室内设计专业教学中VR技术应用

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摘要：虚拟现实技术，即“VR技术”，以计算机为基础，通过对现实的模拟，创造出三维世界，可以让人们在使用这种技术的过程中，产生身临其境的感受，将自身精神和虚拟世界融合在一起。随着时间推移，虚拟现实技术作为一种新的技术被运用到了设计领域中，尤其是在室内设计中发挥出巨大作用。在高校室内设计专业教学中，教师亦可以通过vr技术为学生构建逼真的教学环境，极大程度上激发学生学习积极性，解决当前在教学活动中受限制的部分问题，从而提升教学效果。

关键词：室内设计专业；VR；虚拟现实技术；应用策略；方法

引言

在过去，室内设计专业在进行教学时，其设计效果通常达不到实训要求，且效果不明显。长此以往沿用传统教学模式训练，无法达到预期的教学标准。而使用VR技术教学，能够突出学生的学习过程立体感，让学生有一种身临其境的感觉。在虚拟模拟教学中，所采取的评估方法、评估内容等，与学校教学质量评估相比，更具有职业化和科学化[1]，促进学生在学习过程中对自身学习情况进行客观测试，有效地提高学生学习积极性，促进室内设计专业的可持续发展。

1.VR技术相关内容

1.1VR技术概述

VR（virtualreality）即“虚拟现实”，是由VR技术、3D图像技术、传感器技术等多种技术结合而成，可以在多个维度信息空间中建立虚拟环境，让观众在虚拟世界中体验和互动，从而更好地激发情感[2]。

1.2VR技术特点

VR技术有很强的浸入感，其作用就是让使用者对主角的存在有足够了解，以及感受搭建场景的真实性。逼真的虚拟环境能够让使用者很难辨别出“真实”和“虚假”[3]，在体验过程中会产生更多的真实感受。在虚拟环境中，使用者能够通过双手去触摸虚拟环境中的虚拟对象，感受到虚拟物体重量，从而根据自身动作来控制目标。总之，VR技术就是要搭建更大的虚拟想象空间，让使用者可以在虚拟世界中看到现实生活中不可能出现的场景[4]。

2.VR技术在室内设计专业教学中应用的可行性

VR技术在室内设计专业教学中的运用，可以让学生在这种技术支持下学习到更多专业知识，而且也可以加强师生间交流，提高学生专业能力。通过对虚拟现实技术的运用，可以有效地促进课堂教学方式的创新。在实际使用中，VR技术可以为学生提供更为生动、直观的互动学习环境，也可以刺激学生各种感官。通过学生身临其境操作，实现人机互动[5]，将许多学生无法接触到的场景呈现在学生面前。在VR技术辅助下，学生能够主动地从思想、情绪、行为等各个层面参与到教学中。在信息化教学资源支撑下，通过虚拟模拟课程的实施，可以充分发挥学生学习积极性，有效地提升学生动手能力。除此之外，在活动课程中融合VR虚拟技术，还能够培养出学生独立思考和解决问题的能力[6]。

3.VR技术在室内设计专业教学中的应用

3.1VR技术在课程中的应用

在室内设计专业教学过程中，运用VR技术包括以下几个方面：第一，虚拟现实模型演示教学。在VR教学过程中，学生能直观地看到三维模型空间，从一个虚拟模型空间变成一个平面，再从一个三维空间变成一个简单的施工图。这种方法不但可以在视觉上直观地呈现出来，还能够反复观摩，尤其是对于部分缺乏空间思维的学生来说是十分有用的，从而为后期顺利完成室内设计任务打下基础[7]。第二，虚拟现实中的室内设计与展示。通过VR教学，学生能够在虚拟环境中体验到与现实世界相似的室内环境，有效解决了参观和学习受限问题。VR技术具有占用空间少、体积小、易于实现等优点，其需要的设备和屏幕大约只有50平方米，在这种情况下很容易实现理想化的教学目标，而且在任何学校环境中都可以开展VR教学。学生在学校使用VR设备进行调查、设计、研究，不用花费大量时间和精力，既能保证学生人身安全，又能节省大量考察费。第三，依托于虚拟现实课程的实践性教学。通过对实际室内设计任务进行模拟，可以使学生在课堂上对课程内容的重难点进行反复练习，在节省时间的同时巩固了学习效果[8]。第四，虚拟现实施工现场实训。室内空间设计是一个与实践紧密结合的过程，而设计最终目的是要应用到现场中，因此，必须对对象构件的结构、特性和尺寸进行分析。大多数学生对设计流程、施工流程、构件结构、构件尺寸等内容认识不清晰，这也是教学过程中的难题之一。运用VR技术可以把项目分成不同部分进行设计，每一部分都可以进行独立分析，让学生将各个部分细节都清晰呈现出来。部分学生缺乏空间想象能力，无法看懂某些复杂的细节，难以辨认出建筑工程图纸中的节点[9]。比如，在室内装修时，用的是轻钢龙骨，这种天花板是由多种形状组合而成，包括一些隐蔽处理。比如照明系统的构造十分复杂，是由多种不同构件构成，其中还涉及各层间的衔接。此外，有些空间防水、保温、隔热等节点处理相对复杂，如塌陷和伸缩缝的处理。在常规教学中，教师通常会使用图片辅以说明，这让学生理解起来较为困难。VR技术可以将图纸和虚拟结构图像连接起来，通过虚拟结构的制作、分解、组合，再现设计、建造的全过程，并将结构参数展现给学生，这样能够更为生动、形象地展示课堂教学中的内容。

