虛擬現(xiàn)實(shí)與人工智能在家裝設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用

1、虛擬現(xiàn)實(shí)與人工智能在家居行業(yè)的應(yīng)用基于杭州巨夢科技產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的分析小結(jié)摘要2016年被稱作虛擬現(xiàn)實(shí)元年，著名硬件廠商HTC、Oclues,索尼等都推出了相 應(yīng)的硬件產(chǎn)品，國內(nèi)許多一線科技公司紛紛在該領(lǐng)域布局。同時(shí)另一頭2016年谷 歌旗下人工智能程序Alpha Go,打敗韓國圍棋9段選手李世石，這一事件，將人工 智能這一早已不新鮮的科學(xué)技術(shù)又一次推向了風(fēng)口浪尖，一時(shí)話題四起。虛擬現(xiàn) 實(shí)技術(shù)和人工智能技術(shù)，同時(shí)成為當(dāng)下街頭巷尾熱議的前沿科學(xué)技術(shù)話題。當(dāng)然 現(xiàn)在也有許多人唱衰虛擬現(xiàn)實(shí)，門檻高，效果不成熟，展示手段有限等都是現(xiàn)階 段虛擬現(xiàn)實(shí)無法發(fā)揮的障礙。無獨(dú)有偶，有人認(rèn)為人工智能還停留在有多少人工

2、就有多少智能的尷尬階段。但是真的是這樣的嗎？虛擬現(xiàn)實(shí)是泡沫嗎？人工智能 是忽悠嗎？當(dāng)然不是。不僅不是，筆者認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和人工智能技術(shù)結(jié)合的 產(chǎn)物，將成為時(shí)代發(fā)展的有力引擎。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；人機(jī)交互；人工智能；機(jī)器學(xué)習(xí) TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 1前言1 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 1.1時(shí)代背景1 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 2人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)1 HYPERLINK l bookmark20

3、 o Current Document 3互聯(lián)網(wǎng)家裝1 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 2人工智能如何改變?nèi)藗兊纳? HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 1賦予機(jī)器家裝設(shè)計(jì)的能力2 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 3虛擬現(xiàn)實(shí)方面4 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 1技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)流程4 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 3.2技術(shù)優(yōu)勢5 HYP

4、ERLINK l bookmark51 o Current Document 4最后61前言1. 1時(shí)代背景有人說是技術(shù)推動時(shí)代一步步向前狂奔，也有人說是資本推動時(shí)代向前裸奔， 一句玩笑卻道出了一個(gè)怪誕的現(xiàn)實(shí)，因?yàn)橘Y本的涌入，新技術(shù)不斷吸引無數(shù)人投 入其中，隨之而來的是無所得的投機(jī)者鄙夷的目光。人工智能，虛擬現(xiàn)實(shí)，這些 起源于上個(gè)世紀(jì)的技術(shù)領(lǐng)域，隨著新的一波浪潮再次來到人們眼前。人們懷著一 邊使勁發(fā)展一邊使勁懷疑的心態(tài)關(guān)注著這些技術(shù)行業(yè)的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)當(dāng)下一個(gè)熱門的應(yīng)用領(lǐng)域是虛擬看房，下面例舉一些筆者所了 解的行業(yè)內(nèi)相關(guān)的公司的狀況：2015年3月12日，互聯(lián)網(wǎng)家裝公司土巴兔獲得58同城、

5、紅杉資本、經(jīng)緯 創(chuàng)投共同投資的2億美元C輪融資。2015年年初，VR家裝公司愛福窩獲得6250 萬A輪融資。同樣情況的公司還有酷家樂、無憂我房、巨夢科技和美屋365等為 代表的一大批新興力量。1. 2人工智能技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）這個(gè)名稱由1956年被一群年輕的 科學(xué)家提出，它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技 術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。2016年3月谷歌旗下人工智能程序Alpha Go擊敗韓國圍棋9段選手使之再度走到聚光燈下，吸引無數(shù)關(guān)注的目光。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡稱VR）最早

