VR虚拟现实技术在家装设计中的应用

□肖 婷 惠州城市职业学院艺术学院

近年来VR虚拟现实技术，在国内高速发展，给包括家装设计领域在内的诸多产业带来了质的变化，这种变化结合了以往传统产业的生态关系[1]。从家装产业来说，经过房地产业的蓬勃发展，家装产业迎来了高速发展的黄金期，但随着人们生活水平和审美观念的提高，越来越多的人开始思考，我们需要什么样的设计来体现生活之美。从这一角度来看，VR虚拟现实技术的出现是一个重要契机，带给我们丰富、直观的空间想象力。

一、什么是VR虚拟现实技术

（一）VR虚拟现实技术的分类

1.桌面虚拟现实

桌面虚拟现实利用的仅仅是VR虚拟现实技术中的初级实现，如在家装设计中，我们利用计算机屏幕作为用户界面来观察虚拟环境的一个窗口，对于目前来说，三维图像处理是能够满足需求的，但它作为VR技术的切入口，起到了非常重要的作用，并通过各种输入设备实现与虚拟世界的完美合一。桌面虚拟现实通过计算机屏幕实现360度范围的虚拟境界观察，同时还可以操控家装设计中的具体物体，如摆设、墙纸的颜色及厨卫用品的款式。但这种技术本身具有一定不足，缺乏真实的现实体验，其优点是成本相对较低，因此应用比较广泛。常见的桌面虚拟现实技术有：基于静态图像的虚拟现实QuickTime VR、虚拟现实造型语言VRML、桌面三维虚拟现实、MUD等。

2.投入式虚拟现实

投入式虚拟现实比桌面要高级，它可以达到虚拟现实系统提供的沉浸的用户体验，当然这种体验的真实性来源于辅助设备的作用，主要是利用头盔式显示器或其他辅助设备来实现虚拟环境的带入感[2]。其主要做法是封闭参与者的视觉、听觉和触觉，让体验者在相对封闭的虚拟空间中去感受和发现，同时也可以进一步利用位置跟踪器、数据手枪等手控输入设备或声音输入设备来实现对环境的控制。这种形式在家装设计中应用较少，其制作成本和设备本身的成本较高，限制了参与量。但这种形式能够使参与者产生身临其境、全心投入和沉浸其中的感觉。

3.增强现实性的虚拟现实

增强现实性的虚拟现实包括沉浸虚拟系统和增强现实性的虚拟现实，在当下的家装设计行业的普及率仍较低，特别是我国的家装设计行业仍未迈向高端精品化。这种利用虚拟现实技术通过模拟现实世界，达到较好的仿真现实世界的效果，同时通过增强现实性，以加强参与者对真实环境的感受。其主要是增强现实中一些细节化的感知，是一项较高的仿真技术。例如，我们熟知的民航飞机飞行员的显示器，就可以达到这种真实虚拟的效果。这种增强现实性的技术势必会在将来得到较好的应用，特别是一些高层人员进行具有危险性的操作时，可以利用飞行器采集数据并输入虚拟设备中来实现这种效果。

4.分布式虚拟现实

分布式虚拟现实的特点就像局域网，可以让很多用户通过网络实现参与、分享一个虚拟空间，并通过共同体验这种虚拟经历来实现共同的参与性。例如，在家装设计中，我们针对一个空间的设计，可以一起进入虚拟空间，通过虚拟现实技术营造更高的境界，这就是分布式虚拟现实系统。目前，分布式虚拟现实系统为SIMNET，这种SIMNET来源于我们所熟知的坦克仿真器研发，很多虚拟技术来源于军用领域，具有较高的应用价值。

（二）VR虚拟现实技术的特征

从VR虚拟现实技术的分类中我们了解到这门技术能呈现的不同方面，那么它们有什么共同特点呢？对于我们在家装设计中会产生什么样的效果？这需要我们从技术层面进行剖析，主要有以下几个方面的特征。

1.投入感

投入感，又叫沉浸感，是虚拟现实最主要的技术特征，这种特征表现为参与者在放松无干扰的状态下，借助交互设备，使自身的感知系统产生一种真实感或投入感，对虚拟环境的投入程度是这种感觉的效果价值。例如，在家装设计中，运用虚拟现实技术能让客户感受到作品的真实感，因此VR虚拟现实技术投入感的强弱至关重要。而与其他仿真技术相比，VR系统可以将使用者的视觉、听觉与外界隔离，因此，设计师的作品可以让客户在第一时间排除外界干扰， 全身心地投入虚拟现实中去，获得身临其境的感觉。所以，在家装设计上，VR技术可以根据人类的视觉、听觉以及生理、心理特点给予全方位满足，通过计算机产生逼真的三维立体图像，使客户获得投入感，更好地体会空间效果。

