虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的融合

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【內(nèi)容摘要】將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)課程中，可以革除傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)二維圖紙教學(xué)的弊端，為學(xué)生展現(xiàn)真實(shí)、直觀的設(shè)計(jì)方案，彌補(bǔ)傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)的缺陷，實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果。文章簡(jiǎn)要介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)技術(shù)的基本特點(diǎn)及其在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值，以及現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的融合與應(yīng)用方式，以期為高職院校室內(nèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革提供參考，提高室內(nèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)室內(nèi)設(shè)計(jì)課程融合應(yīng)用方式

室內(nèi)設(shè)計(jì)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(jì)基本技能，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。目前，大多數(shù)室內(nèi)設(shè)計(jì)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(gè)設(shè)計(jì)方案。虛擬現(xiàn)實(shí)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(gè)真實(shí)的環(huán)境并與使用者進(jìn)行交互，營(yíng)造較為逼真的效果。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)，可以將設(shè)計(jì)方案直接呈現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生觀察設(shè)計(jì)效果，并根據(jù)自己的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行調(diào)整，提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)效果。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)內(nèi)容簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR）是一種能夠創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)生成交互式的三維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，讓使用者置身其中。虛擬現(xiàn)實(shí)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(jì)算機(jī)仿真技術(shù)模擬實(shí)時(shí)動(dòng)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(yùn)動(dòng)、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(dòng)、手勢(shì)、走動(dòng)、跳躍等人體行為動(dòng)作。計(jì)算機(jī)對(duì)參與者的動(dòng)作進(jìn)行匹配適應(yīng)，并對(duì)用戶輸入做出實(shí)時(shí)響應(yīng)，將其反饋到用戶的五官。

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

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最早產(chǎn)生于上個(gè)世紀(jì)60年代的美國，近年來隨著計(jì)算機(jī)、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(shí)技術(shù)通過計(jì)算機(jī)創(chuàng)建真實(shí)的三維場(chǎng)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(shí)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(dòng)化實(shí)驗(yàn)室，意大利帕瓦多大學(xué)建立遠(yuǎn)程虛擬教育實(shí)驗(yàn)室。1995年，互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)了虛擬解剖實(shí)驗(yàn)室。我國虛擬現(xiàn)實(shí)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(dòng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)；華中理工大學(xué)為機(jī)械專業(yè)建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)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(shí)技術(shù)應(yīng)用在輔助教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室；哈爾濱工業(yè)大學(xué)在人機(jī)交互方面取得一定效果。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基本特點(diǎn)及在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值分析

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基本特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(shí)性，讓使用者分不清現(xiàn)實(shí)和虛擬環(huán)境是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)追求的目標(biāo)；交互性指用戶對(duì)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(shí)世界中的物質(zhì)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的程度。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)中展現(xiàn)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念。隨著城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，人們對(duì)室內(nèi)居住環(huán)境的要求越來越高。室內(nèi)空間設(shè)計(jì)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(dòng)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(shí)技術(shù)應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)中，通過計(jì)算機(jī)軟、硬件可以營(yíng)造一個(gè)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(jì)師與客戶溝通時(shí)間。第二，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)中，可以全方位、立體化展現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，有利于施工單位對(duì)整個(gè)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(shí)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(jì)圖紙往往將室內(nèi)裝飾裝修內(nèi)容按照比例實(shí)現(xiàn)具象化，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將整個(gè)室內(nèi)空間的各個(gè)要素體現(xiàn)出來，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)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(gè)角度去觀察設(shè)計(jì)方案，直到達(dá)到自己滿意的效果。這樣不僅節(jié)省了時(shí)間，而且節(jié)省了空間設(shè)計(jì)模型費(fèi)用。

