數字虛擬技術背景下環境設計的現狀及發展

張丹丹 任浩然

（宿遷學院,江蘇宿遷 223800）

一、環境設計概述

環境設計，隸屬于藝術設計的范疇，顧名思義就是以人為中心，對環境進行的規劃與改造。所謂環境，不僅指人類生存的空間，還包括在這個空間之中可以直接或間接影響人類生活與發展的各種因素。從實際角度來說，環境設計包括室內裝飾設計、園林景觀設計與建筑環境設計等。環境設計的理論基礎來源于自然環境、人工環境與社會人文環境中含有的自然科學與社會科學的綜合，它是物質世界與精神世界的集合體。對環境的設計并不是單純地重新改造，而是協調人、建筑、環境三者之間關系的手段，將人的主觀意愿融入其中，在滿足人類對環境需求的前提下，達到回歸自然、尊重文化的高標準。人作為環境的主體，環境設計的方向主要依賴于社會與大眾對環境的要求，而設計的過程，即是滿足要求的過程。環境設計的總體目標是運用科學技術創造人的生活和工作所需的物質環境，在這一過程中，強調了人與物、人與環境、人與社會的雙向作用，統籌協調，達到三者動靜態平衡，最終造就出精神與物質都理想、舒適、藝術的空間[1]。如今，環境設計已成為社會熱門的話題，不少高校以此作為一門綜合性交叉學科開展教學，致力于對此藝術專業人才的培養，不僅有利于社會環境的穩定、創新、可持續發展，還彰顯了環境設計立足于社會所占據的重要地位。

二、數字虛擬技術的發展現狀

隨著社會的進步、時代的發展，數字化、智能化、信息化已成為當下社會的主流，這主要源于網絡技術對各行各業、各個領域的滲透與普及，為人類社會帶來了一系列有益效應。網絡技術也包括數字虛擬技術，它借助計算機中的一系列交互設備與虛擬環境的實體進行作用，創造虛擬世界的同時還構建多種感知功能于虛擬環境中共存，使其作用于人類的工作與生活。作為一種先進的數字化虛擬技術，它利用電腦與傳感器模擬，構成了計算機圖形學、圖像處理、多傳感器網絡等技術。因此具有諸多的特點：第一：高清、真實。數字虛擬技術在一定程度上超越了3D建模的真實再現能力，更加逼真與清晰，能夠輕松使人達到身臨其境的境界；第二：具有強大的交互功能、導覽性。人機之間的輸出與輸入并不成問題，它能根據人類感官特點與心理特點進行作業，足夠人性化；第三：效率高、成本低。這是對于需要依靠人力完成的操作而言的，它能夠適當地減少人力、物力的損耗。第四：能夠多終端、多媒介展現。它幾乎不會排斥存在于各種不同的媒介之中，并能時時信息同步，信息流通；第五：數字化信息保存。當然，數字虛擬技術的特性還存在很多，它提高了人類的效率，使各種工作的執行更加快捷與高效。就目前全球一體化大環境而言，數字虛擬技術已進入成熟期，它聯系著人類社會的生產生活，與現實社會密切結合，如醫療、教育、休閑娛樂等，但環境建模技術作為數字虛擬技術的關鍵技術，它對于環境設計的影響甚大，不僅體現在對虛擬環境多感官的裝置中，還有環境設計形式的突破與創新中。總而言之，數字虛擬技術當前勢頭正猛，但不排除隨著網絡時代的更迭從而被角逐與淘汰，所以，盡管在一片光明前景的帶動下，數字虛擬技術依舊需要創新與發展，不斷地順應社會的變化從而做出及時的調整，以創造更加美好的未來，成為人們日常生活與工作中不可或缺的重要部分。

