室內設計教學中混合現實技術的應用與設計

［摘 要］ 在室內設計專業教學中一直存在設計理論知識內容抽象、理論與實際脫節、材料工藝更新快、工藝流程復雜、教師講解難度大、學生難理解、教學效果差等問題。將MR混合現實技術應用于室內設計專業教學中，能夠打破現實空間與虛擬空間的界限，完美融合現實與虛擬，創造沉浸式體驗場景，增強學習的互動性，為學習者創造真實逼真的空間效果和模擬練習，有效改善傳統室內設計的教學模式，有針對性地解決室內設計教學中存在的難題，提升教學效果。

［關鍵詞］ MR技術；室內設計；專業教學；應用研究

［基金項目］ 2021年度教育部行業職業教學指導委員會職業教育改革創新專項課題項目“MR（混合現實）技術在建筑室內設計專業教學中的應用研究”（HBKC217060）

［作者簡介］ 王麗（1992—），女，湖南邵陽人，設計學碩士，湖南環境生物職業技術學院生態宜居學院助教，主要從事建筑室內設計研究。

［中圖分類號］ G712［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）06-0165-04 ［收稿日期］ 2022-12-13

室內設計是一門實踐性和應用性很強的學科，其對設計從業人員的設計能力、空間想象力和技術工藝的要求較高。但在目前的實際教學中，存在理論知識與實踐操作脫節、工藝節點難理解、空間的可視化與互動性差等問題。在傳統教學中，室內設計大多通過理論知識的講授和效果圖、CAD圖紙的展示來進行教學，存在理論知識點空泛與實踐聯系弱、工藝節點表述不清楚、空間結構表現力不足以及可視化較差等問題，因而影響到學生專業能力與設計水平的提升。在建筑、室內領域，借助全息MR設備，從業者可以看到3D設計模型在真實環境中的全貌［1］。該環境能為受訓者提供直觀真實的學習體驗，對提高特定職業技能、促進理解建筑設計具有重要作用［2］。突破傳統室內設計教學空間的局限性，讓學生沉浸于真實和虛擬結合的室內環境中，進而理解空洞的理論知識，把握空間的尺度及理解透徹各界面的材料工藝節點的特點，從而解決傳統教學一直存在的難題。

一、室內設計教學現狀及效果不佳原因分析

室內設計主要側重于室內空間的規劃設計、室內界面設計、色彩搭配、材質選用、風格設計、燈光照明等內容，著重培養學生的空間設計能力和施工圖紙的繪制技能。

傳統的室內設計課程教學常采用平面化教學，對學生平立面設計分析能力及色彩搭配、材質選用、空間氛圍想象力的要求比較高。學生在學習的過程中需要通過不斷地練習來達到理解理論知識和掌握空間結構的目的，但傳統教學環境和設施使得室內設計課程存在可視化與互動性較差等問題，如室內空間設計整體流程包括平面布局、界面設計、風格設計、色彩搭配、材料的運用、燈光的選用和各平立面、節點剖面圖紙的繪制。在傳統室內教學中，這些只能通過語言文字的描述和效果圖展示而難以直觀呈現出來，因而學生對空間尺度的把握、空間色彩、材質、風格的整體效果缺乏一定的想象力，對施工技術和剖面節點的理解空洞抽象，這些嚴重影響了學生的學習積極性和效果。

二、MR混合現實技術應用于室內設計教學中的優勢

MR技術與AR技術和VR技術相比，是一個相對較新的概念。MR技術應用于教育教學領域更具優勢。就理論而言，MR技術能將現實世界與計算機生成的虛擬世界進行融合，并實現信息的互動，生成虛擬和現實完美融合的MR環境，從而產生新的可視化環節，MR混合現實技術所攜帶的互動性特征，能使用戶與虛擬對象和真實空間進行實時交互，搭建了用戶與虛擬、現實之間溝通的橋梁。針對混合現實技術虛實融合和實時交互的優勢，在室內設計教學中教師可通過MR顯示設備將真實空間和虛擬的界面模型、家具軟裝飾品模型等進行結合，以全息形式呈現在眼前，學生可以進行直觀的觀察，并通過手勢、語音等方式進行室內空間的操作、調整。沉浸式的模擬與實踐操作能夠使學生快速進入設計工作狀態，并及時發現問題、解決問題，促進建筑室內設計水平的進一步提高［3］，彌補了室內設計課程教學存在的平面化缺陷。教學過程中的立體化和可視化，學習過程的交互性，都在一定程度上提高了學生的積極性。

