互联网背景下的VR技术在家装设计中的教学改革实践探索*

裴海燕

（无锡商业职业技术学院,江苏无锡 214153）

虚拟现实技术的概念由来已久，但是因为初始条件所限，加之软体教学资源较少，使用者的需求相对较低，所以VR技术在当时并未受到企业界及教育界的重视。自一九四五年起，计算机技术的快速发展为VR技术的应用提供了保证，同时虚拟现实技术在国际上的地位也日益凸显。在教育教学方面，传统的教学模式讲授的知识、展示的信息是有局限性的，如果利用VR技术进行感官体验知识、传递知识，不仅能增加学生们学习的积极性，还能帮助学生更好的、更全面的掌握所学的知识

一、移动互联网背景下VR技术在家装设计教学中的意义

在移动互联网络的高速发展和应用的背景下，VR技术在室内设计教学中也得到了一定的发展，利用VR技术的虚拟演示功能，将课堂上教授的内容从抽象变得具象，事物的感知由虚构变得实体化，立体化。通过VR技术的虚拟环境设计，我们可以自由行走于建筑空间环境和室内空间环境，可以感受物体由远及近，由大到小，由空间到结构工艺的直观体验。

1.高效率的沉浸式交互学习体验

因为现实中受某些因素的制约，我们只能靠图片和文字来进行学习、传递知识，而有调查显示，单媒介如文字、图画等，其教学效果仅为10%，而多媒体的教学效果约为30%。将虚拟现实技术应用于家装空间的教学设计中，可以让学生有身临其境的体会，比起只通过老师的讲解授课，能让学生对自己的知识体系有更深入的了解。

学生们通过VR技术的360度沉浸式交互体验，可以在不同的室内空间中进行漫步，感受不同空间的情境和氛围，在交互体验中学习家装设计的知识体系。根据课程内容的变化，我们可以修改和更新软件程序，使得它能够更好地运用于理论和实际，从而改变了传统的教学方法，解决了传统教学模式单一的问题，提高了学生的学习兴趣和空间想象力，是提高家装空间设计及相关教学的一大利器。[1]

2.打破时空限制，降低教育成本

基于学习资源的多样性，在互联网的推动下，不同时间、不同领域的教育内容都可以通过网络传播到不同地区的学习者手中。高校教育讲求提高学生们的合作协作能力，VR技术打破了时间、空间的限制，实现资源的共享。由于虚拟现实技术的存在，使得地理位置的限制在很大程度上降低了学生在不同地域的协作和协作学习的可能性。[2]

构建VR虚拟实训室，降低实操实验的成本。施工工艺的材料、施工构造、施工节点、材料样板等能更齐全的展示出来，还可以通过VR操作进行施工模拟，反复实训，不再受空间大小、材料的限制。同时，将实训室资料上传至互联网平台，以此满足不同区域空间的学生使用。

3.减少不必要的实训风险

家装设计教学需要学生走进工地现场，体验施工环境，才能理解工程施工的知识要点、流程以及绘制图纸的注意事项。家装设计中多种多样的施工工艺，各个空间界面的装饰装修材料，从完成面到基础墙面的安装施工做法，都离不开现场的经验和实际的操作，在工地现场免不了会出现砸敲钉锤、爬高踩空带来的意外伤害，而VR技术的虚拟现实教学方式可以大大降低实操训练带来的风险。利用VR技术构建施工现场的构造以及现实情境，将现实的工艺用VR技术展示出来，学生只需要利用VR设备，便可以体验工地的施工场景，感知施工材料，观看施工工艺流程，不仅增强了知识体系的画面感，也减少了实训带来的风险。[3]

4.提高学习兴趣，增加学习动力

以做游戏的方式进行教学，可以提高课堂的趣味性和学生们的参与度，让同学们在“玩耍”中学习到知识。比如利用VR技术在空间中移动一个柜子，让室内空间格局发生变化，感受空间变化带来的尺度差异。VR技术的沉浸性、即时性、趣味性，让原本枯燥的知识系统变得更加生动、有趣，更能激发学生的学习热情。[3]

二、VR技术在家装设计课程中教学方式的分析

1.空间思维的形成教学

要充分理解空间、感受空间，不仅要观察，而且要在空间中运动起来，以此获得动感空间体验，如果学生没有足够的空间想象能力，无法掌握立体空间的设计技巧，必然会对学生的专业核心课程产生不利的影响。在VR虚拟的现实情境中，使用者可以利用设备仪器的可操作性，进行人为的调整视觉视线、运动路径、运动模式等来达到更逼真的效果，并能较好地理解室内空间的相关知识。利用虚拟现实技术的可视化特点，可以使难以理解的理论基础知识变得形象、生动，使学生对三维的室内设计空间结构有了更深刻的认识，为建立立体的思维方式打下了坚实的基础。

