虚拟现实与人工智能在家装设计行业的应用

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1、虚拟现实与人工智能在家居行业的应用基于杭州巨梦科技产品实现的分析小结摘 要2016年被称作虚拟现实元年，著名硬件厂商HTC、Oclues，索尼等都推出了相应的硬件产品，国内许多一线科技公司纷纷在该领域布局。同时另一头2016年谷歌旗下人工智能程序Alpha Go，打败韩国围棋9段选手李世石，这一事件，将人工智能这一早已不新鲜的科学技术又一次推向了风口浪尖，一时话题四起。虚拟现实技术和人工智能技术，同时成为当下街头巷尾热议的前沿科学技术话题。当然现在也有许多人唱衰虚拟现实，门槛高，效果不成熟，展示手段有限等都是现阶段虚拟现实无法发挥的障碍。无独有偶，有人认为人工智能还停留在有多少人工就有多少智能

2、的尴尬阶段。但是真的是这样的吗？虚拟现实是泡沫吗？人工智能是忽悠吗？当然不是。不仅不是，笔者认为虚拟现实技术和人工智能技术结合的产物，将成为时代发展的有力引擎。关键词：虚拟现实；人机交互；人工智能；机器学习目 录1 前言111时代背景112人工智能和虚拟现实113互联网家装12人工智能如何改变人们的生活221赋予机器家装设计的能力23 虚拟现实方面431 技术产品实现流程432技术优势54最后61 前言11 时代背景有人说是技术推动时代一步步向前狂奔，也有人说是资本推动时代向前裸奔，一句玩笑却道出了一个怪诞的现实，因为资本的涌入，新技术不断吸引无数人投入其中，随之而来的是无所得的投机者鄙夷的目

3、光。人工智能，虚拟现实，这些起源于上个世纪的技术领域，随着新的一波浪潮再次来到人们眼前。人们怀着一边使劲发展一边使劲怀疑的心态关注着这些技术行业的发展。虚拟现实技术当下一个热门的应用领域是虚拟看房，下面例举一些笔者所了解的行业内相关的公司的状况：2015年3月12日，互联网家装公司土巴兔获得58同城、红杉资本、经纬创投共同投资的2亿美元C轮融资。2015年年初，VR家装公司爱福窝获得6250万A轮融资。同样情况的公司还有酷家乐、无忧我房、巨梦科技和美屋365等为代表的一大批新兴力量。1. 2人工智能技术和虚拟现实技术人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）这个名称由

4、1956年被一群年轻的科学家提出，它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。2016年3月谷歌旗下人工智能程序Alpha Go击败韩国围棋9段选手使之再度走到聚光灯下，吸引无数关注的目光。虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）最早起源于20世纪50年代，是一种综合计算机图形、传感器、人机交互等多种科学技术发展起来的高级人机交互技术。由于近些年计算机软硬件的发展成熟，产业渐渐形成。14 互联网家装虚拟现实技术对于建筑表现和设计师想法的传达有着自己独特优势，由于能够将显示场景还原成用户能够体验状态，这项技术能够很快将体验者带入到场景中。

5、这种能力被称作沉浸感，这种优势很快便被用到互联网家装行业。传统的建筑展示方式是设计图加效果图的形式，可定制化的程度不高，一个方案是否合适需要效果图来展现，设计上任何地方的改动都需要重新渲染出相应的效果图，费时费力，因而这些事情都是专业人士在做，对于普通用户（建筑拥有者）而言，这是一个耗时长还来回折腾的过程，用户体验不是不好，是过时。而用虚拟现实技术搭建起，具有照片级现场还原的场景，作为现阶段最完美的替代方案出现，成为了当代许多新兴公司在发展的领域，笔者所了解的酷家乐、巨梦科技、美屋365就是这样的公司，这些公司都是15年前后成立，有一个共同点是，基于自己对虚拟现实技术的理解尝试给出自家的解决方

