中數(shù)字感知技術(shù)的運(yùn)用

中圖分類號：TU20 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-7357（2025）19-0025-03

隨著社會不斷發(fā)展和科技進(jìn)步，數(shù)字感知技術(shù)正以前所未有的態(tài)勢在每個(gè)領(lǐng)域中滲透。尤其是環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)，作為一門綜合學(xué)科，旨在利用空間布局和材質(zhì)運(yùn)用以及色彩搭配的方式，營造出良好的空間環(huán)境，滿足人們物質(zhì)和精神上的需求。傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)主要以靜態(tài)視覺呈現(xiàn)的空間為主，在信息傳達(dá)方面存在局限性，但數(shù)字感知技術(shù)憑借較高的數(shù)據(jù)分析能力，能實(shí)時(shí)感知環(huán)境中的要素，精準(zhǔn)地捕捉空間中的一些物理參數(shù)。這樣一來，不僅能為設(shè)計(jì)師提供重要的決策依據(jù)，還能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的空間設(shè)計(jì)，促進(jìn)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。

一、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中數(shù)字感知技術(shù)的運(yùn)用概述

隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)正在經(jīng)歷從靜態(tài)呈現(xiàn)到動(dòng)態(tài)交互的范式轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)以物理空間為載體，聚焦視覺美學(xué)和空間功能，但不管是其互動(dòng)性，還是其動(dòng)態(tài)適應(yīng)性都存在局限，而利用數(shù)字感知技術(shù)，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)和人工智能以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢，再充分應(yīng)用，為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)注入了“感知一反饋一生成”的智能邏輯，也重塑了人、空間和藝術(shù)的互動(dòng)關(guān)系。當(dāng)前，數(shù)字感知技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透在各個(gè)領(lǐng)域中，如展覽空間和城市景觀等。基于動(dòng)態(tài)捕捉技術(shù)的互動(dòng)裝置，能實(shí)時(shí)響應(yīng)用戶行為，生成個(gè)性化的光影效果。AR技術(shù)將虛擬元素疊加于現(xiàn)實(shí)場景，創(chuàng)造虛實(shí)共生的沉浸式體驗(yàn)。環(huán)境傳感器通過收集溫度、濕度以及光照等數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)，賦予空間“生命感”。這些實(shí)踐除了拓展藝術(shù)表達(dá)維度以外，也促進(jìn)環(huán)境設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)型。除此之外，數(shù)字感知技術(shù)和可持續(xù)理念相結(jié)合，提升藝術(shù)社會價(jià)值。

二、在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中運(yùn)用數(shù)字感知技術(shù)的重要性

（一）有利于優(yōu)化設(shè)計(jì)流程

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師應(yīng)用數(shù)字感知技術(shù)，有利于優(yōu)化設(shè)計(jì)流程。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，模擬評估設(shè)計(jì)方案。傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)方式需要設(shè)計(jì)師構(gòu)建模型并展示環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)方案，這種方式需要很長周期來完成，也不便于后期修改。如果運(yùn)用數(shù)字感知技術(shù)和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，設(shè)計(jì)師既能構(gòu)建出設(shè)計(jì)方案的三維模型并正確評估，又能在虛擬環(huán)境中修改設(shè)計(jì)方案，實(shí)時(shí)地觀察環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)效果，以取得良好的設(shè)計(jì)效果。其次，協(xié)同設(shè)計(jì)和溝通。設(shè)計(jì)師運(yùn)用數(shù)字感知技術(shù)進(jìn)行環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)能達(dá)到遠(yuǎn)程協(xié)同設(shè)計(jì)和溝通的目的。借助網(wǎng)絡(luò)平臺，設(shè)計(jì)師能和團(tuán)隊(duì)成員及客戶保持密切聯(lián)系，加強(qiáng)溝通交流，并促進(jìn)相互協(xié)作。比如，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師利用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)，團(tuán)隊(duì)成員可以同步進(jìn)入相同的虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境中，共同探討設(shè)計(jì)方案并修改完善，這樣一來，團(tuán)隊(duì)之間不僅能相互協(xié)作，客戶也能主動(dòng)地關(guān)注設(shè)計(jì)過程，并參與其中。

