虛擬現實技術在環境設計專業教學中的應用

摘 要：本文通過介紹虛擬現實技術的概念和特征，指出其在環境設計行業中的應用，并針對這些應用重點分析虛擬現實技術在環境設計專業教學中的具體應用和改變，以期能對環境設計專業的信息化教學帶來新的思考。

關鍵詞：虛擬現實;環境設計;教學

文章編號：2095-4085（2020）09-0136-02

1 虛擬現實技術的概念和特征

虛擬現實是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供給使用者關于視覺聽覺觸覺等感官的模擬，讓人沉浸到虛擬的空間之中。顛覆傳統環境設計教學方法中受教育的一方無法參與無法互動的瓶頸;支持課堂的全真模擬展示和交互，以其自身的特點結合技術手段體現學生的主動性，增加教學的實踐性和真實感。

虛擬現實具有多感知性、臨場感、交互性和自主性。除一般計算機所具有的視覺感知外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知等。臨場感使學生全身心地投入到計算機創建的三維虛擬環境中，如同在現實世界中的感覺一樣。交互性是指學生對虛擬環境中對象的可操作程度。自主性是指虛擬環境中物體依據物理定律動作的程度。

2 虛擬現實技術在環境設計行業中的應用

（1）環境裝飾虛擬空間體驗 VR作為新技術處于行業趨勢的前沿，環境裝飾設計公司如何率先將新技術應用到方案設計及展示當中，這不僅符合行業趨勢發展需求，同時也可作為環境裝飾虛擬技術應用的創新者，領先于其他同行增強整體實力，也將獲得一個長期的品牌優勢。

采用VR技術作為設計及成果展示的成本低。環境裝飾虛擬體驗空間不僅是展示及體驗的空間，更是方案設計及材料比選等設計的平臺，在設計方案完成后，能在虛擬體驗空間中快速體驗到實際場景感受，相對于目前行業的實體樣板間而言，不僅方案是多樣的，樣板間也是多樣的，虛擬空間的成本更低。利用VR技術進行快速技能改造及真實場景模擬。客戶利用環境裝飾虛擬體驗空間能夠體驗到一個個如此驚人的細節的項目，他們能夠得到了解到他們想要的和不想要的內容，這意味著他們有了更多的方案選擇，通過真實場景模擬對項目技能改造升級提出了新要求。

（2）宜家家居購物體驗 來自瑞典的家居品牌宜家早在2013年就試圖將VR技術應用到顧客的日常購物中。除了2013年推出的能結合雜志《家居指南》來工作的AR工具之外，還在2015年推出了為自有品牌進行宣傳的一款應用程序—宜家VR體驗館，讓消費者在下單購買之前可查看和體驗商品。這款應用程序把用戶帶到真實世界比例的虛擬廚房中。消費者在購買宜家的家居產品之前可以通過該虛擬現實平臺來進行細致的體驗。用戶能夠用宜家的家具布置一個屬于自己的廚房然后置身其中漫步欣賞;用戶還可以自由改變櫥柜和抽屜的顏色，并體驗成年人兒童的兩種視角，提前感受廚房布局。

（3）建筑設計項目體驗 建筑設計行業VR技術應用案例也比較常見，如中建二局三公司的啟陽恒隆廣場項目、中建一局的御窯博物館項目、北京城建的城市副中心項目、首都新機場項目等都可以在虛擬環境下體驗1 ∶1整個項目區域在建成之后的效果，感受建設之后所在的位置未來是怎么樣的，并且結合GIS信息之后更加能夠清晰的知道周邊的情況和建筑外面的景觀已經建筑的朝向和周邊環境結合整體規劃設計效果。除此之外，還有貴州八建、中建一局二局三局等多家建筑企業也在利用 VR技術在建筑相關領域進行深入運用。

3 虛擬現實技術在環境設計教學中的應用

（1）教學模式的改變 建設基于VR技術的環境設計專業虛擬教學解決方案，將VR技術引入高校環境設計專業的實踐教學課堂。利用虛擬交互性改變老師在臺上講，學生在座位上聽的模式，讓師生共同參與學習。不再一味的強調完成作業，而是利用虛擬技術變傳統的授課模式，利用可視化技術把原來復雜抽象的概念變的更加直觀，從而提升教學效率。

