虚拟现实技术与室内设计课程的融合

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【内容摘要】将虚拟现实技术应用在室内设计课程中，可以革除传统室内设计教学二维图纸教学的弊端，为学生展现真实、直观的设计方案，弥补传统室内设计课程教学的缺陷，实现良好的教学效果。文章简要介绍了虚拟现实技术及其在国内外高校教育中的应用现状、虚拟现实技术的基本特点及其在室内设计中的应用价值，以及现阶段虚拟现实技术和室内设计课程的融合与应用方式，以期为高职院校室内设计课程教学改革提供参考，提高室内设计课程教学质量。

【关键词】虚拟现实技术室内设计课程融合应用方式

室内设计课程教学主要培养学生的思维空间能力、艺术鉴赏能力、思维能力以及室内设计基本技能，是一门实践性很强的学科。目前，大多数室内设计课程主要采取PPT或者视频等方式授课，表现方式主要以二维平面图纸和室内效果图为主，无法全面反映出整个设计方案。虚拟现实技术是近年来兴起的一门新技术，其用模拟的方式创造一个真实的环境并与使用者进行交互，营造较为逼真的效果。将虚拟现实技术应用于室内设计课程教学，可以将设计方案直接呈现在学生面前，让学生观察设计效果，并根据自己的设计理念进行调整，提高设计效率和设计效果。

一、虚拟现实技术内容简介

虚拟现实技术（VirtualReality，简称VR）是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，利用计算机、网络技术生成交互式的三维动态场景，让使用者置身其中。虚拟现实技术包括模拟环境、感知技能、传感设备、自然技能等。模拟环境指利用计算机仿真技术模拟实时动态的三维立体图像；感知技术指能够具有人一样的感知能力，包括视觉、听觉、触觉、运动、嗅觉等方面的感知能力；传感设备指三维立体交互设备；自然技能指可以模拟人的行为，包括头部转动、手势、走动、跳跃等人体行为动作。计算机对参与者的动作进行匹配适应，并对用户输入做出实时响应，将其反馈到用户的五官。

二、虚拟现实技术在国内外高校教学中的应用

虚拟现实技术最早产生于上个世纪60年代的美国，近年来随着计算机、网络技术、人工智能技术的发展，逐渐成为热门技术。虚拟现实技术通过计算机创建真实的三维场景，能够满足学习情景化和交互性需求，因此较早在教育领域应用。1985年，美国国立医学图书馆将虚拟现实技术用于人体解剖数字化教学，德国汉诺威大学建立虚拟自动化实验室，意大利帕瓦多大学建立远程虚拟教育实验室。1995年，互联网上出现了虚拟解剖实验室。我国虚拟现实技术在教育领域应用与研究比较晚，目前还处于探索阶段。其中，清华大学使用虚拟仪器建设汽车发动机检测系统；华中理工大学为机械专业建设虚拟实验室，用于远程教学；上海交通大学以及复旦大学将虚拟现实技术应用在辅助教学和实验室；哈尔滨工业大学在人机交互方面取得一定效果。

三、虚拟现实技术基本特点及在室内设计中的应用价值分析

（一）虚拟现实技术基本特点

虚拟现实技术具有多感知性、存在感、交互性、自主性。多感知性指虚拟现实技术具有视觉感知、听觉感知、触觉感知、嗅觉感知、味觉感知、运动感知等一切人体具有的感知功能；存在感指使用者在模拟环境中的真实性，让使用者分不清现实和虚拟环境是虚拟现实技术追求的目标；交互性指用户对模拟环境的可操作程度并从环境中得到反馈的自然程度；自主性指虚拟环境中的物体按照现实世界中的物质进行运动的程度。

（二）虚拟现实技术在室内设计中的应用价值

虚拟现实技术应用在室内设计中展现设计师的设计理念。随着城镇化快速发展，人们对室内居住环境的要求越来越高。室内空间设计手段从传统的手工绘图、电脑效果图发展到建筑室内动画阶段。随着科学技术的发展，人们审美观提高，人们追求更好的视觉效果。第一，虚拟现实技术应用在室内设计中，通过计算机软、硬件可以营造一个逼真的虚拟环境，给客户带来视觉、听觉、触觉等方面的感官刺激，让客户身临其境，从而更好地说服用户，减少设计师与客户沟通时间。第二，虚拟现实技术应用在室内设计中，可以全方位、立体化展现设计方案，有利于施工单位对整个室内装修构造和建筑材料做好相应的预算，提高预算准确性，避免不必要的损失。第三，虚拟现实技术可以更好地展现室内空间的配景，比如植物、陈设品、装饰等烘托空间气氛。传统室内设计图纸往往将室内装饰装修内容按照比例实现具象化，通过虚拟现实技术可以将整个室内空间的各个要素体现出来，设计师可以根据自己的设计思路构建虚拟的空间并任意变换自己在房间的位置，从各个角度去观察设计方案，直到达到自己满意的效果。这样不仅节省了时间，而且节省了空间设计模型费用。

