數(shù)字化軟件在室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

丁亮

（上海濟(jì)光職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑系， 上海 201901）

高等教育的改革規(guī)劃中就早已提出，改革的根本目的是為了創(chuàng)新培養(yǎng)方式，調(diào)整課程的結(jié)構(gòu)，目標(biāo)是以先進(jìn)的文化改善教育內(nèi)容和教學(xué)體系[1]。 對(duì)于室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)而言，更好地開(kāi)展室內(nèi)設(shè)計(jì)數(shù)字化的應(yīng)用研究正是教學(xué)改革的一個(gè)必要手段， 這也是信息化時(shí)代來(lái)臨后的一個(gè)現(xiàn)實(shí)需要和發(fā)展趨勢(shì)，數(shù)字化應(yīng)當(dāng)更好的為教學(xué)服務(wù)，提高人才培養(yǎng)的綜合素質(zhì)。 由于數(shù)字化技術(shù)的本質(zhì)特點(diǎn)，即操作過(guò)程的高效性和便利性，虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性和教學(xué)過(guò)程中體現(xiàn)出的多元化互動(dòng)性均為室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)帶來(lái)了深刻的變革。 目前而言，數(shù)字化的教學(xué)模式改革已經(jīng)是時(shí)代發(fā)展的大勢(shì)所趨，將信息化，數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)是一種科學(xué)與藝術(shù)的完美結(jié)合，這打破了學(xué)科分界和藝術(shù)門類的界限，有利于教學(xué)研究者們用全新的視角重新審視設(shè)計(jì)思維和教學(xué)理念，這既符合科學(xué)技術(shù)的規(guī)律，也符合藝術(shù)設(shè)計(jì)的規(guī)律，數(shù)字化應(yīng)用實(shí)踐的研究為室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)帶來(lái)了一個(gè)嶄新的教學(xué)理念， 通過(guò)3ds Max 立體建模及漫游動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)[2]，并通過(guò)與Unity3D 的交互設(shè)計(jì)等結(jié)合，可方便的建立虛擬場(chǎng)景下的物體模型，通過(guò)空間形態(tài)的數(shù)字化模塊設(shè)計(jì)和空間建模的理論研究相結(jié)合的方式， 可快速實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的，更好的為教學(xué)服務(wù)。

1 數(shù)字化技術(shù)思維訓(xùn)練的成果量化表達(dá)

在室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)的本質(zhì)特征上，其中思維活動(dòng)是設(shè)計(jì)中重要的基本一環(huán)，在課程的具體教學(xué)實(shí)踐中，通常會(huì)伴隨著諸多問(wèn)題等待解答，即什么是設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)應(yīng)該解決什么樣的問(wèn)題，設(shè)計(jì)的發(fā)展模式是怎樣的[3]。 這些均無(wú)法用一定的邏輯性語(yǔ)言來(lái)表達(dá)，需要學(xué)習(xí)者和教學(xué)者共同感知和認(rèn)知。 正是在這一教學(xué)基本問(wèn)題的大背景下，數(shù)字化技術(shù)為室內(nèi)教學(xué)提供了可視化的思維訓(xùn)練平臺(tái)，學(xué)習(xí)者可利用信息技術(shù)的便利性以全新的觀念進(jìn)行訓(xùn)練，當(dāng)使用者進(jìn)入平臺(tái)后，強(qiáng)大的視覺(jué)效果會(huì)引發(fā)學(xué)生的求知欲和探索欲，而這種情況是室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)習(xí)中最佳的思維訓(xùn)練狀態(tài)。

螺旋式的觀察法即為其中重要的一個(gè)基本要素，這可通過(guò)諸如Autodesk 3ds Max 來(lái)制作成一些以列為形象的三維動(dòng)態(tài)效果， 且還要配合使用Adobe Premiere 軟件來(lái)為模型添加音樂(lè)與背景，如圖1 所示。

圖1 螺旋式觀察法的演示樣例Fig. 1 Demo sample observation of spiral

具體操作過(guò)程是在3ds Max 中創(chuàng)建一個(gè)模型方形體，將其的各個(gè)參數(shù)調(diào)整到合適的數(shù)值范圍，并將其復(fù)制至一定位置，將其放至能產(chǎn)生一定重疊的視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)角度，然后在鍵盤中用Ctrl+A 組合來(lái)全選中所創(chuàng)建的模型， 對(duì)其作一具體命名，具體效果圖如圖2 所示。