（二）有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

數(shù)字感知技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。

一方面，有利于激發(fā)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)靈感。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作中，通過運(yùn)用數(shù)字感知技術(shù)，不僅能為設(shè)計(jì)師提供豐富的設(shè)計(jì)素材，還能提供創(chuàng)作手段，讓設(shè)計(jì)師具有創(chuàng)意靈感。比如，設(shè)計(jì)師將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，可以嘗試在設(shè)計(jì)中增加多種設(shè)計(jì)元素，打造不同的設(shè)計(jì)風(fēng)格。與此同時(shí)，通過對數(shù)字感知技術(shù)充分運(yùn)用，可以挖掘出豐富的設(shè)計(jì)案例，設(shè)計(jì)師能夠從中學(xué)習(xí)借鑒，從而明確自身的設(shè)計(jì)思路。

另一方面，有利于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)計(jì)定制。設(shè)計(jì)師在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作中，利用數(shù)字感知技術(shù)，可以結(jié)合用戶需求，遵循個(gè)性化的原則制定環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)方案。以傳感器技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用為例，在設(shè)計(jì)中，通過運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)能及時(shí)收集用戶行為數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，掌握用戶需求，在此基礎(chǔ)上幫助設(shè)計(jì)師完善設(shè)計(jì)方案，向用戶提供個(gè)性化服務(wù)。

（三）有利于展示設(shè)計(jì)效果

近年來，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，推動(dòng)了數(shù)字感知技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要作用。比如，設(shè)計(jì)師將數(shù)字感知技術(shù)利用在城市環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，可以打造虛擬環(huán)境，讓用戶在空間中獲得更多的體驗(yàn)。通過打造虛擬空間，有利于展示設(shè)計(jì)效果，因?yàn)樵谔摂M環(huán)境中，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)方案與光線等設(shè)計(jì)元素實(shí)現(xiàn)了相互融合，這樣用戶可以直觀感受到產(chǎn)品細(xì)節(jié)并執(zhí)行一些功能，了解到一些產(chǎn)品信息。

（四）有利于規(guī)避設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師可以運(yùn)用數(shù)字感知技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)出現(xiàn)的質(zhì)量問題，同時(shí)構(gòu)建一個(gè)虛擬場景并在具體場景中掌握一些細(xì)節(jié)信息，完善設(shè)計(jì)方案，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，確保環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性。

由于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容復(fù)雜，受各種因素影響，再加上一些不可預(yù)測性因素可能出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問題。如果環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作某個(gè)細(xì)節(jié)出現(xiàn)問題，會嚴(yán)重影響到整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。除此之外，現(xiàn)有的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)方案如果和實(shí)際不相符，可能會增加日后施工工作難度。這種情況，如果不進(jìn)一步修改，除了會提高成本以外，也不利于加快施工進(jìn)度。

三、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中運(yùn)用數(shù)字感知技術(shù)存在的問題

（一）三維設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用的困境

在硬件配置方面，三維建模軟件的要求高，這給數(shù)字傳感器技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用造成一定阻礙。同時(shí)，在利用Revit等專業(yè)軟件的過程中，設(shè)計(jì)師常由于計(jì)算力不強(qiáng)，導(dǎo)致模型加載延遲，從而給整個(gè)創(chuàng)作造成不利影響。除此之外，還存在軟件系統(tǒng)兼容性的問題，不同平臺之間文件格式轉(zhuǎn)換造成尺寸偏差，再加上數(shù)據(jù)孤島的現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)計(jì)師需要投入很多的工作時(shí)間轉(zhuǎn)換格式。

（二）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)瓶頸

當(dāng)前，VR技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還存在局限。在市面上，主流頭顯設(shè)備還存在分辨率低等問題，導(dǎo)致虛擬元素和真實(shí)環(huán)境沒有實(shí)現(xiàn)融合。同時(shí)，空間定位精度不高，導(dǎo)致出現(xiàn)體驗(yàn)斷層的現(xiàn)象。在將SLAM技術(shù)利用在城市尺度的過程中，GPS定位誤差大，進(jìn)而在密集建筑區(qū)內(nèi)，導(dǎo)致增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）導(dǎo)覽系統(tǒng)發(fā)生失效問題。內(nèi)容生產(chǎn)成本高也是商業(yè)化的最重要障礙，制作長達(dá)60秒的AR高品質(zhì)的內(nèi)容需要投人很多的資金，這無形中給單位造成資金壓力。