6、起源于20世紀(jì)50年代，是一種綜 合計(jì)算機(jī)圖形、傳感器、人機(jī)交互等多種科學(xué)技術(shù)發(fā)展起來的高級人機(jī)交互技術(shù)。 由于近些年計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展成熟，產(chǎn)業(yè)漸漸形成。1. 4互聯(lián)網(wǎng)家裝虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對于建筑表現(xiàn)和設(shè)計(jì)師想法的傳達(dá)有著自己獨(dú)特優(yōu)勢，由于能 夠?qū)@示場景還原成用戶能夠體驗(yàn)狀態(tài)，這項(xiàng)技術(shù)能夠很快將體驗(yàn)者帶入到場景 中。這種能力被稱作沉浸感，這種優(yōu)勢很快便被用到互聯(lián)網(wǎng)家裝行業(yè)。傳統(tǒng)的建筑展示方式是設(shè)計(jì)圖加效果圖的形式，可定制化的程度不高，一個(gè) 方案是否合適需要效果圖來展現(xiàn)，設(shè)計(jì)上任何地方的改動都需要重新渲染出相應(yīng) 的效果圖，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因而這些事情都是專業(yè)人士在做，對于普通用戶（建筑擁 有者)而言，

7、這是一個(gè)耗時(shí)長還來回折騰的過程，用戶體驗(yàn)不是不好，是過時(shí)。 而用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建起，具有照片級現(xiàn)場還原的場景，作為現(xiàn)階段最完美的替 代方案出現(xiàn)，成為了當(dāng)代許多新興公司在發(fā)展的領(lǐng)域，筆者所了解的酷家樂、巨 夢科技、美屋365就是這樣的公司，這些公司都是15年前后成立，有一個(gè)共同 點(diǎn)是，基于自己對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的理解嘗試給出自家的解決方案。2人工智能如何改變?nèi)藗兊纳罨蛟S現(xiàn)在你認(rèn)為人工智能還離你很遠(yuǎn)，但是殊不知這項(xiàng)技術(shù)已成熟地應(yīng)用于 諸多領(lǐng)域。例如你可能聽過的自動駕駛技術(shù)，后臺AI程序基于路況分析自動尋 找合適的線路，自動避障，緊急制動等等一連串系統(tǒng)工程都在你可能沒注意的時(shí) 候悄然運(yùn)行，再比如醫(yī)院的

8、AI程序分析X光的能力比人類醫(yī)生要準(zhǔn)確許多，美 國部分地區(qū)用AI來分析證物，比人類律師要強(qiáng)上不少。再舉個(gè)常用的例子你常 坐的飛機(jī)其實(shí)大部分時(shí)間是AI程序在控制，人類參與控制的只有飛機(jī)起降的七 八分鐘。說到這里你可能會疑問，AI到底是什么，人工智能到底是怎么實(shí)現(xiàn)的， 很抱歉筆者也不知道，但是筆者試圖將所了解到的事實(shí)解構(gòu)還原出來。要讓機(jī)器擁有強(qiáng)大的計(jì)算能力，本質(zhì)上只要硬件發(fā)展，這個(gè)能力理論上沒有 上限。復(fù)雜一點(diǎn)的，要賦予機(jī)器打游戲的能力，這個(gè)也不是什么新鮮事，工程師 將規(guī)則以代碼的形式組織成應(yīng)用程序，對用戶的輸入做出相應(yīng)，這樣的應(yīng)用程序 就可以稱作AI，你可能認(rèn)為這樣的人工智能一點(diǎn)都不智能。對，這

9、只是前人做過 無數(shù)次的事情，商業(yè)化都已經(jīng)十分完善。這只是AI的第一個(gè)階段，這個(gè)階段工 程師試圖賦予機(jī)器做某種特定工作的能力，但是這并不是AI的全部，現(xiàn)在的AI 正在被賦予自我學(xué)習(xí)能力，這個(gè)能力有個(gè)詞匯叫機(jī)器學(xué)習(xí)(Machine Learning)， 2016年打敗韓國圍棋9段選手的Alpha Go便是機(jī)器學(xué)習(xí)的產(chǎn)物。人工智能已然 成為一個(gè)龐然大物。1賦予機(jī)器家裝設(shè)計(jì)的能力人類是幸運(yùn)的，幾百萬年的進(jìn)化使得我們擁有了諸多關(guān)鍵能力，我們的演繹 推理能力，空間能力，對旋律和聲音的感知，情緒，智力等等。這些能力一同工 作構(gòu)建起了一張復(fù)雜的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，這也使得人類區(qū)別于動物和其他客觀事物。但 是要讓機(jī)器獲得

