虛擬現實技術在智能家居設計中的應用研究

隨著現代智能網絡高科技的發展，人們的家居生活享受到了便利化的技術支持，智能家居是其一，虛擬現實技術在智能家居中的有效運用則是該發展趨勢的表現方面之一，作為能夠實現模擬真實環境使人們感同身受的一項技術，虛擬現實受到了教育界、游戲界、電影院的廣泛支持，而將其運用于智能家居中仍處于探索開發階段，因此，如何實現兩者的有效連接并促進其價值的開發，實現未來生活方式的突破，是現階段廣大相關研究工作者研究的重點問題。

山東華宇工學院虛擬仿真實驗教學項目以提高學生實踐能力和創新能力為核心，以現代信息技術為依托，以相關專業類急需的實驗教學信息化內容為指導，以虛擬結合多樣化的實驗教學方式方法改革為突破口，持續推進實踐教學改革與發展，不斷提高實踐教學水平。

1 基本概念介紹

1.1 虛擬現實技術現狀研究

虛擬現實技術又稱VR，是現階段信息時代發展的重要產物之一，現已廣泛應用于電影產業鏈，該項技術及計算機信息技術、互聯網技術、傳感交互技術等于一體，通過模擬周圍環境實現使用者真實情景的虛擬構建，并力求通過虛擬環境讓感受著感受真實環境所帶來的相關感覺，尋求聽覺、視覺感官的統一化，從而實現身臨其境。一個典型的虛擬現實系統通過內部虛擬環境和現實世界以及3D 模型的構建讓用戶進行使用，而用戶通過傳感器和相關控制實現了對使用感的檢測與反饋，從而構造了一個完整的虛擬現實系統。由于其獨特的魅力與體驗感，讓該項技術一經產生便備受廣大產業鏈的關注與重視，房地產企業利用該項技術在售房時向賣方者傳輸房屋的真實設計理念和設計時態，娛樂游戲領域也通過此項技術實現了游戲體驗感的較好開發，而該項技術的使用空間并不僅僅局限于此，如何利用好虛擬現實技術并將其擴展與自身發展的領域當中是相關工作者可以研究的問題，用于智能家居則是其一。

1.2 智能家居控制系統設計概況研究

智能家居是在物聯網的影響之下物聯化體現，通過家居平臺運用相關信息時代下的各項技術，實現居住的智能化。主要涉及通信、控制、綜合網絡等多項技術的支持，能讓使用者在千里之外時刻觀察到家中的相關狀況，并能利用遠程控制平臺的控制手段實現家居設備的管理，在具有智能的家居生活過程中，使用者可以通過手機或遙控對家中的各個電器和相關設備予以控制，例如使用者在出門在外時，可提前利用智能設備遠程控制將家中的空調設備打開，回家后便可享受清新而舒適的居住環境。與傳統的生活方式相對比，智能家居在滿足了傳統的家居功能的基礎上，通過信息網絡和電子設備使家居生活實現智能自動化，讓用戶的家庭生活更舒適、安全、有效和節能。該設計系統能優化住戶的生活方式，為用戶更合理的安排好時間規劃，使用戶的家居生活更具有安全保障性，還可以為用戶的生活消費起到很大的節約效果。隨著信息時代和物聯網的發展，該項技術有很強的上升與擴展空間。國家對此項技術的大力支持與該項技術逐漸成熟的相關趨勢也會使智能家居在未來得以普及。智能家居控制系統圖如圖1 所示。

圖1 智能家居控制系統圖

2 虛擬現實技術在智能家居設計中的應用原則及注意事項

虛擬現實技術可以讓客戶更真實的體驗室內家居設計，相比傳統的效果圖展示，客戶可以在空間中實現漫游式感受整個設計空間效果，用戶可以在虛擬的設計環境中通過VR 設備操控室內的環境設計，可以親身體驗空間的三維感受，燈光效果，色彩搭配，家居位置擺放等，從而更直觀的進行方案的修訂探討，達到更好的設計效果。好的家居設計應該符合用戶的視覺、心理感受，在室內家居設計中，設計師應將藝術和科技相融合，現在新型材料的品種繁多，裝飾風格多種多樣，客戶的需求也是各有不同，人們的生活品質逐步提高，虛擬現實技術在智能家居設計中的應用可以有效提高設計的時效性，優化設計質量。設計師運用三維設計軟件根據客戶的房型進行模型制作，通過建模，材質，貼圖等手段將設計好的空間通過漫游的效果對用戶進行展示。

