環境設計信息交流探索
——以5 G時代下的虛擬現實技術為例

（景德鎮陶瓷大學 333403）

進入信息時代以來，環境設計表現形式日新月異，從二維圖片、動態圖片、動畫視頻等，設計表現愈發突出設計內容的全面表達，同時互聯網+的概念引領著設計從線下走向線上，但從本質而言，其最終目的都是為了促進設計信息的有效表達，設計師作為表達者，思考著如何做到高效、全面、快速，甲方與施工人員作為接收者，考慮如何做到信息接受的準確無誤，但這些所表現的信息傳達都是在基于一定的技術手段支撐之下，并且形成了以信息交流為主的當代設計模式。

隨著面向2020及未來的5G（5th generation mobile networks）萬物互聯時代的來臨，傳統的設計表現形式受其影響，必然會隨著技術的發展而產生改變。而VR（Virtual Reality）技術作為近些年來在營造場景上的優異性，得到了眾多設計師及行業人員的青睞，逐漸被應用到設計表現之中，隨著5G的發展，VR在信息交流上的應用有了重要網絡傳輸技術支撐，也必將影響到接下來的環境設計，因而對于基于5G時代下的環境設計模式探索有著重要意義。

一、環境設計與信息交流

環境設計作為處理人與場地關系的重要手段，承擔著自然要素與人工要素的綜合信息處理的責任，完成設計便是將信息具象化的過程。傳統的信息交流模式局限于技術，以口頭傳述及手繪圖紙來完成這一過程，而當代隨著電腦及各種軟件的普及，設計師的設計表現方式愈加多樣化，各要素之間信息交流的效率得到快速發展，其主要流程為設計師對場地進行信息的收集與整理，并且將設計信息進行解構重組后，對委托者傳達設計構思及設計需求，在經過與委托者的磋商并同意后，與施工人員共同完成設計，其主要模式總結為：對場地信息的概括整理——信息的傳輸與表達——以信息為基礎的對于真實物體的重構。

設計師與場地之間：信息的概括與整理。從環境設計的流程來說，對場地信息的概括、收集是對場地設計的第一步，設計師需要搜集的信息主要包括兩個方面，以地理、氣候、植物等的自然信息以及以歷史、文化、使用習慣為主的人文信息，信息的繁瑣與收集過程的難度往往限制著設計進度。在信息的聚合完成之后，設計師需要根據委托者的需求及場地實際情況，做出符合雙方預期的設計構思，這個過程是設計師對于場地信息的整理的過程，也是設計師重塑場地的過程，根據已有的信息，建立相應的模型，調整信息結構，使其符合設計師的設計預構，在調整過程中，設計師需要對信息時刻進行準確高效的把握，從而使設計成果符合設計需求。

設計師與委托者之間：信息的傳輸與表達。設計師在完成對于場景的基本構建后，首先需要對委托者進行信息的傳達，表明設計的基本處理情況是否滿足委托者的基本要求，而在當代環境設計中信息的基本表現形式一般為圖形、視頻、模型等，委托者通過這些經過處理的信息來得知設計的情況，一般情況下這些信息都是固定場景的固定畫面而或者固定流程的視頻，因而得知的是設計師想讓委托者了解的信息。而另一方面，設計師還需要對設計系統的其他參與人員進行信息的表述，以此達到整個系統場景的構建。而不管是哪個方面的人員，其間都是一個相互交流探討的過程，需要對場景進行不斷的修改，也是因此，一個場地的設計往往需要經過冗長的設計磋商。

設計師與施工人員之間：信息的重構。在經過最終信息的確認后，需要使信息傳達到場地之中，完成信息的再次構建，這也是設計中的最終施工階段，在這一階段中，施工人員在接收到設計師的設計構想后，根據其要求完成場景的組建，同時基于場地自身的大體量原因，此階段一旦開始，便很難再對方案進行大范圍的修改，因此從信息到實體的轉換是基于信息調整階段的完整之下。在組建過程中，要對信息的載體——材料進行形狀與體量的調整，以此來適應場地的基本情況，承載設計師所需要表達的所有信息，最終達到信息到場景的轉化。

