基于虚拟现实的室内设计方法研究

闻金亮

摘要：现如今，科技越来越发达，而且普遍应用于各种技术之中，例如虚拟现实技术在教学的过程中，可用于避免真实的实验操作所带来的危险，虚拟现实技术在室内装饰设计中的应用，虚拟现实技术是一种可以创造和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它是利用计算机生成的一种模拟环境，室内装饰技术是给人创造出一种合理而且能令人感到舒适的室内环境，这两种技术相结合，可以带给人既方便又舒适的体验。

关键词：虚拟现实技术；室内装饰设计；方法研究

引言

虚拟现实技术在室内设计中的应用在设计物品或者建筑时，通过虚拟现实技术，将要设计的东西呈现出来，这样就能展示出它的优点与缺点，方便人们进行修改。在室内装饰设计中，合理的把科学技术运用进去，可以使设计出来的建筑或者是空间更加舒适。本文就虚拟现实技术如何在室内装饰中应用进行阐述。

1如何理解虚拟现实技术

虚拟现实技术（VirtualReality，VR）是美国的JarnLanier提出的，最开始是应用于美国军方对宇航员跟飞行驾驶员的模拟训练，后来随着科技技术越来越发达，这种技术也普遍应用于生活，比如说室内设计。虚拟现实技术主要就是仿真技术与计算机的图形学材料人机接口技术、多媒体技术、数字图像处理、专业图像处理技术传感技术等多种技术的结合，虚拟现实技术主要包括模拟环境，自然感知，传感设备等。它是利用三维图形生成技术，形成三维逼真的虚拟环境，让人有种身临其境的感觉。虚拟现实技术让我们切身感受一切，包括听觉、触觉、力觉，还有你所能接触到的感觉，有些高端技术，甚至还包括了嗅觉与味觉，现实所有的感知功能都能在虚拟技术中体现出来，一般人在体验虚拟技术时，都会真假难辨，比如在游乐城玩赛车，到终点的时候，会害怕撞到东西，这种置身其中的感觉是很逼真，很难让人忘记的。

2基于虚拟现实技术的室内设计方法

在现代室内装饰设计中，除了吊顶，地板，墙面处理等一些硬装饰贴面之外，人们还注意设计的细节，如灯具，油画，靠垫，窗帘等软装饰的选择。整体设计过程可分为两个阶段：1）硬装饰设计和2）软装饰设计。硬此外，计算机辅助设计软件的应用由两个阶段组成：

1）建模和2）可视化。因此本文将室内设计的工作流程包含三个步骤，即硬装饰设计，软装饰设计和视觉设计。装饰设计阶段模型需要精确的尺寸，形状和空间位置，并且可以自动生成施工图纸来完成施工设计。软装饰的设计只依赖视觉注意模型，并不需要完全准确的物理信息模型。视觉设计旨在追求渲染结果的真实感，并考虑影响渲染速度的关键因素。这个阶段可以满足材质和质感的要求，装饰光线，进而提升物体表面真实感的细节。同时，为了更好地满足不同用户在室内设计中的需求，在场景中需要实现交互功能设计。

3室内设计建模过程及关键技术

UDK（虚幻开发工具包）是一款基于虚幻引擎的免费开发工具，支持64位HDR高精度动态渲染，多级照明和高级动态阴影效果。3DStudioMax（3dsMax）是由Autodesk基于PC开发的3D动画渲染和制作软件。因其在多边形建筑建模方面的优势，广泛应用于建筑设计，工业设计，可视化等领域。

