（设计艺术学专业论文）结合城市公共空间的数字化界面设计.pdf

摘要 摘要 数字化技术的迅猛发展将人类带到入崭新的非物质社会。在这个社会体系 中，传统的社会秩序和物质空间关系受到了颠覆性的冲击。千万年来人类熟悉 的原子世界开始渐渐被比特之城所代替。同样，物质世界的虚拟化使得传统社 会活动的载体城市公共空间也开始面临新的挑战和机遇。 数字化发展趋势与城市公共空间的发展并非矛盾，相反，二者具有较强的结 合可能性。任何非物质的内容都需要寻找物质的载体，而城市公共空间为数字 化提供了更为广阔的空间界面。当然，数字化在公共空间的介入也会大大提高 空间界面的信息承载力、形式多样性，以及双向互动性，使城市公共空间界面 特性由传统静止的、单向的、机械的，转变为可变的、互动的、智能的。数字 化界面在城市公共空间的应用会把被禁锢在电脑显示屏前的市民带回到广场、 公园、商业区、博物馆等物质空间中去，被弱化的城市社会性活动也会得到恢 复。 本文从环境设计的角度阐述了数字化界面的发展，并介绍了短短几十年内数 字化界面设计在城市公共空间的尝试和应用。基于大量案例的调查和分析，笔 者总结了信息时代下城市公共空间中的数字化界面特征，并予以分析、归类， 并推导出设计的一般流程。这些研究成果可适用于未来公共空间中数字化界面 设计的研究和设计实践。 关键词：数字化，非物质社会，界面设计，城市公共空间，交互，体验 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to fd i g i t a lt e c h n o l o g y , h u m a n - b e i n gh a sb e e nb r o u g h t i n t ot h ei m m a t e r i a ls o c i e t y c o n v e n t i o n a ls o c i a lo r d e ra n dr e l a t i o n s h i po fp h y s i c a l s p a c e sh a v eb e e nc r a s h e ds u b v e r s i v e l yi nt h ei m m a t e r i a ls o c i e t y t h ea t o m i cw o r l d w i t hm i l l i o n so fy e a rh i s t o r yb e g i n st ob er e p l a c e di n c r e a s i n g l yb yb i t s c i t y a sa r e s u l to fv i r t u a l i z a t i o no fp h y s i c a lw o r l d ，u r b a np u b l i cs p a c e sa r ef a c i n gw i t hs e v e r e c r i s e s t h e r ei sa c t u a l l yn oe s s e n t i a lc o n t r a d i c t i o nb e t w e e nt h ed e v e l o p m e n to fd i g i t a l t e c h n o l o g ya n dp h y s i c a ls p a c e a n dt h e yc o u l db ec o m b i n e dw i t hs o m ec o n d i t i o n s a n yi m m a t e r i a lt h i n g ss h o u l ds h o wt h e m s e l v e sb ys o m em a t e r i a li n t e r f a c e s ，a n dt h e u r b a np u b l i cs p a c e so f f e rag r e a tl o ts p a c ei n t e r f a c e sf o rd i g i t a lt e c h n o l o g y i f d i g i t a l t e c h n o l o g yw i l lb eb r o u g h ti n t op u b l i cs p a c e s ，i n f o r m a t i o nc a r r y i n gc a p a c i t ya n d m u l t i f o r m i t yo fs p a c ei n t e r f a c e sw i l lb ei m p r o v e d c o n v e n t i o n a lu r b a np u b l i cs p a c e s a r eg o i n gt ob ea l t e r a b l e ，i n t e r a c t i v ea n di n t e l l i g e n t c i t i z e nw i l lb a c