动态雕塑的人机界面研究 人机界面编程

　　动态雕塑可以通过将艺术与科技相结合的手段，同时引入时间概念，在运动中表现其体积和造型，表达特定的寓意。由于动态雕塑在不同瞬间可以呈现不同的状态，所以与传统的静态雕塑相比更能受到人们的欢迎。本研究基于人机工程学理论，通过对动态雕塑的人机界面分析，发现设计的相关线索，希望对我国雕塑行业的拓展有积极作用。
　　
　　装饰雕塑有静态与动态之分。世上绝大部分的装饰雕塑是以静态形式呈现的，被人们称作“凝固的艺术”，而还有一部分装饰雕塑则是以动态雕塑的形式呈现，易给人以更加丰富的视觉感受和心灵撞击。
　　当前国内城市建设项目较多，其中包括诸如新城区建设改造、大中型游乐场所建造和各种形式与规模的城市景观作品建设，其中具有观赏性的动态雕塑景观作品愈来愈引起设计界的关注和重视。开展动态雕塑的人机界面研究，有助于繁荣我国的艺术雕塑市场，推动城市文明的发展。
　　无论观者处于何种状态，静止或移动，都会不由自主地被吸引，与雕塑互动，从而感受到它的运动、平衡、和谐、变幻，以及互动过程中所产生的视觉效果及独特心理体验，犹如赏读一首优美的诗，反复吟颂之下，令人不经意间仿佛进入一个神秘的世界，感受到动态艺术的奇妙魅力，韵味无穷。
　　1.动态雕塑的特征
　　 动态雕塑已被艺术界广泛接受。伴随着新机械结构的、机械技术的发展、计算机技术的成熟，以及艺术家对新材料、新技术的使用，动态雕塑自身的形态和动态得以进一步的拓展，并日趋成为当代公共艺术中的主要艺术形态。
　　动态雕塑具有以下特征：
　　（1）追求动态化的视觉效果，强调艺术与科技的结合。动力来自于机械能量（电动机）或自然能量（风力、水力等）；
　　（2）拓展了传统雕塑的形态边界，创造性地将装置、建筑的艺术形式有机地结合，使雕塑作品的视觉表达更具丰富性和多样性；
　　（3）大量使用新材料，作品有更大的体量、制作程序也相对复杂得多；
　　（4）作品以进入公共空间（如户外开阔地或博物馆中）为目的，强调作品与环境之间的协调关系；
　　（5）强调雕塑作品与观众的“互动性”。 通过人与雕塑之间的肢体接触、声波传递等实现人机互动，将观众的参与视为作品意义必不可少的部分，使作品更有趣、更好玩、更让人乐于接受。
　　
　　2.动态雕塑的人机界面研究
　　人机工程学理论将人机界面分为视觉界面、听觉界面、触觉界面、嗅觉界面和味觉界面。动态雕塑设计基于人的心理特征，从以上五种界面中寻找设计灵感和创作源泉。近些年在国内外巨资兴建的所谓4D影院和5D影院就是人机界面应用的典型例子。这类多维的设计是在三维尺寸空间中加入声音、光影、气味、水淋、微风、震动等因素，使观众在欣赏故事的过程中产生身临其境的感受，如风中嗅到花香、动物扑面而来、汽车突然刹车等，给人带来心灵的安抚或震撼。
　　2.1 视觉界面
　　人对物体的视知觉主要受制于形状、颜色和质感。动态雕塑通过其空间形状、表面质感、色彩搭配和运动形式向观者传递视觉信息，其视觉信息越新颖有趣，动态雕塑就越能吸引观者的眼球。良好的视觉界面设计，不但能有效增加观者对雕塑的理解，还能使动态过程带有特殊的愉悦性，它的情感体验使人与动态雕塑的互动变得更积极，以拉尔方索的作品《永升》为例，其高5米的幽雅造型在运动过程中使观者产生两种视觉幻象，首先是作品中象征星球的球体，看起来总是不断向上移动，而事实上它是固定的。其次，弯曲而流动的造型使雕塑在旋转的时候不断变换形状，观者所看到的状态很大程度上依赖于其所处的位置，就像我们在现实生活中对周围事物的认知一样。在动态雕塑的光影处理中，雕塑与背景之间要有适宜的颜色对比和亮度对比关系。动态雕塑的颜色及光影效果处理的不好，动态雕塑的视觉冲击力与其整体的美感将一落千丈。另外，雕塑的尺寸和安放位置也要根据场景条件而定，以保证视觉的舒适感。
　　2.2 听觉界面
