虛擬現(xiàn)實技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計課程的融合

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【內(nèi)容摘要】將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計課程中，可以革除傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計教學(xué)二維圖紙教學(xué)的弊端，為學(xué)生展現(xiàn)真實、直觀的設(shè)計方案，彌補傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計課程教學(xué)的缺陷，實現(xiàn)良好的教學(xué)效果。文章簡要介紹了虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其在國內(nèi)外高校教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本特點及其在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用價值，以及現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)和室內(nèi)設(shè)計課程的融合與應(yīng)用方式，以期為高職院校室內(nèi)設(shè)計課程教學(xué)改革提供參考，提高室內(nèi)設(shè)計課程教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù)室內(nèi)設(shè)計課程融合應(yīng)用方式

室內(nèi)設(shè)計課程教學(xué)主要培養(yǎng)學(xué)生的思維空間能力、藝術(shù)鑒賞能力、思維能力以及室內(nèi)設(shè)計基本技能，是一門實踐性很強的學(xué)科。目前，大多數(shù)室內(nèi)設(shè)計課程主要采取PPT或者視頻等方式授課，表現(xiàn)方式主要以二維平面圖紙和室內(nèi)效果圖為主，無法全面反映出整個設(shè)計方案。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是近年來興起的一門新技術(shù)，其用模擬的方式創(chuàng)造一個真實的環(huán)境并與使用者進行交互，營造較為逼真的效果。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計課程教學(xué)，可以將設(shè)計方案直接呈現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生觀察設(shè)計效果，并根據(jù)自己的設(shè)計理念進行調(diào)整，提高設(shè)計效率和設(shè)計效果。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)內(nèi)容簡介

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VirtualReality，簡稱VR）是一種能夠創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術(shù)，利用計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)生成交互式的三維動態(tài)場景，讓使用者置身其中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)包括模擬環(huán)境、感知技能、傳感設(shè)備、自然技能等。模擬環(huán)境指利用計算機仿真技術(shù)模擬實時動態(tài)的三維立體圖像；感知技術(shù)指能夠具有人一樣的感知能力，包括視覺、聽覺、觸覺、運動、嗅覺等方面的感知能力；傳感設(shè)備指三維立體交互設(shè)備；自然技能指可以模擬人的行為，包括頭部轉(zhuǎn)動、手勢、走動、跳躍等人體行為動作。計算機對參與者的動作進行匹配適應(yīng)，并對用戶輸入做出實時響應(yīng)，將其反饋到用戶的五官。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在國內(nèi)外高校教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)最早產(chǎn)生于上個世紀(jì)60年代的美國，近年來隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，逐漸成為熱門技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過計算機創(chuàng)建真實的三維場景，能夠滿足學(xué)習(xí)情景化和交互性需求，因此較早在教育領(lǐng)域應(yīng)用。1985年，美國國立醫(yī)學(xué)圖書館將虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于人體解剖數(shù)字化教學(xué)，德國漢諾威大學(xué)建立虛擬自動化實驗室，意大利帕瓦多大學(xué)建立遠(yuǎn)程虛擬教育實驗室。1995年，互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)了虛擬解剖實驗室。我國虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用與研究比較晚，目前還處于探索階段。其中，清華大學(xué)使用虛擬儀器建設(shè)汽車發(fā)動機檢測系統(tǒng)；華中理工大學(xué)為機械專業(yè)建設(shè)虛擬實驗室，用于遠(yuǎn)程教學(xué)；上海交通大學(xué)以及復(fù)旦大學(xué)將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在輔助教學(xué)和實驗室；哈爾濱工業(yè)大學(xué)在人機交互方面取得一定效果。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本特點及在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用價值分析

（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本特點

虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有多感知性、存在感、交互性、自主性。多感知性指虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有視覺感知、聽覺感知、觸覺感知、嗅覺感知、味覺感知、運動感知等一切人體具有的感知功能；存在感指使用者在模擬環(huán)境中的真實性，讓使用者分不清現(xiàn)實和虛擬環(huán)境是虛擬現(xiàn)實技術(shù)追求的目標(biāo)；交互性指用戶對模擬環(huán)境的可操作程度并從環(huán)境中得到反饋的自然程度；自主性指虛擬環(huán)境中的物體按照現(xiàn)實世界中的物質(zhì)進行運動的程度。