kt ot h ep l a z a s ， p a r k sa n db u s i n e s sm a r k e t s ，a l s o ，s o c i a la c t i v i t i e sw i l lc o m eb a c k c o n t e x to ft h i st h e s i sp r e s e n t st h ed e v e l o p m e n th i s t o r yo f d i g i t a li n t e r f a c ed e s i g n a n da p p l i c a t i o n s b a s eo n i n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i so fam a s so fc a s e s ，a u t h o r s u m m a r i z e ss e v e r a lc h a r a c t e r so fd i g i t a li n t e r f a c e si nu r b a np u b l i cs p a c e s t h e s e c h a r a c t e r sw i l lb ea v a i l a b l et or e s e a r c ha n de x p l o i t u r eo nd i g i t a li n t e r f a c ed e s i g n k e yw o r d s ：b e i n gd i g i t a l ，t h ei m m a t e r i a ls o c i e t y , i n t e r f a c ed e s i g n ，u r b a np u b l i c s p a c e ，i n t e r a c t i v ed e s i g n ，e x p e r i e n c ed e s i g n 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均己在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名：套盈舡 9 夕年弓月z7 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者虢香施啦 。7 鸭月节 第1 章绪论 1 1 课题讨论的语境 第1 章绪论 对于在信息化时代出生、成长的人们来说，每天花几分钟甚至一两个小时 来处理电子邮件，就好像早上起床吃早饭一样变得不可或缺。数字化充斥着我 们生活的每一个角落：工作中的计算机及应用软件，通讯中的移动电话和即时 聊天软件，娱乐中的电子音乐和网络游戏等等，我们生活的世界已经完完全全 处在了一个数字化生存时代。 尼葛洛庞帝在数字化生存中所说：“计算机不再只是和计算机相关，它 决定我的生存。”z 信息的数字化传输正是这种生存模式转变的关键。而作为这种 信息交换基本单位的比特，正迅速取代原子成为人类社会的基本元素。 比特与原子以完全不同的方式进行信息传递：比特没有重量，易于复制， 可以以极快的速度传播，没有时空障碍，可以由无限的人使用，使用的人越多， 其价值越高；原子的传递受到重量及地理距离的限制，只能由有限的人使用， 使用的人越多，其价值越低。 在人类社会中信息的传递模式大体可以分为人与人、人与物两种信息传输 模式。而信息的数字化传输完全颠覆了原子时代传统的信息交换模式，历史已 经翻开崭新的一页。通过针对这两种传输模式的研究，笔者对数字化生存方式 进行了进一步剖析。 1 1 1 人与人之间的信息传输的变革 人与人之间的信息传输方式随着人类技术的不断发展己经先后历了几次巨 大的变革：语言的出现加强了人类信息交流的准确性；文字的诞生延长了人类 信息的时间性；印刷术的发明扩大了人类信息的传播范围；电话的应用提高了 人类信息的传播速度。而在信息时代，随着计算机与现代通信技术的结合，人 类又经历了一次信息传递的新飞跃。 l 【美】尼葛洛庞帝数7 化生存i m 胡泳，范海燕，译海南出版社，1 9 9 7 ：6 2 【美】尼葛洛庞帝数字化生存f m l 胡泳，范海燕，译海南出版社，1 9 9 7 ：3 1 第l 章绪论 计算机技术可以将声音、文字、图像、视频等信息都转换为数字化形式( 比 特) ，然后通过光纤、电磁波等现代通信技术以难以想象的速度和信息量进行传 输。这样的传输已经遍布了世界每一个角落，并随着航天技术的发展开始向太 空拓展。 数字化时代人与人之间的信息交互关系具备了根本意义上的超局部性：在 空间中通过电子感应和通信高速旅行，在时间上通过电子和其他形式储存。如 果我们生活在文字出现之前的古老城市的围墙里，我们所有的互动都是面对面 的、实时的，在集市之类的场所进行；但是现在我们生活的网络的节点上，这 使我们大部分的互动是遥远的、异步的，在从封闭到网络的不断转移中，我们 冲出了现代性的空间和时间范围，到达了全球的超连通的环境。