圖2 軟件中模型建立的效果圖Fig. 2 Rendering software model

所謂空間形態(tài)的思維訓(xùn)練也是基于數(shù)字化的軟件平臺(tái)才可達(dá)到的，學(xué)習(xí)者只需將“空間”與各種不同的視覺(jué)元素組合起來(lái)，進(jìn)行分類比較，這樣在不斷觀察和設(shè)計(jì)實(shí)踐中便可將空間理解到位，從而對(duì)于設(shè)計(jì)本身也是一種重要的基礎(chǔ)準(zhǔn)備。 在Autodesk、3ds Max 中按照一定訓(xùn)練主題構(gòu)建不同的空間模型[4-5]，利用色彩、材質(zhì)、肌理等不同的要素進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)。 數(shù)字化設(shè)計(jì)方法在視覺(jué)處理上的突破也帶來(lái)了創(chuàng)意靈感的有力提升， 一個(gè)特定元素在發(fā)展方向上可能是不同的，虛擬成果進(jìn)行量化正是基于這種多維性設(shè)計(jì)的，二維寫(xiě)生的唯一方式不一定是觀察的唯一方式，在單一角度上的視角觀察只能是片面的， 數(shù)字化的應(yīng)用實(shí)踐正是為了解決這一問(wèn)題，使得問(wèn)題可視化，多角度構(gòu)造化，這才是創(chuàng)意的來(lái)源和開(kāi)端。思維訓(xùn)練的成果量化圖如圖3 所示。

圖3 軟件中思維訓(xùn)練設(shè)計(jì)效果圖Fig. 3 Software design renderings thinking training

此外，在思維訓(xùn)練這一龐大的體系中，探索設(shè)計(jì)靈感的過(guò)程是一個(gè)代入式沉浸感的數(shù)字化平臺(tái)解放了人的思想創(chuàng)造能力，通過(guò)大量的數(shù)字化研究設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)中的數(shù)字化模型會(huì)產(chǎn)生質(zhì)的變化，從而在室內(nèi)設(shè)計(jì)的改革和發(fā)展上作出創(chuàng)新性貢獻(xiàn)。

2 軟件思維訓(xùn)練模塊的數(shù)字化設(shè)計(jì)

利用3ds Max 設(shè)計(jì)軟件， 使用者可自主進(jìn)行形態(tài)組合和模型構(gòu)建，還可通過(guò)對(duì)形態(tài)及其組合關(guān)系的觀察和發(fā)現(xiàn)等手段，進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)的目標(biāo)，數(shù)字化創(chuàng)造的過(guò)程是由獨(dú)立的人機(jī)互動(dòng)完整體驗(yàn)，在這種機(jī)制下，軟件能輔助學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化創(chuàng)作，而不會(huì)受到思維定勢(shì)的影響[6]。

數(shù)字化創(chuàng)作過(guò)程可以歸納在3ds Max 數(shù)字化創(chuàng)作軟件中，學(xué)生們通過(guò)簡(jiǎn)單的操作命令，進(jìn)行創(chuàng)建形態(tài)，賦予其質(zhì)感和色彩感，還可通過(guò)軟件內(nèi)的照明系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行重新組合和排列，目的是建立的模型更加接近實(shí)際的室內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)踐。 該方法的技術(shù)特點(diǎn)是，使用Autodesk 3ds Max 和vray 等高級(jí)渲染器中的燈光照明系統(tǒng)進(jìn)行效果的渲染，還可使用Autodesk 3ds Max 軟件中的板巖節(jié)點(diǎn)的材質(zhì)編輯器進(jìn)行重新構(gòu)建和效果顯示，從而完成了場(chǎng)景中不同材質(zhì)和貼圖方面的效果模型建立。 以設(shè)計(jì)球形狀態(tài)為例， 在3ds Max 頂視圖中創(chuàng)建一個(gè)Box，并在數(shù)字化仿真軟件中進(jìn)行調(diào)整，效果步驟圖如圖4～8所示。

