環境藝術設計中數字化技術的應用研究

汪 慧

(安徽工商職業學院 藝術設計系 , 安徽 合肥 230041)

環境藝術設計中數字化技術的應用研究

汪 慧

(安徽工商職業學院 藝術設計系 , 安徽 合肥 230041)

近年來，環境藝術設計中數字化技術的應用越來越廣泛，為了進一步提高藝術設計中數字化的應用水平，文章研究了環境藝術設計中數字化技術的應用，分析了室內環境設計數字化表現意義，重點提出了室內環境設計數字化表現策略及實現流程等。

環境藝術設計；數字化技術；應用

0引言

隨著科學技術的不斷發展，很多領域的交互更加頻繁，將數字化技術應用在環境藝術設計領域就是科學技術發展的一種體現[1]。顯而易見，傳統的設計方式已經不能夠滿足用戶的實用需求和審美要求，并且計算機輔助設計軟件和多媒體技術則為數字化技術提供了良好的技術基礎，從而讓環境藝術設計重獲新生，讓其藝術表現方式更加豐富。

這種革命性的環境藝術發展模式得到了室內、室外以及建筑等設計工作人員的普遍認可，而數字化技術的應用能夠有效減少設計人員的重復勞動量，還為設計人員的創意設計提供軟件支持。比如不同風格的空間設計方式和創意實現都可以通過虛擬設計技術以及計算機輔助設計軟件等協助實現[2]。總而言之，數字化技術不僅改進了傳統藝術設計方式，而且能夠利用虛擬設計技術來實現更為真實和自由的藝術設計效果，增加了與用戶之間的交流互動。如何將數字化技術有機地應用在整個環境藝術領域中，實現技術與藝術、生活、經濟以及社會等方面的協調發展，這才是環境藝術領域未來發展方向。文章深入探討數字化技術和環境藝術的設計特點，將數字化技術與環境藝術進行有機結合，讓先進技術為環境藝術設計服務，從而實現環境藝術設計的可持續發展。

1室內環境設計數字化表現策略及實現流程

1.1虛擬實現技術

隨著數字化技術的不斷發展進步，其在人們生活方方面面的應用越來越廣泛，其整體可用性實現了巨大的創新。目前對數字技術要求最高的就是盡可能地模擬虛擬現實生活中的場景及畫面，最大程度地反應現實情況。近年來，隨著可視化技術的發展與計算機技術的不斷更新換代，計算機軟件系統可以虛擬出越來越真實的現實情境和畫面，其中的藝術特效表現得越來越強烈。其中高清技術是虛擬現實技術中情境逼真化的必備技術。

虛擬現實技術利用增強化的交互能力，采用特定的裝置例如感應頭盔、手套等，通過把傳感設備放置在虛擬情境中，然后讓傳感儀去使用虛擬情境中的儀器，感知虛擬環境里的所有事物，再經過相互間的友好交互，最終得到最仿真的現實世界的虛擬場景。虛擬現實技術以這種利用三維感知去呈現逼真的現實場景的能力和能夠親身操作的真實感使得其在環境藝術設計中的使用也越來越廣泛。虛擬現實技術的不斷創新性發展及其實時交互的不斷推廣，為環境藝術設計專業的進步提供了巨大的技術支持。設計員使用最先進的數字技術來虛擬化感知現實情景得到最逼真、最可視化的預期設計環境，比如建設中的建筑物、未完工的雕像等等，同時還能虛擬化設計師頭腦中非現實存在的概念化事物。

1.2室內環境設計數字化表現軟件

現階段，室內環境設計常用的軟件為AUTOCAD軟件，此軟件能夠大幅提高設計人員的設計水平，顯著降低設計成本，有效減少設計周期[6]。當然AUTOCAD軟件的更新升級也比較快，現已從AUTOCAD R14版本升級到了AUTOCAD2014版本，在這些版本中實行的向下兼容體制，也就是高級版本能夠打開低級版本，但是低級版本打不開高級版本，參考高級版本具有不穩定性，因此目前常用的AUTOCAD軟件版本為AUTOCAD2014版本。

在進行室內環境設計過程中，設計人員可以借助3D Studio Max通過基于圖像和基于模型這兩種方式進行設計，并且使用紋理映射以及模型分割等技術滿足虛擬空間的實時性需求。

