虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境設(shè)計專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：本文通過介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念和特征，指出其在環(huán)境設(shè)計行業(yè)中的應(yīng)用，并針對這些應(yīng)用重點(diǎn)分析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境設(shè)計專業(yè)教學(xué)中的具體應(yīng)用和改變，以期能對環(huán)境設(shè)計專業(yè)的信息化教學(xué)帶來新的思考。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí);環(huán)境設(shè)計;教學(xué)

文章編號：2095-4085（2020）09-0136-02

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念和特征

虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供給使用者關(guān)于視覺聽覺觸覺等感官的模擬，讓人沉浸到虛擬的空間之中。顛覆傳統(tǒng)環(huán)境設(shè)計教學(xué)方法中受教育的一方無法參與無法互動的瓶頸;支持課堂的全真模擬展示和交互，以其自身的特點(diǎn)結(jié)合技術(shù)手段體現(xiàn)學(xué)生的主動性，增加教學(xué)的實(shí)踐性和真實(shí)感。

虛擬現(xiàn)實(shí)具有多感知性、臨場感、交互性和自主性。除一般計算機(jī)所具有的視覺感知外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運(yùn)動感知等。臨場感使學(xué)生全身心地投入到計算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中，如同在現(xiàn)實(shí)世界中的感覺一樣。交互性是指學(xué)生對虛擬環(huán)境中對象的可操作程度。自主性是指虛擬環(huán)境中物體依據(jù)物理定律動作的程度。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境設(shè)計行業(yè)中的應(yīng)用

（1）環(huán)境裝飾虛擬空間體驗 VR作為新技術(shù)處于行業(yè)趨勢的前沿，環(huán)境裝飾設(shè)計公司如何率先將新技術(shù)應(yīng)用到方案設(shè)計及展示當(dāng)中，這不僅符合行業(yè)趨勢發(fā)展需求，同時也可作為環(huán)境裝飾虛擬技術(shù)應(yīng)用的創(chuàng)新者，領(lǐng)先于其他同行增強(qiáng)整體實(shí)力，也將獲得一個長期的品牌優(yōu)勢。

采用VR技術(shù)作為設(shè)計及成果展示的成本低。環(huán)境裝飾虛擬體驗空間不僅是展示及體驗的空間，更是方案設(shè)計及材料比選等設(shè)計的平臺，在設(shè)計方案完成后，能在虛擬體驗空間中快速體驗到實(shí)際場景感受，相對于目前行業(yè)的實(shí)體樣板間而言，不僅方案是多樣的，樣板間也是多樣的，虛擬空間的成本更低。利用VR技術(shù)進(jìn)行快速技能改造及真實(shí)場景模擬?？蛻衾铆h(huán)境裝飾虛擬體驗空間能夠體驗到一個個如此驚人的細(xì)節(jié)的項目，他們能夠得到了解到他們想要的和不想要的內(nèi)容，這意味著他們有了更多的方案選擇，通過真實(shí)場景模擬對項目技能改造升級提出了新要求。

（2）宜家家居購物體驗 來自瑞典的家居品牌宜家早在2013年就試圖將VR技術(shù)應(yīng)用到顧客的日常購物中。除了2013年推出的能結(jié)合雜志《家居指南》來工作的AR工具之外，還在2015年推出了為自有品牌進(jìn)行宣傳的一款應(yīng)用程序—宜家VR體驗館，讓消費(fèi)者在下單購買之前可查看和體驗商品。這款應(yīng)用程序把用戶帶到真實(shí)世界比例的虛擬廚房中。消費(fèi)者在購買宜家的家居產(chǎn)品之前可以通過該虛擬現(xiàn)實(shí)平臺來進(jìn)行細(xì)致的體驗。用戶能夠用宜家的家具布置一個屬于自己的廚房然后置身其中漫步欣賞;用戶還可以自由改變櫥柜和抽屜的顏色，并體驗成年人兒童的兩種視角，提前感受廚房布局。

（3）建筑設(shè)計項目體驗 建筑設(shè)計行業(yè)VR技術(shù)應(yīng)用案例也比較常見，如中建二局三公司的啟陽恒隆廣場項目、中建一局的御窯博物館項目、北京城建的城市副中心項目、首都新機(jī)場項目等都可以在虛擬環(huán)境下體驗1 ∶1整個項目區(qū)域在建成之后的效果，感受建設(shè)之后所在的位置未來是怎么樣的，并且結(jié)合GIS信息之后更加能夠清晰的知道周邊的情況和建筑外面的景觀已經(jīng)建筑的朝向和周邊環(huán)境結(jié)合整體規(guī)劃設(shè)計效果。除此之外，還有貴州八建、中建一局二局三局等多家建筑企業(yè)也在利用 VR技術(shù)在建筑相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行深入運(yùn)用。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用

（1）教學(xué)模式的改變 建設(shè)基于VR技術(shù)的環(huán)境設(shè)計專業(yè)虛擬教學(xué)解決方案，將VR技術(shù)引入高校環(huán)境設(shè)計專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)課堂。利用虛擬交互性改變老師在臺上講，學(xué)生在座位上聽的模式，讓師生共同參與學(xué)習(xí)。不再一味的強(qiáng)調(diào)完成作業(yè)，而是利用虛擬技術(shù)變傳統(tǒng)的授課模式，利用可視化技術(shù)把原來復(fù)雜抽象的概念變的更加直觀，從而提升教學(xué)效率。