2.1 智能家居設計原則

智能家居設計中，實用便捷性是家居設計的核心要求，智能家居設計的目標就是為了給用戶提供一個舒心、便捷、高效的居住環境，提升住戶的生活品質。其次是安全性問題，要保障整個智能系統的安全運轉，要設計好應對各種突發事件的安全保障系統，應對隱患問題的發生。大數據時代下，對于智能系統的網絡數據安全更是提出了高要求，要對智能系統在運作中產生的各種數據起到保護作用，要避免智能系統數據被黑客攻破，對用戶家庭隱私安全造成威脅。最后是輕巧性原則，用戶可以不用對家中的線路進行改動，就可以自由組合搭配性價比高的智能產品。

2.2 智能家居系統設計注意事項

智能家居系統的的控制形式在除了使用遙控器控制外，也可以包括WEB 端控制和本地控制，還有手機的遠程操作控制。智能家居系統的設計要簡化設計程序，進一步提高控制系統的工作效率，應注重智能系統在家居生活中使用的便利性與直觀性。在智能家居設計里最核心關鍵的環節就是系統安裝的過程。室內設計的線路設計的質量問題直接關系到到用戶今后使用的便捷性以及安裝維修成本的高低。所以系統安裝一定要簡單布線，安裝步驟簡單，用戶容易操作智能系統。安裝完成后，一定要反復的測試系統的運轉過程，同時還要通過進行遠程測試對智能系統進行檢測發現問題所在并進行處理。

家居智能系統有時會因為操作頻繁而導致數據混亂現象發生，比如室內空調的溫度，水電的數據等等。所以要嚴控好這些生活的數據的關聯性，避免導致數據的流失泄露住戶個人隱私造成的隱患問題，影響到用戶的家居生活。還要防止黑客惡意攻破用戶的家庭網絡系統進行不法行為，就用戶家居安全造成威脅，所以智能系統大數據的的處理上要注意到安全性的保障。

3 虛擬現實與智能家居的融合應用

3.1 基于虛擬現實技術的智能家居結構分析

智能建筑和智能家居的概念最先在美國提起，該項技術一經產生便備受廣大家庭的歡迎，就我國虛擬現實技術和智能家居的相關構造還較為欠缺，仍處于基礎開發狀態，但隨著信息技術的逐步突破，許多領域被大量使用了虛擬現實技術，建筑企業為了實現更好的智能家居，也開始大范圍應用虛擬現實技術，該項技術被應用于智能家居體系當中主要由各個子系統組成，包括檢測系統：主要關注檢測用戶的相關指令，通過用戶的指令分解達到操作智能家居相關設備的目的；反饋系統：主要關注系統檢測后控制智能家居設備后的相關體系反饋，讓用戶能實時監控智能家居設備狀態；傳感器系統：該系統是一個雙向系統，一方面既感知客戶使用者的相關操作命令并將其作用與智能家居體系當中，另一方面作為連接體系實現內容的反饋；建模模塊：該模塊主要利用3D 模型獲取現實生活中智能家居體系設備的相關內容并達到現實世界的三維表示狀態，實現虛擬環境的構建與更好的控制。

3.2 虛擬現實技術在智能家居中的實踐應用

山東華宇工學院虛擬仿真實驗教學項目建設堅持“能實不虛，虛實結合”的原則。對因安全性差，成本高昂、時空受限而難以實現，但受面廣、重要的實驗項目進行建設。就目前城市化發展進程逐步加快的趨勢來看，虛擬現實進入確實在智能家居中得以推廣，許多家庭影院、KTV 體驗、遠程控制系統等多樣的設備均引入與智能家居當中，使用智能家居的人均可在千里之外利用相關遙控設備對家庭的各項家居電子系統進行控制，從而達到遠程監控與便利使用的特點。許多使用者在體驗過智能家居后便希望該項技術能夠得以普及，雖然在目前我國的智能家居體系距離普及還有一定的時間，但就目前的發展現狀看，仍具有較強的推動力量。

