虚拟现实技术走进室内设计教学课堂

张伟姚炜

（1.无锡高等师范学校江苏·无锡214000；2.无锡机电高等职业技术学校江苏·无锡214000）

虚拟现实技术走进室内设计教学课堂

张伟1姚炜2

（1.无锡高等师范学校江苏·无锡214000；2.无锡机电高等职业技术学校江苏·无锡214000）

虚拟现实技术已经渐渐走进教学课堂，对室内设计教学也能起到很大的帮助，它可以为老师和学生提供生动、形象、逼真的教学平台。本文简述了该技术的概念与特征，分析了室内设计教学现状后，探讨了虚拟现实技术在室内设计教学中的具体应用及对教学效果产生的重要影响。

虚拟现实技术 室内设计 课堂教学

一、虚拟现实技术概述

自20世纪90年代以来，虚拟现实技术发展迅速，并呈现多样化的发展态势。2006年国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中提到大力发展虚拟现实这一前沿技术，并重点研究心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统、电子学和多媒体技术等多学科融合的技术，研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术和系统。虚拟现实（VirtualReality, VR）是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能与之发生“交互”作用，使人和计算机很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的感觉，可以实时、没有限制地观察三维空间内的事物。

概括说，虚拟现实技术是可以通过计算机对复杂数据操作完成一种可视化的人机交流的全新方式。“现实”一词就可以帮我们完成实际上可实现或难以实现的任何事物。因此这一技术的发展，将给我们的生活带来方方面面的便利。目前，虚拟现实在设计领域主要在城市规划、建筑沙盘、效果图及三维动画等方面广泛应用，这样加快了设计的速度和质量，更会让公众实时互动真实的观看效果图并参与其中。同时我们也可以将虚拟现实带进室内设计课堂，能够为学生提供虚拟的实训室内空间，从而创造生动逼真的学习环境。

二、室内设计教学的特征及现状

室内设计这门课程是专业性很强的一门实训课程，要求学生通过专业学习能够达到设计单位的基本岗位需求，这就需要学生在学校学习期间要进行大量的模拟或真实项目的训练。同时室内设计教学根据其课程需要要求教师在教学中不断更新的教学手段，以项目为载体，才能够实现室内设计教学“以生为本”的课程目标。

目前在室内设计教学中，存在最大的障碍就是真实项目的可行性，通常情况下教师只能提供学生大量的图纸和相关数据，学生会根据这些信息进行CAD的描图、方案设计、风格定位及3DMAX的效果图制作，缺少真实项目的真实考察环节。在整个过程中学生的思维只能停留在图纸和数字上，对实际存在的室内空间没有真实的体验，作为教学平台，去给学生提供真实的楼盘户型，在操作过程中也有很大的现实障碍并且需要多方面的沟通与协调，不能及时有效的满足课堂的教学需求。这样就给室内设计教学课堂带来很多局限。

三、虚拟现实技术在室内教学中的应用

虚拟现实技术可以让室内设计教学的表现形式丰富多彩，在课堂上可以用可听可视可感的动态信息来代替只能阅读的图文信息，用生动逼真的空间场景来代替造价高昂的实物模型，解决了为学生寻找真实案例的难题，用生动可控的动画形式来表现真实场景的项目流程，为室内设计教学带来了新的生机和活力，促进了教学观念、教学内容、教学手段的改变并将呈现出信息化给我们带来的整个教育思想理论甚至教学体制的新的改观。

（一）建立虚拟室内空间

要实现虚拟环境在室内设计课堂中的应用首先教师课前就要在计算机内建立场景的三维空间模型。在模型建立阶段主要采用CAD和3D MAX软件，在CAD软件中绘制基础的户型图并精确尺寸，导入3D MAX软件完成三维场景模型的制作并赋予材质、灯光和摄像机，在3D Studio Max中使用“导出”命令，将文件格式设定为虚拟软件可支持的格式，然后通过虚拟现实软件将模型导入到虚拟场景中，利用虚拟建模语言来完成虚拟场景的交互。经过语言编程后在虚拟软件中打开设置程序控制，利用鼠标或者键盘完成导航控制。例如在一个制作好的室内空间中，可以用键盘或鼠标来控制人物的行走方向，还可以控制开门、开窗、电灯按钮等一些较为复杂的动作。同时在此过程中如要增强学生的视觉体验效果，可以将虚拟场景漫游技术引入进来。这样才能在教学过程中用虚拟代替真实场景，充分发挥学生的主观能动性，让学生完全参与到真实体验当中。

（二）在教学过程中的具体体现

通过虚拟现实技术可以解决室内设计教学过程中的测量、方案设计效果图、预算等方面的问题，把学生带进仿真的室内场景空间中，真实的体验感受空间，更好地完成室内设计课程的教学。

