虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)家居設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究

胡海峰

摘? ? 要：室內(nèi)家居設(shè)計(jì)是對(duì)家居風(fēng)格的設(shè)計(jì)，輔之以配飾設(shè)計(jì)。在不斷提高生活水平的今天，人們對(duì)家居設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高?；谟?jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠模擬真實(shí)的室內(nèi)空間場(chǎng)景和家居布置等，為設(shè)計(jì)師提供更加直觀、科學(xué)的設(shè)計(jì)參考。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用大大提高了室內(nèi)家居設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的使用已經(jīng)成為未來(lái)室內(nèi)設(shè)計(jì)中的一種趨勢(shì)。本文研究了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)家居設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，以及研究了相關(guān)的室內(nèi)家居設(shè)計(jì)實(shí)例。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);室內(nèi)家居設(shè)計(jì);應(yīng)用探究

1? 前言

室內(nèi)設(shè)計(jì)是指對(duì)現(xiàn)有建筑的室內(nèi)空間進(jìn)行規(guī)劃和布置，以滿足人們的工作、生活和休閑需求，提高室內(nèi)環(huán)境的生活質(zhì)量。目前的室內(nèi)設(shè)計(jì)研究主要集中在視覺(jué)形式上，就目前發(fā)展的形勢(shì)來(lái)看，室內(nèi)設(shè)計(jì)需要從人體工程學(xué)的角度來(lái)研究人們?cè)诳臻g環(huán)境中的心理行為的變化?；谛袨樾睦韺W(xué)、心理安全隱私，進(jìn)行了研究室內(nèi)環(huán)境與人的關(guān)系，注重感性和心理評(píng)估環(huán)境的設(shè)計(jì)。從室內(nèi)設(shè)計(jì)的功能角度滿足人們的物質(zhì)需求，滿足對(duì)環(huán)境保護(hù)的需求，滿足人體工程學(xué)的需求。從軟裝的觀點(diǎn)根據(jù)內(nèi)部空間的面積大小、經(jīng)濟(jì)條件、生活習(xí)慣，選擇設(shè)計(jì)方案，將屋主的品味和個(gè)性更好的展現(xiàn)出來(lái)，以現(xiàn)代風(fēng)格的室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)滿足不同需求。

以產(chǎn)品體驗(yàn)為導(dǎo)向的消費(fèi)設(shè)計(jì)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，企業(yè)進(jìn)行以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的體驗(yàn)，以用戶感受為中心的運(yùn)營(yíng)管理和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。室內(nèi)設(shè)計(jì)，特別是室內(nèi)家居設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)解決方案對(duì)于滿足客戶的需求至關(guān)重要。屋主通常缺乏室內(nèi)設(shè)計(jì)方面的專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)師和屋主之間存在溝通問(wèn)題。通常的解決方案是這樣的：（1）設(shè)計(jì)樣板房模型，設(shè)計(jì)師根據(jù)戶型，考慮室內(nèi)主體功能設(shè)計(jì)。實(shí)踐中，通過(guò)創(chuàng)新軟裝飾，包括裝飾藝術(shù)品、裝飾燈具、裝飾家具等。樣板房模型的優(yōu)點(diǎn)是屋主可以直接體驗(yàn)視覺(jué)藝術(shù)的設(shè)計(jì)，仿佛置身其中;而缺點(diǎn)是它不能滿足客戶的不同需求。（2）通過(guò)直觀的設(shè)計(jì)效果圖進(jìn)行溝通，優(yōu)點(diǎn)是更加便于屋主向設(shè)計(jì)師提出自己的需求;缺點(diǎn)是屋主很難在虛擬的空間產(chǎn)生沉浸式體驗(yàn)感受;（3）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用，屋主可以直接通過(guò)電腦欣賞室內(nèi)空間，但難以產(chǎn)生720°的沉浸式體驗(yàn)感受。

2? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

2.1? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最初是由美國(guó)人提出的，并于1960年首次應(yīng)用于飛行員和宇航員的模擬訓(xùn)練。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也被稱為VR技術(shù)。VR技術(shù)作為三大信息技術(shù)之一，與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)一道，對(duì)人類社會(huì)作出了巨大貢獻(xiàn)。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，VR技術(shù)也在不斷地改進(jìn)和更新。VR技術(shù)是一系列新的交互設(shè)備的總稱，比如頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、跟蹤器等等，這些設(shè)備可以模擬真實(shí)場(chǎng)景，為用戶提供3D虛擬場(chǎng)景，是由電腦生成，具有互動(dòng)性、實(shí)時(shí)性。

計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)是VR技術(shù)中最關(guān)鍵的技術(shù)，在虛擬場(chǎng)景中產(chǎn)生的真實(shí)視覺(jué)和感官效果是在計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的幫助下實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的支持下，用戶可以獲得前所未有的沉浸式體驗(yàn)。VR技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)室內(nèi)，指向性更強(qiáng)，也更具人性化，設(shè)計(jì)師更容易捕捉用戶需求，優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)的可行性，切實(shí)滿足用戶需求。