三、數字虛擬技術對環境設計的影響

1.減少資源消耗

隨著改革開放形勢的發展，我國城市化的速度與規模空前加速，對環境的塑造與設計需求也相應變大，因此，不可避免的就是大量資源的消耗，數字虛擬技術對于環境設計與社會而言，最大的有利之處就是減少了資源的消耗。資源主要是勞動力、物力與財力，勞動力指的是從事環境設計中整個項目過程的所有相關人員，包括設計人員、監督人員、采購人員與施工團隊等，他們都在各自的崗位上發揮著同一性質的不同作用，合力促進環境設計工作的開展。但因環境設計的工程量巨大，為達到客戶的最終目標，往往需要耗費人員大量的時間與精力，從剛開始的環境預設，相關人員需要制定不同的方案，鋪排陳列，再根據客戶的意見與建議做出合理地調整與規劃，最終投入實際操作。環境設計不僅注重最終的效果呈現，還強調過程的材料使用以及設備的安置，因此，采購人員還需依據市場的時勢與客戶的渴求，選擇高品質且物美價廉的材料，而材料屬于物力方面，其中的損耗部分存在于施工過程中[2]。施工過程更是整個項目的重點部分，為確保環境設計的質量，需要請專業的技術操作人員作業。總之，環境設計絕不是簡單、固定的操作，它需要不同行業人員參與，構成完整的作業鏈。而當數字虛擬技術融入環境設計之中，作為環境設計的前期成分，為后期的實際操作提供參考、對照，它以絕對真實的畫面還原方案，囊括了視覺、聽覺、觸覺三重體驗，在虛擬環境中對設計過程中的猜想與問題做出合理的解釋，并整合材料的類型及價位，使資源都能完完全全地被合理運用。所以，不得不說，數字虛擬技術的加入，大大節省了環境設計的人力、物力與財力的利用與消耗，使浪費率與無用功達到最低，助推環境設計也朝著綠色、健康的方向發展。

2.云端設計預設

云端，特指網絡云端，是一種采用應用程序虛擬化技術的平臺，它創建了一個無邊界的虛擬空間，構造出一套專業的應用體系與框架，為用戶提供現實生活的服務與體驗，達到一種將虛擬真實化的效果[3]。隨著二十一世紀網絡大時代的出現，云端產品層出不窮，如云端課堂、掌上銀行等，不僅將生活推向信息化、智能化，還使人們的生活更加快捷與便利。數字虛擬技術在本質上就是一種云端渠道，它作為環境設計的輔助而存在，利用計算機技術打造出真實、深刻的場景，將圖紙上的模板以3D的方式呈現，使過去與未來的場面可以同時出現，冗雜成虛實相生的幻境。環境設計大多是為用戶而設計，客戶能夠自行設計成需要達到的環境效果，無論是主體、砌體、抹灰、裝飾等工程，還是設計的色溫值與照明度，都可以通過基于數字影像在線技術對畫面進行處理，真實還原施工策劃場景，把控與組織后續施工進程。數字虛擬技術為客戶提供了更多的可能，他們不僅能提前預覽設計效果，還可以通過虛擬場景呈現出的狀態及時發現存在的顯性與隱性問題，洞察全局與局部的總體協調程度，通過細節的修改與糾正，達到更為滿意的效果。對于客戶而言，數字虛擬技術背景下的環境設計已經成為服務體系，數字虛擬技術的作用就是將環境設計更加符合社會個體與市場的心理需求，消除他們對未知與不確定性因素的顧慮，以超前的形式讓客戶提前體驗，并全程借助虛擬技術為客戶呈現客觀、全面的組建總過程，打消他們顧慮念頭的同時，使其更加信任環境設計的專業度與科學性。數字虛擬技術也在一定程度上表現了不同客戶之間的個性化，他們的設計思想與設計方案，以及從細節把握的線條與顏色，都能相應地呈現在虛擬場景之中，表現出不同環境設計的風格。云端設計預設，既是一種以客戶為宗旨的手段體現，也是環境設計利用計算機技術追求高質量、高標準的凸顯。

