VR虛擬現實技術在家裝設計中的應用

□肖 婷 惠州城市職業學院藝術學院

近年來VR虛擬現實技術，在國內高速發展，給包括家裝設計領域在內的諸多產業帶來了質的變化，這種變化結合了以往傳統產業的生態關系[1]。從家裝產業來說，經過房地產業的蓬勃發展，家裝產業迎來了高速發展的黃金期，但隨著人們生活水平和審美觀念的提高，越來越多的人開始思考，我們需要什么樣的設計來體現生活之美。從這一角度來看，VR虛擬現實技術的出現是一個重要契機，帶給我們豐富、直觀的空間想象力。

一、什么是VR虛擬現實技術

（一）VR虛擬現實技術的分類

1.桌面虛擬現實

桌面虛擬現實利用的僅僅是VR虛擬現實技術中的初級實現，如在家裝設計中，我們利用計算機屏幕作為用戶界面來觀察虛擬環境的一個窗口，對于目前來說，三維圖像處理是能夠滿足需求的，但它作為VR技術的切入口，起到了非常重要的作用，并通過各種輸入設備實現與虛擬世界的完美合一。桌面虛擬現實通過計算機屏幕實現360度范圍的虛擬境界觀察，同時還可以操控家裝設計中的具體物體，如擺設、墻紙的顏色及廚衛用品的款式。但這種技術本身具有一定不足，缺乏真實的現實體驗，其優點是成本相對較低，因此應用比較廣泛。常見的桌面虛擬現實技術有：基于靜態圖像的虛擬現實QuickTime VR、虛擬現實造型語言VRML、桌面三維虛擬現實、MUD等。

2.投入式虛擬現實

投入式虛擬現實比桌面要高級，它可以達到虛擬現實系統提供的沉浸的用戶體驗，當然這種體驗的真實性來源于輔助設備的作用，主要是利用頭盔式顯示器或其他輔助設備來實現虛擬環境的帶入感[2]。其主要做法是封閉參與者的視覺、聽覺和觸覺，讓體驗者在相對封閉的虛擬空間中去感受和發現，同時也可以進一步利用位置跟蹤器、數據手槍等手控輸入設備或聲音輸入設備來實現對環境的控制。這種形式在家裝設計中應用較少，其制作成本和設備本身的成本較高，限制了參與量。但這種形式能夠使參與者產生身臨其境、全心投入和沉浸其中的感覺。

3.增強現實性的虛擬現實

增強現實性的虛擬現實包括沉浸虛擬系統和增強現實性的虛擬現實，在當下的家裝設計行業的普及率仍較低，特別是我國的家裝設計行業仍未邁向高端精品化。這種利用虛擬現實技術通過模擬現實世界，達到較好的仿真現實世界的效果，同時通過增強現實性，以加強參與者對真實環境的感受。其主要是增強現實中一些細節化的感知，是一項較高的仿真技術。例如，我們熟知的民航飛機飛行員的顯示器，就可以達到這種真實虛擬的效果。這種增強現實性的技術勢必會在將來得到較好的應用，特別是一些高層人員進行具有危險性的操作時，可以利用飛行器采集數據并輸入虛擬設備中來實現這種效果。

4.分布式虛擬現實

分布式虛擬現實的特點就像局域網，可以讓很多用戶通過網絡實現參與、分享一個虛擬空間，并通過共同體驗這種虛擬經歷來實現共同的參與性。例如，在家裝設計中，我們針對一個空間的設計，可以一起進入虛擬空間，通過虛擬現實技術營造更高的境界，這就是分布式虛擬現實系統。目前，分布式虛擬現實系統為SIMNET，這種SIMNET來源于我們所熟知的坦克仿真器研發，很多虛擬技術來源于軍用領域，具有較高的應用價值。

（二）VR虛擬現實技術的特征

從VR虛擬現實技術的分類中我們了解到這門技術能呈現的不同方面，那么它們有什么共同特點呢？對于我們在家裝設計中會產生什么樣的效果？這需要我們從技術層面進行剖析，主要有以下幾個方面的特征。

