也許我們將物質編譯器比喻成傳統的軟件編譯器更合適。為了更好地在計算機硬件上運行,軟件編譯器將高級計算機語言(如C++)轉換成機器代碼,然後由物理處理器執行這些代碼。同樣,物質編譯器將高級需求轉變為可以利用3D打印機最新材料和特性的設計文件,然後,3D打印機創建物質編譯器生成的設計文件所描述的對象。
也許牆上支架不是最好的例子,它隻是一個簡單的設計,挑戰性不大。如果你試圖設計和製造一個複雜的機器,附屬於3D打印機的物質編譯器的作用就非常明顯了。如果20年後有人邀請我為未來的火星任務設計一個機器人,我會按照下麵的步驟來做。
首先描繪火星上獨特的環境,其次給出一些總體指標,如機器人重量範圍、使用材料,最後我將給出它的具體性能,如移動速度、穩定性和工作效率。然後,敲一下“回車”鍵,等待物質編譯器生成設計方案。將來某一天,當物質編譯器成為日常的設計工具時,那些因試驗和錯誤而耗費大量時間的複雜設計項目將變得非常簡單。
交互式設計:和計算機交流設計想法
盡管物質編譯器很智能,但它不能讀懂你的心思。誠然,物質編譯器可以根據你的要求製定優秀的設計方案,但是它還不能和你進行思想交流。如果你和你的設計工具在迭代設計過程中能夠交流並且一起工作,將會怎樣呢?
如果一台計算機能夠在快速迭代中迅速給出設計理念,你就可以從中做出較好的選擇了。然後計算機“研究”你的設計建議後,快速做些調整再反饋給你。你可以再次選擇自己想要的選項反饋給計算機。計算機會再次進行調整,並將結果返回給你。
在迭代設計過程中,人和計算機之間相互交換想法被稱為交互式“進化設計”。就像生物進化一樣,但速度比生物進化更快,計算機可以使用數學算法重新調整設計。交互式進化的美妙之處在於,用戶不需要了解任何有關計算機進程的內部原理,也不需要知道如何使用設計軟件或如何製作出最佳設計方案。實際上,在某種程度上這有點兒像藝術家在一個新項目開始前通過瀏覽網頁獲取靈感。互動式設計軟件可以激發新的靈感,促使設計者勇於創造出別人沒想過的設計方案。
在我的實驗室,我們做了一個互動式設計軟件的工作原型。這個軟件是我以前的一個學生傑夫?克盧恩開發的。傑夫和他的團隊將軟件做成網頁並將其命名為“無盡之形”(來自於達爾文生物進化過程中的描述)。
下麵介紹無盡之形網是如何工作的。人們養狗前先讓那些具備他們想要的幼犬特征的狗雜交。無盡之形網可使用戶選擇他們喜歡的狗進行育種設計。換句話說,無盡之形網為使用者和交互式設計軟件間提供了快速反複的交流。
假如讓你設計一個香水瓶,你不知道如何使用設計軟件,你也不願意參照現有瓶子的掃描圖案進行新設計,那麼你可以坐下來進入無盡之形網,點擊網頁上變體集中的一個原始形狀,做出初次設計選擇。這時,無盡之形網將注意到你的第一次設計選擇,“思考”並迅速進行一些計算。然後,它會產生幾個新的形狀,這些形狀有點兒類似於你第一次的選擇。
接下來,你會從這一組新的形狀中再次選擇。無盡之形網將重複這一過程:關注你的設計選擇,產生一批新形狀供你挑選。最後,在經過多次快速迭代和形狀選擇後,你會看到一個新的設計樣式。當你覺得這個設計正是你想要的設計時,保存最終設計,這時你的設計任務就完成了。
當傑夫和他的團隊成立無盡之形網時,他們意識到他們可以親眼看到人們的設計過程。給用戶一個幾乎空白的平麵,他們做出一係列快速的選擇後,有趣的設計就出現了。網站正式上線後,短短幾個月內用戶生成了超過300萬個奇形怪狀的物體,從蘑菇形狀的燈罩、生育女神雕像到顯示出幽靈般麵孔的立方體。
當人們使用傳統的設計工具時,界麵和軟件使人們通過自我意識塑造他們的想法。但無盡之形網用戶可以通過不斷點擊他們喜歡的形狀完成設計。快速選擇然後坐下來等待的過程與計算機為用戶做了大部分工作的事實使人們的潛意識似乎有了一個新的表現。
無盡之形網也許不是創建下一代火星探測器零件最好的設計工具。當用戶帶著衝動點擊他們喜歡的形狀進行方案設計時,設計結果可能不完美,也不具有最佳性能。作為一種新型的人機交互的早期原型,無盡之形網的價值就在於證明人機是可以進行合作設計的。
事實證明,讓人們評價提供給他們的設計方案比讓他們從頭開始設計方案要容易得多。雖然你可能無法從頭至尾設計一所房子,但是你很容易說出你喜歡或不喜歡一所房子。一個好的建築師會聽從你的意見和反饋,經過反複交流,設計出你喜歡的房子。人們飼養狗已有幾百年的曆史,卻不懂動物遺傳;農民在了解植物遺傳學之前很早就培育出玉米了。我們也可以創造複雜的東西,而不需要了解它們是如何工作的。
無盡之形網展示了計算機和交互設計軟件如何將一個新維度引入創造性工作中。計算機藝術先鋒斯蒂芬?托德和威廉?萊瑟姆描述了一個以計算機為基礎的藝術創作過程,包括兩個階段:創建和園藝。藝術家首先運用他選擇的物理和生物規則,如光線、顏色、重力、成長和進化,以及他自己發明的其他規則創建虛擬世界係統。然後,藝術家在他創造的虛擬世界裏變成園丁,像植物育種家培育花一樣選擇和培育雕塑樣式。