3.1室内场景的生成及组合建模过程中使用的三维建模技术如下

（1）基本几何建模；（2）样条线建模；（3）多边形建模。一般根据“在尽可能少的时间内使用尽可能少且简单的操作满足设计要求”的原则确定建模方法。建模时，首先确定一个基准空间模型，然后逐一添加场景模型，并确保模型独立，可以通过改变节点的位置和大小逐个位于房间中每个模块，并根据需求设计交互功能。建模过程中，需要在保证模型真实性的前提下对模型进行优化，以利于模型UV的扩展。同时，考虑整个系统的整体性能，对模型进行简化。模型UV扩展主要使用两个修改器进行UVW扩展和UVW映射，为了提高地图的利用率，如果遇到纹理图案需要重复的物体，则可以利用UV重叠来节约一些纹理空间。使用漫反射贴图来创建法线贴图和高光贴图可以使材质更逼真。

保存地图时，无alpha地图保存为24位，通道保存为32位，并选择UDK支持的.tga格式，大小为2的n次幂。场景中的碰撞对象应该命名为“UCX_”作为前缀，如果模型中碰撞对象过多，需要在其后面添加序列号。修改后的模型逐个导出到UDK引擎支持的ASE或FBX格式文件。如果导入UDK的模型不平滑，则有必要修改3DSMax中的平滑组，以使相邻曲面不存在于平滑组中。

3.2室内场景的交互性设计

虚拟现实的应用需要为用户提供几种不同的场景，以满足不同用户在室内设计中的审美需求，为了在场景中实现更多的交互功能，设计场景应该有很强的选择性。例如，整个房间没有关闭，门和窗户可以打开，用户可以走出房间环顾四周；在墙上的墙壁图案房间可以改变，用户可以根据自己的喜好决定使用哪一面墙。该房间墙壁的图案可以改变；房间墙壁上的墙壁灯可以打开，让用户感受到室内灯光的明暗变化；在房间里的橱柜玻璃可以移动，然后室内装饰和桌椅可以做出类似的变化等等。

为了改善现场的真实性和虚拟环境的浸润性提升，需要在三维场景中碰撞检测。将模型导入到UDK后，该轴将自动定位到3dsMax的原点（轴相对于原点的位置是模型相对于它自己的轴的最大位置）。因此为了快速对齐位置，在UDK中应将所有模型轴位置设置在同一坐标中。如果3D中没有碰撞模型，则可以在UDK中自动生成碰撞。自动漫游主要包括两部分：交叉场动画和系统默认路径漫游。系统中的自动漫游主要由UDK中的摄像机动画实现。UDK中事件触发的组件包括多种类型的自动触发，交互式触发等。交互功能主要通过设置事件触发器来实现。

3.3UI界面设计

UI界面的实现主要由新版本的UDK完成。在Flash中，角色距离触发界面元素的隐藏程序完成，也就是说，当角色靠近时，弹出flash接口，并且当角色离开场景时，flash交互功能关闭。在Flash中完成动画并引入到UDK后，触发器将添加到场景中同时触发半径被修改。在Flash中，设置了两个图层来存储图片序列以通过角色和對象之间的距离来控制播放停止Flash动画。

第一层的代码如下：

Functionwalkanime（toggle：Boolean）：

Void{if（toggle）{yp01.gotoAndPlay（“stop”）；}

showScores（）；

Functionwalkanimestop（toggle：Boolean）：

Void{if（toggle）{yp01.gotoAndPlay（“on”）；}

showScores（）；

导入动画时，Flash动画会被赋予新材质。

4结束语

虚拟现实室内设计为室内设计提供了新的研究视角和研究方向。它为室内设计的概念体系和结构体系注入了新的科学内涵，这有利于整个室内设计行业的繁荣发展。尽管虚拟现实技术在室内设计中的应用还不是很成熟，但它已经初步显示了其广阔的应用前景。后续的研究将重点跟进改造设计流程，并将虚拟现实方法推广到建筑设计其他应用中去。

参考文献

[1]D.PASCO.ThePotentialofUsingVirtualRealityTechnologyinPhysicalActivitySettings，Quest[J].2013，65（4）：429-441.

[2]刘赢.基于Internet环境下的虚拟现实技术在室内设计中的应用[J].数字技术与应用，2016，（9）：167.

（作者单位：七嘉文化（北京）有限公司）