6、案。2 人工智能如何改变人们的生活或许现在你认为人工智能还离你很远，但是殊不知这项技术已成熟地应用于诸多领域。例如你可能听过的自动驾驶技术，后台AI程序基于路况分析自动寻找合适的线路，自动避障，紧急制动等等一连串系统工程都在你可能没注意的时候悄然运行，再比如医院的AI程序分析X光的能力比人类医生要准确许多，美国部分地区用AI来分析证物，比人类律师要强上不少。再举个常用的例子你常坐的飞机其实大部分时间是AI程序在控制，人类参与控制的只有飞机起降的七八分钟。说到这里你可能会疑问，AI到底是什么，人工智能到底是怎么实现的，很抱歉笔者也不知道，但是笔者试图将所了解到的事实解构还原出来。要让机器拥有强大

7、的计算能力，本质上只要硬件发展，这个能力理论上没有上限。复杂一点的，要赋予机器打游戏的能力，这个也不是什么新鲜事，工程师将规则以代码的形式组织成应用程序，对用户的输入做出相应，这样的应用程序就可以称作AI，你可能认为这样的人工智能一点都不智能。对，这只是前人做过无数次的事情，商业化都已经十分完善。这只是AI的第一个阶段，这个阶段工程师试图赋予机器做某种特定工作的能力，但是这并不是AI的全部，现在的AI正在被赋予自我学习能力，这个能力有个词汇叫机器学习（Machine Learning），2016年打败韩国围棋9段选手的Alpha Go便是机器学习的产物。人工智能已然成为一个庞然大物。21赋予机

8、器家装设计的能力人类是幸运的，几百万年的进化使得我们拥有了诸多关键能力，我们的演绎推理能力，空间能力，对旋律和声音的感知，情绪，智力等等。这些能力一同工作构建起了一张复杂的关系网络，这也使得人类区别于动物和其他客观事物。但是要让机器获得我们身上的某些能力，这可能吗？笔者不能给出答案，但是有一件事是确信的，有许多人正在这些领域探索。下面要介绍的是笔者了解到的巨梦科技旗下ManKu满屋家具给出的案例，尝试赋予机器空间设计的能力。要赋予机器有空间设计能力，可以概括为三步：1、 让机器知道要干什么;2、 训练;3、 检测。在让机器明白要干什么这一步上，首要要解决的是如何让机器识别空间。有种被实践证明可

9、用的方式。将空间数据序列化成状态信息。将空间大小，坐标加上掩码的形式保存到序列化文件中。这就获得了空间状态的数据。同时对于空间设计而言，不可或缺的就是要摆放家具，这里就用到了一个叫做撒盐的算法。通过将对应类别的家具随机生成到空间对应区域，这就完成了最基本的让机器知道要做什么这一步。需要指出的是在上述撒盐算法实现时会做其他一些事情，例如随机网格化移动盐，每次移动用代价函数来计算当前位置的代价（这里的代价可以分为分值代价和朝向代价，分值代价记录当前物体是否和空间中其他物体或有重叠，重叠区域大小等分等级记录加减分，得到当前状态最终分值，朝向分值并不是一个值，它以数组形式记录的是当前物体相对其他物体和

10、者墙体的朝向关系）。在训练程序之前需要将机器生成的方案存储到数据库中作为未处理数据，通过算法给数据打分并将方案特征，代价，分值存储到另外的数据库中，成为训练池。程序重新读取之前生成的方案，并在训练池中找到相应的分值，自己生成撒盐权重。上面这一步训练是最关键的一步，训练算法的好坏直接决定程序“聪不聪明”。完成了训练之后机器基本上就拥有了设计能力。能够自行生成效果上乘的方案。检测是必不可少的一步，这一步将机器最终结果中不合理的部分剔除并反馈给程序。不断提升机器的设计能力。上面这个例子这个说明机器学习在当下的家具行业确实已在发挥着重要的作用。3 虚拟现实方面现阶段的虚拟家装产品多是基于虚拟现实引擎搭

