虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用研究

【摘要】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡稱VR）是一種出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代末的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的最新技術(shù)，它以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對象變化并與使用者相互作用的三維世界，參與者可以獲得直接參與以及探索虛擬對象在所處的環(huán)境中的作用與變化的感受。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中也可以得到良好的應(yīng)用，它可為學(xué)生提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生成為虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的一名參與者，這對調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，提升室內(nèi)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)表現(xiàn)技能都將起到積極的作用。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 室內(nèi)設(shè)計(jì) 教學(xué)

【基金項(xiàng)目】本文為2010新世紀(jì)廣西高等教育教改工程項(xiàng)目：《數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)課程導(dǎo)入與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究》，一般項(xiàng)目B類，項(xiàng)目編號：2010JGB121。

【中圖分類號】G64【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）12-0069-02

“室內(nèi)設(shè)計(jì)”是數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)類專業(yè)的一個(gè)重要組成部分，它強(qiáng)調(diào)技術(shù)和藝術(shù)相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性。“室內(nèi)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)要求培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的三維空間感、藝術(shù)形象思維能力、藝術(shù)欣賞能力以及室內(nèi)設(shè)計(jì)的基本技能，從實(shí)踐、藝術(shù)、視覺和心理等角度實(shí)現(xiàn)技術(shù)學(xué)習(xí)與藝術(shù)應(yīng)用的有機(jī)融合。而目前室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)方法主要還是傳媒的PPT、視頻課件等為主，教授的設(shè)計(jì)表現(xiàn)手段也以傳統(tǒng)平面布局圖、室內(nèi)效果圖及攝像機(jī)動畫為主，無論是教學(xué)方法還是教授的設(shè)計(jì)表現(xiàn)手段直觀性都較差，方案細(xì)節(jié)無法完全體現(xiàn)，無法滿足學(xué)習(xí)者和人們對內(nèi)容的參與要求，因此，“室內(nèi)設(shè)計(jì)”的教學(xué)亟待改革，需要通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)方式等的改革來改善室內(nèi)設(shè)計(jì)的表現(xiàn)手段，提高室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（簡稱VR）為教育工作者提供了一種理想的教學(xué)手段，目前在國外已被廣泛應(yīng)用在體育教學(xué)、軍事訓(xùn)練、醫(yī)學(xué)實(shí)習(xí)和一些學(xué)校的實(shí)際教學(xué)中。國內(nèi)各高校在VR許多領(lǐng)域都進(jìn)行了相關(guān)的課題研究。浙江大學(xué)在建筑方面進(jìn)行了虛擬規(guī)劃、虛擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用；哈爾濱工業(yè)大學(xué)在人機(jī)交互方面有很好的成果；清華大學(xué)在臨場感的研究頗具特色。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助教學(xué)或輔助實(shí)驗(yàn)主要應(yīng)用于電子技術(shù)、機(jī)械工程等學(xué)科教學(xué)中，而在諸如室內(nèi)設(shè)計(jì)等藝術(shù)類學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用較為少見，本人認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種較好的設(shè)計(jì)表現(xiàn)手段同樣可以引入到室內(nèi)設(shè)計(jì)的教學(xué)過程中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件VRP構(gòu)建互動場景，教學(xué)過程中根據(jù)室內(nèi)構(gòu)圖教學(xué)內(nèi)容的不同可以隨機(jī)控制場景的角度、景別，可以移動場景內(nèi)家具、人物、花草樹木等的位置來達(dá)到輔助教學(xué)的目的。

1.室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)特點(diǎn)及現(xiàn)狀

室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)要求學(xué)生系統(tǒng)的掌握設(shè)計(jì)的基本理論知識，熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本技能，具備一定的設(shè)計(jì)表現(xiàn)及創(chuàng)新能力，并能夠了解室內(nèi)設(shè)計(jì)新的技術(shù)、新的表現(xiàn)手段以提高設(shè)計(jì)表現(xiàn)力。

1.1系統(tǒng)性

室內(nèi)設(shè)計(jì)課程必須要循序漸進(jìn)，條理清晰，課程間有比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)捻樞蜿P(guān)系，著重讓學(xué)生在掌握扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識與技能的同時(shí)，還能有效地提高解決實(shí)際問題的能力。在教學(xué)上則遵循從造型藝術(shù)的繪畫基礎(chǔ)向設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的自然性過渡；從設(shè)計(jì)基本技能向觀察、思維和表現(xiàn)的強(qiáng)化性過渡，從而表現(xiàn)出自己的藝術(shù)風(fēng)格，升華自身的藝術(shù)個(gè)性。