2.创新创意设计能力的培养教学

创造性的设计是学生在老师的引导下所形成的新思想。学生通过对自己的创意思维进行创新创造，运用虚拟现实技术从不同的视角审视自己的作品，再加以颠覆，不断地修正、完善，从而提升创意设计的水平。在设计完成之后，虚拟现实技术装置可以将学生的设计成果呈现给大众，让大众能够理解其设计思想与流程。在创作设计时，也可借由虚拟现实技术来改变人们的资讯沟通，提升资讯传递的效能，为更深层的设计实训训练作好准备。[4]

3.计算机虚拟仿真教学

在家装设计课程中，主要是运用计算机进行室内空间的虚拟模型设计与制作，在构建的虚拟室内空间中，进行虚拟施工过程以及空间设计方案的讲解，通过这种虚拟仿真教学，为老师提供了很大的方便。学生在学校上课期间，不能进行专业实习工作，也不能去施工现场进行工艺、材料的学习。但是，在计算机虚拟仿真教学中，教师可以利用虚拟现实技术模拟具有教育示范意义的活动，如室内装饰材料和装饰施工工艺的过程，并在虚拟空间中制作材料模型和虚拟施工场地。通过这种教学方式，学生可以更生动地感受这些知识点。

4.虚拟模型演示教学

在实际教学中，学生可以利用虚拟空间的仿真模型，对教学内容进行直观、准确的理解，并能较好地把握理论与实践的关系。虚拟仿真模型能直观、形象地展示物体的形态、动作，界面的材料、色彩，空间的交错关系。VR技术所建立的室内空间模型，是由不同的模拟实体组成的空间组合结构，其内部的虚拟模型与我们所看到的真实生活环境非常类似，可以说是一模一样。通过对室内空间、材料、工艺等进行虚拟模型教学，可以使学员对室内设计的基本原理和工艺方法有一定的认识，并能较好地掌握室内设计的理论知识。

5.虚拟情景仿真教学

情景教学是把现实中的工作生活场景运用到教学中，以达到情景融入与情景感官体验，增强学习的兴趣与探索欲。在VR技术的支持下，我们可以充分考虑通风、日照、建筑采光等物理环境要素，并采用VR技术模拟真实世界中的各种情境，以达到学习的目的。该教学设计模式具有高效、启发性、直观性、切合实际等优点，能够快速地提升学生的认知水平和对教学的理解。情景仿真教学法强调了对现有的知识、教师的经验进行系统化的推理，从而促进了学生的技能、智能的发展和提高，从而达到了长期的优化教学效果。[5]

三、家装设计教学中桌面式虚拟现实系统的可行性探讨

桌面式虚拟现实设备是一种具有增强现实功能的计算机，通过三维立体视觉和红外线笔，可以营造出生动、立体、深度沉浸的交互式教学情境，它既能有效地改善教学效果，又能激发学生的求知欲。

1.选用原因

VR技术的技术特性，决定了其软件、硬件以及软件的开发费用较高。沉浸式体验好的高质量虚拟现实设备体积较大，不适合运用到教学中。当前，由于沉浸式教学的交互水平较低，使得师生、生生之间的交流与互动减少，因此，根据虚拟现实技术在教育实践中的运用，探索其在教学中的积极作用，是值得我们进一步探讨的课题。为了保证教学效果及效率，教师在进行教学时，需审视虚拟现实理念与虚拟现实技术、虚拟环境等的应用合理性，采用桌面式虚拟现实技术，可以使不同教学设备和产品的功能得到全面的展示。设计的作品将以虚拟的形式生成文档，可以在任何时间、任何地点观看。[6]

2.系统优点

首先，学生可以直观的观察利用计算机或其他设备虚拟构造的虚拟现实环境以及虚拟事物的变化情况，还可以通过操作虚拟设备转换虚拟场景，使学生更容易理解知识，提升教学效果和效率；然后，学生和老师都可以加入桌面虚拟现实系统的教学中，增加师生、生生的互动交流，在教学活动中，教师可以利用教学软件引导学生进行自主学习，提升教学效率、实现资源共享；最后，桌面式虚拟现实设备是由专人统一管理，由专家进行维护，保养维修简单。

3.使用规划

在教学过程中使用桌面虚拟现实技术时，通过电脑显示屏观看虚拟场景，运用多种教学软件，可以让学生了解和掌握空间艺术设计的基本知识原理。学生可以通过电脑屏幕观察三维立体图像或立体画面，从而有效地调动学生的学习热情。目前，桌面式虚拟现实技术在教学中的浸入程度还不够高，但它可以广泛地用于教学，并能够满足使用者的互动需求。目前国内各高校和研究所均采用桌面式虚拟现实技术进行虚拟现实教学，其主要内容包括：图形显示、效果观察和交互。

