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

　　摘 要： 由于傳統(tǒng)產(chǎn)品評(píng)價(jià)方式具有較高的主觀隨意性，評(píng)價(jià)指標(biāo)較為簡(jiǎn)單，產(chǎn)品評(píng)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(píng)價(jià)系統(tǒng)，用戶通過(guò)人機(jī)交互模塊將評(píng)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系管理子系統(tǒng)中，該子系統(tǒng)先通過(guò)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(píng)價(jià)模型建立和更改產(chǎn)品評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，依照強(qiáng)制判斷法與專家法更改評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)值，依照指標(biāo)權(quán)重排序評(píng)價(jià)指標(biāo)。綜合評(píng)價(jià)和分析子系統(tǒng)根據(jù)排序后的評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果，瀏覽者可在評(píng)價(jià)結(jié)果輸出模塊查看評(píng)價(jià)效果。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)評(píng)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(píng)價(jià)系統(tǒng); 強(qiáng)制判斷法; 評(píng)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(gè)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(gè)較為繁雜的問(wèn)題，在整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)是較為重要的步驟[1]。在面對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)這個(gè)復(fù)雜問(wèn)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(guò)設(shè)計(jì)產(chǎn)品評(píng)價(jià)做出相關(guān)決策。通過(guò)產(chǎn)品評(píng)價(jià)可測(cè)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(píng)價(jià)通過(guò)比較、評(píng)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(píng)價(jià)過(guò)程等同于優(yōu)化過(guò)程[3]。在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)過(guò)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(píng)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(píng)價(jià)具有較高的主觀隨意性，同時(shí)評(píng)價(jià)指標(biāo)較為簡(jiǎn)單，評(píng)價(jià)時(shí)間較長(zhǎng)，與設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者要求相違背[4]。

　　隨著社會(huì)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(píng)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(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感觀，讓人仿佛置身在場(chǎng)景之中，通過(guò)數(shù)學(xué)模型及時(shí)體現(xiàn)瀏覽者對(duì)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(píng)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(píng)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(píng)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(píng)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(jué)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(jué)和觸覺(jué)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(duì)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(píng)價(jià)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包含綜合評(píng)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(gè)部分。

　　用戶通過(guò)人機(jī)交互模塊將評(píng)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系管理子系統(tǒng)中，該子系統(tǒng)通過(guò)信息查詢子系統(tǒng)查詢所需信息后，采用三層分類評(píng)價(jià)模型構(gòu)建產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過(guò)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)值判定模塊確定評(píng)價(jià)體系中評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，根據(jù)權(quán)重值排序評(píng)價(jià)指標(biāo)，將評(píng)價(jià)指標(biāo)輸入指標(biāo)庫(kù)中，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系管理子系統(tǒng)將得到的評(píng)價(jià)指標(biāo)傳輸?shù)骄C合評(píng)價(jià)與分析子系統(tǒng)中，在綜合評(píng)價(jià)與分析子系統(tǒng)中根據(jù)排序評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果，在評(píng)價(jià)結(jié)果輸出模塊中顯示評(píng)價(jià)效果。VR交互技術(shù)下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)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(gè)VR交互技術(shù)下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)和瀏覽者之間主要通過(guò)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(duì)瀏覽者工作效率產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，通常采用人機(jī)對(duì)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(duì)話框發(fā)送指令。

　　2) 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系管理子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)由多個(gè)模塊構(gòu)成，包括指標(biāo)體系構(gòu)建模塊、內(nèi)部接口、評(píng)價(jià)指標(biāo)庫(kù)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(píng)價(jià)方案指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)，采用三層分類評(píng)價(jià)模型設(shè)計(jì)產(chǎn)品，通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方案要求，瀏覽者可更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)。評(píng)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(guò)計(jì)算工具及時(shí)更改權(quán)值。通過(guò)評(píng)價(jià)指標(biāo)提取模塊獲取產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)對(duì)象和屬性值[7]。瀏覽者可將評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和屬性值存儲(chǔ)在評(píng)價(jià)指標(biāo)庫(kù)系統(tǒng)中，采用涵蓋模式識(shí)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(píng)價(jià)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及時(shí)評(píng)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(guò)主控制器瀏覽者能確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)對(duì)象，同時(shí)將評(píng)價(jià)目標(biāo)制作出來(lái)，根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)構(gòu)建評(píng)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(guò)程。

　　4) 信息查詢子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)內(nèi)主要包含文本庫(kù)、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(guò)不同形式將查詢結(jié)果顯示出來(lái)，包括表格、曲線和直方圖等。文本庫(kù)中包含輸入的文本信息，內(nèi)部含有描述評(píng)價(jià)方案和保存專家信息等存儲(chǔ)的文字描述信息，評(píng)價(jià)結(jié)果輸出模塊和信息查詢子系統(tǒng)主要通過(guò)協(xié)調(diào)模塊調(diào)用需要方法程序，通過(guò)協(xié)調(diào)模塊實(shí)時(shí)存儲(chǔ)結(jié)果。

　　5) 綜合評(píng)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(píng)價(jià)模塊和評(píng)價(jià)結(jié)果分析模塊。綜合評(píng)價(jià)模塊由多個(gè)子模塊構(gòu)成，主要包含技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)子模塊和名次計(jì)分法評(píng)價(jià)子模塊等。通過(guò)綜合評(píng)價(jià)模塊指導(dǎo)瀏覽者選取評(píng)價(jià)模塊，采用人機(jī)交互方式賦予不同評(píng)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(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。評(píng)價(jià)結(jié)果分析模塊采用多種量化模型和知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)分析評(píng)價(jià)結(jié)果，提出相應(yīng)參考意見(jiàn)。通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)參考意見(jiàn)和評(píng)價(jià)結(jié)果，通過(guò)知識(shí)庫(kù)獲取人機(jī)評(píng)價(jià)知識(shí)、量化模型和環(huán)境評(píng)價(jià)等知識(shí)。

　　6) 評(píng)價(jià)結(jié)果輸出模塊。該模塊可通過(guò)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(píng)價(jià)流程

　　在采用VR交互技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品評(píng)價(jià)系統(tǒng)時(shí)，需要設(shè)計(jì)合理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)流程，通過(guò)合理流程能實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目的，產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)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(píng)價(jià)指標(biāo)和數(shù)據(jù)積累等步驟，產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)流程如圖2所示。

　　從圖2中可以看出，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)流程中較為重要的是選擇產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)、分配指標(biāo)權(quán)重、數(shù)據(jù)庫(kù)積累和更新以及最終評(píng)價(jià)結(jié)果的顯示。通過(guò)選擇產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，瀏覽者可選取自身需要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案[9]。采用評(píng)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(píng)價(jià)結(jié)果可篩選出最優(yōu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。在評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)后，應(yīng)及時(shí)訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù)中的樣本，學(xué)習(xí)和總結(jié)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、指標(biāo)權(quán)重等評(píng)價(jià)方式，不斷改進(jìn)和完善數(shù)據(jù)庫(kù)，使數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)更加豐富。

　　1.2.1 選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)

　　經(jīng)過(guò)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)過(guò)程較為繁瑣，不同評(píng)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(píng)價(jià)因素，應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)建多層分類評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)[10]。本文系統(tǒng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中采用三層分類評(píng)價(jià)模型，產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)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(píng)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(píng)價(jià)系統(tǒng)中，瀏覽者可使用產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中自身所需的評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案，減少瀏覽者查詢?cè)u(píng)價(jià)指標(biāo)的過(guò)程，提高評(píng)價(jià)效率。