1、测量

虚拟现实技术可以通过3DMAX软件根据户型图进行建模，完成户型的毛坯框架，导入虚拟现实软件，指定游览路径摄像机，用键盘控制其工具完成毛坯模型的虚拟体验。首先，从整体上让学生通过电脑控制游走在虚拟的室内空间中，感受空间的大小，直观看到正确的测量方法和步骤，完整系统的完成真实场景的测量步骤，这样就可以让学生对真实的现场测量有了一定的了解，改变了以往学生只会在CAD软件中看图标记数字的现状。其次，在标识位置（室内各空间的开间及进深、柱梁位置、门窗位置、配套设施位置等）、精确尺寸、重点位置拍照并记录等细节测量方面可以给学生更直观更生动的记忆，这是图纸所不能实现的。再次，对学生到实训阶段直接去现场真实测量不知所措的情况有明显的改善。通过模拟的室内空间测量训练，学生再到现场就有较清晰的思路和操作能力，学会在现场感知并记忆空间，重新审核自己测量的数据是否完整和准确，这样就不会丢三落四，改变以往在现场不知道自己要做什么，回到学校又感觉到茫然，忘记现场的现状和相关测量数据。

总之通过虚拟现实技术的介入，可以有效地进行衔接过渡，让学生的学习更直观，更循序渐进。

2、设计图

在设计图环节，虚拟现实技术的作用尤为重要。

首先，学生可根据老师分配组别来讨论并确定本组要完成的设计风格或主题，有了对空间的虚拟体验，学生可以对室内空间产生更直观的感受，从而选择及确定自己喜欢的设计风格或主题。其次，在方案设计阶段，由于虚拟现实场景的存在，学生可以根据需要随时畅游空间，在经过掌握了准确的测量数据及开间朝向、门窗位置等，以便于完成功能合理的平、顶面规划布局并确定地面铺装材料。然后在CAD软件中绘制顶、地面平面图，再给这样的空间配上适合的家具、灯具、工艺品、绿化等。在方案设计阶段，对于初级阶段的学生来说，虚拟场景尤为重要，可以给他们提供反复推敲和思考的机会，使之设计思维产生无限的可能。再次，在施工图阶段，虚拟的空间可以让学生大胆的表现墙立面和现场打制家具的造型及用色，在表现过程中可根据空间的需求随时变换表现方案及配色方案，相比真实的场地空间虚拟空间更有实验性和表现性。在虚拟空间中，学生可以通过3DMAX软件把自己的设计构想表达出来，然后用编程或其他工具导人到虚拟环境中，并完成渲染，设置虚拟摄像机并控制速度，这样就可以带我们进入虚拟的空间感受真实的设计体验。

虚拟现实技术改变传统通过二维的方案设计图和三维模型渲染表现图等来表达设计师头脑中的空间构想的方法。

3、预算

通过施工预算系统进行施工预算对于每个学生的学习都是非常重要的。课堂中学生可以根据组内成员选定的风格或主题在虚拟室内空间中进行更换地板、墙纸、选择适合的家具等等，每个空间的效果确定后预算系统就会立即给出用户所作选择的预算。有了虚拟空间的精确测量数据，才能让学生形成完整的预算系统，对墙立面、地面面积做出准确的面积统计，并根据最终设计图完成逐项计算工程量后套用企业定额编制出的项目装修预算总价。学生有了虚拟的空间作为项目依托，才能做出真实、详尽的预算书，避免出现后期实际材料选择阶段与前期预算相差甚远的问题。

结语

虚拟现实技术引入室内设计课堂，将会给我们的设计教学带来新的变革，让我们的课堂从二维或三维的图纸中解放出来，走进逼真生动的模拟空间场景中去畅游、想象。虚拟现实技术引入室内设计教学课堂，虽然可以有效地体验真实项目的操作流程，实现虚拟空间的可行性，但是设计教学本身还是要依靠学生，最终是要“以生为本”的。在课堂中我们改变的只是表现途径和利用的手段。优秀的设计师不能完全依赖于工具，因此作为教师必须时刻提醒学生完善想法远比更新手段重要。

课题项目：本文系无锡市教育科学“十二五”规划课题“组装与维修课程虚拟三维学习平台的实践研究”的阶段性成果（课题编号J/D/2013/031）。

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1009-8534（2015）01-0067-02

2014-10-20

张伟（1983-），女，河北黄骅人，硕士研究生，无锡高等师范学校讲师，研究方向：设计艺术学。姚炜（1981-），男，山西朔州人，硕士研究生，无锡机电高等职业技术学校讲师，研究方向：机械工程。