曹晉+邰杰+周蓓

摘要：虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計中簡稱V.R，其能夠模擬室內(nèi)設(shè)計完成后的建筑內(nèi)部空間動態(tài)三維圖像。V.R技術(shù)可以較為逼真地反映室內(nèi)空間界面的材質(zhì)和色彩，并進行隨意移動、變換家具樣式和界面裝飾材質(zhì)；不僅如此，它還可以根據(jù)客戶的要求隨時隨地進行設(shè)計變更。因此，V.R技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計中運用越來越廣泛。本文探討了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本特征、關(guān)鍵技術(shù)及其與室內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域結(jié)合的應(yīng)用趨勢，目的是為建筑裝飾行業(yè)的更好發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實 室內(nèi)設(shè)計 應(yīng)用趨勢

引言

近年來，計算機技術(shù)和人機交互技術(shù)的迅速發(fā)展，給虛擬現(xiàn)實技術(shù)的進步奠定了基礎(chǔ)。目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的水平得到了進一步提高，發(fā)展應(yīng)用的范圍越來越廣。虛擬現(xiàn)實技術(shù)所展現(xiàn)的空間場景，真實感非常突出，人與電腦可以進行“友好”的交流，不論是什么東西，只要人們可以想出來，技術(shù)人員就可以在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的幫助下，真實地表現(xiàn)空間場景。在理想的模擬空間環(huán)境下，人們很難辨別真假，也就是說，其更能夠充分利用人機交互技術(shù)，激發(fā)人的想象力和創(chuàng)造力。

一、虛擬現(xiàn)實場景的特征和關(guān)鍵技術(shù)

（一）基本特征

沉浸感、構(gòu)想性、交互性、真實性是虛擬現(xiàn)實的基本特征。以上4種特征準確地體現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的根本內(nèi)涵，當(dāng)體驗者進入計算機產(chǎn)生的三位虛擬空間后，能夠產(chǎn)生身臨其境的感覺，就像是在現(xiàn)實環(huán)境中一樣。除此之外，體驗者還可以在虛擬空間中和周圍環(huán)境進行溝通互動，成為這個環(huán)境的主宰，并通過自己在這個環(huán)境的感知來生成對空間的信息。

1.感知真實性

虛擬現(xiàn)實的真實性與一般的真實性不同，它主要突出人感知能力的真實性，該技術(shù)不但能將體驗者看到的東西做成真實的物體，還能給人以特別逼真的聽覺、味覺、嗅覺以及生理感覺。體驗者在虛擬空間中能夠感知到酸甜苦辣，感知到寒冷與溫暖。

2.沉浸感

沉浸感是指體驗者親臨虛擬現(xiàn)實環(huán)境現(xiàn)場時的真實感受，具體來說，沉浸感指體驗者能真實地感到這個環(huán)境的主角是自己，自己可以在這個環(huán)境里改變一切。最佳的模擬環(huán)境是體驗者能夠徹底置身于三維虛擬環(huán)境中，而且沒有辦法察覺這個環(huán)境的虛擬性，也就是說，體驗者在虛擬環(huán)境中的經(jīng)歷，在感覺上好比真實場景一樣。

3.交互性

所謂交互性指的是體驗者可對模擬環(huán)境中的物體進行一定程度上的操作，以及所處虛擬環(huán)境反饋到體驗者身上的信息自然程度。體驗者在虛擬空間內(nèi)做出的一系列動作行為都會得到實際的反饋。舉個例子來說，當(dāng)體驗者在虛擬空間喝一口水，他能感覺到水是涼、是熱，味道是什么樣的，手拿著杯子是什么樣的感覺，喝完水后，體驗者自身口渴的感覺也會隨之消失。

4.構(gòu)想性

身處在虛擬現(xiàn)實環(huán)境的空間里，體驗者不僅可以像現(xiàn)實中一樣存在，甚至還可以是這片空間的主宰，如同玄幻小說里的大能者一樣，能夠呼風(fēng)喚雨創(chuàng)造一切，可以超越人類的正常思維，創(chuàng)造出與現(xiàn)實生活完全相反的虛擬空間存在。

（二）關(guān)鍵技術(shù)

虛擬現(xiàn)實是一個能夠任意想象和開拓以及發(fā)展的空間，該空間不僅可以再次展現(xiàn)真實存在的空間環(huán)境，還能夠使體驗者感覺到創(chuàng)建虛擬世界的真實性，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是以人工智能開發(fā)技術(shù)、數(shù)字建模技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)、圖形圖像采集技術(shù)和人機交互技術(shù)為基礎(chǔ)的高科技。

