虛擬現實技術在建筑室內設計中的應用

吳燕青 彭思婕

關鍵詞：虛擬現實技術;建筑室內設計;應用

近幾年，虛擬現實技術在各個領域的運用取得了良好的效果，解決了許多行業面臨的問題。若將虛擬現實技術應用于建筑室內設計中，可以與項目實際需求量進行結合，對未來項目進行規劃，不僅能給用戶提供更加清晰的設計方案，還能提高工作效率。

1 虛擬現實技術概述

1.1 虛擬現實技術的定義

虛擬現實技術從本質上而言是一種計算機圖形學。虛擬現實技術是指將傳感技術和數字處理融合于一體的技術，通過虛擬環境實現真實情景的創設和體驗。

1.2 虛擬現實技術的特征

虛擬現實技術可以根據自身特質制定優良的技術模式，從而達到優化設計的目的。虛擬現實技術具有真實的沉浸式、豐富的想象性、實時的交互性等特征。

1.2.1 真實的沉浸式

沉浸感是讓客戶感受到真實的虛擬世界，可以通過計算機的輔助將場景參數模擬出來，而用戶則只需通過眼鏡或是頭盔等傳感工具的輔助實現真實場景的感同身受。從而通過自身感受來實際的表達和提議，使整體效率得到穩步提升。虛擬現實技術可以模擬真實世界，用戶能夠在虛擬世界中感受到與現實一樣的感覺，這種技術是對人類感官的全面模擬，能夠帶來極為真實的體驗。

1.2.2 豐富的想象性

豐富的想象性是虛擬現實技術應用的重要特點，基于這種特點能夠讓用戶充分感受到虛擬世界的真實感，并完全沉浸在其中。由于虛擬現實技術是一種模擬技術（未來事物或虛擬事物），因而用戶可以在實際的模擬場景中通過豐富的聯想開闊思維，使得創造力得到有效提升，達到建筑室內設計的綜合效果，拓寬人們的認知限度。

1.2.3 實時的交互性

交互性主要指的是用戶能夠根據自己的需求對虛擬世界進行操作，這種操作具有一定的實時性，通過對虛擬世界操作能夠獲得及時的反饋，常用的交互方式包括動作捕捉、觸覺反饋等。例如，在某個虛擬的場景中拿物體，這樣就可以使客戶感受到真正拿住物體的感覺，還能夠體驗物體自身的重量。

2 虛擬現實技術在建筑設計中的應用意義

2.1 全方位模擬空間感受

對建筑室內設計來說，室內空間設計需要更加直觀的感受才能更好地進行設計。當前比較常用的方法是通過拍照、攝影和繪制三維模擬模型來完成，目前的方法還僅僅只是基于視覺這方面，真正的空間體驗應該還包括聽覺、觸覺等感受。另外，空間是靜止的，但是在其中的人相對于空間是運動的，在對真實世界模擬的過程中，虛擬現實技術能夠從多個角度對虛擬世界進行全方位的展現，并對用戶到達的目的地提供多種不同的路線方案選擇，模擬人在空間運用時所感受到的不同體驗[2]。

2.2 解決時間和場地局限

建筑室內空間從早到晚的視覺光線感受是不一樣的，要想研究清楚光線的不同變化也許要在該空間中呆上一天時間來感受體會。而虛擬現實技術能有效解決這一問題，它可以模擬一年四季，一天中各個時間段光線照進屋的不同感覺。除了時間，在不同項目場地方面也存在類似的問題，由于每個房間所處的位置和方向存在差異，導致房間的光線、通風等情況也存在差別，考慮到成本問題，很難對每個房間都制作模型進行分析。因此在這種情況下，虛擬現實技術就能夠解決這一問題，根據比例以及所處的房間位置對真實場景進行還原[3]。

2.3 降低時間和資金成本

傳統室內空間設計，從設計、水電、硬裝、軟裝、家居配飾到驗收，大概需要幾個月的時間。而用虛擬現實技術能夠在很大程度上降低時間成本，在短期內設計出樣板房，達到與真實樣板房相差無幾的效果，大幅提升工作效率，并降低資金成本。

3 虛擬現實技術在建筑室內設計中的應用思路

3.1 虛擬現實技術在室內效果圖渲染中的應用

3ds MAX 軟件通常被用來構建傳統效果圖的模型架構，加持材料和燈光的設計，渲染整個效果圖。全景圖的輸出是利用全景圖相關工具軟件進行虛擬現實效果呈現，同時借助3ds MAX 軟件來實現和完成，從而在電腦上面呈現出來，進行查看。通過查看效果圖中的三維結構，給用戶以真實感，便于進行相關的調整和處理工作。通過應用虛擬現實技術，可以將這些材料進行數據化，提升整個室內裝修設計效率。從多個維度查看全景效果圖是最佳體驗，全方位讓用戶感受到更加直觀的效果。3ds MAX 軟件中呈現出的圖像更加清晰，使得室內裝修設計方案更加便利。然而，需要我們注意的是，當前的效果圖不能夠直接被虛擬現實技術所取代，可以作為補充圖出現，輔助提升整體設計效果。

