室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中VR技術(shù)應(yīng)用

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摘要：虛擬現(xiàn)實技術(shù)，即“VR技術(shù)”，以計算機為基礎(chǔ)，通過對現(xiàn)實的模擬，創(chuàng)造出三維世界，可以讓人們在使用這種技術(shù)的過程中，產(chǎn)生身臨其境的感受，將自身精神和虛擬世界融合在一起。隨著時間推移，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新的技術(shù)被運用到了設(shè)計領(lǐng)域中，尤其是在室內(nèi)設(shè)計中發(fā)揮出巨大作用。在高校室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中，教師亦可以通過vr技術(shù)為學(xué)生構(gòu)建逼真的教學(xué)環(huán)境，極大程度上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，解決當(dāng)前在教學(xué)活動中受限制的部分問題，從而提升教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)設(shè)計專業(yè)；VR；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；應(yīng)用策略；方法

引言

在過去，室內(nèi)設(shè)計專業(yè)在進行教學(xué)時，其設(shè)計效果通常達不到實訓(xùn)要求，且效果不明顯。長此以往沿用傳統(tǒng)教學(xué)模式訓(xùn)練，無法達到預(yù)期的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。而使用VR技術(shù)教學(xué)，能夠突出學(xué)生的學(xué)習(xí)過程立體感，讓學(xué)生有一種身臨其境的感覺。在虛擬模擬教學(xué)中，所采取的評估方法、評估內(nèi)容等，與學(xué)校教學(xué)質(zhì)量評估相比，更具有職業(yè)化和科學(xué)化[1]，促進學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對自身學(xué)習(xí)情況進行客觀測試，有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，促進室內(nèi)設(shè)計專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.VR技術(shù)相關(guān)內(nèi)容

1.1VR技術(shù)概述

VR（virtualreality）即“虛擬現(xiàn)實”，是由VR技術(shù)、3D圖像技術(shù)、傳感器技術(shù)等多種技術(shù)結(jié)合而成，可以在多個維度信息空間中建立虛擬環(huán)境，讓觀眾在虛擬世界中體驗和互動，從而更好地激發(fā)情感[2]。

1.2VR技術(shù)特點

VR技術(shù)有很強的浸入感，其作用就是讓使用者對主角的存在有足夠了解，以及感受搭建場景的真實性。逼真的虛擬環(huán)境能夠讓使用者很難辨別出“真實”和“虛假”[3]，在體驗過程中會產(chǎn)生更多的真實感受。在虛擬環(huán)境中，使用者能夠通過雙手去觸摸虛擬環(huán)境中的虛擬對象，感受到虛擬物體重量，從而根據(jù)自身動作來控制目標(biāo)?？傊?，VR技術(shù)就是要搭建更大的虛擬想象空間，讓使用者可以在虛擬世界中看到現(xiàn)實生活中不可能出現(xiàn)的場景[4]。

2.VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用的可行性

VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中的運用，可以讓學(xué)生在這種技術(shù)支持下學(xué)習(xí)到更多專業(yè)知識，而且也可以加強師生間交流，提高學(xué)生專業(yè)能力。通過對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用，可以有效地促進課堂教學(xué)方式的創(chuàng)新。在實際使用中，VR技術(shù)可以為學(xué)生提供更為生動、直觀的互動學(xué)習(xí)環(huán)境，也可以刺激學(xué)生各種感官。通過學(xué)生身臨其境操作，實現(xiàn)人機互動[5]，將許多學(xué)生無法接觸到的場景呈現(xiàn)在學(xué)生面前。在VR技術(shù)輔助下，學(xué)生能夠主動地從思想、情緒、行為等各個層面參與到教學(xué)中。在信息化教學(xué)資源支撐下，通過虛擬模擬課程的實施，可以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，有效地提升學(xué)生動手能力。除此之外，在活動課程中融合VR虛擬技術(shù)，還能夠培養(yǎng)出學(xué)生獨立思考和解決問題的能力[6]。