（三）人機(jī)交互技術(shù)的體驗(yàn)矛盾

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師利用人機(jī)交互技術(shù)存在的體驗(yàn)矛盾主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。一方面，人機(jī)交互技術(shù)實(shí)現(xiàn)尚存鴻溝。在復(fù)雜光的環(huán)境下，手勢識別系統(tǒng)存在誤判的現(xiàn)象，語音交互在85分貝以上噪聲場景失效。另一方面，用戶認(rèn)知差異導(dǎo)致技術(shù)排斥。相關(guān)調(diào)查顯示，老年群體要比普通用戶更能接受新型交互方式，但文化差異性可能出現(xiàn)操作邏輯沖突。

（四）人工智能技術(shù)的創(chuàng)造局限

算法生成與藝術(shù)原創(chuàng)性的沖擊激化。人工智能（AI）生成的裝飾圖案存在重復(fù)現(xiàn)象，機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大偏差，決策黑箱化出現(xiàn)信任危機(jī)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法雖然非常重要，但難以解釋空間布局的生成邏輯，設(shè)計(jì)師無法做出相應(yīng)的調(diào)整。以某智慧園區(qū)項(xiàng)目為例，由于和人體工程學(xué)原理不相符，AI規(guī)劃的景觀動(dòng)線不能得到更好的應(yīng)用。

四、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中數(shù)字感知技術(shù)的運(yùn)用策略

（一）三維設(shè)計(jì)技術(shù)

三維設(shè)計(jì)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域特別重要，已經(jīng)從輔助工具逐步演變?yōu)轵?qū)動(dòng)空間感知和創(chuàng)意落地的重要引擎，其核心價(jià)值在于實(shí)現(xiàn)對多維度和動(dòng)態(tài)化數(shù)字孿生系統(tǒng)的構(gòu)建，以達(dá)到從概念到落地全鏈條精準(zhǔn)控制目的。以下是三維技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中具體應(yīng)用：第一種是Sketchup軟件。該軟件在制定設(shè)計(jì)方案中特別適用，也大力支持DWG、DXF等格式文件，具有強(qiáng)大功能。設(shè)計(jì)師在具體利用時(shí)，可與其他三維模型設(shè)計(jì)軟件共同應(yīng)用1。第二種是3DMAX軟件。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行造型建模設(shè)計(jì)時(shí)可利用這一軟件，這與Sketchup軟件相比操作流程多，具有復(fù)雜性，但能達(dá)到渲染效果圖目的。第三種是Unity3D實(shí)時(shí)互動(dòng)內(nèi)容創(chuàng)作和運(yùn)營平臺[2。設(shè)計(jì)師今后可利用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，構(gòu)建模型之后在系統(tǒng)中去導(dǎo)入，同時(shí)在虛擬空間中進(jìn)行交互操作。第四種是多維度感知集成。融合點(diǎn)云掃描和實(shí)時(shí)渲染引擎，實(shí)現(xiàn)高精度空間數(shù)字孿生體的構(gòu)建。利用激光雷達(dá)捕捉場地毫米級的細(xì)節(jié)，并根據(jù)GIS數(shù)據(jù)還原地形地貌特征。采用實(shí)時(shí)全局光照（RTX）技術(shù)模擬自然光的動(dòng)態(tài)變化，輔助設(shè)計(jì)師評估不同時(shí)段空間光環(huán)境的感知[3]

（二）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過虛擬融合和實(shí)時(shí)交互特性，正在重塑環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的范式。設(shè)計(jì)師將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作中，能實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)燈光模擬，便于用戶直觀感受到整體的燈光效果，進(jìn)而達(dá)到對家具的擺放和地板的材質(zhì)模擬的目的，這樣不僅能直觀地呈現(xiàn)出設(shè)計(jì)效果，還能確保環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作順利實(shí)施。最終實(shí)現(xiàn)改變傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式，以三維立體的體驗(yàn)?zāi)Ｊ綖橹鞯男Ч?/p>

一方面，全流程數(shù)字化構(gòu)建和精準(zhǔn)空間映射。AR技術(shù)和建筑信息模型（BIM）以及參數(shù)設(shè)計(jì)工具融合在一起，構(gòu)建從概念到落地的全鏈條數(shù)字化流程。例如，發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢，利用這項(xiàng)技術(shù)有效整合建筑結(jié)構(gòu)和材料屬性以及環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)AR實(shí)施渲染功能，達(dá)到設(shè)計(jì)方案的動(dòng)態(tài)可視化校驗(yàn)和施工誤差預(yù)判目的。另一方面，輕量化硬件和戶外適應(yīng)性的提升。在技術(shù)落地方面，AR設(shè)備的輕量化和顯示優(yōu)化是重點(diǎn)。英偉達(dá)的“無背光數(shù)字全息技術(shù)”通過環(huán)境光干涉和深度學(xué)習(xí)控制，達(dá)到戶外顯示亮度的目的，也能避免設(shè)備產(chǎn)生較大的消耗。同時(shí)，在強(qiáng)光下，解決了傳統(tǒng)AR眼鏡可視化問題。