11、建的，这样的产品优势在于能够将一个场景表现的尽可能接近真实地还原同时拥有丰富地交互功能，这在有底层开发地团队面前是比较容易实现地，这并不代表虚拟现实技术应用于家装行业就不存在弊端。细心的读者可能会发现，这些主打VR的公司网页上视乎呈现的并不全是三维场景，主要还是以全景图的形式在呈现场景。为什么会这样呢？原因其实很简单，网页上办不到。现阶段成熟的虚拟现实开发引擎就那么几个，使用者多的无非Unreal Engine4 、Unity3D这些早期在3D游戏领域耕作的引擎，以Unreal Engine4为例，这一引擎开发出来的场景体量最小都有4百兆，这样的体量对于性能要求几乎是瞬时相应的网站页面端而言，

12、基本上是不可能实现的。其他虽然也有些国内的相关引擎，但是画面效果，性能，稳定性等综合表现并不突出，而且也没能实现网站端瞬时响应，受众也不多，这里就不做讨论了。而这一问题也直接导致出现了如酷家乐CEO所说的：现在的VR全是全景图这一尴尬的局面。当然这一解决方案现在看来是有所取舍的，大家都号称自己研发的是VR，但是直接能够呈现在用户面前的往往只是全景图。当然若用户能够实地去体验，也是能够体验到VR场景所能带来的强大的沉浸式体验。下面就巨梦科技旗下满屋家具的具体案例，对VR场景如何转变为全景图以及VR技术在这一个案例下具体的作用做一个探讨。31 技术产品实现流程满屋的技术产品分为线上线下两条线，线上

13、的以网站展示为主。而线下便是直接使用Unreal Engine4开发的样板间。对于线上展示而言，虚拟现实引擎用于渲染，以返回全景图形式，来实现网站切换不同场景、或同一场景切换不同家具的功能。与普通的电商网站不同的地方是，满屋所有的家装产品都以场景的形式展现，每一个家装产品的更换都会通过后面将要介绍的方法生成，这一方式正式其对于VR理解的独到之处。前面说到的网页端展示，这个展示是基于用户搜索自己的小区户型，网站端将小区的相关信息发送给AI程序，AI算出一套装修方案并，形成整体搭配的物品清单。然后页面端将清单发送给消息分发中心流程如下：1、 网站前端用户将搜索的户型数据发送到网站后台。2、 网站后

14、台请求的户型特征数据发送到AI程序，向AI请求方案。3、 AI返回的方案数据转发给网站后台4、 后台将方案数据转发给消息中心5、 消息分发中心将收到的消息处理后加入到消息队列，分时分终端地将任 务下发到渲染服务器。6、 渲染服务器接收到任务打开生成相应地场景在渲染引擎中开始渲染截图，并将所生成的图片存到相应的图片服务器，将图片链接与相关的信息返回给消息分发中心。7、 消息分发中心转发给网站后台。8、 后台将数据解析成前端需要的形式返回给前端。32技术优势相较于其他类似公司，满屋家居具的技术实现方式和方案生成机制有明显的差异性。相较于将虚拟现实场景工具化了的酷家乐，满屋虚拟以其独特的人工智能算法

15、程序，轻松实现批量化，高效化，和个性化的场景定制功能，同时基于用户请求的动态响应式独特方案能够大幅节省设计成本。4 最后所谓大道无形，好的技术可以让人察觉不到技术的存在，尽可能简化用户的操作，虚拟现实和人工智能，时下炙手可热的前沿技术同时在如今的家具领域得到了应用，同时家居行业亦可很好地承接了技术赋的优秀的表现力，无疑也是技术发展值得令人庆幸的地方，虽然现阶段能看到的只有网站端，以全景图为主的形式，但胜在能够高效快速并且灵活的展现各种家对技术的理解，这些得益于人工智能技术所带来的快速反应能力与VR场景全景图的快速生成能力，二者相结合能够给接下来的家具行业乃至其他诸多行业带来怎样的变革，我们拭目以待。