需要說明的是，V-Ray for 3dmax為3dmax軟件提供重要的渲染功能，這是專業渲染公司ChaosSoftware研發設計出來的，該軟件具有全局照明渲染功能以及光線追蹤渲染功能，并一次替代3dmax軟件原有的線性掃描型渲染功能。V-Ray渲染器主要分為基礎包(即Basic Package)和高級包(即Advanced Package)，其中基礎包使用費用較為低廉，比較適合家庭和業余設計人員使用；高級包則可以提供多種高級功能，比較適合專業設計人員使用。當然V-Ray渲染器幾乎成為3dmax軟件的功能最為全面的第三方插件軟件，可以幫助渲染特殊效果，比如全局照明、光線追蹤以及表面散射等功能[7]。V-Ray渲染器融入了光能傳遞以及光線追蹤技術，可以利用真實的光線計算公式來提供光線效果，因此廣泛應用在室內外設計以及建筑設計等領域。

1.3 室內環境設計數字化邏輯構架

顯然，室內環境設計的首要目的就是為了滿足用戶的物質需求和精神追求，并以此針對用戶的居住環境、工作環境以及學習環境進行創意改造，從而讓用戶達到物質和精神上的享受。優質的室內環境設計可以提高用戶的空間環境以及用戶的心理環境，就是在有限的物質前提下創造出優質的精神環境。

設計人員在進行創意設計時首先要詳細分析室內環境的邏輯構架，具體室內環境設計的邏輯構架圖如圖1所示。

圖1 室內環境設計邏輯構架簡圖

從上頁圖1中不難看出，如果要規劃好邏輯構架圖就必須獲得室內環境的結構形式、空間大小以及用戶需求等信息，這都為設計工作提供重要的數據參數。

1.4 數字化實現流程

設計人員需要逐步實現方案構思、方案分析、設計表現以及效果評估等步驟，具體的設計流程如圖2所示。

圖2 數字化設計流程圖

參照必要的項目相關要求，設計人員首先要進行方案分析，方案分析其實就是一種逆向操作，其階段目標位盡可能利用有限的物質前提下獲取設計信息，然后設計人員再分析、歸納以及總結信息數據，最后將其成為自身進行設計構思的重要參考對象。

借助數字化技術，設計人員可以分析和篩選出相對應的設計參數，并通過數字的方式表現出來，從而進一步針對室內環境進行隔離分析處理以及審計完善。基于方案構思的數字化表現模式具有以下特點。

(1)直覺表現非常直觀；

(2)設計思維方式直接和開放；

(3)可以針對設計材料進行重復修改、裁剪、復制以及刪除處理，設計方式靈活；

(4)在設計過程中還能夠歸納總結材料元素，保存設計素材非常便利。

設計人員還可以橫向和縱向地分析比較多種設計方案，并參照以往設計經驗來優化設計方案，具體的設計構思流程圖如圖3所示。

圖3 室內設計產品數字化分析流程

從圖3不難看出，設計人員還需要參考空間特點、空間環境、設計目的以及定位等參數，根據以往的設計方式來確定設計流程和方案，并利用計算機協助進行設計，最后為整個設計項目的實施提供準確的資料。

設計人員還要考慮室內建筑的空間流線問題，功能方面要合理利用空間的排列組合，構建起以起居室為整個活動的中心，合理布置起居室的位置，將公共空間、基本空間以及私密空間保持好相互關系，達到動靜區域合理，區域之間交互順暢。

2室內環境設計數字化表現意義

如果要真正實施一個項目方案就需要經過市場調研、項目構思、需求定位、項目修改以及項目實施等過程，而且一些不合理甚至錯誤的設計細節只有在具體實施過程中才能夠發現和修正。當然修正設計也就意味著有一部分甚至全部的設計方案都要進行修改，因此整個項目的周期就會增加，設計費用也就更高。如果在項目設計方案中利用計算機仿真來協助設計，則可以對整個設計方案有更為全面的評價，還能夠直觀地檢測設計方案，由此不難看出數字化技術在環境藝術設計方面有著良好的應用價值。

2.1 改善設計

在數字化的大環境下，用戶可以自由掌控展示場景，不僅可以全方位多角度的觀察設計項目，而且還能在場景中更改相應參數，從而讓三維場景的展示效果更加立體和直觀。正是由于能夠全方位地觀察設計模型，所以設計人員能夠非常方便地發現很多設計缺陷，減少規劃不合理帶來的損失，這樣就可以大大提高項目設計的整體質量。另外，數字化技術還能為設計單位提供一整套關于項目規劃評估和性能評估工具，從而讓評估人員找出設計效果與設定參數之間的關系，挖掘規劃設計潛在的危害，增加解決問題的多樣性，從而讓整個設計項目更加合理和有效。