四、數字虛擬技術背景下環境設計的現狀及發展

1.打破時間與空間局限

時間與空間是兩種不同性質和類型的虛化概念，它們存在于現實生活中的不同維度，時間是物質存在的客觀形式，代表著物質的生成與發展規律；而空間與時間相對，指的是占據的范圍與廣度，二者相互影響、相互依存。在開展環境設計項目時，若僅僅依靠傳統的繪畫、工程設計等規劃工作，當遇到特殊情況時，難免會在不同程度上受到時間與空間的干擾，導致環境設計工作滯后或存在紕漏。而數字虛擬技術的出現，促使環境設計不受時間與空間的約束與阻礙，即使有一變量改變，也不會有任何消極影響，何時何地都可以對虛擬場景進行文字或圖像處理，縮減了環境設計的缺點，并將缺點變為優勢。環境設計借助全息影像，創造了一個新的可視化的環境，真實世界與虛擬世界混合在一起，但不會使人感到模棱兩可或是有出入，反而呈現出來一種前所未有的和諧之感。在這個虛擬世界之中，包括了物理實體與虛擬信息，虛擬信息能夠依據客戶的指令隨時變換與切換，促使客戶在虛擬的空間里獲得更多、更真實的類似于真實物理世界的體驗。數字虛擬技術于環境設計之中存在的目的就是打破時間、空間的障礙，在虛擬與現實之間架起一座相通的橋梁，將虛擬現實技術（VR）、增強現實技術（AR）、混合現實技術（MR）三種技術疊加，讓客戶能夠脫離傳統的效果圖與音樂結合的模式，投入到擁有沉浸、人機交互、構建等功能的三維實景中，客戶在高度融合的幾何模型中能夠及時、無限制地觀察三維空間內的實物，達到真正意義上的臨場感。在人類的慣性思維中，時間與空間自身都是沒有局限的，它們可以無限地延伸與拓展，但當它們加固并作用于某一實際操作中，為確保某一項目的合理度與科學性，便會轉換為因素時時刻刻地制約著工作運行，這是處于現實生活所帶來的客觀條件。但數字虛擬技術創建出的虛擬世界，在現實生活的基礎上高于現實，無論是采用拼接合成，還是合成映射的手段，都能將真真實實存在的環境以另外的形式呈現于某一特定場合與時間中，從不同角度與內容出發都與預設或是先前的環境相符合，給客戶帶來與現實環境相同的心理感受。在廣泛運用先進技術于工作中的今天，人們不斷追求更高層次的體驗，各行各業也在科技的帶領下向客戶極力展現出不同于之前的另一面，使客戶逐漸見識到在科技投射下的魅力。

2.提升環境設計質量

質量問題是社會大眾一直以來都在關心的重點，而內外環境作為人類居住、生存的場所，它面向社會公眾，人們對其質量的把控更加嚴格。所以，環境設計的質量直接關系到日后環境設計的發展，那么，相關單位就需要想方設法、深思熟慮地拓展渠道，找尋方式方法，提升環境設計質量。傳統的環境設計方式主要以手工為主，由專業人員在圖紙上勾畫、標注，寫清明細，用立體的畫法，以筆勾勒出具體框架，總體呈現出單一的平面圖，非常直觀、簡單。直至后來數字虛擬技術的研發并應用，越來越多的設計人員嘗到了科技帶來的便利，便開始使用這項技術輔助環境設計，到目前來看，數字虛擬技術不僅僅提高了環境設計的效率，更提升了它的品質。第一，數字虛擬技術彌補了環境設計的缺陷。在現實工作中，因客觀因素與現實條件的限制，如場地缺失、時間碰撞等事件頻繁發生，導致環境設計工作開展不順利，一系列蝴蝶效應產生，影響后期進度，而當數字虛擬技術的加入，完全規避了由時間上與空間上產生的問題，確保環境設計工作按照正常的秩序與流程順利開展。第二，數字虛擬技術的運用，避免了在實際操作中存在的潛在問題。這項技術是嚴格按照系統的要求運行的，它模擬現實場景作業，人們可以不直接參與現實情境就能從虛擬場景中提前發現問題，及時地改正，杜絕施工人員在具體操作中受到身體與心理的雙重威脅，確保了環境設計質量的同時，保障了人員的生命健康與安全。第三，數字虛擬技術擁有較強的專業性、科學性與合理性。由計算機控制的技術回避了人力可能帶來的問題，它精準設計圖紙，整合材料預算，并模仿自然生物行為構建框架，實現人機的無障礙交流，從源頭上完全阻止了效果不佳、效率不高的情況發生。總而言之，數字虛擬技術對于用戶與環境設計本身都是非常有益的，它滿足了客戶對環境設計的訴求，促使環境設計在保障質量的前提下合理地追求商業價值，帶來不一樣的社會效益。