1.投入感

投入感，又叫沉浸感，是虛擬現實最主要的技術特征，這種特征表現為參與者在放松無干擾的狀態下，借助交互設備，使自身的感知系統產生一種真實感或投入感，對虛擬環境的投入程度是這種感覺的效果價值。例如，在家裝設計中，運用虛擬現實技術能讓客戶感受到作品的真實感，因此VR虛擬現實技術投入感的強弱至關重要。而與其他仿真技術相比，VR系統可以將使用者的視覺、聽覺與外界隔離，因此，設計師的作品可以讓客戶在第一時間排除外界干擾， 全身心地投入虛擬現實中去，獲得身臨其境的感覺。所以，在家裝設計上，VR技術可以根據人類的視覺、聽覺以及生理、心理特點給予全方位滿足，通過計算機產生逼真的三維立體圖像，使客戶獲得投入感，更好地體會空間效果。

2.交互性

交互性主要是指參與者通過使用專門的輸入和輸出設備，達到一種真實的模擬環境的效果。人機交互的實現是VR虛擬現實技術中最重要的部分，它可以使人與物之間進行真實的互動和體驗，完成一些看似復雜的工作。這種交互方法的方式多種多樣，常見的有利用計算機控制觀察或使用鼠標進行交互，當然也可以戴上VR眼鏡、VR數據手套等設備來獲取更真實的感受。對于家裝客戶來說，可以真實地置身于某種設計好的空間中，了解整體設計感覺和空間的布置效果。

3.構想性

構想性是指借助虛擬現實技術，使抽象概念具象化，如我們在家裝設計中運用構想的設計作品，使客戶先入為主，體驗出其具像化效果。對于家裝設計來說，VR的構想性非常重要，可以讓客戶通過虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置來實現虛擬環境中的環境感受和空間感覺，同步進行家裝空間的設計。這種構想性更多地基于VR技術在空間中的利用，設計者可以通過這種技術更好地實現傳統家裝設計不能完成的構思，如在一些復雜的設計中，可以讓客戶進入虛擬空間中一起感受這種方案的可行性，這就使構想更具價值。

二、VR虛擬現實技術在家裝設計中的應用分析

（一）VR虛擬現實技術是家裝設計的趨勢

VR虛擬現實技術對于家裝設計來說是一種趨勢，主要體現在三個方面。第一，VR虛擬現實技術是應用性很強的技術，是基于計算機科學技術和人工智能技術為一體發展并符合家裝設計空間帶入感的技術。目前來說，我國的家裝設計主要集中在普通住宅的設計服務中，但是隨著家裝設計視覺效果要求的不斷提高，現有的平面設計顯然無法滿足這種趨勢發展的需要。第二，家裝設計產業發展的需要是基于人對審美的個體需求，這種個體需求包含人審美的一種時代性、趨勢性和潮流性，顯然這樣的發展符合VR虛擬現實技術發展的腳步。目前來說，VR虛擬現實技術應用成本較高，但隨著技術的完善，成本自然會逐步降低，從而滿足客戶的需求。第三，家裝設計軟件和操控系統本身的升級，隨著軟件進一步優化，軟件與諸多設備會形成互動，這種互動是相互的作用和利用的，并在各行各業中得到相應的體現。從以上幾點我們可以清晰地感受到，在未來的家裝設計中逐步加深對VR虛擬現實技術的應用，隨著VR虛擬現實技術的升級和發展，取得了更好的用戶體驗。這種用戶體驗是基于科技的發達，同時也是基于用戶的審美需求和目標決定的，這里包含了兩層意思：第一，用戶將主導室內設計的前期構想和體驗；第二，設計師將真正發揮作用主導作品的產生，這與過去的業主主導一切不同，設計師的身份更為突出。