針對環(huán)境設(shè)計專業(yè)的學(xué)生，可開設(shè)如VR室內(nèi)漫游、木工技巧、建模軟件操作、桌面 3D 打印等課程，引發(fā)學(xué)生的群體性關(guān)注。教學(xué)基本流程首先進(jìn)行案例引入，教師利用VR技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生針對該專題進(jìn)行沉浸式學(xué)習(xí);緊接著開展項目引導(dǎo)明確設(shè)計的要求;再利用虛擬設(shè)計平臺進(jìn)行創(chuàng)意構(gòu)想直至設(shè)計開發(fā)，最終成果作品產(chǎn)生;并開展交流共享形成最終的成果。通過以上模式的連續(xù)性教學(xué)，能覆蓋環(huán)境設(shè)計專業(yè)在社會實(shí)踐中的全部程序和過程，使課堂教學(xué)的內(nèi)容與社會實(shí)踐吻合，使學(xué)生更容易適應(yīng)社會的節(jié)奏。成果作品對后續(xù)的學(xué)習(xí)也打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）教學(xué)方法的改變 環(huán)境設(shè)計專業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)解決方案，可以有效解決目前傳統(tǒng)教學(xué)方法單調(diào)，抓不住學(xué)生的心，忽視培養(yǎng)學(xué)生的自主觀察能力以及分析和解決問題的能力。讓學(xué)生利用虛擬設(shè)計平臺快速展示自己的設(shè)計方案效果，同時在虛擬體驗空間中能沉浸式的體驗，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)趣味性。在教學(xué)過程的應(yīng)用當(dāng)中，借助于AR技術(shù)，教師通過本系統(tǒng)可以將居住空間設(shè)計概念、三大構(gòu)成、設(shè)計原理中的光照與色彩、家具與陳設(shè)、設(shè)計風(fēng)格等;材料與施工工藝、戶型居住的空間設(shè)計;公建的空間布置的合理性等相關(guān)知識系統(tǒng)體現(xiàn)出來，從而減輕教師的備課壓力。通過沉浸式體驗讓學(xué)生對自己設(shè)計的作品有更進(jìn)一步認(rèn)識;培養(yǎng)學(xué)生對自己設(shè)計方案的講解能力。

（3）工作室建設(shè)模式的改變 學(xué)生利用電腦3D效果圖到目前也只能創(chuàng)建一個精確的感覺。而基于VR技術(shù)研發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗空間允許用戶通過虛擬及現(xiàn)實(shí)交互結(jié)合，在現(xiàn)實(shí)的場景中進(jìn)入到虛擬的空間，看到每一個展示細(xì)節(jié)及體會到實(shí)際感受;還可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)配套軟件實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)VR和真實(shí)世界的互動，從而實(shí)現(xiàn)VR與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的完美結(jié)合。這樣設(shè)計方案選擇時，客戶可體驗到一個更為真實(shí)的層次，他們更有可能傾向于你的設(shè)計選擇你的設(shè)計方案。環(huán)境設(shè)計專業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)解決方案改變高校工作室建設(shè)模式。傳統(tǒng)的裝飾靜態(tài)工作室多以樣板間形式展示，造價成本高，表現(xiàn)的內(nèi)容單一，學(xué)生缺少對空間、色彩、材料等的體驗。利用裝飾虛擬體驗空間讓學(xué)生的設(shè)計方案、裝修效果所想即所得，更是將生活場景前置化具象化，做好人性化的功能區(qū)間布局方案設(shè)計。

（4）項目現(xiàn)場實(shí)踐方式的改變 傳統(tǒng)的項目實(shí)踐活動受外部條件制約較大，部分實(shí)訓(xùn)操作危險，不便反復(fù)進(jìn)行，安全性無法保障，多以強(qiáng)調(diào)完成作業(yè)，挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性。裝飾虛擬體驗空間，可以讓學(xué)生在整個虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐項目實(shí)戰(zhàn)體驗。通過對環(huán)境設(shè)計專業(yè)核心能力的分析，圍繞學(xué)生的必備能力展開分析。以培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力、制圖與表現(xiàn)能力、成本管控、施工組織及項目管理能力培養(yǎng)為目標(biāo)，聯(lián)合知名高校的優(yōu)秀教師、國內(nèi)知名建筑師和設(shè)計師，構(gòu)建以工作過程為導(dǎo)向、以任務(wù)為驅(qū)動的課程體系，開發(fā)出基于行業(yè)軟件，基于VR的虛擬仿真技術(shù)的數(shù)字化系列實(shí)訓(xùn)課程，學(xué)生通過完成任務(wù)虛實(shí)結(jié)合，逐步掌握裝飾設(shè)計工作崗位所需的技能。

4 結(jié) 語

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，合理運(yùn)用VR技術(shù)，結(jié)合環(huán)境設(shè)計學(xué)科的特點(diǎn)，從整合設(shè)計素材規(guī)范案例角度出發(fā)，加強(qiáng)對空間色彩材料等的體驗探索，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性，同時也可以為環(huán)境設(shè)計帶來教學(xué)模式的創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋達(dá).虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用與設(shè)計[D].長春：東北師范大學(xué)，2015.

作者簡介：彭瑜（1984—），女，漢族，湖北武漢人，碩士研究生，副教授。研究方向：環(huán)境設(shè)計。

課題項目：本文為武昌工學(xué)院校級教學(xué)研究項目《信息化教學(xué)在高校環(huán)境設(shè)計專業(yè)課程中的應(yīng)用研究》成果，項目編號2017JY08。