虛擬技術(shù)與現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)

趙銀花

（長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130012）

0 引 言

馬克思曾指出:“最蹩腳的建筑師從一開始就比最靈巧的蜜蜂高明的地方，是他在用蜂蠟建筑蜂房之前，已經(jīng)在自己的頭腦中把它建成了，勞動(dòng)過(guò)程結(jié)束時(shí)得到的結(jié)果，在這個(gè)過(guò)程開始時(shí)就已經(jīng)在勞動(dòng)者的表象中存在著，即已經(jīng)觀念地存在著。”

這段話表述了人是帶著目的、計(jì)劃從事實(shí)踐活動(dòng)的。實(shí)踐活動(dòng)尤其是突破性的實(shí)踐活動(dòng)往往都帶有不確定性，所以，可以通過(guò)虛擬實(shí)踐活動(dòng)來(lái)降低真實(shí)實(shí)踐活動(dòng)的不確定性，同時(shí)為真實(shí)實(shí)踐活動(dòng)提供可參考的依據(jù)。

室內(nèi)設(shè)計(jì)是一門藝術(shù)與技術(shù)相結(jié)合的學(xué)科，運(yùn)用何種表現(xiàn)手段能將自己的創(chuàng)意生動(dòng)、完整、清晰地展現(xiàn)出來(lái)是每一位設(shè)計(jì)師的追求。當(dāng)室內(nèi)設(shè)計(jì)師面對(duì)一個(gè)個(gè)迥然各異的設(shè)計(jì)藍(lán)圖時(shí)，都將是一個(gè)從無(wú)到有、逐漸完善的思維過(guò)程，這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程在真正付諸于施工之前是要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)師本人和外界相關(guān)人員不斷探討、推敲和修改的。首先，設(shè)計(jì)師要先確定、完善自己的構(gòu)思和方案，并借助于某種途徑、手段表現(xiàn)出來(lái)，之后再與相關(guān)人員（其他設(shè)計(jì)顧問(wèn)、業(yè)主、施工方）做多向的意見交流，并對(duì)方案進(jìn)行進(jìn)一步的修正、優(yōu)化。這里說(shuō)到的某種途徑、手段就是不同的設(shè)計(jì)表現(xiàn)工具，它們可以模擬設(shè)計(jì)方案最終要達(dá)到的實(shí)際效果，盡量減少想象與現(xiàn)實(shí)的差距。

所以，設(shè)計(jì)表現(xiàn)方式的這種模擬性不但能使設(shè)計(jì)師自身在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷深入、完善設(shè)計(jì)思維，還方便設(shè)計(jì)師與相關(guān)人員方便、有效地交流。

1 室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及局限

1.1 室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)的發(fā)展

室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)方式經(jīng)歷了語(yǔ)言描述、手繪表現(xiàn)、微縮模型、計(jì)算機(jī)軟件繪圖多個(gè)發(fā)展階段，總體來(lái)說(shuō)是靜態(tài)向動(dòng)態(tài)、抽象向具象發(fā)展的一個(gè)進(jìn)程。

語(yǔ)言描述常見于業(yè)主選擇非專業(yè)設(shè)計(jì)、施工人員進(jìn)行房屋設(shè)計(jì)，雙方參照實(shí)際場(chǎng)地用語(yǔ)言描述設(shè)計(jì)意愿，因表述和理解的因素，其結(jié)果通常差強(qiáng)人意，目前已不多見。微縮模型目前多見于售樓中心，它常與沙盤展示的方式共同表現(xiàn)住宅小區(qū)的整體規(guī)劃和戶型設(shè)計(jì)。目前，最為流行的是手繪表現(xiàn)與計(jì)算機(jī)軟件繪圖。

1.2 目前室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)手段的局限[1-2]

手繪表現(xiàn)是一種具有較強(qiáng)藝術(shù)感染力的室內(nèi)設(shè)計(jì)傳統(tǒng)表現(xiàn)方法，如圖1所示。

圖1 手繪表現(xiàn)效果圖

70年代和80年代手繪效果圖主要以水墨和水彩渲染，鋼筆淡彩、水粉及彩色鉛筆、鋼筆建筑速寫等為主，但因繪制速度慢、效率低，現(xiàn)已逐漸退出主流市場(chǎng)。目前室內(nèi)設(shè)計(jì)手繪表現(xiàn)常用鉛筆、鋼筆、馬克筆和彩鉛等工具，其作品具有快速、美觀、清晰等特點(diǎn)。但它也具有一定的局限性:首先，它要求設(shè)計(jì)師必須具備良好的繪畫基礎(chǔ)、空間立體想象力和工程設(shè)計(jì)能力;其次，作品繪制過(guò)程中如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，不容易修改，甚至需要重新繪制;第三，設(shè)計(jì)方案的修改、調(diào)整都需要繪制新的效果圖，增大了設(shè)計(jì)師的工作強(qiáng)度;第四，作為設(shè)計(jì)資料來(lái)說(shuō)，耗費(fèi)設(shè)計(jì)師的大量精力來(lái)攜帶和保存。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)硬件的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件繪圖表現(xiàn)方式已經(jīng)成為設(shè)計(jì)師的首選，如圖2所示。