三、MR技術助力室內設計教學方案設計與實施效果分析

（一）室內設計教學目標設計

根據室內設計課程標準進行室內設計教學目標的設計，主要細分為知識目標、能力目標、素質目標。

1.知識目標：能夠準確把握室內平面規劃的空間尺度，掌握室內空間設計的平面設計內容、界面設計內容、風格設計原則、色彩搭配原理、家具軟裝擺放陳列規則、施工工藝流程等。

2.能力目標：能夠根據室內空間大小做出合適的空間平面規劃設計和界面設計，可以根據空間大小和優劣完成風格的設計和色彩的搭配，以及材料的運用和燈光照明的氛圍渲染，最后完成整個室內空間的效果設計和施工圖紙的繪制。

3.素質目標：培養具有創造性和設計能力的專業室內設計人員，在教學過程中培養學生的平面設計能力、色彩和材質的搭配能力、圖紙的繪制能力，從而逐步培養學生精益求精的工匠精神。

（二）教學內容設計

室內設計課程主要講授室內空間的平面規劃設計和各界面的設計，包括室內空間的功能布局及空間動線優化、地面鋪貼設計、天花設計、立面設計，其中又包括室內風格的選擇、色彩搭配、材料選擇、燈光照明、施工工藝等內容。通過本課程的學習，使學生清楚室內設計的平面優化方式，掌握地面、墻面、天花設計的方法，在把握整體風格的基礎上完成各界面的設計，在理解施工工藝的基礎上繪制出完整的施工圖紙。在具體教學設計中，進入學校專門配備的MR實訓室，學生通過佩戴MR顯示設備即可置身于真實的實訓室與虛擬模型融合的混合空間中。1∶1的室內空間結構和各界面裝飾模型，可隨意更換的豐富的MR場景資源（不同風格的真實尺寸家具模型和軟裝飾品），可詳細觀看各結構構件的施工流程和工藝節點結構，并通過簡單交互進行模型結構的拆解和重構。具體實現內容見表1。

（三）教學過程的設計

室內設計課程根據市場對該職業崗位的職責要求和技能要求，采取模擬實際案例進行教學，教學過程分為課前預習、課中實施、課后拓展等三個環節。課前預習主要通過學生自學了解室內設計的相關知識點。課中實施是教師在課中拋出知識和詳細講解知識，并引導學生探索室內設計的方法，從而讓學生自己動手進行仿真模擬練習。在實訓課上讓學生以實際案例為任務，提高室內平面設計水平和把握整體空間氛圍的能力，課后進行項目實踐拓展設計能力。

1.課前預習。在講授新課之前，教師通過學習通或者超星平臺發布預習任務書和自主學習的視頻，學生查看任務書明確學習任務和要求，通過視頻自主學習室內設計的平面布局、界面裝飾設計、風格及色彩搭配、材料選用、工藝流程、照明設計等知識。自主學習完成后，教師通過超星平臺就相關知識問題進行提問，引導學生進行討論交流，明確學生在自主學習過程中還存在哪些不足。根據匯總結果表明，學生存在對空間的尺寸把握不清，三維空間想象能力的建立較難，對工藝流程難理解等問題。這會直接影響到室內空間的平面設計和各界面設計及施工圖紙的繪制。

