VR 虛擬現實技術在室內設計類課程教學中的應用研究

張秦閣

（信陽學院，河南 信陽 464000）

引言

室內設計類課程具有復雜性及多元性的特點，其是社會、人和環境三者的有機結合，不僅需要滿足人們基本的物質需要而且還要滿足人們的精神需求。在傳統的教學環境中，室內設計所包含的材料與構造、照明與形態、人體工程學、色彩與空間、功能分區與交通流線等因素難以形成真正有效的沉浸式教學，學生難以通過單一的教學體系領悟到復雜的結構層面及工作原理。由于專業設備的限制，使得學生在實踐教學中未能了解到深層次的知識和現象，不能為學生提供良好的創新創造條件。因此，VR 虛擬現實技術的引入，將大大提高學生的認知能力和思辨能力，增強學生的主觀能動性，為教學實踐體系打下堅實的基礎。

1 VR 虛擬現實技術和室內設計類課程概述

1.1 VR 虛擬現實技術概述

VR 虛擬現實技術是利用計算機的傳感技術和數字處理技術，該技術通過仿真平臺形成人機交互的模式。利用計算機設計場景參數的同時將傳統的數字媒體（音頻、視頻）等穿插其中，通過VR 一體機及Touch 手柄的結合使用，將視覺、聽覺、觸覺三者合為一體；VR 虛擬現實技術是可精準展示出場景環境的三維立體成像技術，雖然其成像特征略低于人眼的識別像素，但是在人們的主觀意識渲染下，可營造良好的互動性場景體驗、沉浸式情感交流、多感知的無縫銜接以及未知內容的構想。因此，VR 的特征可以概括為“3I”，即沉浸性（Immersion）、交互性（Inter-action）、想象性（Imagination）。

1.2 VR 虛擬現實技術在室內設計類課程中的應用

室內設計類課程覆蓋面廣、空間類型多樣，分為居住空間、商業空間、展示空間、文博空間、辦公空間等，在教學實踐過程中要充分將室內空間設計要素和虛擬現實技術中的建模技術、360°環形成像技術、交互技術和系統集成技術緊密地結合在一起。分別可通過以下四點體現VR 虛擬現實技術在室內設計類課程中的應用類型：

1.2.1 在現有建模軟件基礎上構建新模型

通過原有的建模軟件Sketch Up、酷家樂和3DMax 構建模型及場景，將其導入到VR 虛擬現實軟件中，根據設計需求添加或刪減模型，豐富模型形態，展現場景多樣性。

1.2.2 使用三維圖像生成技術，精準調整模型數據

借助虛擬現實技術將設計想法及構思元素分批分組進行模擬實驗，將室內設計收集的數據和資料進行合理的分類整理，使得設計師能夠直觀地感受到模型成像后的實際效果，通過不斷地調整，達到相對應的模型比例、尺寸、大小等，最大限度上滿足室內空間功能需求及精神需求。

1.2.3 交互技術提高室內空間設計效率

在1：1 比例的場景演繹中，設計者通過使用VR 一體機和Touch 手柄可以直觀地感受到模型成像后的場景，在互動的過程中感受模擬狀態下的空間功能布局的合理性、交通流線的順暢性、軟裝搭配的舒適性等一系列的室內設計對象。同時，能夠隨著室內空間的實際情況及時作出相應的調整，為后續的施工落實階段減少施工難度，控制成本預算，提高設計效率，為用戶打造合理合規的室內空間。

1.2.4 利用系統集成技術優化設計方案

室內空間設計是一個多方面、多層次的綜合性過程，其將多個技術緊密結合，例如；數據轉換技術、信息同步技術和模型標定技術等。通過前期準備，將室內空間軟件結構設計和硬件結構設計進行各項細節檢查，明確設計目的和意義，確保后期方案施工過程中能夠精準進行，減少實際施工和方案設計不匹配的結果，減少成本開支，提高工作效率，減少用戶和設計者之間的矛盾。

2 室內設計類課程教學中的問題

2.1 室內構造設計教學的單一性

室內設計類課程在教學過程中，學生對空間構造結構的學習基本上采用平面圖形教學方法，根據相關案例的二維平面圖延伸出立體空間圖形，根據空間特點進行空間構造的分析。這種形式的教學雖然能夠鍛煉學生的模型立體生成能力及設想能力，但是由于室內空間具有多變性、復雜性的特點，不同的室內空間結構有不同的設計要求。因此，在傳統的室內構造設計教學過程中往往出現一系列問題，例如：學生無法正確地將二維平面圖轉化為三維立體空間圖；對室內結構認知缺乏，造成室內空間安全隱患；或者是設計方案無法和實際施工相匹配，整體偏差較大。在教學環境的影響下，學生無法將專業理論知識轉變為實際的實踐能力，無法深入理解室內空間構造，這會對設計的整體性造成極大的影響。

2.2 室內材料設計教學的孤立性

在室內設計中，室內裝飾材料不僅影響室內空間的整體設計風格，而且是室內安全標準的核心成分，因此，材料設計在室內設計類課程中占有重要的地位。但是在傳統的教學過程中往往出現教學內容和實際使用效果不匹配現象，學生無法只通過圖集或材料板來體驗材料成型后的整體效果及安全系數。材料在教學的過程中往往會出現孤立感，學生無法直觀體會其效果，總會忽略材料在室內設計中的重要性，出現重表面而輕內在的現象，這極易為用戶的居住留下巨大的安全隱患。

