VR交互技術(shù)下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)系統(tǒng)研究

　　摘 要： 由于傳統(tǒng)產(chǎn)品評價(jià)方式具有較高的主觀隨意性，評價(jià)指標(biāo)較為簡單，產(chǎn)品評價(jià)結(jié)果與設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者要求相違背。研發(fā)VR交互技術(shù)下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)系統(tǒng)，用戶通過人機(jī)交互模塊將評價(jià)需求反饋到系統(tǒng)主控制器中，主控制器將制定用戶需求傳輸?shù)皆u價(jià)指標(biāo)體系管理子系統(tǒng)中，該子系統(tǒng)先通過信息查詢子系統(tǒng)查詢相關(guān)需求信息，再采用三層分類評價(jià)模型建立和更改產(chǎn)品評價(jià)指標(biāo)體系，依照強(qiáng)制判斷法與專家法更改評價(jià)指標(biāo)權(quán)值，依照指標(biāo)權(quán)重排序評價(jià)指標(biāo)。綜合評價(jià)和分析子系統(tǒng)根據(jù)排序后的評價(jià)指標(biāo)綜合評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果，瀏覽者可在評價(jià)結(jié)果輸出模塊查看評價(jià)效果。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案時(shí)間最短為4.9 ms，能量消耗最低為0.498 kJ，且人機(jī)交互效果佳。

　　關(guān)鍵詞： VR交互技術(shù); 產(chǎn)品設(shè)計(jì); 評價(jià)系統(tǒng); 強(qiáng)制判斷法; 評價(jià)指標(biāo); 權(quán)重

　　《新世紀(jì)智能》(旬刊)創(chuàng)刊于2018年，以馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導(dǎo)，全面貫徹黨的教育方針和“雙百方針”。

　　0 引 言

　　產(chǎn)品設(shè)計(jì)是個較為繁雜的問題，在整個產(chǎn)品設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)評價(jià)是較為重要的步驟[1]。在面對產(chǎn)品設(shè)計(jì)這個復(fù)雜問題時(shí)，應(yīng)探析設(shè)計(jì)產(chǎn)品特征和約束條件，在綜合多種方案的情況下，通過設(shè)計(jì)產(chǎn)品評價(jià)做出相關(guān)決策。通過產(chǎn)品評價(jià)可測量產(chǎn)品屬性，將屬性轉(zhuǎn)化成效用行為[2]。產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)通過比較、評價(jià)解決設(shè)計(jì)方案，判斷不同產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的價(jià)值，從中篩選出最優(yōu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)過程等同于優(yōu)化過程[3]。在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)過程中，通常采用產(chǎn)品生產(chǎn)者將專家聚集在一起，專家打分評價(jià)產(chǎn)品，由此選出最優(yōu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。傳統(tǒng)產(chǎn)品評價(jià)具有較高的主觀隨意性，同時(shí)評價(jià)指標(biāo)較為簡單，評價(jià)時(shí)間較長，與設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者要求相違背[4]。

　　隨著社會發(fā)展和科技進(jìn)步，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)正在日漸完善，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了嶄新的產(chǎn)品評價(jià)設(shè)計(jì)方式，采用VR設(shè)備和數(shù)學(xué)模型可生成產(chǎn)品虛擬世界，瀏覽者通過視覺、聽覺等感觀，讓人仿佛置身在場景之中，通過數(shù)學(xué)模型及時(shí)體現(xiàn)瀏覽者對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的修改，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。因此，本文采用VR交互技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品評價(jià)系統(tǒng)，在保障設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)降低設(shè)計(jì)盲目性，改善產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率[5]。