2.2? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征

交互性、沉浸感、想象力是VR技術(shù)的三大特征。VR技術(shù)模擬人類的各種感覺(jué)器官，引領(lǐng)用戶沉浸在虛擬環(huán)境中，允許與環(huán)境的交互和交流。交互性也是VR技術(shù)的一個(gè)獨(dú)特特征。用戶可以在虛擬環(huán)境中自主操作環(huán)境中的對(duì)象，可以對(duì)體積、大小、重量等有所感覺(jué)。沉浸感是VR技術(shù)的主要特征，它指的是用戶在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)到的真實(shí)性。VR技術(shù)可以使用一個(gè)3D的虛擬環(huán)境來(lái)創(chuàng)造一種沉浸感，這可以通過(guò)改變場(chǎng)景的視角、燈光和音效來(lái)實(shí)現(xiàn)。它可以給用戶帶來(lái)在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)出與在真實(shí)環(huán)境中相同的感受。想象力是指用戶在虛擬環(huán)境中可以用來(lái)獲取新知識(shí)的感知和認(rèn)知能力。VR技術(shù)為用戶提供了一個(gè)巨大的想象空間，可以提高他們的感官思維，同時(shí)通過(guò)認(rèn)知挖掘和運(yùn)用他們的創(chuàng)造力和想象力來(lái)學(xué)習(xí)新知識(shí)。因此，VR技術(shù)技術(shù)也可以作為啟示，作為一個(gè)學(xué)習(xí)創(chuàng)造的過(guò)程。

2.3? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的類別

根據(jù)VR技術(shù)的特點(diǎn)，可分為沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性虛擬系統(tǒng)、桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在軟硬件上比桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（如普通頭盔顯示系統(tǒng)、遠(yuǎn)程系統(tǒng)等）靈活得多。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性虛擬系統(tǒng)，又稱混合虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，是指用戶在虛擬環(huán)境中匹配真實(shí)對(duì)象和虛擬對(duì)象的可能性，虛擬現(xiàn)實(shí)定位技術(shù)允許更精確的匹配。桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是使用最廣泛的系統(tǒng)，盡管成本較低，沉浸程度較低。它是通過(guò)虛擬環(huán)境生成器，用戶可以通過(guò)帶有計(jì)算機(jī)屏幕的投影儀（如VRML、桌面游戲等）進(jìn)行查看。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是用于更復(fù)雜任務(wù)的大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其軟件應(yīng)用

VR技術(shù)在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，產(chǎn)生了廣泛的信息交互。因此，人們需要提高信息處理速度和能力。當(dāng)前社會(huì)需要處理多種類型信息，因此有必要建立一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的信息處理系統(tǒng)，而VR技術(shù)就是這個(gè)這項(xiàng)技術(shù)的核心。VR技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息技術(shù)、光學(xué)、動(dòng)力學(xué)等多個(gè)學(xué)科的綜合，是先進(jìn)傳感器技術(shù)、圖像圖形學(xué)、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種科學(xué)技術(shù)的綜合體。

3.1? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

VR技術(shù)代表了與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合的各種綜合技術(shù)的相互繼承和滲透。VR技術(shù)用于科學(xué)、醫(yī)學(xué)、教育、商業(yè)、影視和娛樂(lè)?，F(xiàn)在可以使用虛擬環(huán)境建模工具等特殊的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言（VRML）來(lái)完成模型構(gòu)建。開(kāi)放圖形庫(kù)（OpenGL）也可以用來(lái)創(chuàng)建模型庫(kù)或開(kāi)發(fā)特殊的建模工具。其他的是使用3D建模工具構(gòu)建3D空間模型，然后使用虛幻開(kāi)發(fā)工具包（UDK）等工具創(chuàng)建虛擬環(huán)境。圖1顯示了VR技術(shù)具體的結(jié)構(gòu)特征。

通過(guò)創(chuàng)建虛擬空間，設(shè)計(jì)師可以更容易地改變他們的設(shè)計(jì)，并對(duì)室內(nèi)空間的構(gòu)建有更直觀的看法。它不僅展示了整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)特征，而且更充分地表達(dá)了設(shè)計(jì)的意圖，使設(shè)計(jì)師能夠更好地與用戶溝通。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作能力也得到了很大的提高。隨著科技的發(fā)展，人們不斷追求高科技和高質(zhì)量的藝術(shù)表達(dá)，以達(dá)到最佳的視覺(jué)效果。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，可以更好地保存設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方案，讓數(shù)據(jù)檔案管理更輕松、速度更快，達(dá)到更便捷的實(shí)際結(jié)果。VR技術(shù)還可以提高材料預(yù)算的準(zhǔn)確性，盡可能避免預(yù)算錯(cuò)誤。

3.2? 虛擬現(xiàn)實(shí)軟件

UDK是一款基于史詩(shī)游戲數(shù)字公司開(kāi)發(fā)的第三代虛擬游戲引擎（Unreal3）的免費(fèi)開(kāi)發(fā)工具。它支持64位HDR（高動(dòng)態(tài)范圍）高精度動(dòng)態(tài)渲染，多層次照明和先進(jìn)的動(dòng)態(tài)陰影效果。通過(guò)這種方式，使用最少的計(jì)算資源，可以獲得高質(zhì)量的渲染，以滿足虛擬場(chǎng)景的實(shí)際需求。因此，實(shí)現(xiàn)VR技術(shù)的軟件是UDK。生產(chǎn)合成多邊形建筑模型，是這個(gè)軟件的主要優(yōu)點(diǎn)之一，其廣泛用于地產(chǎn)行業(yè)、影視行業(yè)等。本文的研究重點(diǎn)是將虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)，使用UDK實(shí)現(xiàn)3d建模功能，使用3dsmax等軟件創(chuàng)建3d場(chǎng)景。

4? 結(jié)束語(yǔ)

室內(nèi)家居設(shè)計(jì)使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)與新技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)設(shè)計(jì)的情景模擬，克服了傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)的時(shí)間和空間限制。通過(guò)室內(nèi)家居設(shè)計(jì)的虛擬體驗(yàn)，可以達(dá)到更加直觀的現(xiàn)實(shí)效果，是設(shè)計(jì)者和客戶之間溝通的橋梁，設(shè)計(jì)師可以傳達(dá)自己想法，用戶可以傳達(dá)自身需求。本文為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代室內(nèi)家居設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供了可借鑒的思路。

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