基于虛擬現實技術的家裝體驗平臺研究

李嬌嬌

摘 要：近年來，隨著民眾日常生活水平及科技水平的不斷提升，人類對于居住環境的要求也變得愈來愈高，不少家庭對家裝設計服務水平也提出更高期待。然而傳統的家裝設計公司在提供家裝設計服務時，一般會收取高額的設計費用，消費者也只能通過圖片視頻等方式體驗設計方案。在這樣的背景下，如何實現家裝設計需求滿足與降低成本之間的雙贏，是一個值得思考的問題。本平臺主采用虛擬現實技術通過加強大數據分析和家裝體驗的深度融合，實現了體驗用戶與家裝設計的虛擬交互與沉浸式體驗，在提升使用感受效果的同時減少了客戶的決策成本與裝修成本。通過對家庭裝飾體驗平臺做總體架構設計，引入基于虛擬現實技術的可視化建模實驗室，對家庭裝修成果的存儲方式進行了研究，實現設計與體驗的結合。

關鍵詞：VR虛擬現實、室內設計、交互、沉浸式體驗

一、虛擬現實技術的定義及分類

虛擬現實技術（VirtualReality，簡稱為VR），顧名思義，是將虛擬與真實的相互融合。從理論層面上來說，虛擬現實技術就是一個能夠產生并感受虛擬世界的電腦模擬系統，他使用電子計算機產生了一個模擬環境，令使用者直接沉浸在該自然環境中。虛擬現實技術通過整合實際生活中的數據，并使用電子計算機所產生的電子信息，使之和各種輸出設備融合，并使之形成能夠被人類直接感知到的實際現象。而這種實際現象既可能是實際中真切的物體，也可能是人們肉眼所看不見的物質，運用三維仿真高新技術展示給大眾。

二、虛擬現實技術的家裝設計的關系

最初，家裝設計僅僅局限于用戶的起居需求，大致根據用戶自己的規劃和想象來完成施工。設計師的出現使家裝不再限于基本需求，更多的是個性化布置和設計。不過，因為某些現實的因素，客戶與家裝設計師之間對設計方案和最后的呈現效果往往有著很大區別，對裝飾后的家裝環境的沉浸感也較弱，因此常常會產生施工完成后實景效果與心理預想的巨大差距。

虛擬現實技術的仿真環境可以用視覺形態表達設計者的創作理念，而在家裝產品設計的最初階段，設計者首先需要對原始的室內外建筑物結構、形狀等做出全面的設想。而為了可以完整呈現建筑設計效果并實現出來，就需要繪畫出大批的圖樣，而由于這種圖樣主要是給行內人看的，客戶往往很難在圖樣上完全理解建筑設計的最后效果。虛擬現實技術則可以將這種空間設計思路，轉變成可以看得見的虛擬環境與虛擬物件，從而徹底改變了原有的空間設計模型，將其提高到數字化的所見即所得的全新境地，從而使得家居裝飾空間的建筑設計與規劃在品質和效果上，得以極大的提高。虛擬現實技術在家裝設計方面有以下三點：

（一）全方位展示家裝設計理念。

在這個流程中，虛擬現實技術的應用可以幫助克服傳統家裝工程設計中細節的缺陷，尤其是虛擬現實科技高度真實的數字畫質以及對光影效果的加工的完美程度，讓設計師的方案能夠直接真切的呈現在顧客眼前，對個性化家裝設計需求也能精準的描述和溝通。

（二）降低設計成本。

從設計者與家居裝飾企業的視角出發，虛擬現實技術能夠提升設計者生產搭配裝飾方案設計的工作效率，減少客戶就裝飾設計方案的協調成本以及不可控的經營風險。對家居裝飾企業來說，能夠減少門店管理經營成本。

（三）交互能力強。

大部分顧客都對家的裝飾效果抱有著超前的追求心態，期望能夠及時見到在改造后的家裝環境中的立體實景效果，而并非單純的設計圖或者電腦繪制的效果圖。虛擬現實技術可讓顧客在選擇或裝飾決策之前，戴上虛擬現實設備就能夠真正的置身于家居裝飾設計現場，自由游走查看所有裝飾方案，并按照自身的偏好挑選家居和軟裝，決定自己的家居裝飾設計風格。

三、虛擬現實技術體驗平臺的設計過程

（一）系統總體結構

為增強用戶的視覺體驗，本平臺利用三維軟件通過虛擬三維空間，將3D（three-dimensional）建模技術與虛擬現實技術相結合，構建三維家裝體驗數據模型。主要包括了用戶層面、業務邏輯層面、數據層三層面，其中用戶層主要是管理員、平面設計者和使用者之間的三方互動，主要模塊分為用戶管理模塊、模型創建模塊、平面設計模塊、虛擬交互模塊和全景展示模塊。

該平臺所采用的主要開發工具是Eclipse，依托SQL數據庫保存大量有效信息，選擇Java及Java3D等語言作為該體驗平臺開發語言。最終建立三層B/S架構的虛擬體驗平臺，其總體設計結構如下圖1所示。

