虚拟现实技术在智能家居设计中的应用研究

随着现代智能网络高科技的发展，人们的家居生活享受到了便利化的技术支持，智能家居是其一，虚拟现实技术在智能家居中的有效运用则是该发展趋势的表现方面之一，作为能够实现模拟真实环境使人们感同身受的一项技术，虚拟现实受到了教育界、游戏界、电影院的广泛支持，而将其运用于智能家居中仍处于探索开发阶段，因此，如何实现两者的有效连接并促进其价值的开发，实现未来生活方式的突破，是现阶段广大相关研究工作者研究的重点问题。

山东华宇工学院虚拟仿真实验教学项目以提高学生实践能力和创新能力为核心，以现代信息技术为依托，以相关专业类急需的实验教学信息化内容为指导，以虚拟结合多样化的实验教学方式方法改革为突破口，持续推进实践教学改革与发展，不断提高实践教学水平。

1 基本概念介绍

1.1 虚拟现实技术现状研究

虚拟现实技术又称VR，是现阶段信息时代发展的重要产物之一，现已广泛应用于电影产业链，该项技术及计算机信息技术、互联网技术、传感交互技术等于一体，通过模拟周围环境实现使用者真实情景的虚拟构建，并力求通过虚拟环境让感受着感受真实环境所带来的相关感觉，寻求听觉、视觉感官的统一化，从而实现身临其境。一个典型的虚拟现实系统通过内部虚拟环境和现实世界以及3D 模型的构建让用户进行使用，而用户通过传感器和相关控制实现了对使用感的检测与反馈，从而构造了一个完整的虚拟现实系统。由于其独特的魅力与体验感，让该项技术一经产生便备受广大产业链的关注与重视，房地产企业利用该项技术在售房时向卖方者传输房屋的真实设计理念和设计时态，娱乐游戏领域也通过此项技术实现了游戏体验感的较好开发，而该项技术的使用空间并不仅仅局限于此，如何利用好虚拟现实技术并将其扩展与自身发展的领域当中是相关工作者可以研究的问题，用于智能家居则是其一。

1.2 智能家居控制系统设计概况研究

智能家居是在物联网的影响之下物联化体现，通过家居平台运用相关信息时代下的各项技术，实现居住的智能化。主要涉及通信、控制、综合网络等多项技术的支持，能让使用者在千里之外时刻观察到家中的相关状况，并能利用远程控制平台的控制手段实现家居设备的管理，在具有智能的家居生活过程中，使用者可以通过手机或遥控对家中的各个电器和相关设备予以控制，例如使用者在出门在外时，可提前利用智能设备远程控制将家中的空调设备打开，回家后便可享受清新而舒适的居住环境。与传统的生活方式相对比，智能家居在满足了传统的家居功能的基础上，通过信息网络和电子设备使家居生活实现智能自动化，让用户的家庭生活更舒适、安全、有效和节能。该设计系统能优化住户的生活方式，为用户更合理的安排好时间规划，使用户的家居生活更具有安全保障性，还可以为用户的生活消费起到很大的节约效果。随着信息时代和物联网的发展，该项技术有很强的上升与扩展空间。国家对此项技术的大力支持与该项技术逐渐成熟的相关趋势也会使智能家居在未来得以普及。智能家居控制系统图如图1 所示。

图1 智能家居控制系统图

2 虚拟现实技术在智能家居设计中的应用原则及注意事项

虚拟现实技术可以让客户更真实的体验室内家居设计，相比传统的效果图展示，客户可以在空间中实现漫游式感受整个设计空间效果，用户可以在虚拟的设计环境中通过VR 设备操控室内的环境设计，可以亲身体验空间的三维感受，灯光效果，色彩搭配，家居位置摆放等，从而更直观的进行方案的修订探讨，达到更好的设计效果。好的家居设计应该符合用户的视觉、心理感受，在室内家居设计中，设计师应将艺术和科技相融合，现在新型材料的品种繁多，装饰风格多种多样，客户的需求也是各有不同，人们的生活品质逐步提高，虚拟现实技术在智能家居设计中的应用可以有效提高设计的时效性，优化设计质量。设计师运用三维设计软件根据客户的房型进行模型制作，通过建模，材质，贴图等手段将设计好的空间通过漫游的效果对用户进行展示。

