張偉姚煒

（1.無(wú)錫高等師范學(xué)校江蘇·無(wú)錫214000；2.無(wú)錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校江蘇·無(wú)錫214000）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)走進(jìn)室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)課堂

張偉1姚煒2

（1.無(wú)錫高等師范學(xué)校江蘇·無(wú)錫214000；2.無(wú)錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校江蘇·無(wú)錫214000）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)漸漸走進(jìn)教學(xué)課堂，對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)也能起到很大的幫助，它可以為老師和學(xué)生提供生動(dòng)、形象、逼真的教學(xué)平臺(tái)。本文簡(jiǎn)述了該技術(shù)的概念與特征，分析了室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀后，探討了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中的具體應(yīng)用及對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生的重要影響。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 室內(nèi)設(shè)計(jì) 課堂教學(xué)

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展迅速，并呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展態(tài)勢(shì)。2006年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中提到大力發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)這一前沿技術(shù)，并重點(diǎn)研究心理學(xué)、控制學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)分布系統(tǒng)、電子學(xué)和多媒體技術(shù)等多學(xué)科融合的技術(shù)，研究醫(yī)學(xué)、娛樂(lè)、藝術(shù)與教育、軍事及工業(yè)制造管理等多個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality, VR）是利用計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬，可以直接觀察、操作、觸摸、檢測(cè)周圍環(huán)境及事物的內(nèi)在變化，并能與之發(fā)生“交互”作用，使人和計(jì)算機(jī)很好地“融為一體”，給人一種“身臨其境”的感覺(jué)，可以實(shí)時(shí)、沒(méi)有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。

概括說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)操作完成一種可視化的人機(jī)交流的全新方式?！艾F(xiàn)實(shí)”一詞就可以幫我們完成實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)或難以實(shí)現(xiàn)的任何事物。因此這一技術(shù)的發(fā)展，將給我們的生活帶來(lái)方方面面的便利。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域主要在城市規(guī)劃、建筑沙盤、效果圖及三維動(dòng)畫等方面廣泛應(yīng)用，這樣加快了設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量，更會(huì)讓公眾實(shí)時(shí)互動(dòng)真實(shí)的觀看效果圖并參與其中。同時(shí)我們也可以將虛擬現(xiàn)實(shí)帶進(jìn)室內(nèi)設(shè)計(jì)課堂，能夠?yàn)閷W(xué)生提供虛擬的實(shí)訓(xùn)室內(nèi)空間，從而創(chuàng)造生動(dòng)逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境。

二、室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)的特征及現(xiàn)狀

室內(nèi)設(shè)計(jì)這門課程是專業(yè)性很強(qiáng)的一門實(shí)訓(xùn)課程，要求學(xué)生通過(guò)專業(yè)學(xué)習(xí)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)單位的基本崗位需求，這就需要學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)期間要進(jìn)行大量的模擬或真實(shí)項(xiàng)目的訓(xùn)練。同時(shí)室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)根據(jù)其課程需要要求教師在教學(xué)中不斷更新的教學(xué)手段，以項(xiàng)目為載體，才能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)“以生為本”的課程目標(biāo)。

目前在室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中，存在最大的障礙就是真實(shí)項(xiàng)目的可行性，通常情況下教師只能提供學(xué)生大量的圖紙和相關(guān)數(shù)據(jù)，學(xué)生會(huì)根據(jù)這些信息進(jìn)行CAD的描圖、方案設(shè)計(jì)、風(fēng)格定位及3DMAX的效果圖制作，缺少真實(shí)項(xiàng)目的真實(shí)考察環(huán)節(jié)。在整個(gè)過(guò)程中學(xué)生的思維只能停留在圖紙和數(shù)字上，對(duì)實(shí)際存在的室內(nèi)空間沒(méi)有真實(shí)的體驗(yàn)，作為教學(xué)平臺(tái)，去給學(xué)生提供真實(shí)的樓盤戶型，在操作過(guò)程中也有很大的現(xiàn)實(shí)障礙并且需要多方面的溝通與協(xié)調(diào)，不能及時(shí)有效的滿足課堂的教學(xué)需求。這樣就給室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)課堂帶來(lái)很多局限。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)的表現(xiàn)形式豐富多彩，在課堂上可以用可聽(tīng)可視可感的動(dòng)態(tài)信息來(lái)代替只能閱讀的圖文信息，用生動(dòng)逼真的空間場(chǎng)景來(lái)代替造價(jià)高昂的實(shí)物模型，解決了為學(xué)生尋找真實(shí)案例的難題，用生動(dòng)可控的動(dòng)畫形式來(lái)表現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景的項(xiàng)目流程，為室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)帶來(lái)了新的生機(jī)和活力，促進(jìn)了教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段的改變并將呈現(xiàn)出信息化給我們帶來(lái)的整個(gè)教育思想理論甚至教學(xué)體制的新的改觀。