10、我們身上的某些能力，這可能嗎？筆者不能給出答案，但是有一 件事是確信的，有許多人正在這些領(lǐng)域探索。下面要介紹的是筆者了解到的巨夢 科技旗下ManKu滿屋家具給出的案例，嘗試賦予機(jī)器空間設(shè)計(jì)的能力。要賦予機(jī)器有空間設(shè)計(jì)能力，可以概括為三步：1、讓機(jī)器知道要干什么；2、訓(xùn)練；3、檢測。在讓機(jī)器明白要干什么這一步上，首要要解決的是如何讓機(jī)器識別空間。有 種被實(shí)踐證明可用的方式。將空間數(shù)據(jù)序列化成狀態(tài)信息。將空間大小，坐標(biāo)加 上掩碼的形式保存到序列化文件中。這就獲得了空間狀態(tài)的數(shù)據(jù)。同時(shí)對于空間 設(shè)計(jì)而言，不可或缺的就是要擺放家具，這里就用到了一個(gè)叫做撒鹽的算法。通 過將對應(yīng)類別的家具隨機(jī)生成到空間對

11、應(yīng)區(qū)域，這就完成了最基本的讓機(jī)器知道 要做什么這一步。需要指出的是在上述撒鹽算法實(shí)現(xiàn)時(shí)會做其他一些事情，例如隨機(jī)網(wǎng)格化移 動鹽，每次移動用代價(jià)函數(shù)來計(jì)算當(dāng)前位置的代價(jià)（這里的代價(jià)可以分為分值代 價(jià)和朝向代價(jià)，分值代價(jià)記錄當(dāng)前物體是否和空間中其他物體或有重疊，重疊區(qū) 域大小等分等級記錄加減分，得到當(dāng)前狀態(tài)最終分值，朝向分值并不是一個(gè)值， 它以數(shù)組形式記錄的是當(dāng)前物體相對其他物體和者墻體的朝向關(guān)系）。在訓(xùn)練程序之前需要將機(jī)器生成的方案存儲到數(shù)據(jù)庫中作為未處理數(shù)據(jù)，通 過算法給數(shù)據(jù)打分并將方案特征，代價(jià)，分值存儲到另外的數(shù)據(jù)庫中，成為訓(xùn)練 池。程序重新讀取之前生成的方案，并在訓(xùn)練池中找到相應(yīng)的分值，

12、自己生成撒 鹽權(quán)重。上面這一步訓(xùn)練是最關(guān)鍵的一步，訓(xùn)練算法的好壞直接決定程序“聰不 聰明”。完成了訓(xùn)練之后機(jī)器基本上就擁有了設(shè)計(jì)能力。能夠自行生成效果上乘 的方案。檢測是必不可少的一步，這一步將機(jī)器最終結(jié)果中不合理的部分剔除并反饋 給程序。不斷提升機(jī)器的設(shè)計(jì)能力。上面這個(gè)例子這個(gè)說明機(jī)器學(xué)習(xí)在當(dāng)下的家具行業(yè)確實(shí)已在發(fā)揮著重要的作 用。3虛擬現(xiàn)實(shí)方面現(xiàn)階段的虛擬家裝產(chǎn)品多是基于虛擬現(xiàn)實(shí)引擎搭建的，這樣的產(chǎn)品優(yōu)勢在于 能夠?qū)⒁粋€(gè)場景表現(xiàn)的盡可能接近真實(shí)地還原同時(shí)擁有豐富地交互功能，這在有 底層開發(fā)地團(tuán)隊(duì)面前是比較容易實(shí)現(xiàn)地，這并不代表虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于家裝行 業(yè)就不存在弊端。細(xì)心的讀者可能會發(fā)現(xiàn)，