1 i 工作中的信息传输 ( 1 ) 工作地点和时间变得更为自由 工业时代可以说是原子的时代，它带来了机器化大生产的观念，以及在任 何一个特定的时间和地点以统一的标准方式重新生产的经济形态。信息时代， 也就是数字化时代，显现了相同的经济规模，但时空与经济的关系性减弱了。 无论何时何地，人们都能制造比特。z 数字化网络发展使工作在时间和空间上将变得更为灵活、机动，人们不再 需要在特定的上班时间准时出现在特定的公司地点，可以根据自己的需要来自 由安排工作时间和地点。不过这是一个逐步的过程，先后也经历了不同的技术 阶段。 二十世纪八、九十年代的许多办公室职员都呆在一个有电脑的小隔间里。 他们所处理的信息都储存在本地硬盘上，也就是说每个职员都被限制在自己的 台式计算机上工作。随着网络速度的提高，越来越多的信息从本地硬盘转移到 了服务器，职员具体在哪个小隔间已经不再重要，但是他还是必须要在公司的 某些地点出现。j 随着有线通讯网络能力的提高以及服务区域的扩大，人们开始思考，也许 l 【美j 威廉j 米切尔刘小虎等译我+ + 一电子自我和可= 联城市【m 】北京：中国建筑：z _ q k f l j 版社，2 0 0 6 ：2 4 2 5 2 【美1 尼葛洛庞帝数宁化生存f m l 胡泳，范海燕，译海南出版社，1 9 9 7 ：3 3 【美】威廉j 米切尔刘小虎等译我+ + 一电了自我和互联城巾 【m 】北京：中国建筑工业出版社，2 0 0 6 ： 1 2 9 - 1 3 0 2 第1 章绪论 通讯可以代替在这种城市次结构之间的穿梭。这种想法的一种版本是在家远程 办公的概念：这种小隔间或许可以是郊区住房中的一个书房。但是这种办法只 是用一个固定的办公地点取代了另外一个，而且必须在两者之间进行权衡。 这时无线网络的出现打破了这种信息点之间的转换，创造了连续的信息域。 无线网络、便携式电子设备以及在线办公环境，使得信息产业的工作者能够根 据需要和环境自由地从一个地点移动到另一个地点。一个无线电话和一个笔记 本电脑就能进行工作，不管是在名义上的工作地点，还是机场、郊外、旅馆， 总之任何地点现在都变成了可能的工作地点。而且随着现代游牧技术的发展和 传播，这种情况只会不断地加强。( 图1 1 ) 工作单位工作单位工作单位家中 0 m ， , ，f ：心 f ，7 。、 f，f ，、 i l- 心剀 信息点出现信息点在工作单位的切换信息点在城市内切换信息域 ；9i9；9 k ， 。 j 局域网技术互联网技术倭携式计算机和无线网络技术 图1 1 数字化对于工作空间自由化的影响过程 因此，现在2 l 世纪的工作模式的特征，并不是许多未来科学家曾经自信地 预测的那样“在家工作”，而是流动的工作人员可以使用许多不同的地点作为工 作空间。1 网络通讯以及便携式办公设备的发展必定将使得人们摆脱地理的限制， 实现真正的自由化办公。 2 娱乐中的信息传递 ( 1 ) 娱乐形式的数字化 信息时代传统的娱乐形式受到挑战，一些数字化娱乐形式使我们的业余生 l 【美】威廉j 米切尔刘小虎等译我h 一电子自我和互联城- r f f m 北京：中国建筑工q k 出版社2 0 0 6 ： 1 3 7 1 3 9 3 第1 章绪论 活呈现出完全不同的景象。 在我们的生活中时常还可以看见在公园下棋的老人，在球场运动的青年， 而数字化可以将这些人们生活中的娱乐形式都转化为比特，在电子游戏中重新 展现在人们面前。只要拥有一个数字化界面，玩家就可以开始享受自己的娱乐 世界，在这个虚拟世界中，不但可以模拟生活中的娱乐方式，玩家还可以体验 自己很少能经历的娱乐体验，例如赛车、格斗，甚至是战争场景。 互动电视也在极大程度上改变了传统的家庭娱乐方式，以往电视只是单一 的信息输出，人们虽然可以换台，但在信息传输中仍然处于被动。而交互电视 极大的拓展了人们在电视面前的主动性，点播感兴趣的节目，对节目进行暂停、 快进、回放等操作，还有直播互动、电子报栏、视频电话、电视游戏等等功能 都将丰富信息时代下的家庭娱乐生活。 ( 2 ) 娱乐对象的虚拟化 在历史的绝大部分时间内，人类的娱乐行为往往是在亲人、朋友、同事之 间展开，人与人之间面对面的信息交流成为传统娱乐行为的关键。例如在体育 活动中的团队合作，对抗性是吸引参与者的关键，而戏剧、音乐会的核心也在 于演员与观众之间的交流和互动。随着广播、电视的普及使娱乐对象虚拟化的 趋势开始出现，但由于信息传输的单向性限制了这种趋势的扩大。 然而数字化的出现消除了这种限制，它增强了娱乐终端的主体性和智能性， 使得人类在娱乐过程中与计算机产生双向互动，计算机越来越像玩伴而不仅仅 是机器。电子游戏就是一个再恰当不过的例子，如今随着计算机的普及和传统 社区的衰落，对于越来越多的孩子来说电子游戏已经成为他们童年主要的娱乐 手段，父辈们延续几代的童年游戏在一代人的时间内成为历史。但是从人的社 会性来说，人与人之间的交流需求是不会消失的，在逐渐流行的网络游戏可以 看作一种人与人信息交流的变型，也就是虚拟角色交互娱乐形式。 3 人际交往中的信息传递 如今已经很难想象没有手机的日子，关机就几乎等于消失，它已经成为人 际交往中最重要的手段，而这种情况是几十年前人们所难以想象的，依赖特定 的时间、地点或是偶遇而见面交流信息的传统己经逐渐消失。 