《設(shè)計概論》 課件 11　智能與計算設(shè)計

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材設(shè)計概論李立新王文聰編著｜第3版高等院校設(shè)計類專業(yè)新形態(tài)系列教材GAODENGYUANXIAOSHEJILEIZHUANYEXINXINGTAIXILIEJIAOCAI

目錄什么是設(shè)計01設(shè)計的形成與發(fā)展02設(shè)計的分類03設(shè)計的功能與形式04技術(shù)與藝術(shù)的統(tǒng)一05設(shè)計美學(xué)06設(shè)計管理08信息與數(shù)字化設(shè)計09交互與體驗設(shè)計10智能與計算設(shè)計11設(shè)計新形態(tài)12設(shè)計程序與方法07設(shè)計鑒賞與批評13CONTENTS智能與計算設(shè)計11.1人工智能與智能設(shè)計/11.2人工智能與生成設(shè)計/11.3普適計算與多模態(tài)交互設(shè)計11

11.1人工智能與智能設(shè)計11.1.1人工智能發(fā)展歷程11.1.2智能設(shè)計要素11.1.3智能設(shè)計特征11.1.1人工智能發(fā)展歷程

人工智能從開始到現(xiàn)在已經(jīng)有了60年的發(fā)展時間，它最大的特點應(yīng)該就是和人類有著極大的區(qū)別。劍橋大學(xué)在人工智能發(fā)展中扮演了重要角色，其中有三位影響深遠的人物：第一位是阿蘭·圖靈，他是圖靈測試和圖靈機思想的創(chuàng)造者；第二位是著名的深度學(xué)習(xí)之父杰弗里·辛頓，他曾在劍橋大學(xué)心理學(xué)本科就讀，并在加拿大繼續(xù)研究人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并提出深度學(xué)習(xí)的概念和方法，為人工智能的復(fù)興和繁榮做出了貢獻；第三位是阿爾法狗之父哈撒比斯，他也畢業(yè)于劍橋大學(xué)，在人工智能的發(fā)展中發(fā)揮了重要作用?，F(xiàn)階段人工智能最火的話題莫過于ChatGPT了，它是一種基于人工智能技術(shù)的人機交互系統(tǒng)，也被稱為語義模型或者對話模型，其是由OpenAI開發(fā)的一個強大的自然語言處理模型，可以理解和生成自然語言，并通過對話與用戶進行交流。ChatGPT11.1.2智能設(shè)計要素

智能化設(shè)計能使設(shè)計操作和設(shè)計過程更加智能便捷，其利用人工智能、機器學(xué)習(xí)、自然語言處理等技術(shù)方式，在設(shè)計過程中自動化地分析和生成設(shè)計方案、進行設(shè)計決策，以及優(yōu)化設(shè)計結(jié)果。其主要的目的是通過自動化和智能化的方法，提高設(shè)計的效率和質(zhì)量，降低成本和時間，促進創(chuàng)新和提高設(shè)計師的生產(chǎn)力。所以在當(dāng)下環(huán)境，智能化設(shè)計可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如建筑、工程、產(chǎn)品設(shè)計、制造等，同時它又可以優(yōu)化大規(guī)模的復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計，這對復(fù)雜系統(tǒng)今后的管理和優(yōu)化有著非常重要的意義。在設(shè)計的層面，智能化設(shè)計更加注重人機交互和視覺方面的可視化，因為這兩點可以直接提高產(chǎn)品的易使用程度和用戶對于產(chǎn)品的體驗程度，這樣可以更加便捷地使用相關(guān)的產(chǎn)品。

魔鏡FITURE11.1.3智能設(shè)計特征

人工智能如今應(yīng)用于很多場景之下，從智能化設(shè)計的應(yīng)用角度來說，應(yīng)用領(lǐng)域有很多，比如自動化的設(shè)計生成、對設(shè)計的智能優(yōu)化、針對個性化的設(shè)計、快速的原型設(shè)計以及智能制造等方面，這些都在設(shè)計的應(yīng)用中通過人工智能技術(shù)幫助用戶快速達成任務(wù)目標。DaedalusPavilion

11.2人工智能與生成設(shè)計11.2.1人工智能的設(shè)計應(yīng)用11.2.2生成設(shè)計11.2.3人工智能繪畫與生成設(shè)計11.2.1人工智能的設(shè)計應(yīng)用