四、VR技术在设计效果制作与呈现实训教学中的建设过程分析

1.桌面式VR技术介入设计效果制作与呈现实训课程的教学目的

家装设计课程的实训部分课程，强调的是学生对三维空间的理解以及对设计思路、设计元素、设计风格等的效果制作和呈现。传统的设计方案表现需要绘制平立面、透视图来建造模型，对于刚接触室内设计的学生来说，空间想象力、造型思维、空间尺度都没有建立起来，对于平立面等2D图纸的理解不是很到位，空间尺度比例及整体空间视觉美学感受不协调。本文采用了桌面式虚拟现实教具可以很好地解决此问题，学生可以自行在教具里面进行360°全方位的观察空间，感受空间尺度，建立三维空间思维，以便后期可以自己进行方案效果表现，模型制作等。

该课程实训部分提倡教学的过程性和开放性，改变了传统的2D平面视图、2D空间效果图等的观察形式，让学生运用桌面虚拟现实设备进行360°自主观察模型方式。教学过程包括平面空间分析、平面导入软件生成初步模型、模型的平立面造型完善、空间元素丰富、效果呈现五个部分，通过这五个部分的训练加强学生专业基础能力，配合桌面式虚拟现实教具增强学生的空间想象力，为后期作品的完成和呈现打下基础，提高学生的整体空间分析能力。

2.新型课程教具的模型建立

当今大环境迫使人们用网络的时间越来越多，网络教学平台和网络设计平台的使用率越来越高，本课题的新型教具的模型设计和构建，就是使用现今流行的酷家乐网络设计平台建立的，酷家乐将传统的、流行的、未来的等进行模块整合，便于使用者的调用和设计，酷家乐相较于其他室内设计模型软件更适合初学者。

首先，在进行空间模型制作之前，要先把平面图纸的拆除、新建墙体设计清楚，然后导入绘制的墙体图，检查导入的墙体是否闭合，线条是否整洁。然后，软件会直接生成墙体，进行层高、墙体厚度的设置，最后进行造型、材质的建模，摆放家具，调整细节，检查图形图元以及模型信息是否完整。

3.新型课程教具的渲染呈现

酷家乐网络设计平台自带渲染软件，出图快捷操作方便，点击渲染会跳出来新的窗口，操作界面中会有普通图、全景图、俯视图、漫游视频选项，可以根据需要调整清晰度、画面比例、透视角度、添加外景等。该平台的设计整合功能，降低了设计时间，增强了学生们对于三维空间的理解，增加了他们的学习兴趣。

4.新型课程教具的互动交流与VR生成

酷家乐网络设计平台时基于互联网络生成的设计软件，其具有操作简便、易上手、云设计云观看等优点，在移动互联网普及的今天，为教师进行家装设计网络教学提供了的方便，教师可以通过网络在电脑上进行演示教学，边操作边讲解，2D平面与3D空间随意切换，方便了学生理解。同时，酷家乐可以渲染搭载VR技术全景图漫游视频等成果，进行360度全景浏览，展现空间设计风格、设计材料、设计尺度等。将效果图导入桌面式虚拟设备中，学生只需要一副眼镜，便可以置身室内空间，观察空间中的物体，在空间中进行漫游。

5.教学方法

该课程在桌面式虚拟现实技术的基础上，采用虚拟模型教学教具，替代传统的图形讲解和二维空间的教学模式。学生可以用鼠标和触摸装置来互动设计文档，在室内任意方位、家具、特殊造型面等进行观察和体验，并能在触摸屏上自由切换，实现全方位的互动。

本实训课所使用的模型，以讲授与演示为主，通过课堂上的虚拟模型及场景演示，使学生能通过自己的观察与互动，来达到更完整的空间造型构思。与传统的模型制作课程相比，这门实训课程采用了桌面式虚拟现实技术，课前课后都可使用。对培养学生快速掌握建模过程和建立空间造型思维具有很好的指导作用。

结语

VR技术为教师提供了一种新的教学方式，丰富了课堂教学的内容，提高了教学的质量和手段。通过运用VR技术，拓展了学生的眼界，打破了时间、空间和知识的限制，丰富了他们的认知世界。同时，VR技术还能将学习网络与目标连接起来，使不同的学习目标在一个学习网络中进行，从而促进了学生的开放性和和谐的人际关系。虚拟现实教学是高科技时代的一种重要现象，它把信息技术运用到教学中，从而形成了高质量、高收益的教学方式和教学方式，从而大大提高了教学研究的水平。