1.2實(shí)踐性

室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)，在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法，采用“講、看、評、練”的教學(xué)方式，利用自身獨(dú)特完備的各類實(shí)踐手段，為學(xué)生提供大量的實(shí)踐機(jī)會。在施工實(shí)地考察、深入企業(yè)的過程中，了解設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)理念，掌握最新的設(shè)計(jì)動態(tài)和發(fā)展前沿，在實(shí)踐中完善室內(nèi)設(shè)計(jì)技能。

1.3時(shí)代化

室內(nèi)設(shè)計(jì)是建立在技術(shù)材料基礎(chǔ)上的藝術(shù)，技術(shù)和材料的發(fā)展直接影響到室內(nèi)設(shè)計(jì)的發(fā)展。近年來，室內(nèi)設(shè)計(jì)的發(fā)展極快，本課程時(shí)刻關(guān)注著室內(nèi)設(shè)計(jì)的最新發(fā)展，站在設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)計(jì)材料及設(shè)計(jì)理念的前沿，教授學(xué)生最新的創(chuàng)作技術(shù)和觀念；注重傳授最新的表現(xiàn)手段；關(guān)注當(dāng)代藝術(shù)思潮，提高對藝術(shù)的敏感性，拓展創(chuàng)作思維空間。

室內(nèi)設(shè)計(jì)的教學(xué)特點(diǎn)要求教學(xué)手段要不斷革新，才能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)的綜合性目標(biāo)。而目前教學(xué)方法主要采用傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)軟件，以口耳相傳的方式進(jìn)行理論和實(shí)踐的教學(xué)，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代教學(xué)活動發(fā)展的新要求。

通過調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)目前的教學(xué)多媒體課件主要有以下幾類：

（1）純文本的網(wǎng)頁課件，這一類的課件只是簡單的以網(wǎng)頁的形式體現(xiàn)出教材文字和圖片的內(nèi)容，形式較為單一。

（2）Flash課件和PPT課件，這類課件具有一定的可控性和交互性，在呈現(xiàn)室內(nèi)平面圖、效果圖，設(shè)計(jì)軟件的使用等課程內(nèi)容方面起到了較好的效果，這種類型的課件目前使用較多。

（3）視頻課件，課件中主要播放教師的視頻錄相，這類課件可以看到教師的表情和具體的操作，但這類課件缺少與學(xué)生的交互性。

這些多媒體課件，集文本、圖片、聲音、視頻、動畫于一體，雖然能生動的表現(xiàn)教學(xué)信息，易于吸引學(xué)生的注意力，可以為學(xué)生提供比較輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境，在教學(xué)中發(fā)揮了巨大作用。但是，在實(shí)際的教學(xué)過程中，也反映出一些不足，主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）顯示方式比較單一

一般為平面展示，對一些抽象的三維空間和行為來說，二維的多媒體課件并不能完全地予以展現(xiàn)。室內(nèi)空間構(gòu)圖（角度、景別的確定等）和光線的實(shí)時(shí)調(diào)整在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中至為重要，學(xué)生又不容易理解和掌握，這些內(nèi)容二維媒體很難展現(xiàn)，不利于培養(yǎng)學(xué)生空間設(shè)計(jì)心理、藝術(shù)形象思維能力、藝術(shù)欣賞能力。

（2）交互性不強(qiáng)

這類多媒體課件大部分用于課堂演示，學(xué)生被動地聽、被動地看，即使有一定的動畫，也是設(shè)計(jì)者預(yù)先設(shè)計(jì)好的既定過程，不能對其控制，自身體會及感受力較差。在課堂教學(xué)中不利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和材料技術(shù)的篩選能力。

（3）靈活性不夠

操作者一般不能直接對場景中的主體進(jìn)行交互，學(xué)習(xí)者很難隨心所欲地進(jìn)行學(xué)習(xí)。在室內(nèi)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)中不利于促進(jìn)學(xué)生在設(shè)計(jì)表現(xiàn)領(lǐng)域的觀念性培養(yǎng)，不利于凸顯學(xué)生的個(gè)性化風(fēng)格，不利于提高對藝術(shù)的敏感性，不利于拓展創(chuàng)作思維空間。