2.3 室內照明設計教學的抽象性

受教學經濟條件影響，在室內照明設計教學中，往往只能通過對照明燈具、顏色和形式進行講授或穿插一些照明視頻進行欣賞學習，學生不能直觀感受不同類型的燈具表現的不同的明度、亮度、照度、色溫等，不僅造成教學效果不佳，而且學生無法在教學內容的基礎上再進行創新創造。在傳統的室內照明設計教學中學生只能簡單地通過設想來感受照明所營造的空間環境及氛圍，只是簡單地停留在照明設計的平面化內容中，無法很好地將直接照明、半直接照明、半間接照明、間接照明和漫射照明等進行空間照明布局，無法滿足人們的視覺需求和營造合適的空間氛圍，同時，空間之間界定感弱、抽象感強，無法較好明確空間中的主次關系。

2.4 室內布局設計教學的復雜性

室內布局設計具有復雜性，其包含功能分區、交通流線、人體工程學、軟裝等多內容，如何在有限的教學時間中將這些教學內容進行整合，并且讓學生能夠理解并且運用是教學環節中的一大難題。在教學過程中無法按1：1 比例搭建，學生多采用小比例的構造方法，這使得學生較難按照人眼視角角度來合理安排布置室內空間，無法確保室內功能分區之間的合理性、交通流線的順暢性以及空間設施是否符合人體工程學。而且傳統的室內布局設計教學形式以教師講授理論知識為主，學生實踐為輔，這使得學生所學知識和實踐活動存在極大的矛盾，學生無法較好地應對復雜的室內空間和活學活用所學理論知識，在這種情況下，學生極易產生強烈的落差感，對本專業產生畏懼心理或厭學心理，為本專業高質量教育教學造成隱患。

3 VR 虛擬現實技術在室內設計類課程教學中的應用

3.1 提升硬件結構設計的精準度

在室內空間中，其硬件結構包括空間建構、水排線、電排線、氣排線、地面鋪裝、天棚鋪裝、墻壁裝飾等內容，這些內容是室內空間中最基本的元素，它們之間相互關聯，任何一個細節出現問題都將影響用戶居住品質及體驗過程，為后續設計的開展帶來不便。

隨著VR 虛擬現實技術的引入，室內設計類課程在教學中不斷突破傳統教學過程中所產生的阻礙，讓學生能夠將理論知識學以致用并進行不斷的創新。學生對室內空間的硬件結構認識更加透徹，能夠更加客觀地將設計構思實踐于設計項目中，解決以往在設計時產生的問題。例如：學生在原始建筑空間中添加或減少墻壁、梁、柱、管道等要素時，因為無法理解室內空間要素之間的承重力關系，很容易造成空間塌陷隱患或空間面積未被合理規劃利用的現象。而在新技術的作用下VR 虛擬現實技術可以將前期的調研信息資料進行整合，并且通過各種數字化參數模擬出對空間結構進行改動后的承重能力及表現效果，使學生能夠直觀地感受室內變化，能夠及時地按照實際情況調整設計內容，提高設計的精準度，降低設計成本投入，及時地控制風險指數。

3.2 增強軟件結構設計的互動性

在室內空間設計中軟件結構設計決定室內空間的整體效果，是空間和人們之間進行情感交流的紐帶。在VR 虛擬現實技術作用下，利用視覺感知力原理人們直觀地將軟裝設計代入到主觀能動意識中，從自身角度感知空間氛圍，激發體驗感。室內空間中的軟裝結構設

計涉及多個內容，其包括色彩搭配、材料構造、照明設計、裝飾陳設、家具形態等，良好、合理的軟裝結構設計使得空間趣味十足，提高空間美感。若通過VR 虛擬技術創建逼真的學習場景為學習平臺，其將提供動態的高交互設置，使得學習者可以使用VR 一體機和Touch 手柄選擇室內設計要素，改善空間材料、色彩、家具、照明整合時的結構抽象、效果感知差的弊端，完成設計目的，增強互動體驗。

3.3 促進實驗教學的沉浸性

實驗教學是室內設計類課程中必不可少的一部分，將教學系統融入到創設的實景還原的情境中，通過呈現的仿真數字圖像、環繞式立體聲音和感觸式的互動形式，增加學生的沉浸式學習體驗。例如：在學習人體工程學和空間關系時，學生可按照用戶個人情況進行場景模擬，學習能力一般的學生可以根據空間運動軌跡研究不同空間中的人體工程學原理；而學習能力強的學生可以根據空間條件選擇“自由拆分”和“爆炸模式”，進行空間、設施和用戶三者之間的比例關系研究，便于找到舒適的生活、工作和學習空間尺度。VR 虛擬技術改變了傳統的教和學模式，解決了傳統教和學中普遍存在的問題，為學生的創新創造能力提供源源不斷的動力。

4 結語

目前，VR 虛擬現實技術對室內設計類課程教學影響愈加明顯，其改變傳統的教學模式，將新技術、新體驗引入教學內容中，改善了室內空間設計的抽象性、單一性、孤立性和復雜性，提升了硬件結構設計的精準度，增強了軟件結構設計的互動性，促進了實驗教學的沉浸性。讓室內設計教學更加適應時代發展需求，為學生的創新能力、學習能力打下堅實的基礎。同時，VR 虛擬技術的引入為教師自身素質、教學能力的提升提供廣闊的平臺，應做好教學培訓體制機制、硬件設施配備等基礎工作，加快VR 虛擬技術在室內設計課程中的應用。