居室设计的科学与心理原理范文

智慧和技能是人类在自觉改造自然和社会实践活动中表现出来的行为。人类设计领域是普遍反映人的自觉意志和才智技能的活动领域。设计有多种定义:设计是“一种针对目标的问题求解活动”(阿切尔，《设计者运用的系统方淤，1965);设计是“在我们对最终结果感到自信之前，对我们想要做的东西所进行的模拟”(鲍克，《工程设计教学会议论文集》，1964);设计是“在特定情形下，向真正的总体需要提供的最佳答案”(玛切特，枪组造性工作中的思维控锄，1968);设计是“旨在改进现实的一种活动。设计过程的产物，被用作进行这种改进的模型”(盖茨帕斯基，《设计之人性观》，1980);设计是“作为一种专业活动，反映了委托人和用户所期望的东西;它是这样一个过程，通过它便决定了某种有限而称心的状态变化，以及把这种变化置于控制之中的手段”(雅克思，《设计，科学，方法》，1981)等。虽然不同的学者从不同的角度给设计下定义，但从其共性可知，设计是人们为满足一定需求，寻找和选择满意的备选方案的活动。这种活动是一种心智活动、问题求解活动、创新和发明活动。琼斯认为，设计是科学、艺术和数学的适当混合l1]。以创造良好的室内空间环境为目标的室内设计活动，是一种普遍而典型的设计活动。室内设计从属于应用科学范畴，其中包含着不少科学原理。室内设计的许多活动和结果，可以从科学的角度进行合理解释。

1射影几何是建立透视概念的数学基础

在表达室内设计效果时，人们常常使用透视原理制作富有立体感的效果图，实景拍摄的室内设计示例也满足透视原理。射影几何学是建立透视概念的基础。

定义一:仿射直线。在欧氏直线上添加了一个无穷远点后，得到一条新的直线，叫做仿射直线。

定义二:射影直线。如果把仿射直线上的无穷远点与普通点平等看待而不加以区别，这条直线就叫射影直线。

定义三:射影平面。如果把仿射平面上的无穷远元素与普遍元素平等看待而不加以区别，这个平面就叫做射影平面。定义四:透视中心和透视轴。如果2个三点形的对应点连线共点，且对应边的交点共线，那么这2个三点形就构成透视关系。对应点连线的交点叫做透视中心;对应边交点所在直线叫做透视轴。透视点与透视轴的相互关系如图1所示。

定理一:德萨格定理。如果2个三点形对应点的连线交于一点，那么对应边的交点在同一直线上。

定理二:德萨格定理的逆定理。如果2个三点形对应边的交点在同一条直线上，那么对应点的连线交于一点。

射影平面与欧氏平面的结构是不同的，例如在欧氏平面上2条直线不一定相交，而在射影平面上2条直线必交于一点。因此，射影平面具有一些特殊属性，对偶原理就是射影平面的一个重要特性。“点”与“直线”叫做射影平面上的对偶元素。在射影几何里，如果一个命题成立，那么它的对偶命题一定成立，这叫对偶原理冈。室内设计显示的透视关系如图2所示。案，为室内设计不断创新创造条件。认知心理学揭示了提高设计水平的机制和途径。

2认知心理学为设计者的知识储备提供了科学的解释

室内设计是在一定的背景知识作用和参与下进行的活动。背景知识是人们在进行某一具体认知活动之前已有的知识储备，是人们从他人那里学到的及自身通过认识实践获得的各种知识的总和。室内设计是一种为寻求最佳备选方案的心智活动，设计者认知结构中的知识储备是其进行创新设计的基础。瑞士心理学家皮亚杰等人认为，人类的认识活动从属于主体和外部世界在连续不断的相互作用中逐步建立的一系列心理结构，即认知结构。人在认识外部世界的同时，经过同化(吸收外部刺激，丰富原认知结构)和顺应(改组原结构或建立新结构)作用，使认知结构不断由低水平向高水平发展阴。皮亚杰认为，顺应、同化与组织是3个机能不变的先天因素，它是人人都有且与年龄无关的认知过程。结构是随年龄变化的智力过程。人的4个发展时期包括感觉运动智力期(0一2岁)、前运算思维期(2一6岁)、具体运算期(6一H岁)和形式运算期(11一巧岁)。人一旦到了形式运算期，便可进行形式思维与科学推理，这时人的认知结构叫做格群结构，它是包含有关未来事件、能够生成各种假设命题的所有可能组合的结构。这是一个观念网络，在这个网络里，事物与事物之间都彼此关联l4lo显然，具有从事室内设计能力的人均具有格群结构;具有格群结构的人，只要努力学习，广纳信息，博采众长，虚心求教，使个人的知识储备不断丰富和充实，就能设计更多的备选方案，为室内设计不断创新创造条件。认知心理学揭示了提高设计水平的机制和途径。