圖2 計(jì)算機(jī)表現(xiàn)效果圖

計(jì)算機(jī)軟件繪圖主要應(yīng)用Auto CAD，3DS max，Maya，Photoshop等軟件。這種表現(xiàn)方式的優(yōu)點(diǎn)在于:第一，它可以在方案制定過(guò)程中反復(fù)修改;第二，畫面的真實(shí)性最大限度地反映了預(yù)期效果，便于業(yè)主的認(rèn)知;第三，資料易于管理、展示。但它也有一定的局限性:首先，在方案制定初期，需要繪制不同創(chuàng)意的概念性草圖，計(jì)算機(jī)軟件表現(xiàn)在這方面不夠方便、快速;其次，效果圖雖然逼真，但過(guò)于模式化，缺乏獨(dú)特的藝術(shù)感染力;第三，為了追求理想的渲染效果，在調(diào)整軟件中的某些參數(shù)設(shè)置時(shí)，視覺上會(huì)造成與現(xiàn)實(shí)尺度的偏差。

另外，以上兩種表現(xiàn)方式還有一些共存的局限性。首先，完整的一套設(shè)計(jì)方案不僅包括透視圖（即效果圖），還要有相應(yīng)配套的平面圖、頂面圖、立面圖、剖面圖等一系列用以輔助說(shuō)明設(shè)計(jì)方案的圖集，除了透視圖是三維立體效果，其余的圖都是二維平面效果，而且在這些圖中不乏一些專指符號(hào)。像這類的圖通常只有專業(yè)人員才會(huì)看懂并理解設(shè)計(jì)意圖，大多數(shù)業(yè)主是不具備這種專業(yè)素質(zhì)的，那么在與業(yè)主交流、溝通的時(shí)候無(wú)疑會(huì)對(duì)業(yè)主產(chǎn)生認(rèn)知上的障礙。所以，不管是手繪表現(xiàn)，還是計(jì)算機(jī)繪圖表現(xiàn)，二維圖紙這種媒介方式都會(huì)對(duì)有效、準(zhǔn)確的交流以及認(rèn)知產(chǎn)生制約。其次，室內(nèi)設(shè)計(jì)是表現(xiàn)空間與時(shí)間的藝術(shù)，人在空間中的行走使時(shí)間有了序列的概念。人對(duì)于整體空間的認(rèn)識(shí)不是一瞬間形成的平面的、靜止的映象，而是在時(shí)間的運(yùn)動(dòng)中，人處在不同的位置，產(chǎn)生不同的視覺印象和心理狀態(tài)，逐漸形成的一種認(rèn)識(shí)。如同中國(guó)古典園林中以小見大、先抑后揚(yáng)、步移景異等處理手法一樣，空間設(shè)計(jì)就像音樂(lè)一樣是有節(jié)奏、有韻律的。若只是將靜態(tài)的圖片簡(jiǎn)單地羅列、疊加是不能使人深入地理解、感受設(shè)計(jì)理念的。所以，室內(nèi)設(shè)計(jì)中有些本質(zhì)性的因素是無(wú)法通過(guò)現(xiàn)有的表現(xiàn)方式來(lái)表達(dá)的。

2 虛擬技術(shù)的概念及應(yīng)用[3-4]

2.1 虛擬技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）簡(jiǎn)稱虛擬技術(shù)，又稱靈鏡技術(shù)，是20世紀(jì)末才興起的一門綜合性信息技術(shù)。虛擬技術(shù)是一種以虛擬的信息世界取代客觀世界中的客體，使人獲得與某一客觀世界中一樣的感受和知覺的技術(shù)。

虛擬技術(shù)綜合利用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、人工智能等技術(shù)，先生成一個(gè)模擬環(huán)境，再通過(guò)先進(jìn)的傳感技術(shù)和聲像技術(shù)，如頭盔或手套，使用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然的交互。它不僅能帶給用戶如同在真實(shí)世界里“身臨其境”的逼真感，還能不受時(shí)間、空間的制約，體驗(yàn)在真實(shí)世界中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的感受。

