虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)藝術(shù)中的應(yīng)用研究

社會(huì)在不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷升級(jí)，多媒體的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同樣發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變，它將是促進(jìn)未來(lái)世界發(fā)展的一個(gè)重要的工具。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的范疇，是各學(xué)科綜合運(yùn)用的產(chǎn)物。其中包括了計(jì)算機(jī)、光學(xué)、信息學(xué)、動(dòng)力學(xué)等學(xué)科，也加入了傳感器技術(shù)、人機(jī)交互、人工智能、圖形學(xué)等科學(xué)技術(shù)的綜合應(yīng)用。室內(nèi)設(shè)計(jì)的內(nèi)容通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)向我們展示出來(lái)，增強(qiáng)了人們對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)的視覺(jué)感受。讓整個(gè)空間更加人性化、藝術(shù)化，也大大提高了室內(nèi)空間的藝術(shù)效果。它的出現(xiàn)改變了人們的生活方式，是技術(shù)上的創(chuàng)新，為室內(nèi)設(shè)計(jì)開(kāi)畢出一道新的創(chuàng)新之路，打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的局限。設(shè)計(jì)師可以隨時(shí)訪問(wèn)虛擬空間，體驗(yàn)自己的設(shè)計(jì)，身臨其境地感受場(chǎng)景的變化。

將室內(nèi)設(shè)計(jì)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，是一種新的嘗試。他的目的在于將設(shè)計(jì)結(jié)果以一種沉浸式的體驗(yàn)，從任意角度讓設(shè)計(jì)者來(lái)回顧自己的設(shè)計(jì)，或者對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的檢查。虛擬室內(nèi)設(shè)計(jì)系統(tǒng)在住宅空間中的應(yīng)用將成為有力的工具。與常規(guī)的效果圖相比，它可以是實(shí)際感受空間，有全尺寸模型，并且可以配合控制器查看室內(nèi)空間的結(jié)構(gòu)，也為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑業(yè)和室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用開(kāi)辟了新的道路，因此研究這一內(nèi)容具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用特性

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由硬件設(shè)備技術(shù)與虛擬平臺(tái)技術(shù)兩部分組成，由此實(shí)現(xiàn)具有復(fù)雜表現(xiàn)效果的高人機(jī)交互水平。該沉浸式空間能夠讓使用者在視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上感受虛擬環(huán)境。交互則通過(guò)人在虛擬世界中的行為與虛擬空間的互動(dòng)而進(jìn)行。它具有以下幾個(gè)突出特點(diǎn)（見(jiàn)圖1）。

第一點(diǎn)是沉浸式特點(diǎn)。沉浸式技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是通過(guò)對(duì)人的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等器官的模擬算法，提供一種真實(shí)的環(huán)境感受，使體驗(yàn)者產(chǎn)生身臨其境的錯(cuò)覺(jué)。現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，仍以頭戴式設(shè)備（見(jiàn)圖2）或者數(shù)據(jù)服裝為主，但是現(xiàn)場(chǎng)效果已經(jīng)很真實(shí)。將來(lái)的科技或者未來(lái)的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，可能讓體驗(yàn)者更加舒適，甚至不再需要穿戴設(shè)備。在整個(gè)空間中都能接受體驗(yàn)者的每一個(gè)行動(dòng)或靜止數(shù)據(jù)，做到實(shí)時(shí)反饋等。

第二點(diǎn)是交互式特點(diǎn)。交互作用指的是在虛擬的世界當(dāng)中我們與虛擬環(huán)境之間的關(guān)系。它通過(guò)傳感器捕捉體驗(yàn)者的動(dòng)作，虛擬世界環(huán)境會(huì)隨之發(fā)生變化，讓人產(chǎn)生和現(xiàn)實(shí)世界一樣的錯(cuò)覺(jué)，這也是人機(jī)交互方面的發(fā)展。尤其是在室內(nèi)場(chǎng)景中，體驗(yàn)者具有較強(qiáng)的選擇性，可以根據(jù)體驗(yàn)者的個(gè)性提供不同的場(chǎng)景選擇。這就需要在基于虛擬現(xiàn)實(shí)的室內(nèi)設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)與用戶(hù)的互動(dòng)，大大提高用戶(hù)的感官體驗(yàn)。

第三點(diǎn)是創(chuàng)造性特點(diǎn)。創(chuàng)造性意味著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以帶來(lái)廣闊的想象空間，培養(yǎng)想象能力。由于在虛擬環(huán)境下計(jì)算機(jī)能夠模擬出海量的信息，在虛擬世界里，可以通過(guò)命令完成現(xiàn)實(shí)世界無(wú)法完成的任務(wù)。比如當(dāng)體驗(yàn)者進(jìn)入虛擬空間就會(huì)感受到身臨其境的感覺(jué)，這種體驗(yàn)不同于真實(shí)的世界，進(jìn)而改變了人類(lèi)對(duì)這個(gè)世界的認(rèn)知（見(jiàn)圖2）。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)與室內(nèi)設(shè)計(jì)的關(guān)系

