互聯網背景下的VR技術在家裝設計中的教學改革實踐探索*

裴海燕

（無錫商業職業技術學院,江蘇無錫 214153）

虛擬現實技術的概念由來已久，但是因為初始條件所限，加之軟體教學資源較少，使用者的需求相對較低，所以VR技術在當時并未受到企業界及教育界的重視。自一九四五年起，計算機技術的快速發展為VR技術的應用提供了保證，同時虛擬現實技術在國際上的地位也日益凸顯。在教育教學方面，傳統的教學模式講授的知識、展示的信息是有局限性的，如果利用VR技術進行感官體驗知識、傳遞知識，不僅能增加學生們學習的積極性，還能幫助學生更好的、更全面的掌握所學的知識

一、移動互聯網背景下VR技術在家裝設計教學中的意義

在移動互聯網絡的高速發展和應用的背景下，VR技術在室內設計教學中也得到了一定的發展，利用VR技術的虛擬演示功能，將課堂上教授的內容從抽象變得具象，事物的感知由虛構變得實體化，立體化。通過VR技術的虛擬環境設計，我們可以自由行走于建筑空間環境和室內空間環境，可以感受物體由遠及近，由大到小，由空間到結構工藝的直觀體驗。

1.高效率的沉浸式交互學習體驗

因為現實中受某些因素的制約，我們只能靠圖片和文字來進行學習、傳遞知識，而有調查顯示，單媒介如文字、圖畫等，其教學效果僅為10%，而多媒體的教學效果約為30%。將虛擬現實技術應用于家裝空間的教學設計中，可以讓學生有身臨其境的體會，比起只通過老師的講解授課，能讓學生對自己的知識體系有更深入的了解。

學生們通過VR技術的360度沉浸式交互體驗，可以在不同的室內空間中進行漫步，感受不同空間的情境和氛圍，在交互體驗中學習家裝設計的知識體系。根據課程內容的變化，我們可以修改和更新軟件程序，使得它能夠更好地運用于理論和實際，從而改變了傳統的教學方法，解決了傳統教學模式單一的問題，提高了學生的學習興趣和空間想象力，是提高家裝空間設計及相關教學的一大利器。[1]

2.打破時空限制，降低教育成本

基于學習資源的多樣性，在互聯網的推動下，不同時間、不同領域的教育內容都可以通過網絡傳播到不同地區的學習者手中。高校教育講求提高學生們的合作協作能力，VR技術打破了時間、空間的限制，實現資源的共享。由于虛擬現實技術的存在，使得地理位置的限制在很大程度上降低了學生在不同地域的協作和協作學習的可能性。[2]

構建VR虛擬實訓室，降低實操實驗的成本。施工工藝的材料、施工構造、施工節點、材料樣板等能更齊全的展示出來，還可以通過VR操作進行施工模擬，反復實訓，不再受空間大小、材料的限制。同時，將實訓室資料上傳至互聯網平臺，以此滿足不同區域空間的學生使用。

3.減少不必要的實訓風險

家裝設計教學需要學生走進工地現場，體驗施工環境，才能理解工程施工的知識要點、流程以及繪制圖紙的注意事項。家裝設計中多種多樣的施工工藝，各個空間界面的裝飾裝修材料，從完成面到基礎墻面的安裝施工做法，都離不開現場的經驗和實際的操作，在工地現場免不了會出現砸敲釘錘、爬高踩空帶來的意外傷害，而VR技術的虛擬現實教學方式可以大大降低實操訓練帶來的風險。利用VR技術構建施工現場的構造以及現實情境，將現實的工藝用VR技術展示出來，學生只需要利用VR設備，便可以體驗工地的施工場景，感知施工材料，觀看施工工藝流程，不僅增強了知識體系的畫面感，也減少了實訓帶來的風險。[3]

4.提高學習興趣，增加學習動力

以做游戲的方式進行教學，可以提高課堂的趣味性和學生們的參與度，讓同學們在“玩耍”中學習到知識。比如利用VR技術在空間中移動一個柜子，讓室內空間格局發生變化，感受空間變化帶來的尺度差異。VR技術的沉浸性、即時性、趣味性，讓原本枯燥的知識系統變得更加生動、有趣，更能激發學生的學習熱情。[3]

二、VR技術在家裝設計課程中教學方式的分析

1.空間思維的形成教學

要充分理解空間、感受空間，不僅要觀察，而且要在空間中運動起來，以此獲得動感空間體驗，如果學生沒有足夠的空間想象能力，無法掌握立體空間的設計技巧，必然會對學生的專業核心課程產生不利的影響。在VR虛擬的現實情境中，使用者可以利用設備儀器的可操作性，進行人為的調整視覺視線、運動路徑、運動模式等來達到更逼真的效果，并能較好地理解室內空間的相關知識。利用虛擬現實技術的可視化特點，可以使難以理解的理論基礎知識變得形象、生動，使學生對三維的室內設計空間結構有了更深刻的認識，為建立立體的思維方式打下了堅實的基礎。