圖4 在軟件中建立模型Fig. 4 Model in software

在數(shù)字化集成的這一仿真軟件中，其內(nèi)置了一些基本常用的模型，只需在export 等按鈕的輔助下即可快速完成效果圖的創(chuàng)建， 在頂視圖的某一個(gè)特定位置創(chuàng)建一個(gè)球體模型，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的設(shè)置等操作，可將其對(duì)齊到方體的中心位置。 由此可避免因效果渲染所帶來(lái)的設(shè)計(jì)暈眩等情況。 此外，軟件中還集成了多種功能性按鈕，對(duì)于設(shè)計(jì)具有重要的意義[7-8]。

可通過(guò)軟件右側(cè)的“Target”目標(biāo)攝像機(jī)按鈕，在頂視圖的模型中進(jìn)行必要的編輯，在鍵盤上的“Shift+Q”組合可以進(jìn)行渲染的效果圖。

鍵盤上的“M”按鍵可打開(kāi)數(shù)字化軟件中的材質(zhì)編輯器，任選一種有效的材質(zhì)將其調(diào)整為“VrayMtl”材質(zhì)，可通過(guò)必要的參數(shù)修改賦予場(chǎng)景中的球體，按住鍵盤上的組合按鈕來(lái)進(jìn)行材質(zhì)的效果添加和切換等。

圖5 對(duì)于模型的深入構(gòu)建Fig. 5 For in-depth model construction

圖6 攝像機(jī)角度的確定Fig. 6 The camera angle is determined

圖7 渲染測(cè)試相關(guān)模型的構(gòu)建Fig. 7 Construction rendering test related models

數(shù)字化創(chuàng)作的方法允許使用者在一個(gè)三維空間進(jìn)行任何形態(tài)的創(chuàng)建和組合，只要將虛擬攝像機(jī)的攝像頭對(duì)準(zhǔn)某一個(gè)制作角度，便可在軟件中仿真得出效果圖，可通過(guò)調(diào)整燈光的位置和角度， 且軟件中提供了燈光強(qiáng)弱變換等按鈕，這種方法為模型的多樣化設(shè)計(jì)提供了空間質(zhì)感與空間表情。

圖8 渲染操作后的最終預(yù)覽圖Fig. 8 Rendering operation after the final preview

數(shù)字畫(huà)創(chuàng)作就是幫助學(xué)生通過(guò)具體的實(shí)踐體驗(yàn)來(lái)深刻理解形態(tài)色彩質(zhì)感等感性元素，體會(huì)這樣的創(chuàng)作過(guò)程就是涉及邏輯的發(fā)展過(guò)程， 這是一個(gè)對(duì)設(shè)計(jì)思維全面提升的機(jī)會(huì)，在數(shù)字化軟件的建模過(guò)程中可完整體驗(yàn)一個(gè)室內(nèi)模型的創(chuàng)作和渲染過(guò)程，這是對(duì)思維理念的全面塑造，思維訓(xùn)練不僅是室內(nèi)設(shè)計(jì)空間理論感性認(rèn)知的手段，也是對(duì)審美判斷的再塑造。

3 室內(nèi)設(shè)計(jì)相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)可行性的分析

通過(guò)數(shù)字化軟件的信息化成功應(yīng)用，可在一定的空間中構(gòu)建出大量的視覺(jué)元素，在對(duì)空間和元素之間的關(guān)系進(jìn)一步理解過(guò)程中，便可不斷地發(fā)現(xiàn)和探索，靈感也由此而來(lái)。 思維訓(xùn)練是基于數(shù)字設(shè)計(jì)的平臺(tái)，而數(shù)字技術(shù)在記錄數(shù)據(jù)方面具有較多先進(jìn)的優(yōu)勢(shì)， 該技術(shù)不但可記錄下一定的設(shè)計(jì)路徑，且思維過(guò)程中也被完整的保留了下來(lái)。

在諸如3ds Max 等集成軟件中， 數(shù)字平臺(tái)對(duì)訓(xùn)練過(guò)程中的全程可以進(jìn)行保存和云技術(shù)存檔，這些均為設(shè)計(jì)創(chuàng)作的過(guò)程起到了良好的輔助作用，其在室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)這一偏向于靈感的專業(yè)上起到了至關(guān)重要的作用。 只有電腦能實(shí)現(xiàn)與人腦靈感的同步性設(shè)計(jì)，完整記錄數(shù)據(jù)，還原使用者的設(shè)計(jì)是數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)， 且會(huì)結(jié)合最新的云計(jì)算和云存儲(chǔ)技術(shù)，為數(shù)據(jù)的保存提供了更加可靠的科學(xué)保證。