3.2教学应用重难点

在初期VR技术内容的制作难度大，且VR软件难以与3DMAX软件相连，很难进行交互。此外，VR技术的软硬件费用较高，需要配备的设备如头盔、主机、显示器等费用昂贵。对于软件制作而言，能够结合教师需求开发软件的设计师不多，并且成本较高。因此，VR技术在高校中普及难度较大，具体包括以下几个方面的重难点：3.2.1技术效果与标准挑战。首先，VR头盔的技术难点。为了得到更好的图像质量，VR头盔必须达到4K以上的分辨率。但是目前市面上普遍通用的头盔分辨率较低，因此整体效果较差，很多人在使用过程中会发生晕眩问题，这一问题也未得到有效解决。其次，感应能力不强。人们在研究虚拟技术过程中，通常会更注重对视觉感官的研究，对听觉、触觉、嗅觉、味觉等感官研究较弱。换句话讲，在与虚拟世界进行互动时，其天然的交互性较差，对语音识别等人工智能的影响尚不尽如人意。最后，行业标准不统一。当前VR产品种类繁多，厂家良莠不齐，这是因为行业标准不统一，导致VR产品的核心技术和设备难以实现良好的连通效果，产品无法大规模推广，且难以在教育领域实现产业化发展，这势必会给室内设计专业教学带来负面影响，应引起教育领域关注。3.2.2案例研究与教学挑战。当前，VR技术在虚拟实训教学中的应用尚处于起步阶段，相关实证研究还不多，而且大多是教学理论性研究，缺少专业理论指导和模型构建。同时，在教学过程中，存在两个问题。首先，技术要求较高。在VR教学中，要将技术和教学资源有机地结合起来，特别是交互技术、仿真技术等存在一系列技术难题[10]，必须加大科研经费，将教学内容与技术合理衔接融合。其次，在大众多元审美的趋势下，室内设计专业将面临更大的挑战性。VR技术为教学过程体验、教学结果呈现、教学评价和学生互动提供了新可能性，如何更好地设计教学活动、交互教学过程、评价教学效果，已成为当前室内设计教学中急需解决的问题。3.2.3虚拟成瘾与道德挑战。VR技术所呈现的虚拟世界，要比现实中的景象更加吸引人。如果年轻人沉迷于虚拟世界，没有足够的自控能力，很容易沉迷于虚拟游戏。同时，虚拟教学和真实教学的巨大差异，也难免会让学生产生猎奇心理，从而对教学产生负面影响。另外，虚拟世界会让学生进入到一个与现实世界不一样的视觉、声音世界，一切突发事件、灾难、极端经历，都通过VR技术变成了一种既安全又不存在的冒险。由于虚拟世界中的各种操作行为都是虚拟行为，不存在真正的危险，所以学生在学习过程中可能敷衍了事。值得一提的是，在虚拟世界中，如果不给学生限制操作的次数，频繁让其操控，就会让学生失去对事物的新鲜感和规律性。3.2.4教学实践效果。采用VR技术可以有效地解决室内设计教学中的困难，为教学提供方便。笔者在专业教学与实践中，以不同班级学生做对比实验，并使用全校VR虚拟现实装置，让学生对各种不同建筑进行了观察和研究，使其能够很容易地掌握一些复杂建筑构造。此外，学生参与了一节吊顶结构视觉观察活动，虽然吊顶结构很复杂，但学生可以很容易地学习和掌握相关知识。

4.VR技术教学中的注意事项

4.1明确在室内设计中运用虚拟现实技术的必要性

在传统室内设计中，设计师通常会按照客户需求，设计出符合客户需求的风格。在实际设计中，设计师运用VR技术，如酷家乐等软件，将自身想法和设计细节加以结合，再按照客户需求进行设计，从而达到最完美的效果。这种方法具有较大优点，可以使学生在以后的设计工作中具有逻辑思考和手工绘制的能力。VR技术可以充分地展现出虚拟、互动的室内空间效果，并将富有创造性的设计展现出来。

4.2采用沉浸性教学方法

VR设计平台中的三维设计方案可以转换成虚拟现实的全景模型，教师可以根据实际场景来展示教学内容，让学生可以通过VR眼镜来观察房间内部结构，从而更好地理解建筑结构，掌握整个建筑设计理念和风格，避免出现设计方面的错误，使设计方案得以完善（如图1、图2所示）。

4.3建设VR实验实训教学中心

实验教学中心是实现实训教学、整合高质量信息化教育资源的重要载体，应用VR技术，能够有效促进虚拟现实技术、互动技术在室内设计实践中的应用。通过对虚拟现实教学的实践培训，可以提高“双师型”教师教学水平，亦可以提高学生科学研究和设计水平。

4.4教师积极引导学生正确认识虚拟与现实的关系

室内设计专业虚拟现实教学需要教育者积极引导，由于在校学生思想尚未完全成熟，辨别是非能力有限，很容易被误导，必须在一定程度上加强对学生的指导，使其了解虚拟和现实之间的关系，防止学生在虚拟环境中进行各种大胆的、不负责的虚拟体验。

5结语

综上所述，使用VR技术，突破了传统教学在空间展示中的薄弱环节，提高教学效率，有效地解决了室内设计专业课程的场地不足、空间真实体验感不强等问题，为专业教学开辟了新的教学空间，同时有效地提升了教学效率，激发了学生的学习兴趣。

作者:雷芸 单位:湛江科技学院