（二）VR虛擬現實技術突出了對空間的布局

首先，VR虛擬現實技術使視覺得了滿足，視覺對于空間來說是第一種觸覺，很顯然對于家裝設計而言，視覺是最為重要的一部分，如果視覺能夠得到滿足，對于家裝設計的空間合理需求就會變得簡單。其次，聽覺、色覺和觸覺的帶入會直接導致客戶在設計作品中產生身臨其境的滿足感，這是現有的家裝設計包括三維設計無法滿足的地方。VR虛擬現實技術對于空間的這一突破會引發行業深度的變革。設計師可以通過更好的設計方式方法來實現對空間的合理設計，根據客戶的設計想象，在很短的時間內形成一套智能方案，這是現有的設計所缺乏的。同時，客戶可以根據這套方案參與設計過程，如我們在設計地板時，在真實的場景中，我們需要制作全部地板才能體現其效果，而利用了VR虛擬現實技術，設計師可以在短時間內換好地板，并讓客戶在空間中進行體驗。這種效果是對空間的巨大突破，且這種突破是有效的。此外，用戶可以通過VR虛擬現實技術進入空間環境中，解決之前沒有目的想象和設想的問題，同時設計師可以根據構思，引導客戶接受更好的設計理念，實現更好的空間布局。

（三）VR虛擬現實技術強化了設計元素的視覺感

從設計元素來說，設計師通過顏色的搭配和空間的利用以及細節的設計來完善視覺感，構成一套完整的空間布置效果圖。這種方式的根本價值在于VR虛擬現實技術滿足了空間設計的理想訴求，并找到了突破口。例如，我們在對墻體進行顏色跟蹤時，一般情況下，我們很難通過平面圖紙進行確認，而且客戶往往希望在“真實的場景”中感受這種變化，設計師就可以利用VR虛擬現實技術來滿足這種變化的需求，我們可以設計幾十種顏色進行空間的搭配，直到客戶滿意為止，這就是傳統家裝設計所無法達到的。這種視覺感不僅對于客戶來說是巨大的滿足，而且對于設計師來說也是設計工作的一大變革，可以讓設計師隨心所欲地對設計進行改良。家裝設計的特殊性在于，設計師與客戶的觀點往往無法達成統一，這是因為每個人的審美是不一樣的，所以在家裝設計中往往“眾口難調”，只能說設計師要基于客戶的一種理想的認同來設計方案，那么在這樣的條件下，VR虛擬現實技術顯然是最好的幫手。

三、VR虛擬現實技術在家裝設計中的應用策略

（一）通過VR虛擬現實技術實現家裝設計立體感

通過VR虛擬現實技術實現家裝設計的立體感是一種趨勢，更是一種家裝產業向著精品設計、人文設計以及個性訴求的角度出發的變化，這種變化基于文化的多元性和社會發展的客觀性，而這種立體感主要體現在五個方面。第一，VR虛擬現實技術是空間的技術，需要利用設計師的構思來完成空間的布局，從而產生立體美感。第二，空間的立體感一定是身臨其境的空間虛擬效果，如果這種技術不能讓客戶感受到空間的即視感和存在感，顯然是不足以撼動客戶的。第三，VR虛擬現實技術的主要作用是參與娛樂分享和游戲，但它的真正使命一定是基于社會生活所需要的各行各業的發展，所以從這個角度來說，VR虛擬現實技術對家裝設計的立體感還會變得更強。第四，VR虛擬現實技術本身的立體效果基于人體的感覺和觸覺，是一種輔助設備，但操控它的人成為體現立體感的關鍵。第五，家裝設計行業的未來不一定是房間空間的布局，可能會分得更為詳細，如從營養和健康的角度打造環保型廚房，所有廚房設備的電路、管道以及污染物的排放，都需要依靠VR虛擬現實技術來實現空間的立體效果。