2.交互性

交互性主要是指参与者通过使用专门的输入和输出设备，达到一种真实的模拟环境的效果。人机交互的实现是VR虚拟现实技术中最重要的部分，它可以使人与物之间进行真实的互动和体验，完成一些看似复杂的工作。这种交互方法的方式多种多样，常见的有利用计算机控制观察或使用鼠标进行交互，当然也可以戴上VR眼镜、VR数据手套等设备来获取更真实的感受。对于家装客户来说，可以真实地置身于某种设计好的空间中，了解整体设计感觉和空间的布置效果。

3.构想性

构想性是指借助虚拟现实技术，使抽象概念具象化，如我们在家装设计中运用构想的设计作品，使客户先入为主，体验出其具像化效果。对于家装设计来说，VR的构想性非常重要，可以让客户通过虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置来实现虚拟环境中的环境感受和空间感觉，同步进行家装空间的设计。这种构想性更多地基于VR技术在空间中的利用，设计者可以通过这种技术更好地实现传统家装设计不能完成的构思，如在一些复杂的设计中，可以让客户进入虚拟空间中一起感受这种方案的可行性，这就使构想更具价值。

二、VR虚拟现实技术在家装设计中的应用分析

（一）VR虚拟现实技术是家装设计的趋势

VR虚拟现实技术对于家装设计来说是一种趋势，主要体现在三个方面。第一，VR虚拟现实技术是应用性很强的技术，是基于计算机科学技术和人工智能技术为一体发展并符合家装设计空间带入感的技术。目前来说，我国的家装设计主要集中在普通住宅的设计服务中，但是随着家装设计视觉效果要求的不断提高，现有的平面设计显然无法满足这种趋势发展的需要。第二，家装设计产业发展的需要是基于人对审美的个体需求，这种个体需求包含人审美的一种时代性、趋势性和潮流性，显然这样的发展符合VR虚拟现实技术发展的脚步。目前来说，VR虚拟现实技术应用成本较高，但随着技术的完善，成本自然会逐步降低，从而满足客户的需求。第三，家装设计软件和操控系统本身的升级，随着软件进一步优化，软件与诸多设备会形成互动，这种互动是相互的作用和利用的，并在各行各业中得到相应的体现。从以上几点我们可以清晰地感受到，在未来的家装设计中逐步加深对VR虚拟现实技术的应用，随着VR虚拟现实技术的升级和发展，取得了更好的用户体验。这种用户体验是基于科技的发达，同时也是基于用户的审美需求和目标决定的，这里包含了两层意思：第一，用户将主导室内设计的前期构想和体验；第二，设计师将真正发挥作用主导作品的产生，这与过去的业主主导一切不同，设计师的身份更为突出。

（二）VR虚拟现实技术突出了对空间的布局

首先，VR虚拟现实技术使视觉得了满足，视觉对于空间来说是第一种触觉，很显然对于家装设计而言，视觉是最为重要的一部分，如果视觉能够得到满足，对于家装设计的空间合理需求就会变得简单。其次，听觉、色觉和触觉的带入会直接导致客户在设计作品中产生身临其境的满足感，这是现有的家装设计包括三维设计无法满足的地方。VR虚拟现实技术对于空间的这一突破会引发行业深度的变革。设计师可以通过更好的设计方式方法来实现对空间的合理设计，根据客户的设计想象，在很短的时间内形成一套智能方案，这是现有的设计所缺乏的。同时，客户可以根据这套方案参与设计过程，如我们在设计地板时，在真实的场景中，我们需要制作全部地板才能体现其效果，而利用了VR虚拟现实技术，设计师可以在短时间内换好地板，并让客户在空间中进行体验。这种效果是对空间的巨大突破，且这种突破是有效的。此外，用户可以通过VR虚拟现实技术进入空间环境中，解决之前没有目的想象和设想的问题，同时设计师可以根据构思，引导客户接受更好的设计理念，实现更好的空间布局。

（三）VR虚拟现实技术强化了设计元素的视觉感

从设计元素来说，设计师通过颜色的搭配和空间的利用以及细节的设计来完善视觉感，构成一套完整的空间布置效果图。这种方式的根本价值在于VR虚拟现实技术满足了空间设计的理想诉求，并找到了突破口。例如，我们在对墙体进行颜色跟踪时，一般情况下，我们很难通过平面图纸进行确认，而且客户往往希望在“真实的场景”中感受这种变化，设计师就可以利用VR虚拟现实技术来满足这种变化的需求，我们可以设计几十种颜色进行空间的搭配，直到客户满意为止，这就是传统家装设计所无法达到的。这种视觉感不仅对于客户来说是巨大的满足，而且对于设计师来说也是设计工作的一大变革，可以让设计师随心所欲地对设计进行改良。家装设计的特殊性在于，设计师与客户的观点往往无法达成统一，这是因为每个人的审美是不一样的，所以在家装设计中往往“众口难调”，只能说设计师要基于客户的一种理想的认同来设计方案，那么在这样的条件下，VR虚拟现实技术显然是最好的帮手。