1.場景建模技術(shù)

三維虛擬空間模型技術(shù)為虛擬構(gòu)建奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。當(dāng)空間三維建模做好以后，使用者就可以根據(jù)事先建好的實際三維模型數(shù)據(jù)來對虛擬空間之中的三維虛擬模型進行構(gòu)建。

2.立體聲合成技術(shù)

在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，設(shè)計者通過利用使用者的兩只耳朵接收方位不同的音波而造成了空間音差的方式，形成立體聲，以達到使體驗者產(chǎn)生方向感的目的。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，體驗者聽到的聲音和聲音從什么方向傳來沒有任何聯(lián)系。

3.立體顯示技術(shù)

在VR系統(tǒng)之中眼睛的立體視覺發(fā)揮著決定性作用，體驗者通過雙眼可以捕捉接收到所有的圖像和聲音。并且隨時進行分析、分類，根據(jù)產(chǎn)生源的不同分別投射到各自獨立的顯示系統(tǒng)中，因此，與現(xiàn)實中不同，體驗者兩只眼睛能夠分別看到單數(shù)幀與雙數(shù)幀影像。在佩戴專門的視覺捕捉設(shè)備后，單、雙幀影像間形成的差異則能夠使人形成三維立體空間感。

4.觸覺反饋

處于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，體驗者可以直接操控虛擬物體，并能夠感受到虛擬物體的各種屬性，這也是形成觸覺反饋的重要因素之一。為了要達到上述效果，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)就必須使人感覺到虛擬物體的存在和它的各種屬性，最為常用的一種方式是在vR系統(tǒng)匯總使用安裝有一些可以振動的觸點手套，通過這些觸點來刺激人手的觸覺神經(jīng)，從而給使用者產(chǎn)生觸摸到物體的感覺。

5.交互技術(shù)

鍵盤、鼠標是計算機使用者與計算機交互的基本設(shè)備，但在三維虛擬立體空間中的交互，它們并不適用。三維虛擬立體空間中有六個空間自由度，現(xiàn)有技術(shù)還沒有更好的辦法在三維立體空間內(nèi)把鼠標的二維運動軌跡直接投影進去。目前，只有空間球、三維空間數(shù)字化儀、數(shù)據(jù)衣和動態(tài)數(shù)據(jù)采集手套等設(shè)備能夠提供6個自由度輸入的設(shè)備。

6.系統(tǒng)集成技術(shù)

在通常情況下，在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中存儲有很多的模型體系以及各種相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，這就使得集成技術(shù)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中有著非常重要的地位。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，集成技術(shù)主要包括了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、信息的同步傳遞技術(shù)、數(shù)據(jù)識別、模型的標準定型技術(shù)與信息合成技術(shù)等。

二、VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢

（一）傳統(tǒng)設(shè)計表達方式的不足

室內(nèi)設(shè)計作品又被稱之為“特殊商品”，其不但要滿足客戶的個人品味傾向和功能需求，還要體現(xiàn)設(shè)計師獨特的設(shè)計目標。傳統(tǒng)設(shè)計過程是設(shè)計師以客戶的實際需求和相關(guān)規(guī)范為依據(jù)，根據(jù)建筑平面圖、建筑立面圖及施工詳圖和三維摸型，不斷地進行設(shè)計及深化，把設(shè)計構(gòu)思表達在圖紙上來實現(xiàn)最終方案。這樣做會限制設(shè)計師的思維和想法的發(fā)揮，對于非專業(yè)人員的客戶來說，他們沒有那么好的空間想象能力，對最終方案不會有直觀準確認知，從而也往往導(dǎo)致客戶對原有設(shè)計認知與建成環(huán)境之間存在一定的差異。endprint

傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計通常的表示方法有效果圖、三維動畫以及建筑平面和立面剖面。其中，效果圖只能靜態(tài)地表示建筑物在某一角度的視圖，無法全面反映整個建筑物的信息；三維動畫雖然有較強的表達能力，但缺乏必要的準確性和時效性。室內(nèi)設(shè)計利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以實現(xiàn)三維戶型的動態(tài)表達，即通過人機交互方式，使虛擬場景給人們以身臨其境的感覺。在這一虛擬環(huán)境下，人們可以全方位地觀察和審視室內(nèi)空間的各個角落，仿佛身臨其境，可以從任意角度任意的位置進行觀察從而可以讓用戶更加清楚地了解空間結(jié)構(gòu)與裝飾風(fēng)格。對于房地產(chǎn)裝修公司來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在裝修領(lǐng)域的應(yīng)用，無疑是開辟了一種新的裝修設(shè)計模式，這種交互方式能夠更好地滿足客戶的需求，進一步提高室內(nèi)裝修設(shè)計人員的設(shè)計水平以及整個裝修公司的服務(wù)質(zhì)量。