3.2 虛擬現實技術在室內漫游動畫中的應用

室內漫游動畫的設計和制作過程可以完全依靠虛擬現實技術來實現，在整個設計過程中，可以使用戶對于設計圖的細節方面有更多的了解和把控，通過虛擬現實技術營造一個真實的用戶體驗場景，給用戶帶來最佳體驗感。在虛擬現實營造的場景中，尋徑漫游技術和交互式技術是漫游技術中最主要的技術。針對自動尋徑漫游技術而言，沿著設定的路徑漫游是用戶的最佳體驗。這樣可以最大限度地提高室內裝修方案的整體效果。因此，需要讓用戶全面了解和把握整體設計方向，比如空間、通風、色彩設計等等，然后根據用戶自身的真實感受和想法對已完成的設計方案進行調整。

3.3 虛擬現實技術在實際場景中的應用

真實場景中的各個角度和方位的真實情況可以通過虛擬現實技術來呈現，還原度極高。盡管全景透視拍攝現在基本健全且普遍使用，但如果將虛擬現實技術輔助于其中的話，可以將全景球形視圖設計出來，實現三維空間效果。主旨在于讓用戶在虛擬場景中獲得真實的感受。真實場景的創建可以通過虛擬現實技術來實現，通過透視旋轉功能加以輔助，多角度全方位展現真實場景，讓用戶感受到真實場景的存在[4]。在以后的發展過程中，虛擬現實技術能夠在一定程度上替代建模的作用，并且帶來“沉浸感”[5]。

3.4 虛擬現實技術在隱蔽場景中的應用

室內設計方案中最重要的環節是隱蔽工程，傳統設計無法展示出良好的效果。將虛擬現實技術應用于室內隱蔽場景的設計中，可以體現其中的各個細節情況。以管線（水管和電管等）裝修作為例：首先是廚房的管線（冷熱水，插座，電線等），可將虛擬現實技術用于對管線走勢和布局的安裝設計;其次是客廳，將虛擬現實技術用于電視機和各種燈光照明系統的設計中;再次是衛生間，馬桶以及相關的排水系統可以通過虛擬現實技術完美呈現在用戶眼前;最后是臥室，其中臥室中的線路設計包括空調、電視機，電源設備等。

3.5 虛擬現實技術在展示空間方面的應用

如今，經濟與科技的快速發展，人們的生活條件實現了極大的改善，對于生活環境的要求也逐漸地升高。從傳統的建筑室內設計模式來看，通常采用的是硬裝方式，建筑的裝修風格、形式也比較的單一化。而將虛擬現實技術應用到建筑室內設計中，不僅可以實現裝修風格的多元化，還有助于推動室內裝修設計模式的轉變，有效地彌補了傳統裝修模式的局限性。另外，使用智能攝像頭對設計成果進行拍攝，用戶便可以依據自身的實際需求，在家具、家裝設計、材料購買等方面進行優化改進[6]。可以說虛擬現實技術在建筑室內設計展示空間方面的應用，既滿足了客戶的實際需求，還大大提升了室內設計工作效率與水平。

3.6 虛擬現實技術在樣板間設計中的應用

從建筑室內設計工作開展的過程中，樣板間設計作為重要的環節之一，將虛擬現實技術應用到其中，不僅可以降低制作成本，還能夠提升資金的利用率，亦能夠結合客戶的需求對其進行及時的修正。可以說建筑室內設計與虛擬現實技術的有效融合，既可以使得用戶快速選擇自己喜歡的設計方案，還能夠為用戶提供參考方案，在短時間內構筑樣板間，將樣板間直接呈現給客戶。同時，利用虛擬現實技術可以針對客戶的喜好，對裝修風格進行虛擬化設計，快速的制作虛擬樣板間，用戶還可以使用手機、平板電腦等智能設備進入到虛擬場景中，帶給客戶全新的體驗[7]。

4 結語

綜上所述，將虛擬現實技術應用于室內設計中。有助于工程師對整體方案設計的提升和改善，改變傳統建筑設計中存在的缺陷，保證虛擬場景可以有效成為設計的輔助工具，同時更加貼合用戶的真實理念和需求，滿足用戶體驗，實現建筑工作的持續健康發展。然而，虛擬現實技術仍然存在諸多不足，需要不斷完善和改進發展，提高水平，使之能更好的服務于建筑室內設計中。