2.課中實施。課中實施包括拋任務、解內容、練技能等三個環節。

拋任務環節針對課前預習存在的難點內容進行羅列，并就這些難點內容組織學生展開討論，若不解決將造成哪些室內設計事故。同時，拋出課堂教學任務，在理解戶型方正、功能齊全、動線流暢、動靜分區、私密性佳、尺寸適宜的基礎上掌握室內空間的平面方案設計。在熟悉了風格、材質和色彩搭配的知識點后進行界面設計，最后完成室內設計施工圖紙的繪制。

解內容環節將MR混合現實技術應用于室內課堂教學中，以其融合現實世界和虛擬世界的逼真效果和強互動性體驗，將室內設計的虛擬模型庫中的各界面裝飾模型、家具模型、節點剖面模型等導入，并以全息形式呈現在真實空間中，將抽象知識內容直觀化，降低教學難度。本環節共分為四個部分。第一部分針對室內空間的規劃和設計進行MR技術的應用。具體的操作是教師戴上MR眼鏡，將虛擬模型庫中的空間場景全息圖展示在真實環境中，通過教師對空間模型的拆解與重構，讓學生直觀看到空間的組合與分割所產生的空間感的變化，選擇布局不同風格的家具軟裝模型，搭配不同色彩和材質的飾面，空間會產生不同的視覺效果，學生借助投影設備，裸眼即可看到教師的操作，加深學生對空間的理解和把握，便于學生進行室內空間設計和對室內設計知識點的掌握和應用。第二部分是針對室內空間中各界面的設計，包括地面、立面、天花的設計。采用MR技術能夠進行全息投影，將虛擬界面模型完美融入現實的空間界面上，進行在線設計，空間效果直觀呈現在眼前，幫助學生更快地接觸到設計搭配以及室內空間效果的生成，且虛擬的室內界面模型的各部分都能夠進行全屋漫游和拆解更換，直觀化的視覺體驗大幅度提升了學生的新鮮感與自我獲得感。具體的操作是教師戴著MR眼鏡進入三維立面模型逼真的場景，將虛擬的室內空間地面、立面、天花構件三維模型拆卸，將提前做好的其他造型的界面虛擬構件模型導入真實的空間場景中，從而重構形成新的界面造型設計，而新的界面模型能根據個人個性化的選擇，更換其材質和顏色，使原本抽象的室內設計知識直觀呈現。伴隨著虛擬現實技術逐漸成熟及應用，通過虛擬現實技術，在施工開始之前就可以體驗到各種設計方案的實際效果，實現沉浸式體驗［4］。第三部分是剖面節點的繪制。此部分在室內設計施工圖紙中占據非常重要的位置，是指導現場施工的依據。剖面節點的繪制在室內設計教學中一直是學生的弱項，因其復雜的施工工藝和施工流程，學生對各界面的剖面節點并沒有清晰地認知，而常規以剖面圖或者施工節點圖進行教學的方式并不利于學生的理解和掌握。教師借助MR混合現實，將住宅室內的場景全息圖展現在一體化教室中，師生佩戴MR全息智能眼鏡針對場景中頂棚的輕鋼龍骨吊頂結構、技術要點與施工流程進行互動交流，小組成員分工合作完成全息場景中輕鋼龍骨吊頂的設計與施工操作［5］。MR混合現實技術讓室內設計復雜的施工工藝流程直觀地呈現在眼前，以其互動性強的特點，學生可以通過不斷地練習操作來加深對室內設計施工技術和節點構件的理解。第四部分是燈光照明設計。在傳統的室內空間設計中因其專業的知識點，以及燈光照明通常只展示在天花布置圖和空間效果圖中，學生對具體燈光照明的照度、色溫、顯色指數、配光等并沒有足夠的認識和了解。若借助MR混合現實技術，將提前做好的燈光照明動畫導入系統，讓學生佩戴MR眼鏡進入住宅空間動畫場景中去，便可聽到、看到該燈光的配光、色溫、顯色指數等專業知識點的講解和相對應的燈光照明效果的直觀顯示，其他學生通過3D全息投影系統，不需要佩戴MR眼鏡也可直接觀看燈光照明知識的講解。理解知識點后可進入室內空間場景中，根據不同的空間需求進行燈光的不同選擇和燈飾的搭配，直觀呈現的空間燈光效果如同親臨現場一般，可以加強學生的學習效果。