手机通过电磁波成功模拟了人类的声音信息，使人与人之间的交往突破了 地点的限制，但这只是信息时代人际交往变革的一个开端。随着数字化与电信 4 第l 章绪论 技术的发展，视频交流对于人类二维图像的模拟已经实现，激光三维成像也将 逐步实现人们空间形象的传输，使得异地的交流变得更为真实。 除了模拟信息传输的发展，网络的虚拟交流也成为信息时代人们交往的一 个崭新途径。电子邮件、聊天软件、博客、论坛，以及网络社区都成为网民交 流的新宠儿。在这里，传统的交往对象已经从家人、朋友、邻里开始越来越多 地转变为素未谋面的网友。交流的手段异地性和对象虚拟化己经成为信息时代 人际交往的突出特征。 4 购物消费中的信息传递 近二十年来，超市、便利店的出现使零售业遍及城市每个角落，而商业卖 场的规模扩大又促进了城市郊区化的浪潮。网购的产生又将商业购物扩大到了 世界范围，只要有网络设备并在e m s 可达到的范围内，任何个人的购物行为都 成为可能。这样，传统的城市商业中心已经不是市民每周必去的场所了。在为 期不久的c o m 时代，亚马逊网站和其他在线零售商拆分并重组了零售功能，提 供了商品和商场销售方式以外的其他可能。无线传送的、动态更新的、提供详 细位置信息的电子导航系统就可以大大提高效率，帮你买到你想要的物品了。1 在整个过程中，销售的环节精简到最低的程度，大量的社会资源得以节约， 资源也得到最合理的分配。对于这样便利、经济的购物手段人们还会去光顾那 些传统的百货店或是商场么? 商业空间这一概念是否在5 0 年后就会消失? 1 1 2 人与物之间的信息传输的变革 人与物之间的信息传递在一定程度上就表现为人类对于自然物的改造和利 用。在石器、青铜器、铁器时代，人与自然物之间的信息传递几乎是单向的， 人类通过智慧和劳动改变“物”的自然属性从而满足自身的功能需求。工业革 命改善了这种单向的信息传输关系，机器开始对人的操作有了一定的反应，但 还是处在初级的机械层面。在数字化时代，机器的概念被计算机取代，这意味 着人与物之间的信息传输已经进入了“人机交互”的新阶段。计算机的出现也 使单一、机械的信息传输界面逐渐向多样化、智能化方向发展。 l 【美】威廉j 米切尔刘小虎等译我h 一电子自我和互联城市【m 】一e 京：中国建筑工业出版社，2 0 0 6 ： 1 3 0 _ 1 3 1 5 第l 章绪论 1 人与物之间信息传输的拓展 信息本质上就是人类智慧的产物，而如果把信息的传输当作一种智慧的传 播过程来看，那么这种传播正在经历一场变迁，而人机交互界面就站在这次变 迁的刀锋浪尖上。 由于数字化技术的产生，所有信息都可以转换为比特的形式，这种通用的 信息形式拓展了人机交互界面的信息输出、输入形式，使人类在信息输出过程 中有更多的途径可供选择。 ( 1 ) 信息输出方式的拓展 在信息时代，计算机在信息输出形式上逐步多样化，一条信息可能有几种 展现形式，并根据人的需求自由切换。以体育运动为例，你的电脑电视可以把 接收到的足球比特转换成录像供你欣赏；也可以用声音的方式来接收这些比特， 让你收听体育节目主持人的转播；或者干脆把比赛的图解演示给你看。一张昆 虫学的光盘，最好能以线条画出蚊子的结构，以动画表现蚊子的飞行动作，而 以声音表达出它的嗡嗡叫声。人们在思考多媒体的时候，下面这些观念是必不 可少的，即：它必须能从一种媒介流动到另一种媒介；它必须能以不同的方式 述说同一件事情：它必须能触动各种不同的人类感官经验。如果我第一次说的 时候，你没有明白，那么就让机器换个方式，用卡通或三维立体图解演给你看。 这种媒介的流动可以无所不包，从附加文字说明的电影，到能柔声读给你听的 书籍，应有尽有。这种书甚至还会在你打瞌睡的时候，把音量放大。1 我们可以看到，人类对于信息的获取和感知在时间和空间上有了多元的选 择。我们的感知范围和深度得到了惊人的延伸和拓展。 ( 2 ) 信息输入方式的拓展 另一方面，与以往各个时代不同，信息时代中人类可以对计算机输入大量 复杂的信息，其途径也越来越丰富。最开始的信息输入和机器的操作类似，都 是肢体的操作，笨重的操纵装置变为了轻巧的键盘、鼠标、触摸板，随后人类 语言也可以被计算机精确辨识。对于人类肢体空间动作的扑捉和识别技术也逐 渐成熟。笔者可以预见到计算机信息输入的能力的提高将加强人机信息交换的 双向性，界面的操作也会变得更为自然，更符合人类的生理结构。 1 【美】尼葛洛庞帝数字化生存【m 】胡泳，范海燕，译海口：海南出版社，1 9 9 7 ：9 0 6 第l 章绪论 2 “物”的主体化计算机的智能化 与工业革命中机器的改造相比，信息时代下计算机的程序化有着巨大的进 步，机器对人类指令的反应不再仅仅停留在物理机械层面，对这程序不断复杂 化，计算机对于人脑的思维模拟能力也将越来越强。从某种程度上说，计算机 开始学会思考，“物”的主体性也越来越强。也许在科幻片中机器人毁灭人类的 情景永远不会发生，但是计算机的智能化趋势不可改变。 在智能化的人机界面中，人的生理和心理需求将被计算机感知，并得到最 大限度的满足。