（二）系統詳細流程

該系統的詳細設計過程包括家裝數據的采集和整合、模塊劃分、模型構建、平臺展示四部分。其中，本文將重心放在基于虛擬現實技術的可視化模型構建上。如圖2是整個系統的詳細設計流程。

1、數據的采集和整合

在數據收集方面，本體驗平臺需要采集家裝用戶的體驗數據，其中主要涉及照片、音樂和視頻三種素材。本文將對系統中所需要的數據素材進行加工，通過計算機獲取視覺、觸覺、聽覺等眾多感官感受，進一步提升用戶體驗感和滿意度。

圖片數據的采集主要可分為：系統整體背景圖、UI設計圖標、裝修家具材質以及其他家裝材料的圖片信息;音頻數據的采集主要包括：系統整體背景音樂以及其他特定場景的音樂信息。視頻數據主要為虛擬現實技術設計所需要的展示視頻，大致可分為VR體驗模式、普通高清模式以及畫中畫三種不同的體驗模式。

2、模塊劃分

用戶管理模塊主要包括需求用戶的個人信息登錄注冊、需求信息以及各項體驗數據的管理;平臺設計師的個人信息登記注冊信息管理。

平臺設計模塊中，用戶通過注冊個人信息，填寫需求信息，平臺會生成相應的需求訂單對接到符合條件的平臺設計師。平臺設計師接收到訂單，按照需求完成設計后，交付給虛擬體驗平臺。該平臺設計模塊主要處理各種數據素材，實現家裝設計的全局展示。

虛擬交互模塊主要為需求用戶的虛擬現實體驗和平臺設計師的虛擬交互和設計優化。在該模塊中，平臺設計師會根據用戶體驗情況及時修改設計，使其逐步滿足用戶的要求。

全景展示模塊中，最終的設計作品通過3D建模技術和虛擬現實技術的相互結合，以虛擬現實體驗的方式呈現給需求用戶。

3、可視化建模

該平臺的三維虛擬現實模型表達方法，主要融合了虛擬現實技術與計算機圖形學的可視化技術，帶給用戶全身心投入的沉浸式體驗，需求用戶以身臨其境的方式參與到家裝的設計與改良中，收集切實的體驗數據和改良方向，達到最真實有效的設計效果。

在以往的二維可視化建模家裝設計中，僅僅通過一些簡單的要素勾勒矢量圖形，比如點、線等。顯然，這些平面圖標已經不能滿足高還原度的三維立體設計。但在虛擬現實技術和可視化技術不斷成熟的大背景下，即使簡單的平面圖標也可還原高真實度的幾何場景。

本文從用戶需求出發，將可視化建模分為室內設計和室外設計兩種場景。利用CAD軟件對室內和室外環境進行建模，涉及到的三維模型大致有線框、平面和實體三種模型，采用多邊形網格的建模方法生成三維動畫。

4、平臺展示

設計師將設計成果展示在家裝體驗平臺，最終實現與需求用戶的虛擬交互。本系統的平臺展示開發流程主要依托數據層，以SQL數據庫為基礎，連接平臺設計模塊、全景展示模塊與虛擬交互模塊。

本系統的平臺與展示開發過程主要依托第三層的數據層，以SQL數據庫為基礎，連接平臺的設計模塊、顯示模塊和虛擬交互模塊。

四、虛擬現實家裝體驗平臺的現實和未來

現在，虛擬現實技術應用到家裝或建筑設計方面的案例已經非常多見。有VR體驗科技農場，也有基于虛擬現實技術的建筑空間設計、家居仿真模擬展示以及場景設計可視化建模等。

對于現代化的家裝設計行業來說，與虛擬現實技術相結合擁有更加廣闊的設計前景。此外，隨著VR技術的不斷完善與發展，3D立體建模會更加有助于需求用戶體驗到更真實、更直觀的設計效果。用戶與設計師的交流會更加便捷，能夠簡化設計流程，達到需求用戶滿意的效果。

五、結語

本文主要梳理了基于虛擬現實技術的家裝體驗平臺的設計流程及總體框架，基本符合該虛擬體驗平臺的設計初衷，具有一定的研究價值。

參考文獻：

[1]郭心宏.虛擬現實技術在室內裝修設計中的應用[J].城市住宅，2021，28（06）：128-129.

[2]王鑫.談虛擬現實技術在家裝設計中的應用[J].建材與裝飾，2020（03）：95-96.

[3]鄒永新，陳曉瑩.基于虛擬現實技術的場景設計可視化建模研究[J].現代電子技術，2021，44（01）：83-87.

[4]邢福生.基于虛擬現實技術的平面設計展示系統[J].現代電子技術，2021，44（10）：135-138.

[5]周屹.基于虛擬現實技術的家具產品數字展示平臺研究[J].現代電子技術，2021，44（03）：172-176.

[6]王海麥.虛擬現實技術的建筑空間環境設計[J].居舍，2021（23）：101-102.