在環境設計的信息交流過程中，設計師需要與各方進行磋商探討，因而，信息交流需要滿足快速、高效、全面等要求。但基于以往的技術條件下，設計交流的效率往往并不盡如人意，主要原因是技術很難支持設計師能夠形象完全的闡述出自己的設計想法，而委托者也就很難理解到設計是否符合自己的要求。

二、傳統的信息交流手段

在傳統的設計信息交流過程中，與其緊密相連的很長時間內都是藝術領域，建筑設計師通過繪畫表現效果圖，達到對設計最終成果的初步傳遞。另一個與設計信息交流還有很大聯系的是模型，主要是沙盤模型與建筑模型。近代以來，伴隨著一系列的設計革命以及技術的迅速發展，設計表現的方法進行著極快的革新，但基本上是圖版與模型上的制作。

上個世紀80年代初期，美國著名的雷蒙·羅維設計事務所，雇用人員多達幾百人，他們的主要任務便是完成手稿的繪制，但在90年代之后伴隨著微軟推出了windows 95系統，蘋果公司引入與IBM兼容的Power Mac系統，電腦與相應設計軟件的高度發展，逐步取代了大量的人力勞動，并且節約了大量的時間。電腦與設計開始了劃時代的聯系。基于技術的快速發展，設計師的信息交流效率得到了極大的提升，同時，新技術也處于不斷的蓬發的階段，VR，即虛擬現實技術由其特性也逐漸開始被應用到設計領域，其主要功能為給予用戶沉浸式的交互體驗，從“感官欺騙”的角度出發，通過對于場景的實時渲染，達到虛擬場景的“真實性”模擬。場景的構建目前主要有兩種方式，一種是基于計算能力極強的設備，在終端進行實時渲染，這一種對于成本要求較高，需要較好的硬件設備的支撐，但同時也賦予了較強的交互能力。另外一種則是預先對于產品進行視頻處理，利用手機與VR盒子共同完成虛擬場景的構建。根據這兩種場景的構建，也分別組成了當前市場上主要的兩類VR產品：主機VR及移動VR，其針對不同場景有著不同的應用，基本原理一致，同時也存在著相似的問題：分辨率要求、延時、場地與硬件限制以及缺乏統一的應用標準等。這些問題限制著VR技術的深度發展，直到5G的來臨。

三、基于5G下的虛擬現實技術

5G（5th generation mobile net works）的全稱為第五代移動通信技術，作為新的信息傳輸的橋梁，其突出特征為高帶寬、低延時，相比于以往的2G文字、3G圖片、4G視頻時代，因其極高的網絡傳輸速度，使海量的移動終端成為可能，在此基礎上，移動終端也不再局限于智能手機，逐漸走向了萬物互聯的無線時代。

同時，VR作為依賴于網絡傳輸技術支撐的場景制造技術，對網絡有著極高的依賴性。以視頻而言，為了營造良好的視聽體驗，在滿足人的雙眼需求的左右分屏基礎上，分辨率至少需求達到4K及以上，才能提供較高體驗的畫質，同時為了減輕因延時而導致的眩暈感，增強交互性，極高的畫質品質和低延時的要求框定了VR產品的基本面貌。

在當前的虛擬現實技術條件下，渲染往往是建立在極好的硬件設備支撐下，這種模式下的VR只能存在于固定場所，而移動終端的VR技術基于自身計算能力很難做到對場景的實時渲染，陳學亮等人在《基于5G網絡的虛擬現實優化方案研究》一文中，提到將渲染放在云端完成的想法，通過5G高速率、低延時的特性，徹底解放VR的場地及硬件限制問題，解決因為場景渲染信息量極大所導致的延遲較高、信道質量不穩定，使得用戶體驗較差等情況。

根據國際電信聯盟（ITU）提出的標準，5G網絡的峰值速度為每秒數十Gbit/s，但端口之間的延時將會降到幾毫秒，并且提升了系統容量允許大規模設備同時連接，在這種情況下，VR將會獲得在移動端處理好實時渲染的能力，同時使得成本降低從而得到大范圍的應用。因此，移動端的VR產品將在擁有場地優勢的同時也解決了渲染和時延問題，獲得了更好的交互體驗，也為其在環境設計上的深度應用提供了可行性。