2.創新創意設計能力的培養教學

創造性的設計是學生在老師的引導下所形成的新思想。學生通過對自己的創意思維進行創新創造，運用虛擬現實技術從不同的視角審視自己的作品，再加以顛覆，不斷地修正、完善，從而提升創意設計的水平。在設計完成之后，虛擬現實技術裝置可以將學生的設計成果呈現給大眾，讓大眾能夠理解其設計思想與流程。在創作設計時，也可借由虛擬現實技術來改變人們的資訊溝通，提升資訊傳遞的效能，為更深層的設計實訓訓練作好準備。[4]

3.計算機虛擬仿真教學

在家裝設計課程中，主要是運用計算機進行室內空間的虛擬模型設計與制作，在構建的虛擬室內空間中，進行虛擬施工過程以及空間設計方案的講解，通過這種虛擬仿真教學，為老師提供了很大的方便。學生在學校上課期間，不能進行專業實習工作，也不能去施工現場進行工藝、材料的學習。但是，在計算機虛擬仿真教學中，教師可以利用虛擬現實技術模擬具有教育示范意義的活動，如室內裝飾材料和裝飾施工工藝的過程，并在虛擬空間中制作材料模型和虛擬施工場地。通過這種教學方式，學生可以更生動地感受這些知識點。

4.虛擬模型演示教學

在實際教學中，學生可以利用虛擬空間的仿真模型，對教學內容進行直觀、準確的理解，并能較好地把握理論與實踐的關系。虛擬仿真模型能直觀、形象地展示物體的形態、動作，界面的材料、色彩，空間的交錯關系。VR技術所建立的室內空間模型，是由不同的模擬實體組成的空間組合結構，其內部的虛擬模型與我們所看到的真實生活環境非常類似，可以說是一模一樣。通過對室內空間、材料、工藝等進行虛擬模型教學，可以使學員對室內設計的基本原理和工藝方法有一定的認識，并能較好地掌握室內設計的理論知識。

5.虛擬情景仿真教學

情景教學是把現實中的工作生活場景運用到教學中，以達到情景融入與情景感官體驗，增強學習的興趣與探索欲。在VR技術的支持下，我們可以充分考慮通風、日照、建筑采光等物理環境要素，并采用VR技術模擬真實世界中的各種情境，以達到學習的目的。該教學設計模式具有高效、啟發性、直觀性、切合實際等優點，能夠快速地提升學生的認知水平和對教學的理解。情景仿真教學法強調了對現有的知識、教師的經驗進行系統化的推理，從而促進了學生的技能、智能的發展和提高，從而達到了長期的優化教學效果。[5]

三、家裝設計教學中桌面式虛擬現實系統的可行性探討

桌面式虛擬現實設備是一種具有增強現實功能的計算機，通過三維立體視覺和紅外線筆，可以營造出生動、立體、深度沉浸的交互式教學情境，它既能有效地改善教學效果，又能激發學生的求知欲。

1.選用原因

VR技術的技術特性，決定了其軟件、硬件以及軟件的開發費用較高。沉浸式體驗好的高質量虛擬現實設備體積較大，不適合運用到教學中。當前，由于沉浸式教學的交互水平較低，使得師生、生生之間的交流與互動減少，因此，根據虛擬現實技術在教育實踐中的運用，探索其在教學中的積極作用，是值得我們進一步探討的課題。為了保證教學效果及效率，教師在進行教學時，需審視虛擬現實理念與虛擬現實技術、虛擬環境等的應用合理性，采用桌面式虛擬現實技術，可以使不同教學設備和產品的功能得到全面的展示。設計的作品將以虛擬的形式生成文檔，可以在任何時間、任何地點觀看。[6]

2.系統優點

首先，學生可以直觀的觀察利用計算機或其他設備虛擬構造的虛擬現實環境以及虛擬事物的變化情況，還可以通過操作虛擬設備轉換虛擬場景，使學生更容易理解知識，提升教學效果和效率；然后，學生和老師都可以加入桌面虛擬現實系統的教學中，增加師生、生生的互動交流，在教學活動中，教師可以利用教學軟件引導學生進行自主學習，提升教學效率、實現資源共享；最后，桌面式虛擬現實設備是由專人統一管理，由專家進行維護，保養維修簡單。

3.使用規劃

在教學過程中使用桌面虛擬現實技術時，通過電腦顯示屏觀看虛擬場景，運用多種教學軟件，可以讓學生了解和掌握空間藝術設計的基本知識原理。學生可以通過電腦屏幕觀察三維立體圖像或立體畫面，從而有效地調動學生的學習熱情。目前，桌面式虛擬現實技術在教學中的浸入程度還不夠高，但它可以廣泛地用于教學，并能夠滿足使用者的互動需求。目前國內各高校和研究所均采用桌面式虛擬現實技術進行虛擬現實教學，其主要內容包括：圖形顯示、效果觀察和交互。