（一）建立虛擬室內(nèi)空間

要實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境在室內(nèi)設(shè)計(jì)課堂中的應(yīng)用首先教師課前就要在計(jì)算機(jī)內(nèi)建立場(chǎng)景的三維空間模型。在模型建立階段主要采用CAD和3D MAX軟件，在CAD軟件中繪制基礎(chǔ)的戶型圖并精確尺寸，導(dǎo)入3D MAX軟件完成三維場(chǎng)景模型的制作并賦予材質(zhì)、燈光和攝像機(jī)，在3D Studio Max中使用“導(dǎo)出”命令，將文件格式設(shè)定為虛擬軟件可支持的格式，然后通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件將模型導(dǎo)入到虛擬場(chǎng)景中，利用虛擬建模語(yǔ)言來(lái)完成虛擬場(chǎng)景的交互。經(jīng)過(guò)語(yǔ)言編程后在虛擬軟件中打開(kāi)設(shè)置程序控制，利用鼠標(biāo)或者鍵盤完成導(dǎo)航控制。例如在一個(gè)制作好的室內(nèi)空間中，可以用鍵盤或鼠標(biāo)來(lái)控制人物的行走方向，還可以控制開(kāi)門、開(kāi)窗、電燈按鈕等一些較為復(fù)雜的動(dòng)作。同時(shí)在此過(guò)程中如要增強(qiáng)學(xué)生的視覺(jué)體驗(yàn)效果，可以將虛擬場(chǎng)景漫游技術(shù)引入進(jìn)來(lái)。這樣才能在教學(xué)過(guò)程中用虛擬代替真實(shí)場(chǎng)景，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生完全參與到真實(shí)體驗(yàn)當(dāng)中。

（二）在教學(xué)過(guò)程中的具體體現(xiàn)

通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以解決室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中的測(cè)量、方案設(shè)計(jì)效果圖、預(yù)算等方面的問(wèn)題，把學(xué)生帶進(jìn)仿真的室內(nèi)場(chǎng)景空間中，真實(shí)的體驗(yàn)感受空間，更好地完成室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)。

1、測(cè)量

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以通過(guò)3DMAX軟件根據(jù)戶型圖進(jìn)行建模，完成戶型的毛坯框架，導(dǎo)入虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，指定游覽路徑攝像機(jī)，用鍵盤控制其工具完成毛坯模型的虛擬體驗(yàn)。首先，從整體上讓學(xué)生通過(guò)電腦控制游走在虛擬的室內(nèi)空間中，感受空間的大小，直觀看到正確的測(cè)量方法和步驟，完整系統(tǒng)的完成真實(shí)場(chǎng)景的測(cè)量步驟，這樣就可以讓學(xué)生對(duì)真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量有了一定的了解，改變了以往學(xué)生只會(huì)在CAD軟件中看圖標(biāo)記數(shù)字的現(xiàn)狀。其次，在標(biāo)識(shí)位置（室內(nèi)各空間的開(kāi)間及進(jìn)深、柱梁位置、門窗位置、配套設(shè)施位置等）、精確尺寸、重點(diǎn)位置拍照并記錄等細(xì)節(jié)測(cè)量方面可以給學(xué)生更直觀更生動(dòng)的記憶，這是圖紙所不能實(shí)現(xiàn)的。再次，對(duì)學(xué)生到實(shí)訓(xùn)階段直接去現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)測(cè)量不知所措的情況有明顯的改善。通過(guò)模擬的室內(nèi)空間測(cè)量訓(xùn)練，學(xué)生再到現(xiàn)場(chǎng)就有較清晰的思路和操作能力，學(xué)會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)感知并記憶空間，重新審核自己測(cè)量的數(shù)據(jù)是否完整和準(zhǔn)確，這樣就不會(huì)丟三落四，改變以往在現(xiàn)場(chǎng)不知道自己要做什么，回到學(xué)校又感覺(jué)到茫然，忘記現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)狀和相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)。

總之通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的介入，可以有效地進(jìn)行銜接過(guò)渡，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更直觀，更循序漸進(jìn)。

2、設(shè)計(jì)圖

在設(shè)計(jì)圖環(huán)節(jié)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用尤為重要。

