虚拟现实技术在室内照明设计课程教学中的应用分析

宋季蓉，臧 慧，沈 雷

（大连理工大学，辽宁 大连， 116081）

室内照明设计课程具有复杂性的特点，并日渐多元化。这一课程将社会、人和环境有机结合在一起，不仅可以满足人们基本的照明需求，还应满足人们的精神需求。以往室内照明设计课程教学过程，在构建有效的沉浸式教学模式时常遇到诸多阻碍，处于单一的教学体系中，学生无法领悟复杂的结构层面和工作原理[1]，再加上专业设备不足产生的限制，导致实践教学过程中，学生难以获得良好的创新创造条件，无法了解深层次的知识。虚拟现实技术的不断发展，为各个行业发展提供了有力的技术支撑，将其应用至室内照明设计课程教学中，可以对上述问题有效改善，促进学生认知能力和思辨能力的提升，在增强学生主观能动性的基础上，保障室内照明设计课程教学的高质量发展。

1 虚拟现实技术特点及其在室内照明设计课程教学中的应用价值

1.1 虚拟现实技术特点

虚拟现实技术的核心为计算机的传感技术和数字处理技术等，其可以借助仿真平台构建人机交互模式，包括环境模拟、感知技术、传感设备以及自然技术等。其中，环境模拟主要应用计算机仿真手段完成动态三维立体式图像的构建。感知技术主要是指拥有和人相同的视觉、听觉、触觉以及嗅觉等感知技能。传感设备主要指三维立体交互式设备，自然技术主要起到效仿人类行为的作用[2]。虚拟现实技术最突出的特点为感知性、存在性、交互性和独立性，因此，这一技术具备多项感知技能，可在虚拟环境中给予应用者真实感，使不同操作水平的应用者在模拟环境中获得自然水平的反馈信息。

1.2 虚拟现实技术在室内照明设计课程教学中的应用价值

室内照明设计课程教学在应用虚拟现实技术之后，学生设计能力得到提升，学生设计方法的有效性也明显增强。

（1）室内照明设计课程具有明显的综合性和实践性，要求学生在熟练掌握课程理论基础知识的同时，具有较强的解决问题能力[3]。应用虚拟现实技术模拟展现空间照明环境，在对不同空间环境中灯光光色进行模拟的基础上，直观展现空间不同的风格特点。这一优势有助于检验不同灯具的灯光效果，为灯具可以更好地适应空间环境提供保障。教师可以通过虚拟现实技术进行照明设计的前瞻性探究，设计不同区域空间的照明，使学生更加全面地把握灯具选取和空间搭配，提升室内照明设计教学有效性和灵活性。

（2）室内照明设计课程对于学生的想象力和创造力等都有较高的要求，因此，日常教学过程应持续引导学生，为其提供多元化的虚拟情境，全面激发学生积极性和主动性，对学生思维方式进行有效优化，促进学生创新意识的培养[4]。虚拟现实技术的应用可以为学生营造多元化的空间环境，为学生自主学习提供引导，以此来不断激活学生想象力和创造力。虚拟现实技术将抽象繁杂的理论知识变得更加形象具体，有助于学生更深入地理解和掌握照明设计理论知识，以此来培养学生设计分析能力。在虚拟现实技术的支撑下，学生还可以改进照明灯具，灵活变动灯具布局形式，反复观察设计内容的同时进一步完善设计方案，循序渐进地提升设计能力。

（3）在应用虚拟现实技术之后，室内照明设计课程教师可以引导学生分析实际环境，为学生全面了解空间环境状况提供保障，以此来促进学生空间想象能力的提升。应用虚拟现实技术对空间环境进行动态漫游，有助于学生全方位掌握现场空间形态和尺寸[5]。学生在设计室内照明方案时，可以应用虚拟现实技术对照明空间环境实时观察，确保对空间内需要的灯具种类和布置形式等有更加精准全面的把握。

2 室内照明设计课程教学现状及存在的主要问题

室内照明设计课程教学的主要目标为培养学生的照明设计与理论运用能力，因此，在引导学生扎实牢固掌握理论知识的同时，还应促进学生实践操作技能水平的提升。纵观现阶段室内照明设计实际的课程教学可知，主要存在显现方式较为单一、学生自主学习能力欠缺以及教学灵活性较低等问题[6]。首先，传统的室内照明设计教学展现环节以平面形式为主，这类多媒体课件难以真正体现抽象的三维空间行为。空间构图以及光线调整等都会对照明效果产生重要影响，但是相关的教学内容较为抽象化和理论化，应用单一的显现方式，不利于学生理解和学习，同时无法显现教学更深层次的意义，进而会明显限制学生空间设计能力、形象思维意识和艺术鉴赏能力的提升。其次，在多媒体教学深化发展的背景下，室内照明设计课程日常教学中通常应用多媒体教学课件演示和示范，但是对于学生主观感受却没有引起重视，也不够关注学生个人感受能力，严重限制了学生主体作用的发挥，大部分学生都处于被动接受状态，严重降低了学生的自主学习能力，对学生课堂体验感产生削弱作用，不利于培养学生的观察能力和选择能力。最后，室内照明设计课程部分教师依旧没有摆脱一刀切、满堂灌的教学方式，影响了课堂教学氛围，对于学生设计表现的观念性培养也会产生不利影响，明显弱化了学生的个性化风格，导致学生艺术洞察力、灵敏性等不断下降，教学效果大打折扣。