当你翻看网页新闻的时候，程序会根据你的喜好和新闻的重要 程度重新排列新闻顺序，这是我们常见的界面智能化例子，也是计算机智能化 的初级阶段。信息交换的形式正在由传统的点界面转变为环境界面，而将来环 境作为较大范围上的人机界面也应该开始能感应到人类的存在，形成“智能化 环境”。 这是个人电脑不断升级过程中所面临的问题：环境没有办法看到你，或感 觉到你的存在。就连恒温器都是根据墙面的温度，而不是你的感觉冷还是热， 来调节温度的。将来的房间会知道你是刚刚坐下来吃饭，已经睡着了、刚进浴 室洗澡，还是出门遛狗了。这样的时候，电话铃不会响。如果你不在家，它也 不会响。如果你在家。而且你的数字化管家决定把电话给你接过来的话，离你 最近的门把手会先说声“对不起，夫人，”然后把电话接进来。1 1 2 课题的研究目的和意义 在网络出现后的几十年内，随着距离的消失，我们生活的世界到处都在发 生翻天覆地的变化：自由办公的出现使工作开始没有固定的地点和时间限制； 电子游戏和数字电视的普及弱化了传统面对面的娱乐方式；手机和网络通讯的 发展减少了以往交流场所的作用；网购的流行更让人们开始遗忘超级市场和商 业中心。所有的一切似乎都在告诉我们这样一个讯息，作为千百年来人类信息 交流的中心，城市公共空间正在面临信息技术前所未有的挑战。 公共空间信息交流作用的削弱是不可否认的，但是笔者认为这一趋势只是 阶段性的。随着新元素的注入，城市公共空间的作用将会恢复，甚至迎来新的 l 【美】尼葛洛庞帝数字化生存【m 】胡泳，范海燕，译海口：海南出版社，1 9 9 7 ：2 4 8 7 第1 章绪论 繁荣。而为公共空间带来新活力的元素可能恰恰来自削弱其作用的数字化技术， 而这种可能是从数字化技术的自身特征出发做出的推论。数字化技术将信息转 换为比特形式，可以大大增强了公共空间界面的信息承载量；其对于界面信息 输入、输出形式的拓展将极大地提高公共空间界面的吸引力和交互性；数字化 的介入还会使城市公共空间界面不断主体化，成为具有“思考能力”的智能化 环境。 随着技术的发展，数字化的应用一定不会停留在艺术、展示的层面，寻求 更为广阔的界面载体和空间形式将成为其发展的趋势，而城市公共空间为其创 造了巨大的表现舞台。数字化与城市公共空间界面的结合具有极高的可行性， 事实上已经有许多艺术家、设计师，以及设计机构开始致力于这方面的研究和 实践，为我们展现了这种结合的潜力和前景。 1 3 课题的研究方法及论文框架 笔者想要通过本文来讨论数字化技术与城市公共空间的结合，因此城市公 共空间就成为了课题讨论的空间范畴，而界面同时作为空间形式和数字化载体 就是二者结合的切入点。在课题研究的过程中，笔者将“人的需求”和“数字 化的发展”作为全本的主要线索，从而讨论数字化与公共空间结合的可能、意 义、方式和前景。 技术的进步一直是划分人类历史的关键因素，同时决定着生产关系和社会 制度，石器、金属工具的出现、蒸汽机的发明、电的利用都标志着一个时代的 开始。在信息时代，数字化作为核心技术自然会影响数字化公共空间界面的发 展方向。 数字化技术的发展的确为人类社会创造了辉煌的成就，但是笔者不同意技 术决定一切的言论，更反对对于技术的崇拜心态，人作为社会的主体，作为技 术的创造者和受益者才应该成为一切的决定因素。人的需求将最终决定人类社 会发展的方向。 人的需求决定了数字化技术的研究方向，而数字化技术的突破又会激发人 新的需求，二者的相互促进和权衡交织成信息时代发展的主线，也将成为数字 化公共空间界面讨论的核心线索。( 图1 2 ) 第1 章绪论 一一一一 - 一一( 二三圃一_ i 一一1 二三固一 一一_ i 二二囝一一一一 二三圃一一 - 一一 论文框架 图1 2 论文结构框架分析 在本文的绪论中，笔者从数字化生存引出课题研究的时代背景，并指出数 字化信息传输方式成为了信息时代的本质特征。随后就信息传输的两种类型( 人 与人、人与物) 进行讨论，对照分析数字化出现前后的人类生活及界面形式的 变化，并总结其对于城市公共空间的影响。距离消失对场所重要性的弱化，以 及数字化界面在公共空间应用的潜力让人们看到数字化与公共空间结合的可能 性，并证实了课题研究的意义。 第二章中笔者跟随数字化技术和人类需求两条主线对数字化界面的演化展 开讨论，并对其发展的趋势进行了推导。笔者将数字化界面的发展作为讨论数 字化与公共空间结合的研究基础。 第三章是本文讨论的核心章节，试图在方法论的层面讨论数字化界面与城 9 第1 章绪论 市公共空间的结合方式。经过明确城市公共空间的范畴后，笔者在结合可能性 的基础上进一步讨论了二者结合的意义所在。此后，论文通过空间形式、功能 意义、技术手段、操作方式等方面对公共空间的数字化界面应用进行了归类和 分析，并总结推导出设计的一般流程。在分类细化后，将得出的一般设计流程 应用到具体的案例设计中，从而研究其规律性。 经过大量的分析和讨论可以看出，数字化融入公共空间界面已经是历史的 潮流。在本文的最后，笔者继续依循数字技术和人的需求的发展主线，探讨公 共空间数字化界面的前景及新界面特征。 