針對環境設計專業的學生，可開設如VR室內漫游、木工技巧、建模軟件操作、桌面 3D 打印等課程，引發學生的群體性關注。教學基本流程首先進行案例引入，教師利用VR技術引導學生針對該專題進行沉浸式學習;緊接著開展項目引導明確設計的要求;再利用虛擬設計平臺進行創意構想直至設計開發，最終成果作品產生;并開展交流共享形成最終的成果。通過以上模式的連續性教學，能覆蓋環境設計專業在社會實踐中的全部程序和過程，使課堂教學的內容與社會實踐吻合，使學生更容易適應社會的節奏。成果作品對后續的學習也打下了堅實的基礎。

（2）教學方法的改變 環境設計專業虛擬現實技術實踐教學解決方案，可以有效解決目前傳統教學方法單調，抓不住學生的心，忽視培養學生的自主觀察能力以及分析和解決問題的能力。讓學生利用虛擬設計平臺快速展示自己的設計方案效果，同時在虛擬體驗空間中能沉浸式的體驗，提高學生的學習趣味性。在教學過程的應用當中，借助于AR技術，教師通過本系統可以將居住空間設計概念、三大構成、設計原理中的光照與色彩、家具與陳設、設計風格等;材料與施工工藝、戶型居住的空間設計;公建的空間布置的合理性等相關知識系統體現出來，從而減輕教師的備課壓力。通過沉浸式體驗讓學生對自己設計的作品有更進一步認識;培養學生對自己設計方案的講解能力。

（3）工作室建設模式的改變 學生利用電腦3D效果圖到目前也只能創建一個精確的感覺。而基于VR技術研發的虛擬現實體驗空間允許用戶通過虛擬及現實交互結合，在現實的場景中進入到虛擬的空間，看到每一個展示細節及體會到實際感受;還可以通過虛擬現實配套軟件實現虛擬現實VR和真實世界的互動，從而實現VR與物聯網技術的完美結合。這樣設計方案選擇時，客戶可體驗到一個更為真實的層次，他們更有可能傾向于你的設計選擇你的設計方案。環境設計專業虛擬現實技術實踐教學解決方案改變高校工作室建設模式。傳統的裝飾靜態工作室多以樣板間形式展示，造價成本高，表現的內容單一，學生缺少對空間、色彩、材料等的體驗。利用裝飾虛擬體驗空間讓學生的設計方案、裝修效果所想即所得，更是將生活場景前置化具象化，做好人性化的功能區間布局方案設計。

（4）項目現場實踐方式的改變 傳統的項目實踐活動受外部條件制約較大，部分實訓操作危險，不便反復進行，安全性無法保障，多以強調完成作業，挫傷了學生學習的熱情和積極性。裝飾虛擬體驗空間，可以讓學生在整個虛擬環境中進行實踐項目實戰體驗。通過對環境設計專業核心能力的分析，圍繞學生的必備能力展開分析。以培養學生設計能力、制圖與表現能力、成本管控、施工組織及項目管理能力培養為目標，聯合知名高校的優秀教師、國內知名建筑師和設計師，構建以工作過程為導向、以任務為驅動的課程體系，開發出基于行業軟件，基于VR的虛擬仿真技術的數字化系列實訓課程，學生通過完成任務虛實結合，逐步掌握裝飾設計工作崗位所需的技能。

4 結 語

隨著虛擬現實技術的發展，合理運用VR技術，結合環境設計學科的特點，從整合設計素材規范案例角度出發，加強對空間色彩材料等的體驗探索，提高學生學習的熱情和積極性，同時也可以為環境設計帶來教學模式的創新。

參考文獻：

[1]宋達.虛擬現實技術在教育領域中的應用與設計[D].長春：東北師范大學，2015.

作者簡介：彭瑜（1984—），女，漢族，湖北武漢人，碩士研究生，副教授。研究方向：環境設計。

課題項目：本文為武昌工學院校級教學研究項目《信息化教學在高校環境設計專業課程中的應用研究》成果，項目編號2017JY08。