虛擬現(xiàn)實技術(shù)與室內(nèi)設計課程的融合
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【內(nèi)容摘要】將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用在室內(nèi)設計課程中，可以革除傳統(tǒng)室內(nèi)設計教學二維圖紙教學的弊端，為學生展現(xiàn)真實、直觀的設計方案，彌補傳統(tǒng)室內(nèi)設計課程教學的缺陷，實現(xiàn)良好的教學效果。文章簡要介紹了虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其在國內(nèi)外高校教育中的應用現(xiàn)狀、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本特點及其在室內(nèi)設計中的應用價值，以及現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)和室內(nèi)設計課程的融合與應用方式，以期為高職院校室內(nèi)設計課程教學改革提供參考，提高室內(nèi)設計課程教學質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù)室內(nèi)設計課程融合應用方式
室內(nèi)設計課程教學主要培養(yǎng)學生的思維空間能力、藝術(shù)鑒賞能力、思維能力以及室內(nèi)設計基本技能，是一門實踐性很強的學科。目前，大多數(shù)室內(nèi)設計課程主要采取PPT或者視頻等方式授課，表現(xiàn)方式主要以二維平面圖紙和室內(nèi)效果圖為主，無法全面反映出整個設計方案。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是近年來興起的一門新技術(shù)，其用模擬的方式創(chuàng)造一個真實的環(huán)境并與使用者進行交互，營造較為逼真的效果。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于室內(nèi)設計課程教學，可以將設計方案直接呈現(xiàn)在學生面前，讓學生觀察設計效果，并根據(jù)自己的設計理念進行調(diào)整，提高設計效率和設計效果。
一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)內(nèi)容簡介
虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VirtualReality，簡稱VR）是一種能夠創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術(shù)，利用計算機、網(wǎng)絡技術(shù)生成交互式的三維動態(tài)場景，讓使用者置身其中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)包括模擬環(huán)境、感知技能、傳感設備、自然技能等。模擬環(huán)境指利用計算機仿真技術(shù)模擬實時動態(tài)的三維立體圖像；感知技術(shù)指能夠具有人一樣的感知能力，包括視覺、聽覺、觸覺、運動、嗅覺等方面的感知能力；傳感設備指三維立體交互設備；自然技能指可以模擬人的行為，包括頭部轉(zhuǎn)動、手勢、走動、跳躍等人體行為動作。計算機對參與者的動作進行匹配適應，并對用戶輸入做出實時響應，將其反饋到用戶的五官。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在國內(nèi)外高校教學中的應用
虛擬現(xiàn)實技術(shù)最早產(chǎn)生于上個世紀60年代的美國，近年來隨著計算機、網(wǎng)絡技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，逐漸成為熱門技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過計算機創(chuàng)建真實的三維場景，能夠滿足學習情景化和交互性需求，因此較早在教育領(lǐng)域應用。1985年，美國國立醫(yī)學圖書館將虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于人體解剖數(shù)字化教學，德國漢諾威大學建立虛擬自動化實驗室，意大利帕瓦多大學建立遠程虛擬教育實驗室。1995年，互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)了虛擬解剖實驗室。我國虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域應用與研究比較晚，目前還處于探索階段。其中，清華大學使用虛擬儀器建設汽車發(fā)動機檢測系統(tǒng)；華中理工大學為機械專業(yè)建設虛擬實驗室，用于遠程教學；上海交通大學以及復旦大學將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用在輔助教學和實驗室；哈爾濱工業(yè)大學在人機交互方面取得一定效果。