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠增強(qiáng)用戶(hù)體驗(yàn)，與真實(shí)場(chǎng)景非常貼近。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用，在設(shè)計(jì)中，我們有必要對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和室內(nèi)設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系做進(jìn)一步的分析。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心是計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)使用硬件設(shè)備、軟件功能從而模擬真實(shí)的聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)等。人們還可以通過(guò)手動(dòng)調(diào)整參數(shù)來(lái)增強(qiáng)虛擬環(huán)境的氛圍體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要計(jì)算機(jī)在復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行更深層次的計(jì)算，以達(dá)到預(yù)期的人與環(huán)境之間全方位的互動(dòng)。這種互動(dòng)包括了視覺(jué)上的、聽(tīng)覺(jué)上的和觸覺(jué)上的。相對(duì)于傳統(tǒng)的人機(jī)交互而言，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在互動(dòng)體驗(yàn)方面取得了很大的進(jìn)步。虛擬現(xiàn)實(shí)中的現(xiàn)實(shí)，指的是物理上或者是感官上可以被觸及的東西。虛擬指的是整個(gè)場(chǎng)景由計(jì)算機(jī)捕捉生成虛擬的場(chǎng)景，也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，使得虛擬空間更加接近實(shí)際環(huán)境，從而讓人們和虛擬空間進(jìn)行交流，體驗(yàn)虛擬空間。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)藝術(shù)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)藝術(shù)中的應(yīng)用，核心在于三維模型的創(chuàng)建。模型可能會(huì)因?yàn)楸磉_(dá)形式或視角的影響，導(dǎo)致不能夠完全匹配需求。因此需要充分關(guān)注模型的細(xì)節(jié)，以確保用戶(hù)的交互體驗(yàn)。室內(nèi)設(shè)計(jì)既要有藝術(shù)特色，又要有實(shí)用價(jià)值。模型風(fēng)格也反映了區(qū)域的歷史和文化，是人們生活內(nèi)涵的重要組成部分。

（四）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還是比較薄弱的。現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，仍然在使用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件（CAD、3DSMAX、Sketchup等）。雖然有良好的效果，但是作圖、渲染的時(shí)間成本太高，整套方案的設(shè)計(jì)周期需要十天左右的時(shí)間。虛擬場(chǎng)景的真實(shí)感需要模型構(gòu)建得完整、精度高，這樣則會(huì)消耗計(jì)算機(jī)性能和大量的時(shí)間。但由于計(jì)算機(jī)性能的限制，或者模型的復(fù)雜化，實(shí)時(shí)渲染的效果精度不夠，而實(shí)時(shí)渲染效果差則會(huì)讓體驗(yàn)者無(wú)法接受。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)建模方法

虛擬現(xiàn)實(shí)建模是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的關(guān)鍵步驟，其通過(guò)對(duì)幾何形狀的處理來(lái)生成圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中建模和評(píng)價(jià)的技術(shù)指標(biāo)主要包括精度、顯示速度和易用性。為了提高室內(nèi)設(shè)計(jì)場(chǎng)景的真實(shí)性，有必要給室內(nèi)場(chǎng)景賦予真實(shí)的紋理。基于漫反射貼圖和透明紋理映射技術(shù)，可以進(jìn)行交叉建模，最大限度地還原內(nèi)部場(chǎng)景的真實(shí)性。此外，我們還需要進(jìn)一步渲染室內(nèi)場(chǎng)景，如室內(nèi)燈光的渲染。我們需要考慮光線(xiàn)和位置的真實(shí)性，并選擇和設(shè)置合理的紋理。

我們可以采用三維設(shè)計(jì)軟件來(lái)創(chuàng)建室內(nèi)空間模型，例如小型室內(nèi)空間（見(jiàn)圖3），墻面背景為白色乳膠漆，地面紋理為木材，茶幾紋理為大理石，沙發(fā)為布藝紋理。通過(guò)調(diào)試出日常光線(xiàn)，模擬出居家環(huán)境。

三、展望

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域并進(jìn)行研究，目的在于更好地、科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計(jì)，更加系統(tǒng)地引導(dǎo)室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)在今后的發(fā)展。還希望能夠更好地通過(guò)室內(nèi)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理化的施工，通過(guò)數(shù)字化的室內(nèi)設(shè)計(jì)，實(shí)踐人員可以最低的成本迅速地探索設(shè)計(jì)出工作場(chǎng)景的多樣性。

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工智能領(lǐng)域以及混合現(xiàn)實(shí)這一種新技術(shù)普及之下，虛擬現(xiàn)實(shí)的操作技術(shù)是數(shù)字時(shí)代發(fā)展到新階段所采用的一種新型方式，有長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展之勢(shì)。其中相關(guān)的培訓(xùn)以及培訓(xùn)系統(tǒng)也會(huì)得到人們的關(guān)注，促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并且應(yīng)用于各行各業(yè)，前景可期。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，新的藝術(shù)形式隨之誕生。無(wú)論哪一種藝術(shù)類(lèi)別或者形態(tài)，都不能脫離生活環(huán)境而獨(dú)立存在，包括室內(nèi)環(huán)境。盡管人們難以想象，在將來(lái)的建筑藝術(shù)形式下人和室內(nèi)場(chǎng)景之間是怎樣相互作用的，以及怎樣才能具有完整的空間情感色彩，但是可以設(shè)想，在未來(lái)藝術(shù)與社會(huì)文明中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被寄予了巨大的期待。

四、結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的方式與方法，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展能夠促進(jìn)室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)科技水平的進(jìn)一步提升，達(dá)到科技與藝術(shù)的高度結(jié)合。

[作者簡(jiǎn)介]張騏，女，漢族，浙江杭州人，浙江建設(shè)技師學(xué)院助教，碩士，研究方向?yàn)槭覂?nèi)設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)。