13、這些主打VR的公司網(wǎng)頁上視乎呈現(xiàn)的并不全是三 維場景，主要還是以全景圖的形式在呈現(xiàn)場景。為什么會這樣呢？原因其實(shí)很簡單，網(wǎng)頁上辦不到?，F(xiàn)階段成熟的虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)引擎就那么幾 個(gè)，使用者多的無非Unreal Engine4、Unity3D這些早期在3D游戲領(lǐng)域耕作的引 擎，以Unreal Engine4為例，這一引擎開發(fā)出來的場景體量最小都有4百兆，這 樣的體量對于性能要求幾乎是瞬時(shí)相應(yīng)的網(wǎng)站頁面端而言，基本上是不可能實(shí)現(xiàn) 的。其他雖然也有些國內(nèi)的相關(guān)引擎，但是畫面效果，性能，穩(wěn)定性等綜合表現(xiàn) 并不突出，而且也沒能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站端瞬時(shí)響應(yīng)，受眾也不多，這里就不做討論了。 而這一問題也直接導(dǎo)致出現(xiàn)了如酷家

14、樂CEO所說的：現(xiàn)在的VR全是全景圖這一 尷尬的局面。當(dāng)然這一解決方案現(xiàn)在看來是有所取舍的，大家都號稱自己研發(fā)的是VR， 但是直接能夠呈現(xiàn)在用戶面前的往往只是全景圖。當(dāng)然若用戶能夠?qū)嵉厝ンw驗(yàn)， 也是能夠體驗(yàn)到VR場景所能帶來的強(qiáng)大的沉浸式體驗(yàn)。下面就巨夢科技旗下滿屋家具的具體案例，對VR場景如何轉(zhuǎn)變?yōu)槿皥D以 及VR技術(shù)在這一個(gè)案例下具體的作用做一個(gè)探討。1技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)流程滿屋的技術(shù)產(chǎn)品分為線上線下兩條線，線上的以網(wǎng)站展示為主。而線下便是 直接使用Unreal Engine4開發(fā)的樣板間。對于線上展示而言，虛擬現(xiàn)實(shí)引擎用于 渲染，以返回全景圖形式，來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站切換不同場景、或同一場景切換不同家具

15、 的功能。與普通的電商網(wǎng)站不同的地方是，滿屋所有的家裝產(chǎn)品都以場景的形式 展現(xiàn)，每一個(gè)家裝產(chǎn)品的更換都會通過后面將要介紹的方法生成，這一方式正式 其對于VR理解的獨(dú)到之處。前面說到的網(wǎng)頁端展示，這個(gè)展示是基于用戶搜索自己的小區(qū)戶型，網(wǎng)站端 將小區(qū)的相關(guān)信息發(fā)送給AI程序，AI算出一套裝修方案并，形成整體搭配的物 品清單。然后頁面端將清單發(fā)送給消息分發(fā)中心流程如下：1、網(wǎng)站前端用戶將搜索的戶型數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)站后臺。2、網(wǎng)站后臺請求的戶型特征數(shù)據(jù)發(fā)送到AI程序，向AI請求方案。3、AI返回的方案數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)站后臺4、后臺將方案數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給消息中心5、消息分發(fā)中心將收到的消息處理后加入到消息隊(duì)列，分時(shí)分終端地將任 務(wù)下發(fā)到渲染服務(wù)器。6、渲染服務(wù)器接收到任務(wù)打開生成相應(yīng)地場景在渲染引擎中開始渲染截 圖，并將所生成的圖片存到相應(yīng)的圖片服務(wù)器，將圖片鏈接與相關(guān)的信 息返回給消息分發(fā)中心。7、消息分發(fā)中心轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)站后臺。8、后臺將數(shù)據(jù)解析成前端需要的形式返回給前端。3. 2技術(shù)優(yōu)勢相較于其他類似公司，滿屋家居具的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式和方案生成機(jī)制有明顯 的差異性。相較于將虛擬現(xiàn)實(shí)場景工具化了的酷家樂，滿屋虛擬以其獨(dú)特的人 工智能算法程序，輕松實(shí)現(xiàn)批量化，高效化，和個(gè)性化的場景定制功能，同時(shí) 基于用戶請求的動態(tài)響應(yīng)式獨(dú)特方案能夠大幅節(jié)省設(shè)計(jì)成本。4最