三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本特點及在室內(nèi)設計中的應用價值分析
（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本特點
虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有多感知性、存在感、交互性、自主性。多感知性指虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有視覺感知、聽覺感知、觸覺感知、嗅覺感知、味覺感知、運動感知等一切人體具有的感知功能；存在感指使用者在模擬環(huán)境中的真實性，讓使用者分不清現(xiàn)實和虛擬環(huán)境是虛擬現(xiàn)實技術(shù)追求的目標；交互性指用戶對模擬環(huán)境的可操作程度并從環(huán)境中得到反饋的自然程度；自主性指虛擬環(huán)境中的物體按照現(xiàn)實世界中的物質(zhì)進行運動的程度。
（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設計中的應用價值
虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用在室內(nèi)設計中展現(xiàn)設計師的設計理念。隨著城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，人們對室內(nèi)居住環(huán)境的要求越來越高。室內(nèi)空間設計手段從傳統(tǒng)的手工繪圖、電腦效果圖發(fā)展到建筑室內(nèi)動畫階段。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人們審美觀提高，人們追求更好的視覺效果。第一，虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用在室內(nèi)設計中，通過計算機軟、硬件可以營造一個逼真的虛擬環(huán)境，給客戶帶來視覺、聽覺、觸覺等方面的感官刺激，讓客戶身臨其境，從而更好地說服用戶，減少設計師與客戶溝通時間。第二，虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用在室內(nèi)設計中，可以全方位、立體化展現(xiàn)設計方案，有利于施工單位對整個室內(nèi)裝修構(gòu)造和建筑材料做好相應的預算，提高預算準確性，避免不必要的損失。第三，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以更好地展現(xiàn)室內(nèi)空間的配景，比如植物、陳設品、裝飾等烘托空間氣氛。傳統(tǒng)室內(nèi)設計圖紙往往將室內(nèi)裝飾裝修內(nèi)容按照比例實現(xiàn)具象化，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將整個室內(nèi)空間的各個要素體現(xiàn)出來，設計師可以根據(jù)自己的設計思路構(gòu)建虛擬的空間并任意變換自己在房間的位置，從各個角度去觀察設計方案，直到達到自己滿意的效果。這樣不僅節(jié)省了時間，而且節(jié)省了空間設計模型費用。
四、現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)與室內(nèi)設計課程的融合與應用探析
（一）“1+1”融合方式的應用
所謂“1+1”融合方式，是將室內(nèi)設計課程的教學內(nèi)容和虛擬現(xiàn)實實踐教學內(nèi)容結(jié)合起來，實現(xiàn)理論實踐一體化教學，充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，提高室內(nèi)設計的實踐教學效果。具體實施方法如下：根據(jù)室內(nèi)設計專業(yè)的理論知識內(nèi)容，有選擇性地進行虛擬現(xiàn)實實踐教學，從設計思路、實踐目標、虛擬環(huán)境等方面進行引導，讓學生在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中正確有序開展各項實踐活動，強化虛擬現(xiàn)實教學效果。在教學前，教師通過多媒體技術(shù)向?qū)W生展現(xiàn)虛擬現(xiàn)實教學環(huán)境中的場景，讓學生掌握室內(nèi)設計虛擬現(xiàn)實環(huán)境的各種操作，從而有序完成實踐教學目標。在虛擬現(xiàn)實實踐教學環(huán)節(jié)中，室內(nèi)空間設計還要考慮到室內(nèi)空間功能、經(jīng)濟性、審美等方面的需求，力求達到人與環(huán)境的和諧統(tǒng)一。
（二）合理應用差異化教學