3.促進環境設計交互性

交互性是數字虛擬技術的主要特點之一，交互的概念，從字面意思上理解就是互相溝通、互相影響，感受其他事物并和他們之間產生信息傳遞[4]。作為一項交互式仿真設計技術，數字虛擬技術的交互性主要體現在以下幾個方面：首先，人的創作思維與動態數字結構應用的大膽交互。人類是擁有思想、語言、情感、主觀意識的實在個體，我們與數字化技術的最大區別就在于是否需要借助外物操控。顯而易見，人類是數字化技術的操控者、執行者，人們可以根據自己的喜好與需求，選擇“放大化”設計或“縮小化”設計，任意地將自我情感滲透于環境設計之中，展現自身的審美價值與藝術眼光。其次，現實與虛擬的交互。現實指的是環境設計中的實際操作與效果呈現，而虛擬指的是依靠科技所構建出的虛擬世界，虛擬世界的建造離不開現實世界，它必須根植于現實才能符合人們對虛擬現實化的認知，若把現實與虛擬完全分割開來，就違背了環境設計的初衷。交互強調的是可用性，體驗性，交互的目的是借助多重手段帶給人沉浸性體驗，所以，現實與虛擬之間務必時刻聯系，虛擬以現實為參考，現實以虛擬為又一場景再現，共同為客戶提供優質的環境設計服務。再者，情感交互。情感交互主要表現的是設計者與客戶之間的情感交流。為達到更好地用戶體驗，設計者會率先與客戶進行思想上的溝通，了解客戶的基本意愿與想法，將客戶的情感體現在環境設計之中，表現為個性化的屬性，成為不同藝術創作上的延續。最后，人機交互。人機交互的最終結果是通過仿真、多媒體、并行處理、圖形渲染、屏顯等技術的綜合在計算機系統里發出和現實世界高度吻合甚至相同的各種行為，其交互的過程即是現實世界刻畫為虛擬世界的過程，唯有人類不斷向計算機發出切實的指令，計算機再以呈現的效果反饋，才形成了人機交互的雙向機制[5]。數字虛擬技術實現并創新了環境設計的交互性，不僅拉近了設計者與客戶、現實與虛擬之間的距離，還推進人機交互進入更高的層次，實現個體創作思想與動態數字結構應用的高度融合，將環境設計提升到更高的檔次。

結語

隨著二十一世紀科技產業的不斷壯大，數字虛擬技術也在市場與用戶的指導下逐步被完善與創新，成為其他行業的最大優勢。而當下的環境設計工作為緊隨時代的發展趨勢與社會進程步伐，融合了數字虛擬技術，也創建出了環境設計的全新局面。到目前來看，數字虛擬技術背景下環境設計的現狀已經呈現出良好的發展態勢，這個舉措不僅在很大程度上減少了資源的消耗，為客戶提供了云端設計預設體驗，還打破了環境設計中時間與空間的局限，提升了環境設計質量，促使環境設計朝著更為專業的方向發展。總的來說，于環境設計之中納入了先進的數字虛擬技術，從不同角度考慮都是十分有必要的，它以長遠的眼光保障了環境設計工作能夠在未來未知的沖擊中持續發展。