四、現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計(jì)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(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容和虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)理論實(shí)踐一體化教學(xué)，充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高室內(nèi)設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)效果。具體實(shí)施方法如下：根據(jù)室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)的理論知識(shí)內(nèi)容，有選擇性地進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)，從設(shè)計(jì)思路、實(shí)踐目標(biāo)、虛擬環(huán)境等方面進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中正確有序開展各項(xiàng)實(shí)踐活動(dòng)，強(qiáng)化虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)教學(xué)環(huán)境中的場(chǎng)景，讓學(xué)生掌握室內(nèi)設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的各種操作，從而有序完成實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)。在虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，室內(nèi)空間設(shè)計(jì)還要考慮到室內(nèi)空間功能、經(jīng)濟(jì)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(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，突出室內(nèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容的差異性，突出教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提高課程教學(xué)效率。如室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)室內(nèi)環(huán)境的規(guī)劃和布局，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)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(jì)課程教學(xué)實(shí)際情況，學(xué)生在虛擬環(huán)境中驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)方案，并不斷完善自己的項(xiàng)目方案。以室內(nèi)照明設(shè)計(jì)為例，該課程的重點(diǎn)內(nèi)容主要考查學(xué)生對(duì)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(jì)和安裝規(guī)范，進(jìn)行虛擬布光實(shí)驗(yàn)，確定照明系統(tǒng)的光源選擇方式、照明燈具的位置以及實(shí)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(shí)實(shí)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(shí)踐內(nèi)容，提高實(shí)踐的效果。

（三）定制式虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)融合模式具體實(shí)踐

虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)過程中，學(xué)校需要購買人機(jī)交互式硬件設(shè)備以及可視化軟件，為學(xué)生營(yíng)造逼真的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。在這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)校需要為每一個(gè)學(xué)生配備VR頭盔顯示器、交互式計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，學(xué)生操作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在虛擬環(huán)境下學(xué)習(xí)各個(gè)模塊教學(xué)內(nèi)容，從而達(dá)到實(shí)踐教學(xué)目的。設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性的過程，設(shè)計(jì)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(jì)出來的作品也不同。通過定制式虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐課堂，學(xué)生可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需求定制自己的模型，仿照真實(shí)的環(huán)境進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)劃，這有助于及時(shí)修正自己的設(shè)計(jì)方案，使之更加符合實(shí)際需求。

（四）建立完善的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制

教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)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(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)程度的途徑。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種新興的技術(shù)手段，將其與室內(nèi)設(shè)計(jì)課程進(jìn)行融合與應(yīng)用，還需要對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的評(píng)估，檢查虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)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(píng)價(jià)機(jī)制能發(fā)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中存在的問題，并根據(jù)問題不斷優(yōu)化虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐課程。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制必須貫穿整個(gè)教學(xué)過程中，從學(xué)生初期的設(shè)計(jì)規(guī)劃、中期設(shè)計(jì)思路以及后期設(shè)計(jì)效果等各個(gè)階段給予有效的評(píng)價(jià)，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(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)、教學(xué)、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

室內(nèi)設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和動(dòng)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(shí)技術(shù)，讓學(xué)生對(duì)空間布局和空間功能進(jìn)行全面了解，從而提高其空間規(guī)劃和設(shè)計(jì)能力。在室內(nèi)設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)方案建立虛擬現(xiàn)實(shí)模型，根據(jù)用戶需求不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，讓設(shè)計(jì)方案更加符合用戶需求。在教學(xué)環(huán)節(jié)，室內(nèi)設(shè)計(jì)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合起來，有助于實(shí)施理論和實(shí)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(shí)技術(shù)體現(xiàn)，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高室內(nèi)設(shè)計(jì)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(shí)教學(xué)環(huán)境中的場(chǎng)景，讓學(xué)生熟悉室內(nèi)設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的各種操作，從而有序完成實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)。教師還可以根據(jù)企業(yè)對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)人員的技能要求，以實(shí)際室內(nèi)設(shè)計(jì)項(xiàng)目為例進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生熟悉室內(nèi)設(shè)計(jì)流程、了解各個(gè)環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)，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(shí)技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計(jì)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(jì)課程的實(shí)效性，讓室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)做到學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、實(shí)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(jì)課程的學(xué)習(xí)難度，改變傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)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(shí)踐能力強(qiáng)的設(shè)計(jì)人才。

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作者：潘瑜 單位：東南大學(xué)成賢學(xué)院