由于AI具有高自動化和高技術(shù)的突出特點，所以與電子相關(guān)的領(lǐng)域接觸有很多，有電子機器領(lǐng)域、自然語言處理領(lǐng)域。這些屬于技術(shù)領(lǐng)域，當(dāng)然還有一些屬于視覺領(lǐng)域、計算機視覺方面等。AI的高度自動化和高度的智慧化也會應(yīng)用在機器人的相關(guān)技術(shù)層面，其他的還會用于自動駕駛、醫(yī)療保健、金融和教育等行業(yè)。設(shè)計是有目的的創(chuàng)作行為，這句話表明設(shè)計是一種為生活或者商業(yè)目的服務(wù)的工程。設(shè)計從表面上給人感覺像藝術(shù)，但是本質(zhì)上卻是理性的，設(shè)計的方法可以被量化歸納成經(jīng)驗方法（如視覺心理學(xué)、人體工程學(xué)）。11.2.2生成設(shè)計

生成藝術(shù)的概念來源于計算機圖形學(xué)，是當(dāng)代藝術(shù)創(chuàng)作的一種形式。它注重的不一定是以藝術(shù)品或最終產(chǎn)品為中心，而是創(chuàng)作過程和底層思想。這一類作品由藝術(shù)家或程序創(chuàng)建規(guī)則，例如自然語言、音樂語言、二進制代碼等，從而得到獨一無二的、美麗的結(jié)果，與可能花費數(shù)天甚至數(shù)月探索一個想法的傳統(tǒng)藝術(shù)家相比，生成代碼藝術(shù)家使用計算機在幾毫秒內(nèi)生成數(shù)千個想法。生成藝術(shù)家利用現(xiàn)代處理能力來發(fā)明新的美學(xué)——指導(dǎo)程序在一組“藝術(shù)約束”內(nèi)運行并引導(dǎo)過程達到預(yù)期的結(jié)果。X'Diptera蝴蝶生成圖11.2.3人工智能繪畫與生成設(shè)計

當(dāng)下科技程度不斷提高，人工智能技術(shù)也對生成設(shè)計產(chǎn)生了很大影響，例如AI生成的繪畫，還有AI生成文檔等。人工智能在藝術(shù)和設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為熱門話題，其中最為引人注目的便是AI制畫。AI制畫通過深度學(xué)習(xí)和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，使計算機能夠生成高質(zhì)量的圖像和藝術(shù)作品，極大地推動了數(shù)字藝術(shù)的發(fā)展。下面將詳細探討AI制畫的背景、技術(shù)和應(yīng)用，以及它在藝術(shù)和設(shè)計領(lǐng)域的未來前景。AI生成軟件

11.3普適計算與多模態(tài)交互設(shè)計11.3.1普適計算設(shè)計11.3.2多模態(tài)交互設(shè)計11.3.3多模態(tài)交互設(shè)計的應(yīng)用11.3.1普適計算設(shè)計

普適計算緣起于1991年，由Xerox公司的PARC研究中心首席科學(xué)家MarkWeiser提出普存計算的概念。之后在1999年，由IBM提出普適計算的概念，之后普存計算又被稱為普適計算。所謂普適計算指的是一種計算的方式，它在任何時候都可以通過設(shè)備訪問到所需的信息。它包含許多技術(shù)內(nèi)容，如移動通信技術(shù)、小型計算設(shè)備制造技術(shù)以及小型計算設(shè)備上的操作系統(tǒng)技術(shù)等，最重要的兩個特征是間斷連接與輕量計算。在當(dāng)下信息時代，普適計算可以通過降低設(shè)備復(fù)雜程度，使人們的生活更加高效便捷。另外，普適計算其實是網(wǎng)絡(luò)計算的自然延伸，個人電腦和其他移動設(shè)備可以通過它連接到網(wǎng)絡(luò)中，幫助用戶隨時隨地獲取信息。11.3.2多模態(tài)交互設(shè)計

“模態(tài)”（Modality）是個生物學(xué)概念，是由德國生理學(xué)家赫爾姆霍茲提出的，指生物利用感官器官和經(jīng)驗來接收信息通道的方式。例如，五感是人類獲得外界信息的渠道，而“多模態(tài)交互”是將人與這些渠道融合在一起，然后通過計算機利用多種通信通道響應(yīng)輸入，模擬人與人之間的交互方式。多模態(tài)交互設(shè)計是指利用多種感官和交互方式來設(shè)計用戶與計算機之間的交互體驗，它不僅僅是單一的交互方式，而是將多種交互方式結(jié)合在一起，包括視覺、聽覺、觸覺等感官方式以及語音、手勢等，它不僅僅可以提高用戶的體驗感，還可以增加交互的可靠性和效率。隨著智能設(shè)備和智能技術(shù)的不斷發(fā)展，多模態(tài)交互設(shè)計已經(jīng)成為現(xiàn)代人與數(shù)字世界交