2.1 智能家居设计原则

智能家居设计中，实用便捷性是家居设计的核心要求，智能家居设计的目标就是为了给用户提供一个舒心、便捷、高效的居住环境，提升住户的生活品质。其次是安全性问题，要保障整个智能系统的安全运转，要设计好应对各种突发事件的安全保障系统，应对隐患问题的发生。大数据时代下，对于智能系统的网络数据安全更是提出了高要求，要对智能系统在运作中产生的各种数据起到保护作用，要避免智能系统数据被黑客攻破，对用户家庭隐私安全造成威胁。最后是轻巧性原则，用户可以不用对家中的线路进行改动，就可以自由组合搭配性价比高的智能产品。

2.2 智能家居系统设计注意事项

智能家居系统的的控制形式在除了使用遥控器控制外，也可以包括WEB 端控制和本地控制，还有手机的远程操作控制。智能家居系统的设计要简化设计程序，进一步提高控制系统的工作效率，应注重智能系统在家居生活中使用的便利性与直观性。在智能家居设计里最核心关键的环节就是系统安装的过程。室内设计的线路设计的质量问题直接关系到到用户今后使用的便捷性以及安装维修成本的高低。所以系统安装一定要简单布线，安装步骤简单，用户容易操作智能系统。安装完成后，一定要反复的测试系统的运转过程，同时还要通过进行远程测试对智能系统进行检测发现问题所在并进行处理。

家居智能系统有时会因为操作频繁而导致数据混乱现象发生，比如室内空调的温度，水电的数据等等。所以要严控好这些生活的数据的关联性，避免导致数据的流失泄露住户个人隐私造成的隐患问题，影响到用户的家居生活。还要防止黑客恶意攻破用户的家庭网络系统进行不法行为，就用户家居安全造成威胁，所以智能系统大数据的的处理上要注意到安全性的保障。

3 虚拟现实与智能家居的融合应用

3.1 基于虚拟现实技术的智能家居结构分析

智能建筑和智能家居的概念最先在美国提起，该项技术一经产生便备受广大家庭的欢迎，就我国虚拟现实技术和智能家居的相关构造还较为欠缺，仍处于基础开发状态，但随着信息技术的逐步突破，许多领域被大量使用了虚拟现实技术，建筑企业为了实现更好的智能家居，也开始大范围应用虚拟现实技术，该项技术被应用于智能家居体系当中主要由各个子系统组成，包括检测系统：主要关注检测用户的相关指令，通过用户的指令分解达到操作智能家居相关设备的目的；反馈系统：主要关注系统检测后控制智能家居设备后的相关体系反馈，让用户能实时监控智能家居设备状态；传感器系统：该系统是一个双向系统，一方面既感知客户使用者的相关操作命令并将其作用与智能家居体系当中，另一方面作为连接体系实现内容的反馈；建模模块：该模块主要利用3D 模型获取现实生活中智能家居体系设备的相关内容并达到现实世界的三维表示状态，实现虚拟环境的构建与更好的控制。

3.2 虚拟现实技术在智能家居中的实践应用

山东华宇工学院虚拟仿真实验教学项目建设坚持“能实不虚，虚实结合”的原则。对因安全性差，成本高昂、时空受限而难以实现，但受面广、重要的实验项目进行建设。就目前城市化发展进程逐步加快的趋势来看，虚拟现实进入确实在智能家居中得以推广，许多家庭影院、KTV 体验、远程控制系统等多样的设备均引入与智能家居当中，使用智能家居的人均可在千里之外利用相关遥控设备对家庭的各项家居电子系统进行控制，从而达到远程监控与便利使用的特点。许多使用者在体验过智能家居后便希望该项技术能够得以普及，虽然在目前我国的智能家居体系距离普及还有一定的时间，但就目前的发展现状看，仍具有较强的推动力量。