（三）人機(jī)交互技術(shù)

首先，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)工作中，運(yùn)用數(shù)字感知技術(shù)，能為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作提供數(shù)據(jù)支持。借助多種類型的傳感器，能實(shí)時(shí)感知環(huán)境中物理參數(shù)[5。運(yùn)用三維激光掃描技術(shù)能及時(shí)獲取建筑內(nèi)空間精準(zhǔn)尺寸，為設(shè)計(jì)師提供數(shù)字模型，避免出現(xiàn)較大的測量誤差。其次，利用人機(jī)交互技術(shù)能提高環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的互動(dòng)性。比如，設(shè)計(jì)師將虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，能創(chuàng)建一個(gè)逼真的虛擬環(huán)境，用戶可以真實(shí)感受到整個(gè)設(shè)計(jì)方案。最后，觸摸交互和語音交互等自然人機(jī)交互方式在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)用。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師利用觸摸屏技術(shù)，用戶和數(shù)字內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)交互

（四）多媒體互動(dòng)技術(shù)

數(shù)字感知技術(shù)和多媒體互動(dòng)技術(shù)以及人機(jī)交互技術(shù)的深度融合在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能為空間體驗(yàn)革新提供重要的技術(shù)支撐，今后設(shè)計(jì)師還可運(yùn)用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作中。一方面，數(shù)字感知技術(shù)融合了多個(gè)領(lǐng)域，如計(jì)算機(jī)圖像學(xué)和傳感器技術(shù)等，能營造出一個(gè)多維全景。以博物展廳為例，借助高流明投影儀能構(gòu)建震撼的視覺場景，讓觀眾仿佛置身其中，以實(shí)現(xiàn)信息傳達(dá)。另一方面，多媒體互動(dòng)技術(shù)具有多種形式，設(shè)計(jì)師將這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，觸摸屏互動(dòng)讓觀眾直接操作展示內(nèi)容，不受時(shí)間和空間的限制，達(dá)到場景和用戶深度互動(dòng)的目的，既深化用戶的感知體驗(yàn)，又為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)提供新的活力，提升環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的藝術(shù)性。例如，悉尼某沉浸式藝術(shù)畫廊通過8k分辨率數(shù)字畫布，利用手勢識別技術(shù)觸發(fā)水流動(dòng)態(tài)變化，調(diào)動(dòng)了觀眾參與藝術(shù)創(chuàng)作的積極性。再比如，米蘭某交互裝置通過計(jì)算視覺分析觀眾視線軌跡，生成一個(gè)抽象影像投影。這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，有助于刺激受眾的視覺體驗(yàn)，增強(qiáng)空間記憶點(diǎn)。

五、結(jié)束語

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員通過運(yùn)用數(shù)字感知技術(shù)，引進(jìn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)和多媒體互動(dòng)等先進(jìn)的技術(shù)手段，除了能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品以外，還能確保設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提高用戶滿意度。

參考文獻(xiàn)：

[1]李小亞，杜娟.地域文化背景下的城市環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究[J].天工，2025，(02)：57-59.

[2]千香草.環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)戲曲元素的審美應(yīng)用及發(fā)展策略研究[J].戲劇之家，2025，(01)：55-57.

[3]李卓.環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的黑龍江地域傳統(tǒng)文化元素應(yīng)用研究[J].鞋類工藝與設(shè)計(jì)，2024，(24):87-89.

[4]耿旻灝，周倩.環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)在城市公共空間中的應(yīng)用探討[J].新美域，2024，(12)：101-103.

[5]劉文剛，蔣煜瑤.大數(shù)據(jù)信息化下環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)智能化系統(tǒng)平臺[J].信息技術(shù)，2024，(11):187-194.

[6]楊樂.數(shù)字技術(shù)助力環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)型策略研究[J].新美域，2024，(11):94-96.

[7]徐林玉.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].上海包裝，2024，(09)：37-39.

（責(zé)任編輯：薛竹影）