在當(dāng)代科技迅速發(fā)展的今天，引進(jìn)新的教學(xué)手段和方法，喚起學(xué)生的自信心和興趣，更多地給室內(nèi)設(shè)計(jì)引入新的內(nèi)容和活力是室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)的使命。如今，人們對室內(nèi)設(shè)計(jì)的要求是通過自己的實(shí)際參與得到個(gè)性的宣傳、自我的滿足，人性的張揚(yáng)，注重的是一種心靈的體驗(yàn)過程。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為人們提供了一種理想的教學(xué)手段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助教學(xué)同樣可以引入到室內(nèi)設(shè)計(jì)的教學(xué)過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能通過用自然的交互方式與虛擬場景中主體直接進(jìn)行交互，利用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件VRP來創(chuàng)建互動場景，教學(xué)過程中根據(jù)室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容的不同可以隨機(jī)控制場景的角度、景別，可以通過移動場景內(nèi)物體、人物、建筑的位置來達(dá)到輔助教學(xué)的目的。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)課程開發(fā)中應(yīng)用的可行性

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)在教學(xué)中的應(yīng)用特點(diǎn)

使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓信息的表現(xiàn)形式豐富多彩，實(shí)現(xiàn)了用可聽、可視、可感的動態(tài)信息來代替只能閱讀的圖文信息，用簡潔形象的三維信息來代替造價(jià)高昂的實(shí)物信息，用生動的動畫形式來表現(xiàn)難以理解的文字?jǐn)⑹觯瑸閿?shù)字藝術(shù)教育帶來了生機(jī)和活力，促進(jìn)了教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段的改變，并將最終帶來整個(gè)教育思想、理論、甚至教學(xué)體制的新的改觀。

2.1.1教學(xué)觀念的變化

傳統(tǒng)的教學(xué)觀念以“傳道、授業(yè)、解惑”為目標(biāo)，教學(xué)組織形式通常是以班級為單位，授課則主要采用課堂講授法。教師是整個(gè)教學(xué)活動的中心，由教師決定教學(xué)大綱、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、方法及進(jìn)度，學(xué)生始終處于被動的學(xué)習(xí)環(huán)境中。現(xiàn)代化的教學(xué)方法要求改變傳統(tǒng)的課堂講授式為啟發(fā)引導(dǎo)式，追求教與學(xué)的協(xié)作化，從而引導(dǎo)思維，激發(fā)感情，并賦予學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

在現(xiàn)代教育思想指導(dǎo)下，使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)改進(jìn)教學(xué)方法，從以教師為中心的授課形式改變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的個(gè)別化教學(xué)、合作化教學(xué)環(huán)境。在這個(gè)基礎(chǔ)上教學(xué)內(nèi)容的組織安排將特別強(qiáng)調(diào)由學(xué)生主動參與構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，由學(xué)生的“被動聽講”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃訉W(xué)習(xí)”，由“要我學(xué)’’轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，教學(xué)內(nèi)容內(nèi)在結(jié)構(gòu)的科學(xué)化與外在形式的生動化將更緊密的結(jié)合起來，這種環(huán)境將極大地促進(jìn)教學(xué)觀念發(fā)生變化。

2.1.2教學(xué)內(nèi)容的變化

教學(xué)內(nèi)容是學(xué)與教相互作用過程中有意傳遞的主要信息 ，是學(xué)生獲取知識、掌握技術(shù)、發(fā)展能力的主要源泉。教學(xué)內(nèi)容中的事實(shí)、概念、原理和內(nèi)在聯(lián)系可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入，使其更利于學(xué)生的理解和掌握。

使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，多種媒體的信息結(jié)合為一體，可以用接近人類認(rèn)知特點(diǎn)的方式去組織和展示教學(xué)內(nèi)容、構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，可以將信息的組織形式與信息內(nèi)容呈現(xiàn)的多樣性、復(fù)雜性有效結(jié)合起來，為學(xué)生提供了一種動態(tài)、開放的結(jié)構(gòu)化認(rèn)知形式。通過采用虛擬現(xiàn)實(shí)手段把教學(xué)內(nèi)容與案便場景制作并發(fā)布到網(wǎng)上，學(xué)生可以隨時(shí)在宿舍或家中通過網(wǎng)絡(luò)就可以進(jìn)行訪問，進(jìn)行內(nèi)容的學(xué)習(xí)并通過與實(shí)例場景互動進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，這樣的教學(xué)手段更有利于學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性思維，溫故而知新。