四、现阶段虚拟现实技术与室内设计课程的融合与应用探析

（一）“1+1”融合方式的应用

所谓“1+1”融合方式，是将室内设计课程的教学内容和虚拟现实实践教学内容结合起来，实现理论实践一体化教学，充分发挥虚拟现实技术的优势，提高室内设计的实践教学效果。具体实施方法如下：根据室内设计专业的理论知识内容，有选择性地进行虚拟现实实践教学，从设计思路、实践目标、虚拟环境等方面进行引导，让学生在虚拟现实环境中正确有序开展各项实践活动，强化虚拟现实教学效果。在教学前，教师通过多媒体技术向学生展现虚拟现实教学环境中的场景，让学生掌握室内设计虚拟现实环境的各种操作，从而有序完成实践教学目标。在虚拟现实实践教学环节中，室内空间设计还要考虑到室内空间功能、经济性、审美等方面的需求，力求达到人与环境的和谐统一。

（二）合理应用差异化教学

在实践教学环节中，教师应充分利用虚拟现实技术的特点，突出室内设计课程教学内容的差异性，突出教学的重点和难点，提高课程教学效率。如室内环境设计重点考查学生对室内环境的规划和布局，通过虚拟现实技术对室内空间进行规划和布局，并在虚拟环境中不断调整修改方案。通过差异化教学，根据室内设计课程教学实际情况，学生在虚拟环境中验证自己的设计方案，并不断完善自己的项目方案。以室内照明设计为例，该课程的重点内容主要考查学生对光学原理、光线利用、材料选择等方面的应用。学生可根据电气设计和安装规范，进行虚拟布光实验，确定照明系统的光源选择方式、照明灯具的位置以及实际的照明效果是否符合人们的生活习惯。差异化虚拟现实实践教学，有助于教师根据专业课程教学内容制定实践内容，提高实践的效果。

（三）定制式虚拟现实实践教学融合模式具体实践

虚拟现实实践教学过程中，学校需要购买人机交互式硬件设备以及可视化软件，为学生营造逼真的现场环境。在这个教学环节，学校需要为每一个学生配备VR头盔显示器、交互式计算机操作系统，学生操作计算机系统，在虚拟环境下学习各个模块教学内容，从而达到实践教学目的。设计是一个创造性的过程，设计师将自己的思维和想法转化到作品中。学生的想法不同，设计出来的作品也不同。通过定制式虚拟现实实践课堂，学生可以根据自己的设计需求定制自己的模型，仿照真实的环境进行室内设计规划，这有助于及时修正自己的设计方案，使之更加符合实际需求。

（四）建立完善的虚拟现实实践教学评价机制

教学评价机制是提高教学质量和教学效率的重要手段，也是检验学生学习程度的途径。虚拟现实技术是一种新兴的技术手段，将其与室内设计课程进行融合与应用，还需要对虚拟现实实践教学环节进行有效的评估，检查虚拟现实实践教学是否降低了学习难度、提高了教学质量和效率。评价机制能发现虚拟现实教学实践活动中存在的问题，并根据问题不断优化虚拟现实实践课程。虚拟现实实践教学评价机制必须贯穿整个教学过程中，从学生初期的设计规划、中期设计思路以及后期设计效果等各个阶段给予有效的评价，这样才能综合考核学生的学习效果和教师的教学效果。

（五）虚拟现实技术在室内设计、教学、实训环节的应用

室内设计是一门实践性很强的学科，对学生的创造性思维能力和动手能力要求很高。在教学过程中，教师可以利用虚拟现实技术，让学生对空间布局和空间功能进行全面了解，从而提高其空间规划和设计能力。在室内设计过程中，学生根据自己的设计方案建立虚拟现实模型，根据用户需求不断优化设计方案，让设计方案更加符合用户需求。在教学环节，室内设计与虚拟现实技术结合起来，有助于实施理论和实践一体化教学方式。教师根据教学大纲和内容，设置教学仿真系统，将教学内容用仿真现实技术体现，发挥虚拟现实技术的优势，提高室内设计教学水平；通过多媒体技术向学生展现虚拟现实教学环境中的场景，让学生熟悉室内设计虚拟现实环境的各种操作，从而有序完成实践教学目标。教师还可以根据企业对室内设计人员的技能要求，以实际室内设计项目为例进行教学，让学生熟悉室内设计流程、了解各个环节的注意事项，使其在毕业以后可以更快适应工作岗位。

结语

虚拟现实技术与室内设计课程的融合能创造出逼真的室内环境，提高室内设计课程的实效性，让室内设计教学做到学习、训练、实践等统一，提高课程教学效率和质量，降低室内设计课程的学习难度，改变传统室内设计课程教学方式，激发学生的学习兴趣，从而培养具有创新思维、实践能力强的设计人才。

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作者：潘瑜 单位：东南大学成贤学院