VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計類課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

張秦閣

（信陽學(xué)院，河南 信陽 464000）

引言

室內(nèi)設(shè)計類課程具有復(fù)雜性及多元性的特點，其是社會、人和環(huán)境三者的有機結(jié)合，不僅需要滿足人們基本的物質(zhì)需要而且還要滿足人們的精神需求。在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境中，室內(nèi)設(shè)計所包含的材料與構(gòu)造、照明與形態(tài)、人體工程學(xué)、色彩與空間、功能分區(qū)與交通流線等因素難以形成真正有效的沉浸式教學(xué)，學(xué)生難以通過單一的教學(xué)體系領(lǐng)悟到復(fù)雜的結(jié)構(gòu)層面及工作原理。由于專業(yè)設(shè)備的限制，使得學(xué)生在實踐教學(xué)中未能了解到深層次的知識和現(xiàn)象，不能為學(xué)生提供良好的創(chuàng)新創(chuàng)造條件。因此，VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引入，將大大提高學(xué)生的認知能力和思辨能力，增強學(xué)生的主觀能動性，為教學(xué)實踐體系打下堅實的基礎(chǔ)。

1 VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)和室內(nèi)設(shè)計類課程概述

1.1 VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)是利用計算機的傳感技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù)，該技術(shù)通過仿真平臺形成人機交互的模式。利用計算機設(shè)計場景參數(shù)的同時將傳統(tǒng)的數(shù)字媒體（音頻、視頻）等穿插其中，通過VR 一體機及Touch 手柄的結(jié)合使用，將視覺、聽覺、觸覺三者合為一體；VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)是可精準展示出場景環(huán)境的三維立體成像技術(shù)，雖然其成像特征略低于人眼的識別像素，但是在人們的主觀意識渲染下，可營造良好的互動性場景體驗、沉浸式情感交流、多感知的無縫銜接以及未知內(nèi)容的構(gòu)想。因此，VR 的特征可以概括為“3I”，即沉浸性（Immersion）、交互性（Inter-action）、想象性（Imagination）。

1.2 VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計類課程中的應(yīng)用

室內(nèi)設(shè)計類課程覆蓋面廣、空間類型多樣，分為居住空間、商業(yè)空間、展示空間、文博空間、辦公空間等，在教學(xué)實踐過程中要充分將室內(nèi)空間設(shè)計要素和虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的建模技術(shù)、360°環(huán)形成像技術(shù)、交互技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)緊密地結(jié)合在一起。分別可通過以下四點體現(xiàn)VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計類課程中的應(yīng)用類型：

1.2.1 在現(xiàn)有建模軟件基礎(chǔ)上構(gòu)建新模型

通過原有的建模軟件Sketch Up、酷家樂和3DMax 構(gòu)建模型及場景，將其導(dǎo)入到VR 虛擬現(xiàn)實軟件中，根據(jù)設(shè)計需求添加或刪減模型，豐富模型形態(tài)，展現(xiàn)場景多樣性。

1.2.2 使用三維圖像生成技術(shù)，精準調(diào)整模型數(shù)據(jù)

借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)將設(shè)計想法及構(gòu)思元素分批分組進行模擬實驗，將室內(nèi)設(shè)計收集的數(shù)據(jù)和資料進行合理的分類整理，使得設(shè)計師能夠直觀地感受到模型成像后的實際效果，通過不斷地調(diào)整，達到相對應(yīng)的模型比例、尺寸、大小等，最大限度上滿足室內(nèi)空間功能需求及精神需求。

1.2.3 交互技術(shù)提高室內(nèi)空間設(shè)計效率

在1：1 比例的場景演繹中，設(shè)計者通過使用VR 一體機和Touch 手柄可以直觀地感受到模型成像后的場景，在互動的過程中感受模擬狀態(tài)下的空間功能布局的合理性、交通流線的順暢性、軟裝搭配的舒適性等一系列的室內(nèi)設(shè)計對象。同時，能夠隨著室內(nèi)空間的實際情況及時作出相應(yīng)的調(diào)整，為后續(xù)的施工落實階段減少施工難度，控制成本預(yù)算，提高設(shè)計效率，為用戶打造合理合規(guī)的室內(nèi)空間。

1.2.4 利用系統(tǒng)集成技術(shù)優(yōu)化設(shè)計方案

室內(nèi)空間設(shè)計是一個多方面、多層次的綜合性過程，其將多個技術(shù)緊密結(jié)合，例如；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、信息同步技術(shù)和模型標定技術(shù)等。通過前期準備，將室內(nèi)空間軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計和硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計進行各項細節(jié)檢查，明確設(shè)計目的和意義，確保后期方案施工過程中能夠精準進行，減少實際施工和方案設(shè)計不匹配的結(jié)果，減少成本開支，提高工作效率，減少用戶和設(shè)計者之間的矛盾。