　　1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)系統(tǒng)研究

　　1.1 VR交互技術(shù)下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　VR交互技術(shù)下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)系統(tǒng)關(guān)鍵是保障瀏覽者在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中獲取感官認(rèn)知。為使用戶產(chǎn)生真實(shí)感，在增強(qiáng)瀏覽者的視覺感知時(shí)，應(yīng)采用VR技術(shù)中經(jīng)常使用的顯示設(shè)備，例如立體眼鏡、大屏幕投影、陰極攝像館顯示器等，在考慮瀏覽者視覺和觸覺感知的情況下，應(yīng)使瀏覽者在控制虛擬物體時(shí)，感知虛擬物體對瀏覽者的反作用力[6]。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)VR交互技術(shù)下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包含綜合評價(jià)與分析子系統(tǒng)、人機(jī)交互模塊、信息查詢子系統(tǒng)等六個部分。

　　用戶通過人機(jī)交互模塊將評價(jià)需求反饋到系統(tǒng)主控制器中，主控制器在制定目標(biāo)需求后，將目標(biāo)需求傳輸?shù)皆u價(jià)指標(biāo)體系管理子系統(tǒng)中，該子系統(tǒng)通過信息查詢子系統(tǒng)查詢所需信息后，采用三層分類評價(jià)模型構(gòu)建產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)體系，通過評價(jià)指標(biāo)權(quán)值判定模塊確定評價(jià)體系中評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，根據(jù)權(quán)重值排序評價(jià)指標(biāo)，將評價(jià)指標(biāo)輸入指標(biāo)庫中，評價(jià)指標(biāo)體系管理子系統(tǒng)將得到的評價(jià)指標(biāo)傳輸?shù)骄C合評價(jià)與分析子系統(tǒng)中，在綜合評價(jià)與分析子系統(tǒng)中根據(jù)排序評價(jià)指標(biāo)綜合評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果，在評價(jià)結(jié)果輸出模塊中顯示評價(jià)效果。VR交互技術(shù)下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　1) 人機(jī)交互模塊。整個VR交互技術(shù)下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)系統(tǒng)和瀏覽者之間主要通過人機(jī)交互模塊連接在一起。人機(jī)交互模塊的主要功能是傳遞和交互瀏覽者和系統(tǒng)之間的信息，該模塊對瀏覽者工作效率產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，通常采用人機(jī)對話、人機(jī)接觸等方式實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，在該模塊中瀏覽者主要采用菜單和提示對話框發(fā)送指令。

　　2) 評價(jià)指標(biāo)體系管理子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)由多個模塊構(gòu)成，包括指標(biāo)體系構(gòu)建模塊、內(nèi)部接口、評價(jià)指標(biāo)庫系統(tǒng)等。指標(biāo)體系構(gòu)建模塊的主要功能是建立和更改多種產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)方案指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)，采用三層分類評價(jià)模型設(shè)計(jì)產(chǎn)品，通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)方案要求，瀏覽者可更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)。評價(jià)指標(biāo)權(quán)值判定模塊主要是將權(quán)值計(jì)算工具提供給瀏覽者，計(jì)算工具包括強(qiáng)制判斷法與專家法，瀏覽者可通過計(jì)算工具及時(shí)更改權(quán)值。通過評價(jià)指標(biāo)提取模塊獲取產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)對象和屬性值[7]。瀏覽者可將評價(jià)指標(biāo)體系和屬性值存儲在評價(jià)指標(biāo)庫系統(tǒng)中，采用涵蓋模式識別和輪廓提取等圖像處理技術(shù)后，內(nèi)部接口可獲取產(chǎn)品設(shè)計(jì)特征數(shù)據(jù)，預(yù)處理產(chǎn)品特征數(shù)據(jù)后，將特征數(shù)據(jù)應(yīng)用到評價(jià)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及時(shí)評價(jià)導(dǎo)向功能，有助于瀏覽產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

　　3) 主控制器。通過主控制器瀏覽者能確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)對象，同時(shí)將評價(jià)目標(biāo)制作出來，根據(jù)評價(jià)目標(biāo)構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系，協(xié)調(diào)控制子模塊處理程序，改善子模塊處理程序的運(yùn)行過程。