2. 2展示設計成果

傳統設計成果展示方式都是借助鳥瞰圖、分析圖以及平面圖等來體現設計人員的創作意圖[3]。顯然這種表現方式具有比較大的局限性，只能靜態地利用平面方式來表現立體效果；數字化技術本身就能夠動態地表現出立體效果。基于數字化技術的設計效果是一種非常理想的效果，不僅可以提高宣傳效果，而且還可以將設計方案形象地展現給用戶，還能夠及時響應用戶提出的修改意見，從而顯著增加設計方案的靈活性和競爭性。具體來講如圖4所示，在設計階段，設計人員可以借助建模軟件，利用數字化技術構建虛擬環境和三維設計效果，以此得到較為形象的建筑物的設計模型；與此同時還能夠提高設計模型的細致程度，比如建筑物的門窗和造型等設計都可以準確形象地體現設計人員的意圖；最后根據各種虛擬技術軟件來實現對于設計方案的展示效果，用戶和設計人員都可以根據具體的設計細節進行可視化和修改。

圖4 數字化設計表達

2.3節省投資和運行費用

在進行室內環境設計過程中，設計人員大都會碰到甲方提出的臨時改動的意見，在這種極端條件下，傳統設計方式就顯得沒有競爭力，原有的設計圖紙很有可能全部報廢，前面所做的設計工作可能全部被舍棄，這樣不僅浪費了大量財力和人力，而且讓設計周期變長。利用數字化技術可以輕松應對設計修改問題，設計人員只需要輸入對應的參數就可以方便快捷地修改設計方案，因此不僅提高了工作效率，而且節約了設計成本。

2.4驗證施工方案

在進行藝術設計的具體施工過程中，設計人員往往還會有新的創意，但是由于成本和經費原因，這些創意很多不能夠直接應用到實際的工程中，而利用數字化技術就可以虛擬構建設計環境，這樣就可以在特定的虛擬環境中驗證其設計創意是否合理和有效，如圖5所示。需要考慮的是，設計方案稿與項目工程施工的鏈接必須有專業的工程設計人員從幫指導才行，并且能夠根據具體的施工條件進行適當的修改，當然還要進行工程驗證。如果利用數字化技術就可以實現設計方案的準確定位，與此同時還能利用三維技術針對施工方案進行虛擬論證，虛擬現實環境可以為具體施工提供大量參數數據，這些都可以大大提高施工方案的可行性，讓施工效率增高，有效減少施工周期。

圖5 設計訓練

3結論

文章以實際應用為出發點，針對基于室內空間設計的數字化技術實現進行深入探討，發現環境藝術設計缺陷，減少由于規劃問題造成的不必要的損失，提高設計項目的整體質量。文章的創新之處就是利用數字化技術，將該技術優勢應用到項目設計和評估中，不僅能夠全方位體現出設計效果，還為后期的修改和維護提供便利，這些都為數字化技術在環境藝術設計領域的應用建立良好的基礎，有一定的研究價值。

[1]鄭蕾.數字媒體技術對現代設計藝術的影響[J].美與時代，2011(12):27-28.

[2]王聯森.淺談高職院校藝術設計的數字化教學[J].廣西教育學院學報，2012(3):143-145.

[3]劉井濤，關于藝術設計專業數字媒體課程教學模式構建的思考[J].時代教育，2012(15):165-171.

[4]張學彬.ads Max建模在室內設計教學中的應用與改革[J].中國教育改革與教學研究，2012 (5):93-95.

[5]白天佑.淺議數字化時代的藝術設計教育[J].美術大觀.2012(2):154.

[6]李莉，趙勇.淺談室內設計中的數字藝術實踐教學[J].城市建設理論研究，2011 (11):416.

[7]聶森，袁恩培，宋洋.數字化時代藝術設計教育及設計思維能力培養[J].廣西民族大學學報，2007(12):118-119.

(責任編輯：高 堅)

Research on the Application of Digital Technology in Environmental Art Design

Wang Hui

(Department of Art Design, Anhui Business Vocational College, Hefei 230041, China)

In recent years, the application of digital technology in art design of environment is more and more widely applied. In order to further improve the level of application of digital technology in art design, this paper makes a research on the application of digital technology in environmental art design. This paper analyzes the significance of digital technology in indoor environment design and puts forward some expressing strategies and realization process of digital technology in indoor environment design.

Environmental art design; Digital technology; Application

2017-03-20

2017年安徽省教育廳人文社科研究一般項目階段性成果 (SK2017B002)；2015年安微省級重點教學研究項目階段性成果 (2015jyxm621)；安徽省教育廳質量工程項目大規模在線開放課程(MOOC)示范項目《景觀設計》階段性成果(2016mooc032)

J524

A

1673-8535(2017)03-0047-06

汪慧(1983-),女，浙江省開化人，安徽工商職業學院講師，碩士，研究方向：環境藝術設計。