3.VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

3.1VR技術(shù)在課程中的應(yīng)用

在室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)過程中，運用VR技術(shù)包括以下幾個方面：第一，虛擬現(xiàn)實模型演示教學(xué)。在VR教學(xué)過程中，學(xué)生能直觀地看到三維模型空間，從一個虛擬模型空間變成一個平面，再從一個三維空間變成一個簡單的施工圖。這種方法不但可以在視覺上直觀地呈現(xiàn)出來，還能夠反復(fù)觀摩，尤其是對于部分缺乏空間思維的學(xué)生來說是十分有用的，從而為后期順利完成室內(nèi)設(shè)計任務(wù)打下基礎(chǔ)[7]。第二，虛擬現(xiàn)實中的室內(nèi)設(shè)計與展示。通過VR教學(xué)，學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中體驗到與現(xiàn)實世界相似的室內(nèi)環(huán)境，有效解決了參觀和學(xué)習(xí)受限問題。VR技術(shù)具有占用空間少、體積小、易于實現(xiàn)等優(yōu)點，其需要的設(shè)備和屏幕大約只有50平方米，在這種情況下很容易實現(xiàn)理想化的教學(xué)目標(biāo)，而且在任何學(xué)校環(huán)境中都可以開展VR教學(xué)。學(xué)生在學(xué)校使用VR設(shè)備進行調(diào)查、設(shè)計、研究，不用花費大量時間和精力，既能保證學(xué)生人身安全，又能節(jié)省大量考察費。第三，依托于虛擬現(xiàn)實課程的實踐性教學(xué)。通過對實際室內(nèi)設(shè)計任務(wù)進行模擬，可以使學(xué)生在課堂上對課程內(nèi)容的重難點進行反復(fù)練習(xí)，在節(jié)省時間的同時鞏固了學(xué)習(xí)效果[8]。第四，虛擬現(xiàn)實施工現(xiàn)場實訓(xùn)。室內(nèi)空間設(shè)計是一個與實踐緊密結(jié)合的過程，而設(shè)計最終目的是要應(yīng)用到現(xiàn)場中，因此，必須對對象構(gòu)件的結(jié)構(gòu)、特性和尺寸進行分析。大多數(shù)學(xué)生對設(shè)計流程、施工流程、構(gòu)件結(jié)構(gòu)、構(gòu)件尺寸等內(nèi)容認識不清晰，這也是教學(xué)過程中的難題之一。運用VR技術(shù)可以把項目分成不同部分進行設(shè)計，每一部分都可以進行獨立分析，讓學(xué)生將各個部分細節(jié)都清晰呈現(xiàn)出來。部分學(xué)生缺乏空間想象能力，無法看懂某些復(fù)雜的細節(jié)，難以辨認出建筑工程圖紙中的節(jié)點[9]。比如，在室內(nèi)裝修時，用的是輕鋼龍骨，這種天花板是由多種形狀組合而成，包括一些隱蔽處理。比如照明系統(tǒng)的構(gòu)造十分復(fù)雜，是由多種不同構(gòu)件構(gòu)成，其中還涉及各層間的銜接。此外，有些空間防水、保溫、隔熱等節(jié)點處理相對復(fù)雜，如塌陷和伸縮縫的處理。在常規(guī)教學(xué)中，教師通常會使用圖片輔以說明，這讓學(xué)生理解起來較為困難。VR技術(shù)可以將圖紙和虛擬結(jié)構(gòu)圖像連接起來，通過虛擬結(jié)構(gòu)的制作、分解、組合，再現(xiàn)設(shè)計、建造的全過程，并將結(jié)構(gòu)參數(shù)展現(xiàn)給學(xué)生，這樣能夠更為生動、形象地展示課堂教學(xué)中的內(nèi)容。

3.2教學(xué)應(yīng)用重難點

在初期VR技術(shù)內(nèi)容的制作難度大，且VR軟件難以與3DMAX軟件相連，很難進行交互。此外，VR技術(shù)的軟硬件費用較高，需要配備的設(shè)備如頭盔、主機、顯示器等費用昂貴。對于軟件制作而言，能夠結(jié)合教師需求開發(fā)軟件的設(shè)計師不多，并且成本較高。因此，VR技術(shù)在高校中普及難度較大，具體包括以下幾個方面的重難點：3.2.1技術(shù)效果與標(biāo)準(zhǔn)挑戰(zhàn)。首先，VR頭盔的技術(shù)難點。為了得到更好的圖像質(zhì)量，VR頭盔必須達到4K以上的分辨率。但是目前市面上普遍通用的頭盔分辨率較低，因此整體效果較差，很多人在使用過程中會發(fā)生暈眩問題，這一問題也未得到有效解決。其次，感應(yīng)能力不強。人們在研究虛擬技術(shù)過程中，通常會更注重對視覺感官的研究，對聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等感官研究較弱。換句話講，在與虛擬世界進行互動時，其天然的交互性較差，對語音識別等人工智能的影響尚不盡如人意。最后，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。當(dāng)前VR產(chǎn)品種類繁多，廠家良莠不齊，這是因為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，導(dǎo)致VR產(chǎn)品的核心技術(shù)和設(shè)備難以實現(xiàn)良好的連通效果，產(chǎn)品無法大規(guī)模推廣，且難以在教育領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，這勢必會給室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)帶來負面影響，應(yīng)引起教育領(lǐng)域關(guān)注。3.2.2案例研究與教學(xué)挑戰(zhàn)。當(dāng)前，VR技術(shù)在虛擬實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用尚處于起步階段，相關(guān)實證研究還不多，而且大多是教學(xué)理論性研究，缺少專業(yè)理論指導(dǎo)和模型構(gòu)建。同時，在教學(xué)過程中，存在兩個問題。首先，技術(shù)要求較高。在VR教學(xué)中，要將技術(shù)和教學(xué)資源有機地結(jié)合起來，特別是交互技術(shù)、仿真技術(shù)等存在一系列技術(shù)難題[10]，必須加大科研經(jīng)費，將教學(xué)內(nèi)容與技術(shù)合理銜接融合。其次，在大眾多元審美的趨勢下，室內(nèi)設(shè)計專業(yè)將面臨更大的挑戰(zhàn)性。VR技術(shù)為教學(xué)過程體驗、教學(xué)結(jié)果呈現(xiàn)、教學(xué)評價和學(xué)生互動提供了新可能性，如何更好地設(shè)計教學(xué)活動、交互教學(xué)過程、評價教學(xué)效果，已成為當(dāng)前室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中急需解決的問題。3.2.3虛擬成癮與道德挑戰(zhàn)。VR技術(shù)所呈現(xiàn)的虛擬世界，要比現(xiàn)實中的景象更加吸引人。如果年輕人沉迷于虛擬世界，沒有足夠的自控能力，很容易沉迷于虛擬游戲。同時，虛擬教學(xué)和真實教學(xué)的巨大差異，也難免會讓學(xué)生產(chǎn)生獵奇心理，從而對教學(xué)產(chǎn)生負面影響。另外，虛擬世界會讓學(xué)生進入到一個與現(xiàn)實世界不一樣的視覺、聲音世界，一切突發(fā)事件、災(zāi)難、極端經(jīng)歷，都通過VR技術(shù)變成了一種既安全又不存在的冒險。由于虛擬世界中的各種操作行為都是虛擬行為，不存在真正的危險，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能敷衍了事。值得一提的是，在虛擬世界中，如果不給學(xué)生限制操作的次數(shù)，頻繁讓其操控，就會讓學(xué)生失去對事物的新鮮感和規(guī)律性。3.2.4教學(xué)實踐效果。采用VR技術(shù)可以有效地解決室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中的困難，為教學(xué)提供方便。筆者在專業(yè)教學(xué)與實踐中，以不同班級學(xué)生做對比實驗，并使用全校VR虛擬現(xiàn)實裝置，讓學(xué)生對各種不同建筑進行了觀察和研究，使其能夠很容易地掌握一些復(fù)雜建筑構(gòu)造。此外，學(xué)生參與了一節(jié)吊頂結(jié)構(gòu)視覺觀察活動，雖然吊頂結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但學(xué)生可以很容易地學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識。