2.1.3教學(xué)手段的變化

教學(xué)手段是教學(xué)過程重要的組成部分之一，是師生教學(xué)相互傳遞信息的工具、設(shè)備或媒體。它是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的和教學(xué)任務(wù)的有效保證。隨著科技的發(fā)展，教學(xué)手段經(jīng)歷了口頭語言、文字和書籍、電子視聽設(shè)備和多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等使用階段。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以促使教學(xué)手段向科學(xué)化、高效益方向發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在演示教學(xué)內(nèi)容方面能提供直觀的、形象的多重感官刺激的視聽覺材料，提供生動活潑的直觀形象思維材料、展現(xiàn)學(xué)生不能直接觀察到的事物。它以一種直接的信息傳遞方式，通過身臨其境的、自主控制的人機(jī)交互，由視覺、聽覺、觸覺獲取“外界\"的反應(yīng)，從而形成新的知識點(diǎn)。與傳統(tǒng)手段相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析總結(jié)能力，構(gòu)建交叉學(xué)科的知識網(wǎng)絡(luò)，培養(yǎng)有創(chuàng)新意識的綜合型人才。

2.2虛擬現(xiàn)實(shí)在課堂教學(xué)中的優(yōu)勢

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，交流只限于師生之間，學(xué)生之間往往缺乏互動與協(xié)作，而虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)不受相互距離和空間位置的限制，可以讓遠(yuǎn)距離的師生或位置分散的學(xué)生共同“存在”于一個(gè)虛擬空間中，通過共同參與，必須具備協(xié)同操作能力才能完成某些項(xiàng)目的設(shè)計(jì)或訓(xùn)練。這種教學(xué)手段與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中師生之間的交流僅局限于固定時(shí)空的環(huán)境有很大的差別，不但師生之間可有效交流，而且學(xué)生之間能實(shí)現(xiàn)相互協(xié)作，有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識。

2.3虛擬現(xiàn)實(shí)在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠把室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心真實(shí)的模擬出來，把新設(shè)備、新材料、新工藝在場景中真實(shí)地再現(xiàn)，學(xué)生可以通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入系統(tǒng)，實(shí)時(shí)地進(jìn)入實(shí)訓(xùn)中心進(jìn)行體驗(yàn)、觀看、交互操作，在大大節(jié)省試驗(yàn)室建設(shè)開支的同時(shí)，提供學(xué)生“虛擬”的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)情境，幫助學(xué)生經(jīng)濟(jì)高效地把握現(xiàn)場操作技術(shù)和材料運(yùn)用能力。

此外，虛擬現(xiàn)實(shí)的交互制作本身就是室內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)的重要內(nèi)容之一。作為室內(nèi)設(shè)計(jì)師，在裝修房屋之前，需要做的是對房屋的結(jié)構(gòu)、外形做細(xì)致的構(gòu)思。為此，設(shè)計(jì)師需要設(shè)計(jì)許多圖紙，而這些圖紙只有經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的業(yè)內(nèi)人士才能讀懂，客戶無法及時(shí)理解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖，于是設(shè)計(jì)師需要花很多時(shí)間來與客戶進(jìn)行溝通。利用虛擬現(xiàn)實(shí)的專業(yè)實(shí)訓(xùn)，熟練應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為設(shè)計(jì)工具，可以直觀地視覺形式反映設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念，把抽象的構(gòu)思變成看得見的虛擬真實(shí)環(huán)境，使以往只能借助傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手段變?yōu)樗娂此玫臄?shù)字化完美境界。設(shè)計(jì)師可以完全按照自己的構(gòu)思去構(gòu)建裝飾“虛擬”的房間，可讓客戶亦實(shí)時(shí)在房間中行走觀看任何角落的設(shè)計(jì)效果，大大提升了設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量，消除許多無謂的誤解，既節(jié)約了時(shí)間，又節(jié)省了模型制作費(fèi)用。

3.小結(jié)

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)的研究將使設(shè)計(jì)教學(xué)做到學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、體驗(yàn)、探索的高效統(tǒng)一，對學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)大的吸引力，大大提高教學(xué)效果。對探索、發(fā)展現(xiàn)代設(shè)計(jì)教育理念、提高教育技術(shù)水平、改善實(shí)訓(xùn)環(huán)境、優(yōu)化教學(xué)過程，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。把虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)中，必將有助于解決傳統(tǒng)教學(xué)不能解決或難以解決的問題。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其技術(shù)也將日趨成熟，逐漸普及。虛擬教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)將并駕齊驅(qū)，進(jìn)一步融合，從而最大限度地服務(wù)于室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)體系當(dāng)中。

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作者簡介：

劉浩然（1983- ），男，江蘇宿遷人。桂林航天工業(yè)學(xué)院人文與社會科學(xué)系講師，碩士。研究方向：藝術(shù)設(shè)計(jì)。

李靜（1982-），女，河北張家口人。桂林航天工業(yè)學(xué)院工商管理系助教，碩士。研究方向：人力資源管理。