数字化时代 传输方式变革 人与物之间 人与人之间 传输形式单一 物的被动性 传输低效性 交互不平衡 _ _ _ _ _ 一 一 受距离限制而集 中在公共场所 - 4 1 传输形式多样化 i i - 一 i r - 一 一一计算机的主体化 l 1 1 一 雹 十匮 固 - 曰 团 四 篚盈衄； 自由办公 电子游艺 手机网聊 网络购物 图1 3 第一章结构框架分析 1 0 数字化与公共 空间的结合可能 _ 一 课题研究方法 论文框架 闻弱一一为 空藏一一晨遇对性一一发机递赖一一面来 一一一一一一 患所一一字所信场一一数场 -j1-一，-ih 第2 章数字化界面的演变 第2 章数字化界面的演变 2 1 数字化界面的定义 界面在词典上的定义为：物质与物质之间的交界面。当我们研究数字化界 面的时候这个定义需要进一步的限制和说明。首先，数字化界面中两个物质的 范畴都被缩小了，第一个物质被限定为人，而第二个物质被限定为计算机，所 以我们可以把计算机界面又称为“人机界面”( h u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i o n ) 。 其次，物质与物质之间存在关系的时候界面才会产生，而在“人机界面”中， 这种关系的共同特征就是信息传输。最后，对于交界面的说明也极有必要，它 不仅仅是传统意义上的二维平面，也可以是三维曲面，甚至具有厚度成为空间 介质或具有不可见性。综上所述，我们可以将数字化界面定义为人与计算机之 间信息传输的媒介。 在人与计算机的交互过程中，人与机器之间的信息交流和控制活动都发生 在人机界面上。机器的各种显示都“作用”于人，从而实现机人信息传递：人通 过视觉和听觉等感官接受来自机器的信息，经过脑的加工、决策，然后做出反 应，实现人机的信息传递。人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性。1 在明确人机界面的定义后，在下面章节中我们来概括的了解一下其发展的 历程。 2 2 比特时代人机对话的历程 人机界面的缘起自然是数字化技术的诞生，此后的短短几十年时间中人机 界面已经经历了几个不同的发展阶段。但总体来看人的需求和数字化技术决定 了人机化界面发展方向，数字化界面发展各个阶段的成果一定程度上都是彼此 促进，相互权衡的结果：人的需求为人机界面提供了不断拓展的市场，而数字 化技术的进步为人机界面提供了实现的可能性。 l 李纲非物质界面设计【d 】杭州：浙江大学艺术设计系，2 0 0 6 ：1 2 1 1 第2 章数宇化界面的演变 221 以数宇化技术划分用户界面 汁算机出现不足半个世纪，从1 9 4 6 年世界上第一台数字计算机e n i a c 在 由美国宾步法尼亚大学摩尔学院诞生开始人机交互界面在技术上先后经历了 以符号为主的字符用户界面( c u i ) 、以_ 维视觉感知为主的图像用户界面 ( g u i ) 、综台多种信息输出方式的多媒体用户界面、探索多种输入方式的多通 道用户抖l 向，以及e i 造虚拟感知空旬的虚拟现丈用户界晰。而这些不同阶段的 界面形式的卅现几乎都对应着某一数字化新技术的应用，数字化技术很大程度 上决定人机界面的发展方向。( 图21 ) | ；震雾一l 义上人机对话的开始，此时用户与引算机之间星薯_ 可借助种双方都能理解的人工语言进行交墨曩一 互对话，而这种语言都具有简洁、严密、高教曩墨墨_ 的特征。但是由于命令语言操作要求人量的机矗量置置_ 械记忆和训练，并且容易出错，使入门者望而_ 置_ l 生畏，但对于专业人上而言就比较灵活和高曩簟量_ l 效。因此命令语言用户界面虽然已经不是主流墨墨量曩叠_ l 第2 章数字化界面的演变 保留和发展。( 圈2 2 ) 2 图形用户界面( g r a p h i cu s e ri n t e r f a c e ) 图形用户界面这 一概念是7 0 年代由施 乐公司帕洛阿尔托研 究巾心提出。由十界面 的直观性、易用性和技 术的成熟性图形用户 界面已经成为已经成 为当前用户界面的主 流，广泛应用于各种台 式微机和图形工作站。 罔23m a c0 sx 操作界面 位图技术以发鼠标的也用可以说是图形界面的起点。位图技术将人类熟悉 的图形转化为数字信息，并在计算机屏幕卜姓示m 来，使得用广界面变得更为 直观、生动。而鼠标的出现实现川户与图形界面之m 的视觉直观操作。随后菜 单的山现基本完成r 图形界面的初步体系。( 图23 ) 图形用户界面中菜单表现形式比命令用户界面更为仁富堞平面的显示 方式比枯燥的代码更生动，也更有吸目i 力。在图形崩户界面中用户只需根据图 图24g e e r 笔记本界面、p p h n n ef 帆界面 第2 章数字化界面的演变 像点击鼠标，而不再需要输入系统命令，从而大大减低记忆负荷，提高了界丽 的易用性，学习计算机操作就变得十分容易，也比较有乐趣。随着逐步进入后 数码时代，除r 在个人电脑范围内，许多新的数码产品、设备也延续r 图形界 面的设计原理譬妇笔记本、手机界耵等等。( 圈2 4 ) 同时，图形用户界面在许多公共展示界面中得到了广泛的应用。例如在为 p 九【! 