首先，學(xué)生可根據(jù)老師分配組別來(lái)討論并確定本組要完成的設(shè)計(jì)風(fēng)格或主題，有了對(duì)空間的虛擬體驗(yàn)，學(xué)生可以對(duì)室內(nèi)空間產(chǎn)生更直觀的感受，從而選擇及確定自己喜歡的設(shè)計(jì)風(fēng)格或主題。其次，在方案設(shè)計(jì)階段，由于虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的存在，學(xué)生可以根據(jù)需要隨時(shí)暢游空間，在經(jīng)過(guò)掌握了準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)及開(kāi)間朝向、門窗位置等，以便于完成功能合理的平、頂面規(guī)劃布局并確定地面鋪裝材料。然后在CAD軟件中繪制頂、地面平面圖，再給這樣的空間配上適合的家具、燈具、工藝品、綠化等。在方案設(shè)計(jì)階段，對(duì)于初級(jí)階段的學(xué)生來(lái)說(shuō)，虛擬場(chǎng)景尤為重要，可以給他們提供反復(fù)推敲和思考的機(jī)會(huì)，使之設(shè)計(jì)思維產(chǎn)生無(wú)限的可能。再次，在施工圖階段，虛擬的空間可以讓學(xué)生大膽的表現(xiàn)墻立面和現(xiàn)場(chǎng)打制家具的造型及用色，在表現(xiàn)過(guò)程中可根據(jù)空間的需求隨時(shí)變換表現(xiàn)方案及配色方案，相比真實(shí)的場(chǎng)地空間虛擬空間更有實(shí)驗(yàn)性和表現(xiàn)性。在虛擬空間中，學(xué)生可以通過(guò)3DMAX軟件把自己的設(shè)計(jì)構(gòu)想表達(dá)出來(lái)，然后用編程或其他工具導(dǎo)人到虛擬環(huán)境中，并完成渲染，設(shè)置虛擬攝像機(jī)并控制速度，這樣就可以帶我們進(jìn)入虛擬的空間感受真實(shí)的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)改變傳統(tǒng)通過(guò)二維的方案設(shè)計(jì)圖和三維模型渲染表現(xiàn)圖等來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)師頭腦中的空間構(gòu)想的方法。

3、預(yù)算

通過(guò)施工預(yù)算系統(tǒng)進(jìn)行施工預(yù)算對(duì)于每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)都是非常重要的。課堂中學(xué)生可以根據(jù)組內(nèi)成員選定的風(fēng)格或主題在虛擬室內(nèi)空間中進(jìn)行更換地板、墻紙、選擇適合的家具等等，每個(gè)空間的效果確定后預(yù)算系統(tǒng)就會(huì)立即給出用戶所作選擇的預(yù)算。有了虛擬空間的精確測(cè)量數(shù)據(jù)，才能讓學(xué)生形成完整的預(yù)算系統(tǒng)，對(duì)墻立面、地面面積做出準(zhǔn)確的面積統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)最終設(shè)計(jì)圖完成逐項(xiàng)計(jì)算工程量后套用企業(yè)定額編制出的項(xiàng)目裝修預(yù)算總價(jià)。學(xué)生有了虛擬的空間作為項(xiàng)目依托，才能做出真實(shí)、詳盡的預(yù)算書(shū)，避免出現(xiàn)后期實(shí)際材料選擇階段與前期預(yù)算相差甚遠(yuǎn)的問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入室內(nèi)設(shè)計(jì)課堂，將會(huì)給我們的設(shè)計(jì)教學(xué)帶來(lái)新的變革，讓我們的課堂從二維或三維的圖紙中解放出來(lái)，走進(jìn)逼真生動(dòng)的模擬空間場(chǎng)景中去暢游、想象。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)課堂，雖然可以有效地體驗(yàn)真實(shí)項(xiàng)目的操作流程，實(shí)現(xiàn)虛擬空間的可行性，但是設(shè)計(jì)教學(xué)本身還是要依靠學(xué)生，最終是要“以生為本”的。在課堂中我們改變的只是表現(xiàn)途徑和利用的手段。優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師不能完全依賴于工具，因此作為教師必須時(shí)刻提醒學(xué)生完善想法遠(yuǎn)比更新手段重要。

課題項(xiàng)目：本文系無(wú)錫市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“組裝與維修課程虛擬三維學(xué)習(xí)平臺(tái)的實(shí)踐研究”的階段性成果（課題編號(hào)J/D/2013/031）。

[1]黃海.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社,2014.

[2]來(lái)增祥,陸震緯.室內(nèi)設(shè)計(jì)原理[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006.

[3]李欣,虛擬現(xiàn)實(shí)在室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用探究[J].新視覺(jué)藝術(shù),2012,(03).

[4]楊素芳,虛擬現(xiàn)實(shí)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的研究[J].電腦編程技巧與維護(hù),2012,(16).

[5]劉丹,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2008,(04).

G642

A

1009-8534（2015）01-0067-02

2014-10-20

張偉（1983-），女，河北黃驊人，碩士研究生，無(wú)錫高等師范學(xué)校講師，研究方向：設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)。姚煒（1981-），男，山西朔州人，碩士研究生，無(wú)錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校講師，研究方向：機(jī)械工程。