（二）完善VR虛擬現實技術在家裝設計中的構圖

完善VR虛擬現實技術在家裝設計中的構圖主要具有以下特點。第一，快速便捷生成戶型，這與傳統的CAD 3dMAX用畫圖模式快速構建戶型方案完全不同，VR虛擬現實技術可以做到真實的家具模型和身臨其境的用戶體驗，這在很大的程度上節省了設計師的時間，同時也提高了用戶的認可度。特別是現在的家裝越發重視客戶體驗，客戶對于細節的追求越來越嚴格。第二，快速搭配方案形成構圖，只需要5～10分鐘就可以完成設計方案，并完成效果圖，這是一種前所未有的設計體驗，對于設計師來說是一種靈感即視化效果的達成。第三，無須渲染立即實時得出效果，通過操控系統和設備可以完成如游戲引擎一樣的實時操作空間效果，了解空間布局，并可以進行同步的高清實時渲染效果，這是傳統制圖軟件所不能達到的。同時，完善VR虛擬現實技術可生成一鍵式720°全景圖，并通過網絡進行隨時隨地分享，加快了構圖和效果的時效。第四，VR超強的用戶真實體驗感，可以做到1∶1還原設計場景，這使設計可以滿足客戶對于真實度的要求，逼真效果可以達到90%以上。同時，借助于軟件的功能和設備的作用，可以自由地在設計方案中任意變化和改動，用戶可以進入真實的虛擬空間進行互動，這是一種前所未有的用戶沉浸體驗，效果非常突出，能夠快速實現設計師想要的構圖。

（三）加強VR虛擬現實技術對家裝設計布局的解讀

目前來說，室內設計依據個人偏好和習慣進行構思，并且現在的室內設計行業在很大程度上受到了西方設計理念的影響。室內設計是一種文化引領下的設計行業，在生活中，業主根據自己的欣賞水平和想象來要求施工，造成這種情況的主要原因是設計師自身水平不高，同時客戶缺乏更好的體驗來完成理想中的設計方案。

近年來，虛擬設計在室內設計中作為獨立體系快速發展，三維立體在虛擬現實中與傳統手繪相比，優勢在于能夠體現實際設計空間的真實尺寸。這種設計更加直觀地展示了設計師的設計效果，更加人性化和專業化，設計過程更加快捷、直觀、逼真。計算機更能反映空間的真實性，各種模型的組合有利于激發設計師的創作潛能和再創作的靈感。在計算機創造中，各種模型的有趣組合，能使設計師在面對計算機時，消除疲勞，避免工作過于單調，使設計師有更多的時間進行構思。計算機處理數據的功能強大，室內設計的數據一般通過計算機數據處理得出，如室內的平面圖尺寸、標注等都可以用計算機處理。傳統方式則需要設計師花費大量人力、物力進行計算，而且計算結果往往不夠精準。利用VR虛擬現實技術進行室內設計是客戶所需要的、最為人文和最有設計價值趨向的作品。設計師利用VR虛擬現實技術最終達到三個“一致”：第一，產品和作品一致，對于客戶來說是產品，對于設計師來說是作品；第二，想法與構圖一致，這是整個設計環節中最為重要的一環，讓所有的想法可以在較短時間內完成構圖；第三，逼真的虛擬環境讓客戶提前看到與真實的設計結果一致的效果。三個“一致”的出現，是對家裝設計布局最好的解讀。

結 語

VR虛擬現實技術的發展是人類文明的一大進步，這種進步基于傳統領域中的變革，如家裝設計行業利用VR虛擬現實技術，不僅可以節省成本，而且還可以更好地使用戶獲取超高的體驗價值，這是傳統的圖紙設計所無法達到的。同時，客戶身臨其境，在幾乎逼真的虛擬環境下感受空間的布局，通過設備自行操作，實現真實的想象與現實的完美統一，也是設計與效果的完美結合。但同時，目前我們仍需考慮VR虛擬現實技術的成本問題，這需要在具體實踐中加以完善和解決。同時，我們也寄希望于科學技術的發展，VR虛擬現實技術的應用成本降低，可以更好地服務于普通的家裝市場。