纪的画卷“熙代胜览”而设计的一场交互展示中就运用了图形界面作为 画卷展示的说明手段。在展，】 r 卜，观众有机会可l l 了解耐卷中涉及生活中的方 方面面的相关信息，如宗教、民俗和流行从而重新体验1 九世纪东京商业街 景象。( 图2 5 ) 图25 画卷熙代胜览的媒体展不 图形用户界面的发展历史说明软件界面正在充分利用人的视觉能力，在图 形、分辨率、色彩方面取得了长足的进步。视觉界面在宜人性和科学性两个方 面取得了很大的进步。 3 多熏体用户再面( m u l t i m e d i au s e ri n t e r f a c e ) 在多媒体用户界面出现之前，用户界面已经经吐了从文本向图形的过渡， 此时用，、界面在信息输出方式上只有文本和图形两种静态的媒体。多媒体技术 引入r 动画、音频，视频等动态媒体特别是引入r 音频媒体，从而大大丰富 第2 章数字化界面的演变 r 计算机表现信息的形式，拓宽了计算机输出的带宽，提高了用户接受信息的 效率。 多媒体界面中人对信息表现形式的选择和控制能力得到了提升同时也开 始考虑信息表现形式与人的逻辑和刨造能力的结合，在顺序、符号信息咀及并 行、联想信息方血扩展r 人信息处理能力。 在界面信息的吸引力上，多媒体信息超过了以往任何一种单一媒体信息， 人在信息界面中的t 动性得到改善。对丁同一事物的理解人们可以选择最为适 合的媒体来获取信息，多种媒体的协作和小同媒体的自由切换为崩户提供了史 山广阔的选择空间。 罔26 柏林九然历史博物馆室内多媒体展示 柏林自然历史博物馆内的展不设施就为参观者体验r 多种媒体协作的魅 力。一系列的交互装置组成了条参观的线索，为 们提供生动、详细的博物 馆信息。其中在最大的展馆，陈列着巨大的恐龙骨架以及始祖鸟的标本。观众 可以在音频解说的引导下，通过数字望远镜看到现实骨架渐渐被赋予肌肉、皮 肤，然后恐龙回到侏罗纪的生存环境中并开始行止。而正是听觉解说和视觉合 成以及三维模拟技术的协作让参观者直观的了解r 恐龙的构造以及几亿年前的 生活环境。( 图26 ) 第2 争数字化界面的演变 你可以把多媒体想象成系列可随着片j 户的行为而延伸或缩减的收放自如 的信息。并种观念都可以被打丌，从多种币唰的层面予以详细分析。当你开肩 了小小的电子之门时你看到的可能是个因情景1 ；同而情节各异的故事：或 者，就像在理发店两排相对的大镜了里一样，看到的是影像之中的影像之中的 影像。很重要的点是，多媒体不能仅仅被视为个人世界的博览会，或是结合 ，影像，声音和数据的“声光盛宴”。多媒体领域真正的前进方向，是能随心所 欲地从种媒介转换到另一种媒介。1 这一点在多媒体作品“跨出页面的互动” b e y o n dp a g e s 中体现的淋漓尽致。 吖二l fl i ! ! 。 二剑j 二兰 图27 藤幡正树设计的多媒体作品( b e y o n dp a g e s ) 昏暗的房问中的书桌，书桌上有着发光的书本影像，随手拿起手边的笔， 轻轻的点了f 封面，- 页一页的翻动同时对应书中的文字旱现出形象的诤释。 在这个多媒体设计作品中，设计师通过晟为合适的媒体手段准确的诠释了不同 事物的属性；“池塘”在风声中波动着水纹，荷花随着用户的笔尖漂动着：“苹 果”被大口太口吃掉，并伴随着咬声和连续的咬痕：“石头”随着崩户笔尖的波 动不断移动着：“电灯”随着川户在书丽e 的点击。开关：“时间”沙漏跟随 用户的转动改变着流动的方向，投影在墙新的时钟也相应改变着显示的时间； 随着用户对“门把手”的拨弄视频中的小孩在投射在墙面上的门中进进出出。 这就是著名的b e y o n d p a g e s ) ) 作品中的景象，文字、图像、视频、音效等多媒 美1 月葛镕口数 m # i m ) m 镕* # * 海n * 南m 社1 9 9 7 ：8 8 1 6 严簟 一 蓄参 第2 章数字化界面的演变 体手段都在识字的过程中自由切换，从而达到形象的诠释作用。( 图2 7 ) 多媒体用户界面丰富了信息的表现形式，但基本上限于信息的存储和传输 方面，界面本身并没有理解媒体信息的含义。多媒体与人工智能技术相结合而 进行的媒体理解和推理的研究将改变这种现状。另一方面，多媒体技术的进步 基本都在人机界面信息输出方面，计算机的信息输入方式的匮乏直接说明了多 媒体界面在技术上的不成熟，并造成许多场合中的应用限制。 4 多通道用户界面( m u l t i m o d a lu s e ri n t e r f a c e ) 人机界面的信息传输通道可以分为感觉通道和效应通道，即输出和输入通 道。感觉通道侧重于媒体信息的输出，而效应通道侧重于交互过程中控制与信 息的输入。在多媒体用户界面中，人机交互形式仍迫使用户使用常规的输入设 备( 鼠标、键盘和触摸屏) 进行输入，信息的传输在输入、输出方面表现出极 大的不平衡。 上世纪8 0 年代后期以来，多通道用户界面成为人机交互技术研究的崭新领 域。人机界面开始关注信息机输入方式以及计算机对用户意图理解的问题，并 努力达到界面交互的高效性和自然性，使用户尽可能多地利用已有的日常技能 与计算机完成信息的快速传递。 ( 1 ) 人机界面交互的高效性 在我们生活中，经常可以看见当仅使用一种通道( 如语言) 不能充分表达 用户的意图时，需辅以其他通道( 如手势指点) 的信息。与此相同，在多通道 用户界面中多种效应通道的同时使用就显得十分重要，信息输入的准确性将大 大提高。需要特别强调的是，交替而独立地使用不同的通道不是真正意义上的 多通道技术，并行、协作的通道配合关系已经成为了多通道界面的特征。 例如英国克莱斯勒公司的互动三维汽车展示模型，这款为英国克莱斯勒公 司设计的虚拟汽车。展示通过交互的形式，观众可以对汽车外形以及各种性能 进行全面的可视化的了解。虚拟汽车的描述是按照真实比例呈现的，图像质量 基于高精度的三维模型。参观者可以在展示空间范围内移动可触显示屏，从任 意角度观察虚拟汽车，并通过屏幕和语音解说了解汽车各个方面的详细信息。 三维的模型也可以为观众对特殊的功能做出解释说明。 ( 图2 8 ) 生活中人们习惯于并大量使用非精确的信息交流，人类语言本身就具有高 度模糊性。允许使用模糊的表达手段可以避免不必要的认识负荷，有利于提高 1 7 第2 章数字化界面的演变 瓣 孛l 一匿 图29 眼球捕提互动装置d c v l n w o 第2 章数字化界面的演变 例蛐视线跟踪系统可促成视觉交互双向性，听觉通道在利用三维听觉定位 器实现了交百双向性，这在单通道片j 户界面时代足难h 想象的其巾眼球捕捉 百动回面“d e v i e w e r ”已经在设计中实现r 。在美术馆的墙h 挂着一副画，参 观者会发现当其凝视画面的一个局部时，画面会相应的发生精确变化。隐藏在 画面后的定位系统连续的捕捉观众眼球的变化，通过计箅机在画面上做出即时 的回馈，这样参与者就可以轻易的与美术作品进行互动活动。当参观者离开后 画面会自动恢复原先的状态。设刑币通过“d e v i e w e ”这种新媒体的尝试来激 发参与者的互动活动。曾经大师的作品枝陈列在镜框里供人欣赏而现在观众 转换r 角色，将可以根据自己的意愿来改变艺术作品。( 图2 9 ) 如今许多人机界面使用户太多的精力都花在效应通道的操作和切换r ，而 将降低了信息传输的效率。在多通道用户界面中界面本身逐步隐形化人们无 需再为界面分心。追求交互自然性的多通道用户界面并不需要向用户显示来说 明每个盘互成分。反之是在自然的交互过程中隐含地说明。 5 虚拟现实用户界面( v i r t u a lr e a l i t yu s e ri n t e r f a e e ) 虚拟现实系统向用，提供沉浸和多感觉通道的体验，它的三个重耍特点： 沉攫感、交互性、构思性决定r 言与以往人机叟互技术的不同反映了人际关 系的演化过程：在传统的人机系统l 1 人是操作者，机器j 足被动的反应：在 殷的计算机系统巾，人足用户人与训算机之问咀种对话的方式工作：在 虚拟现实巾，人足丰动参与者，复杂系统巾可能有许多参与者共同在计算机网 络系统为基础的虚拟环境中协同上作。 圈2l 0 “c s ”和“魔兽世界”游戏界面截圈 第2 章数字化界面的演变 在生活中我们最为熟悉的虚拟环境存在在网络游戏中。协作环境，即多个 用广在同。个虚拟世界中进行交互，允许参与者之间互相交互，已经成为虚拟 现实系统l | 的重要元素。例如，在战争模拟、战争训练和虚拟现实游戏中，都 包括团队行动和真人对手，由r 不可预测下步会发生什么，其他参与者的存 在会增加环境的挑战性。游戏者可以觉察到仿真中队友或敌人的存在，并允许 彼此之间互相交互。( 图21 0 ) 作为一种新型人机交互形式。虚拟现实技术比以前任何人机交瓦形式都有 希望彻底实现和谐的、“以人为中心”的人机界面。多通道和多媒体技术中许 多应用成果可直接被应用于虚拟现实技术，而虚拟现实投术正是r 种以集成为 主的技术。不断丰富的效应和感应通道技术在虚拟现实用户界面得到了统一和 综合利削。 例如虚拟自行车比赛，整个游戏由感应性自行车和显示屏幕组成。蝣戏者 通过车把上的按钮控制游戏菜单，在游戏过程巾感应器将自行车的速度、方向 摆幅以数据的形式输入到计算机巾，是游戏苕的肢体动作与游戏进程产生互动。 当随着墙式投影屏幕和立体音效的加入，游戏的真实感会更加强烈。( 图21 1 ) 嬲【：| ；塔嶝撼黼黎厘 图21 1 虚拟自f t 车游戏界面 222 以人类需求划分用户界面 技术的进步为人类社会提供了种种发展的可能，但是在这么多纷繁多样的 可能面前，人类的需求成为r 选择的依据和实现的动力。每种成功技术的发展 历程都经历r 实验阶段、普及阶段、以及发展阶段。数字化技术也不例外，f o j 样经历r 类似的三个阶段。( 图21 2 ) 1 可甩型人机界面 比特作为数字化技术的核心内容和基本单位事实上极为抽象，它不能像原 子、分子物质那样被人们看见、摸到，只有通过人机界面的输入和输出通道比 特才能为人所感知和利用。原始显示器和简易键盘成为r 数字化发展史上晶早 第2 章数字化界而的演变 的输出和输入通道，也代表着人机交互成为可能。人们丌始关注这个完全陌牛 的领域，并像对待其他晕人科学发明一样，开始大胆预测其将为人类社会进程 带来的巨大影响。然而此时计算机技