3 虚拟现实技术在室内照明设计课程教学中的应用策略

3.1 注重工程项目教学方式的有效应用

室内照明设计课程教学应用虚拟现实技术过程，应发挥工程项目教学方式的优势，将其与虚拟现实技术有机结合在一起，通过进行实际项目教学提升整体教学质量及效果。教师可以引导学生掌握基础理论知识后，选取具有代表性的实际工程项目为学生展开举例教学分析，在这一过程借助虚拟现实技术显现照明设计整体，引导学生直观和立体式学习工程项目中包含的照明设计知识，提升学生学习效率[7]。教学过程中，教师可以对漫游路线进行更改和切换，更加简便地分析照明空间布局，引导学生全面掌握工程项目的空间特点、照明布局、灯具选取和灯具明暗控制等内容，促进照明设计合理化。另外，在工程项目教学中还可以有机结合智能家电概念，应用虚拟现实技术实现一天之内不同时间灯具光色和亮度的智能调节，以此来达到保护视力和节约能源的效果。

3.2 注重虚拟教学平台的全面构建

虚拟教学平台属于室内照明设计课程未来的主要发展趋势之一[8]。在对虚拟教学平台进行构建时，需要依靠相关软件及元素，对照明工程项目方案具体内容进行明确，比如，发挥CAD软件的应用优势，平面绘制整体方案之后，再继续传输到SketchUp软件进行建模，之后继续传输到虚拟现实软件完成效果图的绘制，最终生成照明案例对应的漫游动画，引导学生直观观看和学习漫游动画。在虚拟教学平台的支持下，学生对日常生活空间、公共建筑空间、餐饮办公空间以及商业展示空间等的照明空间环境有更加全面的了解。学生借助虚拟教学平台和教师开展互动式学习，对相关照明案例进行共同讨论，并且形成对应的专题报告，进一步完善照明设计教学内容。

3.3 注重学生技术应用水平的提升

室内照明设计课程教师可以引导学生漫游分析实际的工程项目，深入探讨照明空间布局形式、空间变化、空间尺度、空间照明氛围等，判断这一工程项目案例与主题内容是否契合。学生还可以依据自身喜好，进一步重组、拆分实际工程项目案例模型，达到深度学习的效果，增强照明工程案例掌握能力和运用能力。另外，以照明设计课程作业任务书图纸为依据，学生可完成总平面图的绘制，并制作相匹配的三维立体模型，之后在虚拟教学平台中输入学生自己创作的模型。在虚拟教学平台的支撑下，人人都可以对方案模型设计进行欣赏、讨论以及分析，还可以在线提出对应的建设性意见，在这一模式下学生的技术应用水平和设计能力等明显提升。

3.4 注重学生思维创新力的增强

以往室内照明设计课程教学，教师侧重于多媒体教学方式，基本上在分析解读工程项目案例之后，布置相对应的学习任务，引导学生以原始图纸为依据进行相应的照明设计。在这种教学模式下，学生无法自行构建室内照明空间的情况，导致学生只能够以传统步骤为依据进行相应的设计工作，没有给学生创造和提供发挥思维创新力的机会及情境。因此，教师可以应用虚拟现实技术优化室内照明设计课程教学模式，引导学生完成三维立体照明空间的建立，在明确基本照明立体框架结构的前提下，促进学生发挥自身思维创新力，完成具体的设计工作。学生还可以与教师进行交流，表达自己的创新想法，依据教师的意见，对室内照明设计方案进行针对性改进，完善方案设计，实现学生的综合发展。

3.5 注重实验教学沉浸性

实验教学属于室内照明设计课程不可或缺的组成部分，通过创设实景、还原情境、融入教学，在对仿真数字图像及感触式互动形式进行呈现的基础上，增强学生沉浸式学习体验。比如，在引导学生学习照明设计和空间关系的过程中，学生可以依据用户个人情况开展场景模拟，不同学习程度的学生可以依据自身学习水平和知识掌握水平等，探讨空间、灯具和用户三者之间的比例关系。应用虚拟现实技术有效改善以往室内照明设计教学的抽象性问题，使学生更好地理解和掌握直接照明、半直接照明、半间接照明、间接照明以及漫射照明等空间照明布局，设计出更加贴合人们视觉需求的空间氛围。

4 结论

综上所述，在社会不断发展和人们生活水平不断提升的背景下，对于室内照明设计的要求也在不断提升，市场也极度欠缺优秀的室内照明设计人才。为了满足人们不断提升的室内照明要求，高校室内照明设计课程教学应及时改革和创新，充分发挥虚拟现实技术等现代化教学方式和教学技术的优势，突破以往教学的局限性。面对传统室内照明设计课程教学的诸多弊端，应注重工程项目教学方式的有效应用、虚拟教学平台的全面构建、学生技术应用水平的提升、学生思维创新力的增强以及实验教学沉浸性的提升，发挥虚拟现实技术在不同教学环节的重要价值，为学生提供更加直观、形象、沉浸式的学习体验，加深学生对室内照明设计抽象知识的理解和掌握，培养更多的优秀设计人才。