3备选方案选择的科学方法论意义

科学创造和艺术创造都需要从多种形式、各种可能方案中进行严格选择，以筛选方式找出最佳类型。法拉第研究电磁感应现象共用了7年时间，试验了1.6万个方案，最后一次试验取得了预期的效果;物理学家库兹佐夫研究了4万多张照片，终于发现了后来被称为“反艺负超子”的基本粒子的踪迹lso成功的室内设计必须从众多的备选方案中经过精心选择获得。室内设计对备选方案的选择与科学发现上的选择同样重要，两者在方法论意义上具有异曲同工之妙。

4室内设计成果可视化退辑

在计算信息处理技术普及的今天，计算机辅助设计(ComPute一AidsdDesign，cAD)在室内设计中已得到广泛应用，因而计算机科学中的可视化概念也进人设计领域。可视化在西方多被称为视觉化(VisualiZation)，是指“不可直接觉察的某种事物的直观表示”网。设计者的思维构想和储存于磁带、光盘中的数据，都是不可觉察和直观表示的事物，必须通过电脑屏幕显示或图纸显示才能被视觉直接感知，才能了解设计效果。在室内设计程序中，必须依据设计进程，分别以绘制草图、平面图、立面图、效果图、扩初设计图、施工图纸等形式展示;材料费、辅助材料费、人工费、设计费、管理费和税金等工程费用单及施工合同，也要以可视化形式表达门。此外，在设计过程中，设计者要通过人机交互不断修改设计方案，使设计方案趋于完善。这种设计过程的信息处理和监控，也是信息可视化的形式。可视化的重要性，归结于人们视觉感知的生理学原理。人的大脑中有150亿个神经元，其中75%以上服务于视觉，人的信息获取78%由视觉得来同。视觉获取信息量如此巨大，导致了设计过程和设计成果必须可视化。

5室内设计的科学美与艺术美

科学美是自然界内在和谐和秩序的反映，是一种深刻而永恒的理性美。科学美的对象是大自然的规律及其反映形式，包括符号、公式、公理、定律等。艺术美体现于观察对象的声色形态等外在形式，它是凭感官认识到的完善。黑格尔说:“美的生命在于显现(外形)”“真和善只有在美中才能水乳交融”。科学美和艺术美的形态都极为丰富，其中和谐、简单、对称、统一、奇异等是最基本的方面。历史上，毕达哥拉斯学派首次提出了“美是和谐和比例”的观点。“和谐是杂多的统一不协调的协调”叽

由于室内设计属于技术科学范畴，某些与之相关的自然规律必然为其所用，从而使其具有科学美的特点。透视原理的数学表述，人的认知能力可以通过学习和实践不断提高。基于视觉传输的规律和生理学基础的可视化必然逻辑等规律在室内设计中的应用，是室内设计科学美的例证。

室内设计以创造良好的室内空间环境为宗旨，应把满足人们在室内生产、生活、工作、休息的要求置于首位，因此设计师在设计时要充分考虑使用功能的要求，使室内环境合理化、舒适化、科学化;要考虑人们的活动规律，处理好空间关系、空间尺寸、空间比例;合理配置、陈设家具，妥善解决室内通风、采光、照明问题，注意室内色调的总体效果;要充分考虑结构造型中的形象美，把艺术与技术融合在一起，使室内设计更好地满足精神功能和要求(视觉反映、心理感受、艺术感染等)。室内设计的精神功能在于影响人们的情感，乃至影响人们的意志和行为。设计者要运用各种理论和手段冲击与影响人的情感，使之升华为预期的设计效果。如果室内环境能突出表明某种构思和意境，将会产生强烈的艺术感染力，使其精神功能得到充分发挥。设计者要注意把单纯齐一、对称均衡、调和对比、比例匀称、节奏韵律、多样统一等形式美应用于设计中。室内设计的各类图件，儿乎都以简练的手法绘制;平面图、立面图与表示对象有确定的比例，使彼此之间能精确换算，这是数学对称性的体现。由于设计任务的目的、客观条件、客户审美特点和要求等因素存在差异，因而每个设计方案都有其独特性，这就是设计的奇异性。由此可见，艺术美的基本形态在室内设计中普遍存在，科学美和艺术美在室内设计中得到充分体现。

6结语

设计科学属于技术科学范畴，室内设计是常见的工程设计。本文从透视概念的数学基础、设计者知识储备的科学解释、备选方案选择的科学方法论意义、设计成果可视化的逻辑、室内设计的科学美和艺术美等方面进行论述，探讨了室内设计的科学性和艺术性。