在實踐教學環(huán)節(jié)中，教師應充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點，突出室內(nèi)設計課程教學內(nèi)容的差異性，突出教學的重點和難點，提高課程教學效率。如室內(nèi)環(huán)境設計重點考查學生對室內(nèi)環(huán)境的規(guī)劃和布局，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)對室內(nèi)空間進行規(guī)劃和布局，并在虛擬環(huán)境中不斷調(diào)整修改方案。通過差異化教學，根據(jù)室內(nèi)設計課程教學實際情況，學生在虛擬環(huán)境中驗證自己的設計方案，并不斷完善自己的項目方案。以室內(nèi)照明設計為例，該課程的重點內(nèi)容主要考查學生對光學原理、光線利用、材料選擇等方面的應用。學生可根據(jù)電氣設計和安裝規(guī)范，進行虛擬布光實驗，確定照明系統(tǒng)的光源選擇方式、照明燈具的位置以及實際的照明效果是否符合人們的生活習慣。差異化虛擬現(xiàn)實實踐教學，有助于教師根據(jù)專業(yè)課程教學內(nèi)容制定實踐內(nèi)容，提高實踐的效果。
（三）定制式虛擬現(xiàn)實實踐教學融合模式具體實踐
虛擬現(xiàn)實實踐教學過程中，學校需要購買人機交互式硬件設備以及可視化軟件，為學生營造逼真的現(xiàn)場環(huán)境。在這個教學環(huán)節(jié)，學校需要為每一個學生配備VR頭盔顯示器、交互式計算機操作系統(tǒng)，學生操作計算機系統(tǒng)，在虛擬環(huán)境下學習各個模塊教學內(nèi)容，從而達到實踐教學目的。設計是一個創(chuàng)造性的過程，設計師將自己的思維和想法轉(zhuǎn)化到作品中。學生的想法不同，設計出來的作品也不同。通過定制式虛擬現(xiàn)實實踐課堂，學生可以根據(jù)自己的設計需求定制自己的模型，仿照真實的環(huán)境進行室內(nèi)設計規(guī)劃，這有助于及時修正自己的設計方案，使之更加符合實際需求。
（四）建立完善的虛擬現(xiàn)實實踐教學評價機制
教學評價機制是提高教學質(zhì)量和教學效率的重要手段，也是檢驗學生學習程度的途徑。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種新興的技術(shù)手段，將其與室內(nèi)設計課程進行融合與應用，還需要對虛擬現(xiàn)實實踐教學環(huán)節(jié)進行有效的評估，檢查虛擬現(xiàn)實實踐教學是否降低了學習難度、提高了教學質(zhì)量和效率。評價機制能發(fā)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實教學實踐活動中存在的問題，并根據(jù)問題不斷優(yōu)化虛擬現(xiàn)實實踐課程。虛擬現(xiàn)實實踐教學評價機制必須貫穿整個教學過程中，從學生初期的設計規(guī)劃、中期設計思路以及后期設計效果等各個階段給予有效的評價，這樣才能綜合考核學生的學習效果和教師的教學效果。
（五）虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設計、教學、實訓環(huán)節(jié)的應用
室內(nèi)設計是一門實踐性很強的學科，對學生的創(chuàng)造性思維能力和動手能力要求很高。在教學過程中，教師可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，讓學生對空間布局和空間功能進行全面了解，從而提高其空間規(guī)劃和設計能力。在室內(nèi)設計過程中，學生根據(jù)自己的設計方案建立虛擬現(xiàn)實模型，根據(jù)用戶需求不斷優(yōu)化設計方案，讓設計方案更加符合用戶需求。在教學環(huán)節(jié)，室內(nèi)設計與虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合起來，有助于實施理論和實踐一體化教學方式。教師根據(jù)教學大綱和內(nèi)容，設置教學仿真系統(tǒng)，將教學內(nèi)容用仿真現(xiàn)實技術(shù)體現(xiàn)，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，提高室內(nèi)設計教學水平；通過多媒體技術(shù)向?qū)W生展現(xiàn)虛擬現(xiàn)實教學環(huán)境中的場景，讓學生熟悉室內(nèi)設計虛擬現(xiàn)實環(huán)境的各種操作，從而有序完成實踐教學目標。教師還可以根據(jù)企業(yè)對室內(nèi)設計人員的技能要求，以實際室內(nèi)設計項目為例進行教學，讓學生熟悉室內(nèi)設計流程、了解各個環(huán)節(jié)的注意事項，使其在畢業(yè)以后可以更快適應工作崗位。
結(jié)語
虛擬現(xiàn)實技術(shù)與室內(nèi)設計課程的融合能創(chuàng)造出逼真的室內(nèi)環(huán)境，提高室內(nèi)設計課程的實效性，讓室內(nèi)設計教學做到學習、訓練、實踐等統(tǒng)一，提高課程教學效率和質(zhì)量，降低室內(nèi)設計課程的學習難度，改變傳統(tǒng)室內(nèi)設計課程教學方式，激發(fā)學生的學習興趣，從而培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、實踐能力強的設計人才。
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作者：潘瑜 單位：東南大學成賢學院