2.2 虛擬技術(shù)的特征

虛擬技術(shù)具有3個(gè)基本特征:沉浸（Immersion）、交互（Interactivity）和構(gòu)想（Imagination）。

2.2.1 沉浸

計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境最大限度地模擬了客觀世界，不僅在視覺上給人帶來(lái)逼真的空間感，甚至在聽覺、觸覺、嗅覺上也給人以真實(shí)感，所以使人自然而然地產(chǎn)生“身臨其境”的體驗(yàn)。

2.2.2 交互

計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境不是一個(gè)模型般的靜態(tài)物質(zhì)，而是開放的、互動(dòng)的，人是這個(gè)環(huán)境中的“主角”，它強(qiáng)調(diào)人的親身參與。在這個(gè)虛擬環(huán)境中，人可以對(duì)任何對(duì)象進(jìn)行選擇性地觀察、訪問(wèn)，也可以利用鼠標(biāo)、鍵盤、數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備觸摸、移動(dòng)、修改對(duì)象。

2.2.3 構(gòu)想

由人的想象力、構(gòu)思的參與和建構(gòu)才形成了虛擬現(xiàn)實(shí)，所以人與虛擬環(huán)境的交互作用在本質(zhì)上是生成性的。也就是說(shuō)，人在虛擬環(huán)境中可以自己做決定，控制把握自己的行為，而不再是以往千篇一律的被動(dòng)經(jīng)歷。

2.3 虛擬技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

1956年，理克爾德（J.C.R.Licklider）最早提出電腦以人腦的方式來(lái)處理信息的基本思想。20世紀(jì)末，虛擬技術(shù)開始應(yīng)用于城市規(guī)劃、機(jī)械制造、特種作業(yè)培訓(xùn)等實(shí)踐領(lǐng)域，但目前仍屬于應(yīng)用開發(fā)的初始階段，還遠(yuǎn)不夠成熟。

在美國(guó)，利用虛擬技術(shù)對(duì)洛杉磯改造進(jìn)行了虛擬實(shí)驗(yàn)，這個(gè)虛擬模擬系統(tǒng)曾被認(rèn)為是全球最成功的虛擬城市模擬系統(tǒng)之一，如圖3所示。

圖3 虛擬洛杉磯

在2008年奧運(yùn)會(huì)申辦過(guò)程中，加拿大的多倫多市也應(yīng)用虛擬技術(shù)制作了未來(lái)奧運(yùn)會(huì)的規(guī)劃模型。

在我國(guó)，虛擬技術(shù)的應(yīng)用多用于城市模擬、房地產(chǎn)360°全景銷售、地理信息系統(tǒng)等領(lǐng)域，還處于探索、發(fā)展期。故宮文化遺產(chǎn)數(shù)字化應(yīng)用研究所利用虛擬技術(shù)開發(fā)了一個(gè)虛擬的“紫禁城”，用戶通過(guò)控制遙控器，可以從不同視角欣賞故宮內(nèi)外;上海為浦東新區(qū)建設(shè)采用了超級(jí)UNIX虛擬現(xiàn)實(shí)圖形工作站城市模擬系統(tǒng)，它可以實(shí)時(shí)、交互地對(duì)城市進(jìn)行漫游，為城市的規(guī)劃、建設(shè)提供了一個(gè)很好的工具。

虛擬紫禁城如圖4所示。

圖4 虛擬紫禁城

3 虛擬技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[5-8]

3.1 從根本上解決了空間、時(shí)間的制約

正如前面提到的，想要真正體驗(yàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵僅靠靜態(tài)的圖片是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，只有靠人在時(shí)間的運(yùn)動(dòng)中，人處于不同的狀態(tài)才能完整地體會(huì)空間。虛擬技術(shù)的應(yīng)用可以真實(shí)地令人從踏入空間入口的第一步開始，深刻地感受從狹小到寬闊、從明處到暗處、從低處到高處的不同空間表情，體會(huì)如音樂(lè)般的序曲、過(guò)渡、高潮以及結(jié)束的空間節(jié)奏，從而體驗(yàn)設(shè)計(jì)中的本質(zhì)因素，如圖5所示。

圖5 室內(nèi)虛擬場(chǎng)景入口

3.2 最大限度地排除業(yè)主認(rèn)知上的障礙

目前對(duì)方案的溝通方式通常是設(shè)計(jì)師先按照自己的理解將設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和細(xì)節(jié)逐一用效果圖表現(xiàn)出來(lái)，當(dāng)業(yè)主在認(rèn)知上出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，則需要按業(yè)主所需重新操作、渲染效果圖，補(bǔ)充說(shuō)明，不但增加了設(shè)計(jì)師的工作強(qiáng)度還耗費(fèi)業(yè)主的時(shí)間。應(yīng)用虛擬技術(shù)可以令業(yè)主在場(chǎng)景中按任意路線行走、觀察，從而清晰地了解設(shè)計(jì)中的各個(gè)細(xì)節(jié)，準(zhǔn)確地判斷設(shè)計(jì)中的尺寸與功能的合理性，如圖6所示。