3.2 根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需求確定軟件架構(gòu)

在設(shè)計(jì)者進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)的創(chuàng)作時(shí)，SketchUp、3ds Max 和CAD 等軟件均是可以互相打通服務(wù)渠道的，其可進(jìn)行軟件間的無(wú)縫銜接，這為了設(shè)計(jì)者們提供了較大便利，無(wú)論是從哪一角度切入設(shè)計(jì)和研究，均可隨時(shí)變換角度觀察和發(fā)現(xiàn)。 此外， 也可將前期的設(shè)計(jì)成果直接移動(dòng)到另一個(gè)不同的軟件中，對(duì)其進(jìn)行更加深入的設(shè)計(jì)，軟件之間的差異性存在為設(shè)計(jì)者們提供了更大的設(shè)計(jì)便捷。 如圖9 所示為數(shù)字化表達(dá)的成果圖。

圖9 數(shù)字化設(shè)計(jì)表達(dá)的效果圖模型Fig. 9 Effect digital design expression graph model

透視效果的準(zhǔn)確性和實(shí)用美觀性是室內(nèi)設(shè)計(jì)創(chuàng)造過(guò)程中的重要一環(huán)，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式上，均需要經(jīng)過(guò)大量的詳細(xì)透視關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。 為此，付出了過(guò)多無(wú)用功，還面臨著大量返工的困難。 這極大的限制了創(chuàng)造進(jìn)度。 而諸如CAD等一系列軟件的使用使得平面制圖可輕松的以三維形式導(dǎo)入到3ds Max 等三維軟件中進(jìn)入繼續(xù)塑造和深化設(shè)計(jì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

文中主要探索了室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)數(shù)字化設(shè)計(jì)的可行性和具體發(fā)展優(yōu)勢(shì)，室內(nèi)設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)作性過(guò)程，對(duì)于思維的能力要求較高，而數(shù)字化軟件的應(yīng)用對(duì)于設(shè)計(jì)者無(wú)疑是一個(gè)福音，省去了眾多傳統(tǒng)教學(xué)模式中的數(shù)據(jù)提取記錄和轉(zhuǎn)接等工作， 直接在具有良好的三維即視感的數(shù)字化界面中進(jìn)行創(chuàng)作，大幅提高了創(chuàng)作效率，靈感對(duì)于設(shè)計(jì)工作者而言是必備可少的。 而數(shù)字化軟件正是設(shè)計(jì)了諸多場(chǎng)景，并提高了仿真度，這對(duì)于激發(fā)創(chuàng)作者的思維靈感具有重要意義。 最終，數(shù)字化軟件有多種，其之間有相同點(diǎn)或不同點(diǎn)，這些不同點(diǎn)正是設(shè)計(jì)者們所需要的，根據(jù)不同的需求進(jìn)行創(chuàng)作，軟件提供了無(wú)縫對(duì)接同時(shí)也提高了設(shè)計(jì)效率。

[1] 劉吉昆，習(xí)瑋，林華. 設(shè)計(jì)藝術(shù)概論[M]. 北京:清華大學(xué)出版社，2009.

[2] 求是科技. Visual C++6.0 數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐[M].北京:人民郵電出版社，2004.

[3] （美）帕羅賽斯.Windows 程序設(shè)計(jì)[M]. 北京博彥科技發(fā)展有限責(zé)任公司，譯.5版.北京:北京大學(xué)出版社，1999.

[4] British Standard Institution. BS EN 50160：2007 Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution system[S].2007.

[5] IEEE Standards Coordinating Committee 22 on Power Quality， IEEE Std 1159 -1995 [S].IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality，ISBN-1-55937-549-3，1995.

[6] 周文，盧章平.基于TWAIN 技術(shù)的圖像獲取應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[J]. 微型電腦應(yīng)用，2000（5）:47-48.

[7] 王懷亮. 基于DICOM 標(biāo)準(zhǔn)的掃描處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 西安:西安電子科技大學(xué)，2004.

[8] Erich Gamma，Richard Helm，Ralph Johnson，et al.Design patterns:Elements of reusable object-oriented software[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000.