2 室內(nèi)設(shè)計類課程教學(xué)中的問題

2.1 室內(nèi)構(gòu)造設(shè)計教學(xué)的單一性

室內(nèi)設(shè)計類課程在教學(xué)過程中，學(xué)生對空間構(gòu)造結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)基本上采用平面圖形教學(xué)方法，根據(jù)相關(guān)案例的二維平面圖延伸出立體空間圖形，根據(jù)空間特點進行空間構(gòu)造的分析。這種形式的教學(xué)雖然能夠鍛煉學(xué)生的模型立體生成能力及設(shè)想能力，但是由于室內(nèi)空間具有多變性、復(fù)雜性的特點，不同的室內(nèi)空間結(jié)構(gòu)有不同的設(shè)計要求。因此，在傳統(tǒng)的室內(nèi)構(gòu)造設(shè)計教學(xué)過程中往往出現(xiàn)一系列問題，例如：學(xué)生無法正確地將二維平面圖轉(zhuǎn)化為三維立體空間圖；對室內(nèi)結(jié)構(gòu)認知缺乏，造成室內(nèi)空間安全隱患；或者是設(shè)計方案無法和實際施工相匹配，整體偏差較大。在教學(xué)環(huán)境的影響下，學(xué)生無法將專業(yè)理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H的實踐能力，無法深入理解室內(nèi)空間構(gòu)造，這會對設(shè)計的整體性造成極大的影響。

2.2 室內(nèi)材料設(shè)計教學(xué)的孤立性

在室內(nèi)設(shè)計中，室內(nèi)裝飾材料不僅影響室內(nèi)空間的整體設(shè)計風(fēng)格，而且是室內(nèi)安全標準的核心成分，因此，材料設(shè)計在室內(nèi)設(shè)計類課程中占有重要的地位。但是在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中往往出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和實際使用效果不匹配現(xiàn)象，學(xué)生無法只通過圖集或材料板來體驗材料成型后的整體效果及安全系數(shù)。材料在教學(xué)的過程中往往會出現(xiàn)孤立感，學(xué)生無法直觀體會其效果，總會忽略材料在室內(nèi)設(shè)計中的重要性，出現(xiàn)重表面而輕內(nèi)在的現(xiàn)象，這極易為用戶的居住留下巨大的安全隱患。

2.3 室內(nèi)照明設(shè)計教學(xué)的抽象性

受教學(xué)經(jīng)濟條件影響，在室內(nèi)照明設(shè)計教學(xué)中，往往只能通過對照明燈具、顏色和形式進行講授或穿插一些照明視頻進行欣賞學(xué)習(xí)，學(xué)生不能直觀感受不同類型的燈具表現(xiàn)的不同的明度、亮度、照度、色溫等，不僅造成教學(xué)效果不佳，而且學(xué)生無法在教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上再進行創(chuàng)新創(chuàng)造。在傳統(tǒng)的室內(nèi)照明設(shè)計教學(xué)中學(xué)生只能簡單地通過設(shè)想來感受照明所營造的空間環(huán)境及氛圍，只是簡單地停留在照明設(shè)計的平面化內(nèi)容中，無法很好地將直接照明、半直接照明、半間接照明、間接照明和漫射照明等進行空間照明布局，無法滿足人們的視覺需求和營造合適的空間氛圍，同時，空間之間界定感弱、抽象感強，無法較好明確空間中的主次關(guān)系。

2.4 室內(nèi)布局設(shè)計教學(xué)的復(fù)雜性

室內(nèi)布局設(shè)計具有復(fù)雜性，其包含功能分區(qū)、交通流線、人體工程學(xué)、軟裝等多內(nèi)容，如何在有限的教學(xué)時間中將這些教學(xué)內(nèi)容進行整合，并且讓學(xué)生能夠理解并且運用是教學(xué)環(huán)節(jié)中的一大難題。在教學(xué)過程中無法按1：1 比例搭建，學(xué)生多采用小比例的構(gòu)造方法，這使得學(xué)生較難按照人眼視角角度來合理安排布置室內(nèi)空間，無法確保室內(nèi)功能分區(qū)之間的合理性、交通流線的順暢性以及空間設(shè)施是否符合人體工程學(xué)。而且傳統(tǒng)的室內(nèi)布局設(shè)計教學(xué)形式以教師講授理論知識為主，學(xué)生實踐為輔，這使得學(xué)生所學(xué)知識和實踐活動存在極大的矛盾，學(xué)生無法較好地應(yīng)對復(fù)雜的室內(nèi)空間和活學(xué)活用所學(xué)理論知識，在這種情況下，學(xué)生極易產(chǎn)生強烈的落差感，對本專業(yè)產(chǎn)生畏懼心理或厭學(xué)心理，為本專業(yè)高質(zhì)量教育教學(xué)造成隱患。

3 VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計類課程教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 提升硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計的精準度