1）VR 設備在智能家居的使用。VR 設備在智能家居的使用是一個典型的虛擬現實技術利用于智能家居中的例子，首先，該設備能作為一種智能產品能促進家電產品的智能化，這主要表現在人們在使用VR 設備的時候會產生一定的使用習慣，而VR 設備會將這些使用習慣通過智能化的服務存儲于其他家電設備當中，從而讓家電產品實現了一定的智能化，在未來的使用過程中極大的利用了使用者的使用習慣提供智能性的服務，為生活的便利化奠定了基礎。此外，許多VR 設備在智能家居中的使用主要用于娛樂活動，利用多樣的VR 設備構造了娛樂系統，實現智能和娛樂的交融，豐富了生活形式。例如利用VR 設備，使用者可以在家中感受北京博物館、故宮的宏偉景象，其畫面感與相關經歷君向親臨現場般感受，在觀影過程中利用VR 設備也能讓自己與家人感受電影般的畫面，體會專業世界中的視聽感覺，實現足不出戶的智能體驗。最后，部分虛擬現實技術與智能家居的融合體現于居家運動過程，現階段許多人利用虛擬現實技術在家中引入相關VR 設備實現運動，VR 設備給使用者創造了相關運動場景，例如網球場、滑雪場等，使用者可以通過虛擬現實技術實現居家運動，從而促進更便捷化的生活。

2）虛擬現實技術提供三維場景漫游，促進智能家居的消費。智能家居作為一種新型消費生活理念已經開始擴展，但目前對該項技術的具體生活狀態和使用狀況并不具有普及，許多人并不能理解智能家居所代表的相關含義，從而限制了客戶使用。而虛擬現實技術則可以有效提高客戶對智能家居的理解程度，通過柜臺前的3D 展示技術，可以讓客戶身臨其境的感受智能家居的魅力，從而讓客戶愿意消費智能家居。例如客戶可以使用虛擬現實技術，以第一操作人的身份對智能家居進行體驗式消費，從而更加了解智能家居的相關含義、內涵以及體驗，實現了智能家居的推廣。該項技術在目前智能家居的消費過程中已有涉及，這主要是因為實物的智能家具展示成本太高，根本無法滿足消費需求，而在計有狀態下的展示工作也不能讓客戶充分的理解智能家居的含義和內容，而虛擬現實技術則很好的解決了此問題，既縮減了智能家居的展示成本，又讓客戶對智能家居的具體含義和內容有了更深刻的了解，實現了智能家居的消費促進。此外，虛擬現實技術為智能家居的個性化提供了良好的基礎和實現條件，通過虛擬現實技術，客戶可以第一視角的身份感受智能家居所帶來的相關便利和體驗，同時還可讓客戶根據自己的自身感受和需求進行修改，從而達到個性化的家具設計方案實施，這為更好地消費智能家居和構建智能家居的實用化提供了良好的途徑，特別是部分消費者利用虛擬現實技術還可將腦海中的個性化方案展示出來，并將此方案交與專業人員進行評估與評價，從而實現科學化的定制基礎上，促進客戶滿意度的提升，更好地實現了消費促進，也讓客戶對智能家居的體驗更加深入，從而減少了使用者的消費風險。

4 結語

綜上所述，智能家居產品為用戶提供了極大的便利化，虛擬現實技術突破了傳統的家居設計空間的限制，用戶可以通過遠程控制實現家居，而虛擬現實技術更是為智能家居的使用與消費帶來了好處，通過虛擬現實技術可以實現智能家居消費內容的豐富化，使用者可以利用虛擬現實技術進行深入實際的觀影體驗和娛樂系統構建，同時，該項技術還為智能家居的消費提供了良好的基礎，相關消費者可以利用虛擬現實技術的模仿功能，讓客戶以第一視角的身份感受虛擬現實和智能家居的魅力，從而利用更個性化的消費方式實現消費者消費風險的降低和相關企業銷售收入的增加。