虚拟现实与人工智能在家装设计行业的应用

虚拟现实与人工智能在家居行业的应用

——基于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，打败国围棋9段选手世石，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………………………………………………………………………………1

1．1时代背景………………………………………………………………………1 1．2人工智能和虚拟现实………………………………………………………1 1．3互联网家装…………………………………………………………………1

2人工智能如何改变人们的生活…………………………………………2

2．1赋予机器家装设计的能力………………………………………………2

3 虚拟现实方面…………………………………………………………………4

3．1 技术产品实现流程…………………………………………………………4 3．2技术优势……………………………………………………………………5

4最后………………………………………………………………………………6

1 前言

1．1 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。

1．4 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。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。

2．1赋予机器家装设计的能力

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。