練技能環節，教學根據實際案例的業主需求和戶型特點，完成室內空間的平面方案設計和地面、立面、天花的各界面設計以及施工圖紙的繪制，最后完成效果圖的設計，鞏固學生的專業技能。通過各組作業完成度的對比，使學生發現自身的問題并解決問題。設計意圖：完成平面方案設計作業、各界面設計和施工圖紙的繪制，并在這一過程中鍛煉學生理解室內設計相關知識的能力，查看其知識點的掌握程度，在協作完成作業的過程中，培養了學生的團隊協作能力和嚴謹的工匠精神。通過展示、點評各組學生的作業，實現師生間的互動，培養學生溝通交流、精益求精的職業精神。

（四）課程實施效果分析

根據各組完成作業的結果反饋，MR混合現實技術融入室內設計課堂教學中，激發了學生的學習熱情，提高了學生的學習效率和質量，多數學生完美地達成課程教學的知識目標、能力目標和素質目標，同時在學習和練習的過程中，提高了學生舉一反三的能力。

傳統室內設計教學中存在的以語言文字講述或二維圖片展示的形式不直觀，學生難以理解，而各種設計的名詞術語很難讓學生與真實的室內空間建立聯系。MR混合現實技術融入室內設計課堂教學中，從根本上解決了傳統教學中存在的抽象知識點難以通過語言或文本形式進行描述和準確表達的問題，混合現實技術的虛實完美融合性特點讓室內設計內容更加真實立體，互動性強的特點讓練習操作更加簡單便捷，極大地激發了學生的學習熱情，提升了教與學兩個節點的知識流通效率，提高了教學質量。

結語

雖然MR技術融入室內設計教學中會使傳統教學產生翻天覆地的改變，解決室內設計教學中存在的一系列問題，但由于MR混合現實技術還處于快速發展中，仍然存在很多技術上的問題需要去攻克。總體而言，MR混合現實技術目前只是一個相對理想的技術形態，并不能完美地實現混合現實效果，要想應用于室內設計教學中，還存在一些技術上的客觀問題待行業慢慢解決。

參考文獻

［1］許超.基于MR技術的建筑室內設計研究與應用［J］.家具與室內裝飾，2021（11）：120-122.

［2］范吉明.MR技術在建筑施工中的應用價值［J］.建筑工程技術與設計，2017（9）：239.

［3］范蕓菲.虛擬現實技術在室內設計教學中的應用研究［J］.磚瓦世界，2020（20）：290.

［4］魏林，姚瑤.虛擬現實技術在室內設計中的應用現狀與發展趨勢［J］.電腦知識與技術，2022，18（24）：133-134.

［5］魏莎.混合現實技術在建筑室內設計專業教學中的應用［J］.湖南工業職業技術學院學報，2022（4）：89-91.

Application and Design of MR Technology in Interior Design Teaching

WANG Li

（Ecological Livable College， Hunan Polytechnic of Environment and Biology， Hengyang，

Hunan 421005， China）

Abstract： In the teaching of interior design， there have always been problems such as abstract content of design theory knowledge， disconnection between theory and practice， rapid update of material technology， complex process flow， difficult explanation by teachers， difficult understanding for students， and poor teaching effectiveness. The application of MR mixed reality technology to the teaching of interior design can break the boundary between real space and virtual space， perfectly integrate reality and virtuality， create immersive experience scenes， enhance the interactivity of learning， create realistic space effects and simulation exercises for learners， and effectively improve the teaching mode of traditional interior design， solve the problems existing in interior design teaching and improve the teaching effect.

Key words： MR technology; interior design; teaching effectiveness; applied research