4.VR技術(shù)教學(xué)中的注意事項

4.1明確在室內(nèi)設(shè)計中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的必要性

在傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計中，設(shè)計師通常會按照客戶需求，設(shè)計出符合客戶需求的風(fēng)格。在實際設(shè)計中，設(shè)計師運用VR技術(shù)，如酷家樂等軟件，將自身想法和設(shè)計細節(jié)加以結(jié)合，再按照客戶需求進行設(shè)計，從而達到最完美的效果。這種方法具有較大優(yōu)點，可以使學(xué)生在以后的設(shè)計工作中具有邏輯思考和手工繪制的能力。VR技術(shù)可以充分地展現(xiàn)出虛擬、互動的室內(nèi)空間效果，并將富有創(chuàng)造性的設(shè)計展現(xiàn)出來。

4.2采用沉浸性教學(xué)方法

VR設(shè)計平臺中的三維設(shè)計方案可以轉(zhuǎn)換成虛擬現(xiàn)實的全景模型，教師可以根據(jù)實際場景來展示教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生可以通過VR眼鏡來觀察房間內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而更好地理解建筑結(jié)構(gòu)，掌握整個建筑設(shè)計理念和風(fēng)格，避免出現(xiàn)設(shè)計方面的錯誤，使設(shè)計方案得以完善（如圖1、圖2所示）。

4.3建設(shè)VR實驗實訓(xùn)教學(xué)中心

實驗教學(xué)中心是實現(xiàn)實訓(xùn)教學(xué)、整合高質(zhì)量信息化教育資源的重要載體，應(yīng)用VR技術(shù)，能夠有效促進虛擬現(xiàn)實技術(shù)、互動技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計實踐中的應(yīng)用。通過對虛擬現(xiàn)實教學(xué)的實踐培訓(xùn)，可以提高“雙師型”教師教學(xué)水平，亦可以提高學(xué)生科學(xué)研究和設(shè)計水平。

4.4教師積極引導(dǎo)學(xué)生正確認識虛擬與現(xiàn)實的關(guān)系

室內(nèi)設(shè)計專業(yè)虛擬現(xiàn)實教學(xué)需要教育者積極引導(dǎo)，由于在校學(xué)生思想尚未完全成熟，辨別是非能力有限，很容易被誤導(dǎo)，必須在一定程度上加強對學(xué)生的指導(dǎo)，使其了解虛擬和現(xiàn)實之間的關(guān)系，防止學(xué)生在虛擬環(huán)境中進行各種大膽的、不負責(zé)的虛擬體驗。

5結(jié)語

綜上所述，使用VR技術(shù)，突破了傳統(tǒng)教學(xué)在空間展示中的薄弱環(huán)節(jié)，提高教學(xué)效率，有效地解決了室內(nèi)設(shè)計專業(yè)課程的場地不足、空間真實體驗感不強等問題，為專業(yè)教學(xué)開辟了新的教學(xué)空間，同時有效地提升了教學(xué)效率，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

作者:雷蕓 單位:湛江科技學(xué)院