三、VR虚拟现实技术在家装设计中的应用策略

（一）通过VR虚拟现实技术实现家装设计立体感

通过VR虚拟现实技术实现家装设计的立体感是一种趋势，更是一种家装产业向着精品设计、人文设计以及个性诉求的角度出发的变化，这种变化基于文化的多元性和社会发展的客观性，而这种立体感主要体现在五个方面。第一，VR虚拟现实技术是空间的技术，需要利用设计师的构思来完成空间的布局，从而产生立体美感。第二，空间的立体感一定是身临其境的空间虚拟效果，如果这种技术不能让客户感受到空间的即视感和存在感，显然是不足以撼动客户的。第三，VR虚拟现实技术的主要作用是参与娱乐分享和游戏，但它的真正使命一定是基于社会生活所需要的各行各业的发展，所以从这个角度来说，VR虚拟现实技术对家装设计的立体感还会变得更强。第四，VR虚拟现实技术本身的立体效果基于人体的感觉和触觉，是一种辅助设备，但操控它的人成为体现立体感的关键。第五，家装设计行业的未来不一定是房间空间的布局，可能会分得更为详细，如从营养和健康的角度打造环保型厨房，所有厨房设备的电路、管道以及污染物的排放，都需要依靠VR虚拟现实技术来实现空间的立体效果。

（二）完善VR虚拟现实技术在家装设计中的构图

完善VR虚拟现实技术在家装设计中的构图主要具有以下特点。第一，快速便捷生成户型，这与传统的CAD 3dMAX用画图模式快速构建户型方案完全不同，VR虚拟现实技术可以做到真实的家具模型和身临其境的用户体验，这在很大的程度上节省了设计师的时间，同时也提高了用户的认可度。特别是现在的家装越发重视客户体验，客户对于细节的追求越来越严格。第二，快速搭配方案形成构图，只需要5～10分钟就可以完成设计方案，并完成效果图，这是一种前所未有的设计体验，对于设计师来说是一种灵感即视化效果的达成。第三，无须渲染立即实时得出效果，通过操控系统和设备可以完成如游戏引擎一样的实时操作空间效果，了解空间布局，并可以进行同步的高清实时渲染效果，这是传统制图软件所不能达到的。同时，完善VR虚拟现实技术可生成一键式720°全景图，并通过网络进行随时随地分享，加快了构图和效果的时效。第四，VR超强的用户真实体验感，可以做到1∶1还原设计场景，这使设计可以满足客户对于真实度的要求，逼真效果可以达到90%以上。同时，借助于软件的功能和设备的作用，可以自由地在设计方案中任意变化和改动，用户可以进入真实的虚拟空间进行互动，这是一种前所未有的用户沉浸体验，效果非常突出，能够快速实现设计师想要的构图。

（三）加强VR虚拟现实技术对家装设计布局的解读

目前来说，室内设计依据个人偏好和习惯进行构思，并且现在的室内设计行业在很大程度上受到了西方设计理念的影响。室内设计是一种文化引领下的设计行业，在生活中，业主根据自己的欣赏水平和想象来要求施工，造成这种情况的主要原因是设计师自身水平不高，同时客户缺乏更好的体验来完成理想中的设计方案。

近年来，虚拟设计在室内设计中作为独立体系快速发展，三维立体在虚拟现实中与传统手绘相比，优势在于能够体现实际设计空间的真实尺寸。这种设计更加直观地展示了设计师的设计效果，更加人性化和专业化，设计过程更加快捷、直观、逼真。计算机更能反映空间的真实性，各种模型的组合有利于激发设计师的创作潜能和再创作的灵感。在计算机创造中，各种模型的有趣组合，能使设计师在面对计算机时，消除疲劳，避免工作过于单调，使设计师有更多的时间进行构思。计算机处理数据的功能强大，室内设计的数据一般通过计算机数据处理得出，如室内的平面图尺寸、标注等都可以用计算机处理。传统方式则需要设计师花费大量人力、物力进行计算，而且计算结果往往不够精准。利用VR虚拟现实技术进行室内设计是客户所需要的、最为人文和最有设计价值趋向的作品。设计师利用VR虚拟现实技术最终达到三个“一致”：第一，产品和作品一致，对于客户来说是产品，对于设计师来说是作品；第二，想法与构图一致，这是整个设计环节中最为重要的一环，让所有的想法可以在较短时间内完成构图；第三，逼真的虚拟环境让客户提前看到与真实的设计结果一致的效果。三个“一致”的出现，是对家装设计布局最好的解读。

结 语

VR虚拟现实技术的发展是人类文明的一大进步，这种进步基于传统领域中的变革，如家装设计行业利用VR虚拟现实技术，不仅可以节省成本，而且还可以更好地使用户获取超高的体验价值，这是传统的图纸设计所无法达到的。同时，客户身临其境，在几乎逼真的虚拟环境下感受空间的布局，通过设备自行操作，实现真实的想象与现实的完美统一，也是设计与效果的完美结合。但同时，目前我们仍需考虑VR虚拟现实技术的成本问题，这需要在具体实践中加以完善和解决。同时，我们也寄希望于科学技术的发展，VR虚拟现实技术的应用成本降低，可以更好地服务于普通的家装市场。