（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用價值

虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計中展現(xiàn)設(shè)計師的設(shè)計理念。隨著城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，人們對室內(nèi)居住環(huán)境的要求越來越高。室內(nèi)空間設(shè)計手段從傳統(tǒng)的手工繪圖、電腦效果圖發(fā)展到建筑室內(nèi)動畫階段。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們審美觀提高，人們追求更好的視覺效果。第一，虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計中，通過計算機軟、硬件可以營造一個逼真的虛擬環(huán)境，給客戶帶來視覺、聽覺、觸覺等方面的感官刺激，讓客戶身臨其境，從而更好地說服用戶，減少設(shè)計師與客戶溝通時間。第二，虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計中，可以全方位、立體化展現(xiàn)設(shè)計方案，有利于施工單位對整個室內(nèi)裝修構(gòu)造和建筑材料做好相應(yīng)的預(yù)算，提高預(yù)算準(zhǔn)確性，避免不必要的損失。第三，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以更好地展現(xiàn)室內(nèi)空間的配景，比如植物、陳設(shè)品、裝飾等烘托空間氣氛。傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計圖紙往往將室內(nèi)裝飾裝修內(nèi)容按照比例實現(xiàn)具象化，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將整個室內(nèi)空間的各個要素體現(xiàn)出來，設(shè)計師可以根據(jù)自己的設(shè)計思路構(gòu)建虛擬的空間并任意變換自己在房間的位置，從各個角度去觀察設(shè)計方案，直到達(dá)到自己滿意的效果。這樣不僅節(jié)省了時間，而且節(jié)省了空間設(shè)計模型費用。

四、現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計課程的融合與應(yīng)用探析

（一）“1+1”融合方式的應(yīng)用

所謂“1+1”融合方式，是將室內(nèi)設(shè)計課程的教學(xué)內(nèi)容和虛擬現(xiàn)實實踐教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來，實現(xiàn)理論實踐一體化教學(xué)，充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，提高室內(nèi)設(shè)計的實踐教學(xué)效果。具體實施方法如下：根據(jù)室內(nèi)設(shè)計專業(yè)的理論知識內(nèi)容，有選擇性地進行虛擬現(xiàn)實實踐教學(xué)，從設(shè)計思路、實踐目標(biāo)、虛擬環(huán)境等方面進行引導(dǎo)，讓學(xué)生在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中正確有序開展各項實踐活動，強化虛擬現(xiàn)實教學(xué)效果。在教學(xué)前，教師通過多媒體技術(shù)向?qū)W生展現(xiàn)虛擬現(xiàn)實教學(xué)環(huán)境中的場景，讓學(xué)生掌握室內(nèi)設(shè)計虛擬現(xiàn)實環(huán)境的各種操作，從而有序完成實踐教學(xué)目標(biāo)。在虛擬現(xiàn)實實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，室內(nèi)空間設(shè)計還要考慮到室內(nèi)空間功能、經(jīng)濟性、審美等方面的需求，力求達(dá)到人與環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

（二）合理應(yīng)用差異化教學(xué)

在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點，突出室內(nèi)設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容的差異性，突出教學(xué)的重點和難點，提高課程教學(xué)效率。如室內(nèi)環(huán)境設(shè)計重點考查學(xué)生對室內(nèi)環(huán)境的規(guī)劃和布局，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)對室內(nèi)空間進行規(guī)劃和布局，并在虛擬環(huán)境中不斷調(diào)整修改方案。通過差異化教學(xué)，根據(jù)室內(nèi)設(shè)計課程教學(xué)實際情況，學(xué)生在虛擬環(huán)境中驗證自己的設(shè)計方案，并不斷完善自己的項目方案。以室內(nèi)照明設(shè)計為例，該課程的重點內(nèi)容主要考查學(xué)生對光學(xué)原理、光線利用、材料選擇等方面的應(yīng)用。學(xué)生可根據(jù)電氣設(shè)計和安裝規(guī)范，進行虛擬布光實驗，確定照明系統(tǒng)的光源選擇方式、照明燈具的位置以及實際的照明效果是否符合人們的生活習(xí)慣。差異化虛擬現(xiàn)實實踐教學(xué)，有助于教師根據(jù)專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容制定實踐內(nèi)容，提高實踐的效果。

