淺析室內設計與虛擬現實技術相結合

杜鑫

摘 要：由于社會經濟水平不斷得到提升，虛擬現實技術所受到的關注也就越來越多，并且不斷滲透到各個領域之中。因為虛擬現實技術具備良好的交互性、沉浸感以及實時性，所以這種技術在建筑行業的運用前景也是非常可觀的，特別是在室內裝修與設計的層面上，這種技術所能做到的效果是其他技術遠達不到的。將虛擬現實技術融入到室內設計中去，可以使得設計者與用戶能夠體驗到所見即所得的震撼效果，并且能夠增強用戶的體驗，仿佛置身其中。

關鍵詞：虛擬現實；虛擬現實建模語言；室內設計

1 虛擬現實技術的發展及其應用

虛擬現實（Virtual Reality），是計算機圖形學（CG）的分支之一，筆者希望能夠憑借對VR技術與CG發展的闡述，讓我們學習前輩們的經驗，并且使得本文的研究目的更加明確。

最早是在19世界60年代的時候產生VR技術的理念，那時意大利已經有了360度全景壁畫，而在20世紀初期，許多的發明都是VR技術的具象化。比如，1929年震驚世界的全球首架飛行模擬器，即Blue Boxo。到了20世紀50年代的時候，出現了圖形輸入輸出設施，這就在很大程度上促進了計算機圖形學的產生與發展。之后到了20世紀90年代，第三代圖形工作站產生了，它具備紋理映射與全屏幕反走樣（FSAA）的功能，這就在一定程度上標志著通用圖形工作站開始涉及戶外視景模擬領域。之后到了1989年，Jarnlanier將能夠構建并且體驗虛擬世界的一種借助計算機形成的模擬環境定義為“Virtual Reality”，此后VR也就被更多人所熟知。21世紀之后，迎來了GPU時代，而VR技術也在不斷優化與發展。

VR技術涉及社會多個領域，其中包括了城市規劃、室內設計、醫學、娛樂以及教學等。而本文主要對VR技術在室內設計中的有效運用與現存的主要問題進行闡述。

2 VR技術在室內設計中的應用及問題

對于室內設計而言，VR不但是演示媒體的載體，還是一種方便的設計工具。VR技術使得設計師的理念能夠用視覺形式呈現出來，例如室內裝潢前，先要設計房子的架構與外形，并且要進行量化，而這就需要用大量的圖紙才能完成，并且這些圖紙上面的內容非常深奧，通常不具備相關專業知識的人員是很難看懂的，而VR技術就是將設計師的理念與想法呈現出來，如此便使得設計師的想法不再抽象化，而是用虛擬無題與環境呈現出來了，這就使得設計師的工作效率和工作水平。憑借VR技術，設計師能夠根據自己的想法去打造“虛擬”的空間，并且自己所處的方位與未能能夠隨意切換，這樣就非常方便設計師去分析設計的成效。此外，設計師還可以和戶主在交流的同時就進行設計方案的修正，真正做到滿足客戶所有的需求。由此可見，VR技術在室內設計上的應用能夠極大地縮減設計師的時間與精力，并且能夠削減花費在做模型上的成本。

就室內設計領域而言，以往的平面圖與效果圖根本很難向客戶傳達設計者的構思與理念，而施工圖對于外行人士來說非常難懂，所以想給顧客呈現出美麗的室內環境基本是做不到的。并且制作動畫的費用太大，往往只能在大型項目中運用，所以本文主要想基于實際情況，將室內設計與計算機圖形科技密切聯系起來，為虛擬技術在室內設計領域的應用提供參考標準。

3 虛擬室內設計的實現

3.1 虛擬現實的相關技術介紹

3.1.1 VRML的概述

虛擬現實建模語言（Virtual Reality Modelling Language）的簡稱是VRML，這是在網頁中設計3D圖形的一種工具，這是在文本的基礎上對3D交互環境進行說明的一種計算機語言，這種語言3D網頁中能夠實現跨平臺發布。由于VRML不斷完善與優化，借助VRML來展開綜合的運用也就受到更多人的關注。

3.1.2 X3D的概述

1998年，Web3D聯盟提出X3D（Extensible 3D），它是由VRML聯盟發展過來的，在VRMI97的基礎上進行了一系列的優化。VRML97發展到X3D，可以說是非常重大的科技創新，最關鍵的創新點就是X3D與XML、VRMI97的密切聯系。

3.1.3 分析與比較

在室內設計領域運用VR技術想法的出現原本是因為發現傳統設計工具，例如ACRD，在運用的過程中往往有很多的不足，因此就基于此對從事室內設計的工作人員展開了深入的調查與研究，剖析了室內設計業務程序與需求，并且創建了一種適合從事室內設計工作人員的系統。和以往的計算機輔助設計工具有很大的區別，下面筆者針對這些區別進行了簡要的說明：

（1）專用性。VR室內設計軟件是專門用來幫助設計師進行室內設計創作的，雖然功能不如三維設計商業軟件那么全面，可是因為考慮到室內設計中的一些特殊要求，所以適用性相對而言更好，可是在其他領域依然是具備一定的局限性。

（2）便捷性。快速構件式建模的方式使得以往運用ACRD做施工圖的方式發生了改變，簡化了原本的工作任務，僅僅借助三維模型就能夠自動創建。VR技術能夠迅速構建完整的三維模型，并且在任一角度都能完成效果圖的輸出，這就使得在建模與效果圖創建的層面均具備方便的優勢，還可以在很大程度上節省設計師的時間與精力。

（3）交互體驗感更好。VR技術使得室內設計工作能夠實現虛擬漫游，這是以往的輔助設計工具做不到的，這種技術使得客戶與設計師的感知與交互體驗更強，這就能夠讓顧客深入參與到設計中來，也就能夠使得設計師更加充分地了解客戶的需求，進而設計出符合客戶理想的方案。這還在很大程度上促進了設計者與顧客之間的溝通，兩方產生思想共鳴也就更容易，也會使得設計缺憾能極大地避免。

3.2 虛擬室內場景的實現方案

虛擬室內場景涵蓋了墻面、電視機、沙發、座椅、燈等。本文運用將虛擬場景的整個坐標系分塊建模的方式，再組裝，并且之后在數據樣式、規范圖像格式與紋理的方面創設一定的實施標準。在構建模型的時候，相對而言并不繁瑣的造型就直接運用VRML來完成模型的構建，相應地繁瑣且復雜的一些造型將借助3DS MAX等相關工作來完成模型的構建，之后再把完成的模型分別引入到3DS MAX里，然后經過一些調整，最終將VRIVII文件導出。

4 總結與展望

本文聯系室內設計領域的實際需求，并且追溯了虛擬現實的發展，還分析了VR技術在目前的應用現狀。基于VR技術在室內設計領域的需求，深入剖析了VR技術與其他傳統輔助設計工具的優勢與劣勢。分析了虛擬現實技術在舍內實際領域良好的應用前景，并且構建了虛擬場景室內實現方案。希望能夠為今后的相關研究提供一些有效的參考依據。

本文雖然設計了渲染器的機構，并且創建了實現方案，但是本文沒有進行性能優化方面的研究，而這也是筆者今后需要繼續研究的方向。

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