圖6 交互式瀏覽室內(nèi)虛擬場(chǎng)景

3.3 降低風(fēng)險(xiǎn)

由于虛擬技術(shù)是基于真實(shí)數(shù)據(jù)建立的數(shù)字模型，所以它是對(duì)預(yù)期目標(biāo)的真實(shí)再現(xiàn)。首先，對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，可以在設(shè)計(jì)方案場(chǎng)景中任意漫游，來(lái)體驗(yàn)、觀察作品，這樣很多在二維圖紙上不易察覺的漏洞、缺陷能夠輕易被發(fā)現(xiàn)，減少了由于考慮不周而造成的失誤和損失。其次，對(duì)于業(yè)主來(lái)說(shuō)，在虛擬場(chǎng)景中親身體驗(yàn)尺度、功能、材質(zhì)、整體的色彩與風(fēng)格等，可以無(wú)任何障礙地實(shí)時(shí)與設(shè)計(jì)師交流、修正方案，從而避免了在施工時(shí)因雙方溝通不善、業(yè)主認(rèn)知有誤帶來(lái)的物質(zhì)損失。

3.4 提供了人性化的服務(wù)

在現(xiàn)有的表現(xiàn)方法里也有用動(dòng)畫制作軟件（如3DS max，Maya等）制作出的動(dòng)態(tài)瀏覽，即“建筑漫游”。這種動(dòng)畫是按照設(shè)計(jì)師設(shè)定好的順序，沿著某一條路徑瀏覽的“死”動(dòng)畫，只能按照既定的路線和模式反復(fù)播放，如果想換個(gè)路徑來(lái)演示的話，則需要再制作、渲染幾天，用戶在其中只是被動(dòng)的觀察者。而虛擬技術(shù)的“交互”特征使生成的場(chǎng)景“活”了，它的每一幀圖像都是根據(jù)用戶的動(dòng)作實(shí)時(shí)進(jìn)行計(jì)算和渲染。用戶可以利用鼠標(biāo)、鍵盤、數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，不受任何限制地任意瀏覽，從而使得對(duì)用戶的服務(wù)更具備人性化的特點(diǎn)。

3.5 保證了設(shè)計(jì)思維的連貫性

設(shè)計(jì)師在虛擬設(shè)計(jì)方案空間中的漫游使三維空間加入了時(shí)間的元素成為四維空間，使自身的設(shè)計(jì)體驗(yàn)不再是對(duì)二維畫面的片段體驗(yàn)，而是更加生動(dòng)、真實(shí)、有機(jī)的整體體驗(yàn)，這樣有利于設(shè)計(jì)師更好地感受空間中各元素的相互關(guān)系，并實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修改，譬如改變材質(zhì)、體量、顏色等，從而使設(shè)計(jì)師保持一個(gè)連貫的設(shè)計(jì)思維，如圖7所示。

圖7 體驗(yàn)整體空間

3.6 激發(fā)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作靈感

虛擬技術(shù)的特征之一“沉浸感”，使設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)體驗(yàn)更加真實(shí)，在如同身臨其境的漫游過(guò)程中，設(shè)計(jì)師的想象力、創(chuàng)造力和靈感將最大限度地被激發(fā)。

3.7 有利于方案的確定

設(shè)計(jì)師在為業(yè)主做設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)提供幾套不同風(fēng)格、不同檔次、不同空間規(guī)劃的方案供業(yè)主選擇，同以往提供的靜態(tài)圖片相比，虛擬技術(shù)的“沉浸”和“交互”特征會(huì)帶給用戶真實(shí)、強(qiáng)烈的切身體驗(yàn)，更容易判斷其喜好，以明確確定最終方案，如圖8所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

虛擬技術(shù)目前還在不斷地發(fā)展、完善過(guò)程中，具有廣闊的發(fā)展前景，它將會(huì)是未來(lái)最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一。將虛擬技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)，不僅為設(shè)計(jì)師與業(yè)主的溝通提供了一個(gè)有效的平臺(tái)，便于設(shè)計(jì)師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，同時(shí)，還為業(yè)主提供了一個(gè)近乎真實(shí)的切身體驗(yàn)。虛擬技術(shù)的強(qiáng)大功能極大地豐富了室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)的技法，它跨越了科學(xué)與藝術(shù)的界限，使室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)向著更為人性化、個(gè)性化的方向發(fā)展，它將是未來(lái)室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)的發(fā)展方向。

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