　　在人机交互中，随着人机交互中信息量的增加，可能导致用户信息过载。一个主要原因就是，单一的视觉输出给我们的视觉通道施加了很大的负担；而在现实世界中，听觉和视觉的互补作用是非常明显的，视觉通道反馈给用户小的注视区域，同时听觉通道反馈给用户周围的讯息，即使用户没有看显示的正确位置，听觉通道也能够通知用户重要事件的信息。
　　听觉界面在动态雕塑中将会是一种新的尝试，时间是声音中的重要影响因素，而时间与静态雕塑之间无法产生律动和配合；动态雕塑其自身就带有时间的概念，通过技术处理能够与声音相辅相成，譬如，可以通过计算机程序控制方式使动态雕塑按照某一音乐节拍运动，犹如雕塑踏着音乐翩翩起舞。采用声音的强度、频率、持续时间等因素做信息代码时，应避免使用极端值。信号强度应高于背景噪声，应保持足够的信噪比。听觉界面的良好运用能够有效的吸引观赏者，并能使观赏者更好的投入到对动态雕塑美的欣赏中。
　　2.3 触觉界面
　　对人类获取信息能力的研究表明，触觉是除视觉和听觉之外最重要的感觉。通过触觉传递信息为动态雕塑提供了无限可能。譬如通过手动操纵或脚动操纵实现动态装置的开启，同样通过拍打、挤压、抚摸等接触方式也可以实现运动速度、音乐音量、灯光明暗等介质的变化。在未来，动态雕塑很可能不仅仅是“只可远观不可亵玩焉”的了，触觉界面设计在动态雕塑领域将有广阔的发展空间。
　　
　　3.个人设计实践
　　首先，通过大量检索相关资料，结合机械原理的基本知识，我们进行了专题研究；随后运用头脑风暴法展开创意联想，寻找所需要的设计素材；在造型设计前对所搜集的资料进行分类整理（造型素材和动作素材），对所需的素材进行萃取、提炼、强化，从而完成动态雕塑的预方案，最后对方案不断完善和优化，得出设计结论。
　　动态雕塑设计方案之一名为《绚烂》，采用螺纹螺母副及滑轮结构实现雕塑的动态效果。
　　该雕塑（见图1）主体采用螺纹螺母副结构实现上下往复的直线运动，用电机带动螺杆原地转动，驱动螺母副作直线往复运动。同时在螺母副上固结十根杆，各杆末端设有滑轮，缆线通过滑轮结构与扇状槽钢组中的最小槽钢体相连。开启时，螺母副上升，借助重力作用扇状槽钢组顺次打开；收拢时，螺母副下降，借助缆线的牵力扇状槽钢组顺次合拢起来，完成一个运动周期，该运动周而复始，往复进行。雕塑尺寸随场地大小而定，可以单个形式或群组形式出现，色彩方案也可以有多种组合形式，用以营造不同的场景视觉效果。
　　动态雕塑设计方案之二名为《传递》，采用动力牵引、定时律动、灯光感应等原理实现雕塑的动态效果。该雕塑（见图2）高位三米，主体采用两条翻转对称的渐变型体构成，各渐变型体由8段组成，段与段之间可做韵律错动。渐变型体分别装有活动灯柱，可实现三种颜色的灯光变换。渐变型体内侧开有滑槽，在牵引绳的带动下，两活动灯柱自起点沿滑槽相互靠近，当两灯接触时，两灯实现颜色的顺序变换，之后彼此沿滑槽渐渐远离至终点，同理反向运行，即完成一个运动周期。该运动周而复始，造型流畅。该雕塑具有较强的趣味性，容易引起观众期待、联想、拥有等心理反映，使人驻足观赏，回味其中。
　　
　　参考文献
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　　[2] 童茜. 考尔德“动与静”的艺术世界期. 中外建筑，2006，（1）：76-77.
　　[3] 顾丞峰. 艺术公共性与公共性的误区. 文艺研究，2004（5）：114-119.
　　[4] 唐艳. 浅议现代园林景观与雕塑的融合，安徽农业科学，2009，37（22）：10779-10781.
　　（作者单位：上海华东理工大学 艺术设计与传媒学院，上海200237）

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