在室內(nèi)空間中，其硬件結(jié)構(gòu)包括空間建構(gòu)、水排線、電排線、氣排線、地面鋪裝、天棚鋪裝、墻壁裝飾等內(nèi)容，這些內(nèi)容是室內(nèi)空間中最基本的元素，它們之間相互關(guān)聯(lián)，任何一個細節(jié)出現(xiàn)問題都將影響用戶居住品質(zhì)及體驗過程，為后續(xù)設(shè)計的開展帶來不便。

隨著VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引入，室內(nèi)設(shè)計類課程在教學(xué)中不斷突破傳統(tǒng)教學(xué)過程中所產(chǎn)生的阻礙，讓學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R學(xué)以致用并進行不斷的創(chuàng)新。學(xué)生對室內(nèi)空間的硬件結(jié)構(gòu)認識更加透徹，能夠更加客觀地將設(shè)計構(gòu)思實踐于設(shè)計項目中，解決以往在設(shè)計時產(chǎn)生的問題。例如：學(xué)生在原始建筑空間中添加或減少墻壁、梁、柱、管道等要素時，因為無法理解室內(nèi)空間要素之間的承重力關(guān)系，很容易造成空間塌陷隱患或空間面積未被合理規(guī)劃利用的現(xiàn)象。而在新技術(shù)的作用下VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將前期的調(diào)研信息資料進行整合，并且通過各種數(shù)字化參數(shù)模擬出對空間結(jié)構(gòu)進行改動后的承重能力及表現(xiàn)效果，使學(xué)生能夠直觀地感受室內(nèi)變化，能夠及時地按照實際情況調(diào)整設(shè)計內(nèi)容，提高設(shè)計的精準度，降低設(shè)計成本投入，及時地控制風(fēng)險指數(shù)。

3.2 增強軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計的互動性

在室內(nèi)空間設(shè)計中軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計決定室內(nèi)空間的整體效果，是空間和人們之間進行情感交流的紐帶。在VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)作用下，利用視覺感知力原理人們直觀地將軟裝設(shè)計代入到主觀能動意識中，從自身角度感知空間氛圍，激發(fā)體驗感。室內(nèi)空間中的軟裝結(jié)構(gòu)設(shè)

計涉及多個內(nèi)容，其包括色彩搭配、材料構(gòu)造、照明設(shè)計、裝飾陳設(shè)、家具形態(tài)等，良好、合理的軟裝結(jié)構(gòu)設(shè)計使得空間趣味十足，提高空間美感。若通過VR 虛擬技術(shù)創(chuàng)建逼真的學(xué)習(xí)場景為學(xué)習(xí)平臺，其將提供動態(tài)的高交互設(shè)置，使得學(xué)習(xí)者可以使用VR 一體機和Touch 手柄選擇室內(nèi)設(shè)計要素，改善空間材料、色彩、家具、照明整合時的結(jié)構(gòu)抽象、效果感知差的弊端，完成設(shè)計目的，增強互動體驗。

3.3 促進實驗教學(xué)的沉浸性

實驗教學(xué)是室內(nèi)設(shè)計類課程中必不可少的一部分，將教學(xué)系統(tǒng)融入到創(chuàng)設(shè)的實景還原的情境中，通過呈現(xiàn)的仿真數(shù)字圖像、環(huán)繞式立體聲音和感觸式的互動形式，增加學(xué)生的沉浸式學(xué)習(xí)體驗。例如：在學(xué)習(xí)人體工程學(xué)和空間關(guān)系時，學(xué)生可按照用戶個人情況進行場景模擬，學(xué)習(xí)能力一般的學(xué)生可以根據(jù)空間運動軌跡研究不同空間中的人體工程學(xué)原理；而學(xué)習(xí)能力強的學(xué)生可以根據(jù)空間條件選擇“自由拆分”和“爆炸模式”，進行空間、設(shè)施和用戶三者之間的比例關(guān)系研究，便于找到舒適的生活、工作和學(xué)習(xí)空間尺度。VR 虛擬技術(shù)改變了傳統(tǒng)的教和學(xué)模式，解決了傳統(tǒng)教和學(xué)中普遍存在的問題，為學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力提供源源不斷的動力。

4 結(jié)語

目前，VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)對室內(nèi)設(shè)計類課程教學(xué)影響愈加明顯，其改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將新技術(shù)、新體驗引入教學(xué)內(nèi)容中，改善了室內(nèi)空間設(shè)計的抽象性、單一性、孤立性和復(fù)雜性，提升了硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計的精準度，增強了軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計的互動性，促進了實驗教學(xué)的沉浸性。讓室內(nèi)設(shè)計教學(xué)更加適應(yīng)時代發(fā)展需求，為學(xué)生的創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力打下堅實的基礎(chǔ)。同時，VR 虛擬技術(shù)的引入為教師自身素質(zhì)、教學(xué)能力的提升提供廣闊的平臺，應(yīng)做好教學(xué)培訓(xùn)體制機制、硬件設(shè)施配備等基礎(chǔ)工作，加快VR 虛擬技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計課程中的應(yīng)用。