　　4) 信息查詢子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)內(nèi)主要包含文本庫、協(xié)調(diào)模塊和信息查詢模塊。信息查詢模塊主要向?yàn)g覽者提供查詢方式，例如目錄、搜索和索引等，通過不同形式將查詢結(jié)果顯示出來，包括表格、曲線和直方圖等。文本庫中包含輸入的文本信息，內(nèi)部含有描述評價(jià)方案和保存專家信息等存儲的文字描述信息，評價(jià)結(jié)果輸出模塊和信息查詢子系統(tǒng)主要通過協(xié)調(diào)模塊調(diào)用需要方法程序，通過協(xié)調(diào)模塊實(shí)時(shí)存儲結(jié)果。

　　5) 綜合評價(jià)和分析子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)主要組成部分包括綜合評價(jià)模塊和評價(jià)結(jié)果分析模塊。綜合評價(jià)模塊由多個子模塊構(gòu)成，主要包含技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)子模塊和名次計(jì)分法評價(jià)子模塊等。通過綜合評價(jià)模塊指導(dǎo)瀏覽者選取評價(jià)模塊，采用人機(jī)交互方式賦予不同評價(jià)指標(biāo)權(quán)系數(shù)值，篩選相應(yīng)隸屬函數(shù)量化指標(biāo)屬性值，綜合評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。評價(jià)結(jié)果分析模塊采用多種量化模型和知識庫中的知識分析評價(jià)結(jié)果，提出相應(yīng)參考意見。通過數(shù)據(jù)庫存儲參考意見和評價(jià)結(jié)果，通過知識庫獲取人機(jī)評價(jià)知識、量化模型和環(huán)境評價(jià)等知識。

　　6) 評價(jià)結(jié)果輸出模塊。該模塊可通過多種表達(dá)形式輸出瀏覽者需求信息，例如報(bào)表、直方圖和曲線圖等表達(dá)方式，將需求信息輸出到打印機(jī)或者顯示屏上。

　　1.2 VR交互技術(shù)下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)流程

　　在采用VR交互技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品評價(jià)系統(tǒng)時(shí)，需要設(shè)計(jì)合理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)流程，通過合理流程能實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目的，產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)流程主要包含人機(jī)交互模塊、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案、選擇產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)和數(shù)據(jù)積累等步驟，產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)流程如圖2所示。

　　從圖2中可以看出，整個產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)流程中較為重要的是選擇產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)、分配指標(biāo)權(quán)重、數(shù)據(jù)庫積累和更新以及最終評價(jià)結(jié)果的顯示。通過選擇產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)，瀏覽者可選取自身需要的評價(jià)指標(biāo)，通過評價(jià)指標(biāo)評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案[9]。采用評價(jià)指標(biāo)分配權(quán)值，選擇瀏覽者自身需設(shè)計(jì)的產(chǎn)品包裝目標(biāo)，合理建立分配指標(biāo)權(quán)重。依據(jù)顯示的最終評價(jià)結(jié)果可篩選出最優(yōu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。在評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)后，應(yīng)及時(shí)訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的樣本，學(xué)習(xí)和總結(jié)評價(jià)指標(biāo)體系、指標(biāo)權(quán)重等評價(jià)方式，不斷改進(jìn)和完善數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)更加豐富。

　　1.2.1 選擇評價(jià)指標(biāo)

　　經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)過程較為繁瑣，不同評價(jià)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次有所區(qū)別，結(jié)構(gòu)層次中包括多種評價(jià)因素，應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)建多層分類評價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的評價(jià)[10]。本文系統(tǒng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)體系中采用三層分類評價(jià)模型，產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)體系詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

　　從圖3中可以看出，產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)體系中包含形態(tài)、色彩和人機(jī)等五種因素，在VR交互技術(shù)下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)系統(tǒng)中，瀏覽者可使用產(chǎn)品設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)體系中自身所需的評價(jià)指標(biāo)，評價(jià)設(shè)計(jì)方案，減少瀏覽者查詢評價(jià)指標(biāo)的過程，提高評價(jià)效率。