四、VR技術在設計效果制作與呈現實訓教學中的建設過程分析

1.桌面式VR技術介入設計效果制作與呈現實訓課程的教學目的

家裝設計課程的實訓部分課程，強調的是學生對三維空間的理解以及對設計思路、設計元素、設計風格等的效果制作和呈現。傳統的設計方案表現需要繪制平立面、透視圖來建造模型，對于剛接觸室內設計的學生來說，空間想象力、造型思維、空間尺度都沒有建立起來，對于平立面等2D圖紙的理解不是很到位，空間尺度比例及整體空間視覺美學感受不協調。本文采用了桌面式虛擬現實教具可以很好地解決此問題，學生可以自行在教具里面進行360°全方位的觀察空間，感受空間尺度，建立三維空間思維，以便后期可以自己進行方案效果表現，模型制作等。

該課程實訓部分提倡教學的過程性和開放性，改變了傳統的2D平面視圖、2D空間效果圖等的觀察形式，讓學生運用桌面虛擬現實設備進行360°自主觀察模型方式。教學過程包括平面空間分析、平面導入軟件生成初步模型、模型的平立面造型完善、空間元素豐富、效果呈現五個部分，通過這五個部分的訓練加強學生專業基礎能力，配合桌面式虛擬現實教具增強學生的空間想象力，為后期作品的完成和呈現打下基礎，提高學生的整體空間分析能力。

2.新型課程教具的模型建立

當今大環境迫使人們用網絡的時間越來越多，網絡教學平臺和網絡設計平臺的使用率越來越高，本課題的新型教具的模型設計和構建，就是使用現今流行的酷家樂網絡設計平臺建立的，酷家樂將傳統的、流行的、未來的等進行模塊整合，便于使用者的調用和設計，酷家樂相較于其他室內設計模型軟件更適合初學者。

首先，在進行空間模型制作之前，要先把平面圖紙的拆除、新建墻體設計清楚，然后導入繪制的墻體圖，檢查導入的墻體是否閉合，線條是否整潔。然后，軟件會直接生成墻體，進行層高、墻體厚度的設置，最后進行造型、材質的建模，擺放家具，調整細節，檢查圖形圖元以及模型信息是否完整。

3.新型課程教具的渲染呈現

酷家樂網絡設計平臺自帶渲染軟件，出圖快捷操作方便，點擊渲染會跳出來新的窗口，操作界面中會有普通圖、全景圖、俯視圖、漫游視頻選項，可以根據需要調整清晰度、畫面比例、透視角度、添加外景等。該平臺的設計整合功能，降低了設計時間，增強了學生們對于三維空間的理解，增加了他們的學習興趣。

4.新型課程教具的互動交流與VR生成

酷家樂網絡設計平臺時基于互聯網絡生成的設計軟件，其具有操作簡便、易上手、云設計云觀看等優點，在移動互聯網普及的今天，為教師進行家裝設計網絡教學提供了的方便，教師可以通過網絡在電腦上進行演示教學，邊操作邊講解，2D平面與3D空間隨意切換，方便了學生理解。同時，酷家樂可以渲染搭載VR技術全景圖漫游視頻等成果，進行360度全景瀏覽，展現空間設計風格、設計材料、設計尺度等。將效果圖導入桌面式虛擬設備中，學生只需要一副眼鏡，便可以置身室內空間，觀察空間中的物體，在空間中進行漫游。

5.教學方法

該課程在桌面式虛擬現實技術的基礎上，采用虛擬模型教學教具，替代傳統的圖形講解和二維空間的教學模式。學生可以用鼠標和觸摸裝置來互動設計文檔，在室內任意方位、家具、特殊造型面等進行觀察和體驗，并能在觸摸屏上自由切換，實現全方位的互動。

本實訓課所使用的模型，以講授與演示為主，通過課堂上的虛擬模型及場景演示，使學生能通過自己的觀察與互動，來達到更完整的空間造型構思。與傳統的模型制作課程相比，這門實訓課程采用了桌面式虛擬現實技術，課前課后都可使用。對培養學生快速掌握建模過程和建立空間造型思維具有很好的指導作用。

結語

VR技術為教師提供了一種新的教學方式，豐富了課堂教學的內容，提高了教學的質量和手段。通過運用VR技術，拓展了學生的眼界，打破了時間、空間和知識的限制，豐富了他們的認知世界。同時，VR技術還能將學習網絡與目標連接起來，使不同的學習目標在一個學習網絡中進行，從而促進了學生的開放性和和諧的人際關系。虛擬現實教學是高科技時代的一種重要現象，它把信息技術運用到教學中，從而形成了高質量、高收益的教學方式和教學方式，從而大大提高了教學研究的水平。