四、環境設計信息交流的新發展

環境設計基于自身的特性，對高效、全面、快速的信息交流有著極高的依賴性，從文字、圖片、視頻到傳統VR技術等，不斷趨向更好的信息交流模式。移動端VR技術的構想，為環境設計的發展提供更多的可能性，同時從用戶體驗而言，VR技術的應用能夠給用戶沉浸式、構想性、交互性、實時性等多方面的交流體驗。

在5G的時代背景下，VR技術的應用從線下發展到了線上，對基于傳統VR技術下的環境設計信息交流進行深化，表現在人與人之間、人與物之間的交流。人與人之間的交流是指設計師與委托者以及設計系統內的其他人員的交流，在基于VR場景建立的基礎上，設計師可以和委托者談論設計構思、設計尺度、設計風格等，并能及時得出設計報價，使設計步驟一目了然，極大提升設計交流效率，而與設計系統內的其他人員的交流則主要表現在對于設計創意、設計表達、設計施工等方面。人與物之間的交流表現在設計師對于場地的處理，在VR場景下，設計師可以及時有效的對場景進行實時更改，并且可以極好的把握設計的尺度問題，場景可以得到預先完整的構建，深刻感受設計成果。

而除此之外，5G時代下的VR還將為我們提供環境設計信息交流其他方面的創新。

第一，實時交互。傳統VR技術局限于渲染硬件的限制，無法隨時隨地的滿足構建場景的需求，設計師需要提前構建好相應的內容呈現給委托者及施工方，而移動端VR技術滿足了設計師和委托者就場景的探討的需求，設計師可以和任何人在任何地方進行遠距離的場景構建，而VR則可以實時對二者的意見作出反應，這也為非專業性的委托者提供了參與場景構建的可能性。

第二，云端共享。指基于線上的云端庫的建立和云端設計。云端庫是在云端建立一個數據庫，如同谷歌在2016年5月所提出的VR行業的daydream標準一樣，建立一個統一的VR數據地球，其地理環境和場所構建基本與地球相同，設計師提供相應的坐標則可以參與具體地點的設計，其他設計師也可以在數據庫中進行VR場景的共享與交流。云端設計則是基于VR移動端技術的構想下，設計師直接在云端庫進行的實時設計，VR根據設計師的設計要求，完成設計信息的運算、傳輸，為設計相關人員提供設計信息交流的平臺。

第三，場景突破。主要表現在設計場所的改變和設計場景的多重構建。5G的發展，使得環境設計在VR移動終端上的應用得以實現，設計師不再拘泥于固定場所的設計活動，可以實時在任何場地完成設計，設計由一個重復枯燥的活動轉向了趣味性的游戲，對場地信息進行更高效率的收集與整理，余下更多時間考慮靈感的表達，很大程度上改善了設計師的設計體驗，也為設計師與委托者之間的交流提供了更多機會。

設計場景的多重構建是基于5G在系統容量的增加的背景下，其結果便是允許了海量終端的同時連接與信息處理，可同時處理同一位置的多個場景，這就為各種場景的共同營建提供了可能性，如在統一現實場所內，可以為每個人提供相應需求的場景，同時也形成多個終端共同交流的場面。

五、總結

5G通信技術的應用使得虛擬現實技術將得以突破，移動終端下的VR技術成為VR發展的一大趨勢，環境設計由此在信息交流上有了新的發展方向，使高效、全面、快速的信息交流更進一步。而基于VR技術自身的優越性，也能為用戶提供基本不亞于現實世界的體驗，環境設計因此不再受到場地的局限，設計本身也會變得更加趣味性，同時5G通訊技術使得通訊成本降低，VR技術的推廣應用得以實現，因而，在5G時代背景下，環境設計以VR技術為基礎，表現形式將由平面實現向三維實景的跨越，設計本身也會因此而深受裨益。