（三）定制式虛擬現(xiàn)實實踐教學(xué)融合模式具體實踐

虛擬現(xiàn)實實踐教學(xué)過程中，學(xué)校需要購買人機交互式硬件設(shè)備以及可視化軟件，為學(xué)生營造逼真的現(xiàn)場環(huán)境。在這個教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)校需要為每一個學(xué)生配備VR頭盔顯示器、交互式計算機操作系統(tǒng)，學(xué)生操作計算機系統(tǒng)，在虛擬環(huán)境下學(xué)習(xí)各個模塊教學(xué)內(nèi)容，從而達(dá)到實踐教學(xué)目的。設(shè)計是一個創(chuàng)造性的過程，設(shè)計師將自己的思維和想法轉(zhuǎn)化到作品中。學(xué)生的想法不同，設(shè)計出來的作品也不同。通過定制式虛擬現(xiàn)實實踐課堂，學(xué)生可以根據(jù)自己的設(shè)計需求定制自己的模型，仿照真實的環(huán)境進行室內(nèi)設(shè)計規(guī)劃，這有助于及時修正自己的設(shè)計方案，使之更加符合實際需求。

（四）建立完善的虛擬現(xiàn)實實踐教學(xué)評價機制

教學(xué)評價機制是提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率的重要手段，也是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)程度的途徑。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種新興的技術(shù)手段，將其與室內(nèi)設(shè)計課程進行融合與應(yīng)用，還需要對虛擬現(xiàn)實實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行有效的評估，檢查虛擬現(xiàn)實實踐教學(xué)是否降低了學(xué)習(xí)難度、提高了教學(xué)質(zhì)量和效率。評價機制能發(fā)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實教學(xué)實踐活動中存在的問題，并根據(jù)問題不斷優(yōu)化虛擬現(xiàn)實實踐課程。虛擬現(xiàn)實實踐教學(xué)評價機制必須貫穿整個教學(xué)過程中，從學(xué)生初期的設(shè)計規(guī)劃、中期設(shè)計思路以及后期設(shè)計效果等各個階段給予有效的評價，這樣才能綜合考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教師的教學(xué)效果。

（五）虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計、教學(xué)、實訓(xùn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

室內(nèi)設(shè)計是一門實踐性很強的學(xué)科，對學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和動手能力要求很高。在教學(xué)過程中，教師可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，讓學(xué)生對空間布局和空間功能進行全面了解，從而提高其空間規(guī)劃和設(shè)計能力。在室內(nèi)設(shè)計過程中，學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計方案建立虛擬現(xiàn)實模型，根據(jù)用戶需求不斷優(yōu)化設(shè)計方案，讓設(shè)計方案更加符合用戶需求。在教學(xué)環(huán)節(jié)，室內(nèi)設(shè)計與虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合起來，有助于實施理論和實踐一體化教學(xué)方式。教師根據(jù)教學(xué)大綱和內(nèi)容，設(shè)置教學(xué)仿真系統(tǒng)，將教學(xué)內(nèi)容用仿真現(xiàn)實技術(shù)體現(xiàn)，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，提高室內(nèi)設(shè)計教學(xué)水平；通過多媒體技術(shù)向?qū)W生展現(xiàn)虛擬現(xiàn)實教學(xué)環(huán)境中的場景，讓學(xué)生熟悉室內(nèi)設(shè)計虛擬現(xiàn)實環(huán)境的各種操作，從而有序完成實踐教學(xué)目標(biāo)。教師還可以根據(jù)企業(yè)對室內(nèi)設(shè)計人員的技能要求，以實際室內(nèi)設(shè)計項目為例進行教學(xué)，讓學(xué)生熟悉室內(nèi)設(shè)計流程、了解各個環(huán)節(jié)的注意事項，使其在畢業(yè)以后可以更快適應(yīng)工作崗位。

結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計課程的融合能創(chuàng)造出逼真的室內(nèi)環(huán)境，提高室內(nèi)設(shè)計課程的實效性，讓室內(nèi)設(shè)計教學(xué)做到學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、實踐等統(tǒng)一，提高課程教學(xué)效率和質(zhì)量，降低室內(nèi)設(shè)計課程的學(xué)習(xí)難度，改變傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計課程教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、實踐能力強的設(shè)計人才。

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作者：潘瑜 單位：東南大學(xué)成賢學(xué)院