1）VR 设备在智能家居的使用。VR 设备在智能家居的使用是一个典型的虚拟现实技术利用于智能家居中的例子，首先，该设备能作为一种智能产品能促进家电产品的智能化，这主要表现在人们在使用VR 设备的时候会产生一定的使用习惯，而VR 设备会将这些使用习惯通过智能化的服务存储于其他家电设备当中，从而让家电产品实现了一定的智能化，在未来的使用过程中极大的利用了使用者的使用习惯提供智能性的服务，为生活的便利化奠定了基础。此外，许多VR 设备在智能家居中的使用主要用于娱乐活动，利用多样的VR 设备构造了娱乐系统，实现智能和娱乐的交融，丰富了生活形式。例如利用VR 设备，使用者可以在家中感受北京博物馆、故宫的宏伟景象，其画面感与相关经历君向亲临现场般感受，在观影过程中利用VR 设备也能让自己与家人感受电影般的画面，体会专业世界中的视听感觉，实现足不出户的智能体验。最后，部分虚拟现实技术与智能家居的融合体现于居家运动过程，现阶段许多人利用虚拟现实技术在家中引入相关VR 设备实现运动，VR 设备给使用者创造了相关运动场景，例如网球场、滑雪场等，使用者可以通过虚拟现实技术实现居家运动，从而促进更便捷化的生活。

2）虚拟现实技术提供三维场景漫游，促进智能家居的消费。智能家居作为一种新型消费生活理念已经开始扩展，但目前对该项技术的具体生活状态和使用状况并不具有普及，许多人并不能理解智能家居所代表的相关含义，从而限制了客户使用。而虚拟现实技术则可以有效提高客户对智能家居的理解程度，通过柜台前的3D 展示技术，可以让客户身临其境的感受智能家居的魅力，从而让客户愿意消费智能家居。例如客户可以使用虚拟现实技术，以第一操作人的身份对智能家居进行体验式消费，从而更加了解智能家居的相关含义、内涵以及体验，实现了智能家居的推广。该项技术在目前智能家居的消费过程中已有涉及，这主要是因为实物的智能家具展示成本太高，根本无法满足消费需求，而在计有状态下的展示工作也不能让客户充分的理解智能家居的含义和内容，而虚拟现实技术则很好的解决了此问题，既缩减了智能家居的展示成本，又让客户对智能家居的具体含义和内容有了更深刻的了解，实现了智能家居的消费促进。此外，虚拟现实技术为智能家居的个性化提供了良好的基础和实现条件，通过虚拟现实技术，客户可以第一视角的身份感受智能家居所带来的相关便利和体验，同时还可让客户根据自己的自身感受和需求进行修改，从而达到个性化的家具设计方案实施，这为更好地消费智能家居和构建智能家居的实用化提供了良好的途径，特别是部分消费者利用虚拟现实技术还可将脑海中的个性化方案展示出来，并将此方案交与专业人员进行评估与评价，从而实现科学化的定制基础上，促进客户满意度的提升，更好地实现了消费促进，也让客户对智能家居的体验更加深入，从而减少了使用者的消费风险。

4 结语

综上所述，智能家居产品为用户提供了极大的便利化，虚拟现实技术突破了传统的家居设计空间的限制，用户可以通过远程控制实现家居，而虚拟现实技术更是为智能家居的使用与消费带来了好处，通过虚拟现实技术可以实现智能家居消费内容的丰富化，使用者可以利用虚拟现实技术进行深入实际的观影体验和娱乐系统构建，同时，该项技术还为智能家居的消费提供了良好的基础，相关消费者可以利用虚拟现实技术的模仿功能，让客户以第一视角的身份感受虚拟现实和智能家居的魅力，从而利用更个性化的消费方式实现消费者消费风险的降低和相关企业销售收入的增加。