（二）VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計中的優(yōu)勢

設(shè)計師在設(shè)計之初就要熟悉現(xiàn)場環(huán)境的詳細情況，并且想辦法把室內(nèi)空間各個具體部位的形象直觀地表達出來，完整全面地表達設(shè)計意圖和最終效果，我們通常在“虛擬室內(nèi)”創(chuàng)造出一個虛擬的建筑室內(nèi)空間來實現(xiàn)這一目的。與此同時，可以通過“虛擬室內(nèi)”與甲方進行充分的、直觀的溝通交流，從而高效地展示設(shè)計理念，深入具體地表達設(shè)計意圖和成果。這種設(shè)計模式更加人性化、科學(xué)化，有利于設(shè)計師高效、合理、全面、多角度地考慮、規(guī)劃、完成設(shè)計項目，進一步提高方案整體操控與設(shè)計水平，減少因前期設(shè)計問題而帶來的后期施工生產(chǎn)作業(yè)的麻煩，以便進一步完善室內(nèi)設(shè)計的效果，以達到方案整體設(shè)計周期短、成本低、質(zhì)量高、生產(chǎn)效率大的目的。

1.設(shè)計變更的高效性

使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行室內(nèi)設(shè)計時，用戶可以在電腦屏幕上看見設(shè)計師所設(shè)計的虛擬渲染。如果用戶要求對某一局部改動，例如移動一扇門或者是改變窗的尺寸，設(shè)計師就可以馬上調(diào)整，隨后項目的新價格也會被顯示出來。一旦我們點擊發(fā)送鍵，施工圖就被發(fā)送給了產(chǎn)品設(shè)備。與我們傳統(tǒng)的沙盤模型相比較，室內(nèi)虛擬技術(shù)能把實際設(shè)計的全部空間尺寸完整地展現(xiàn)出來，并且能夠利用專門的設(shè)備進行修改編輯，最后還能在室內(nèi)的空間進行漫游，它表達了設(shè)計師的最理想效果。

2.設(shè)計表達的體驗性

虛擬室內(nèi)空間設(shè)計與手繪圖，電腦效果圖以及建筑動漫等設(shè)計表現(xiàn)方式相比，則具有很大的技術(shù)優(yōu)勢，在藝術(shù)性、真實性和創(chuàng)造性具有更強的表現(xiàn)力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過軟件平臺可以形成一個特殊的虛擬環(huán)境，客戶可以接受到一個全方位的視覺、聽覺、觸覺和感官刺激的信息，使客戶產(chǎn)生親臨現(xiàn)場的深刻感覺，例如朵漫世家，該公司在經(jīng)營過程中，從自身的實際情況出發(fā)，創(chuàng)造性地推出自己的特色，如3D看房、vR設(shè)計等，從樣板房、全景設(shè)計再到3D定制家，顧客完全不用到現(xiàn)場去實地參觀，坐在家里就可以全方位地了解設(shè)計方案。

3.設(shè)計溝通的交互性

在顧客挑選家居的時候，由于時間短，很多業(yè)主難以花大量的時間去看家具實物，而如果只看圖片，畢竟圖片不能真實全面地反映實物，這樣就會給購買者帶來一定的不便。筆者通過的研究與實踐認為，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)就可以較好地改變這一問題，通過逼真的虛擬現(xiàn)實場景使客戶能夠在非常積極的，思想高度集中的狀態(tài)下瀏覽和體驗設(shè)計的內(nèi)容，有利于高度吸引顧客的注意力，并取得更好的溝通效果。

4.設(shè)計預(yù)算的精確性

室內(nèi)空間設(shè)計應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)還有利于成本的預(yù)算。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的場景效果及界面裝飾材料，家具、燈具及軟裝配飾的模型選擇非常真實且能落地，因此，有利于施工人員核算工程成本，在計算室內(nèi)基礎(chǔ)裝修和瓷磚、地板、櫥柜等主材預(yù)算時就會更加準確。

結(jié)束語

隨著城市建設(shè)水平的提高，傳統(tǒng)的表現(xiàn)方法和設(shè)計程序已經(jīng)不適應(yīng)科技化、高效率、節(jié)約型的市場需求，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)越性在實際的應(yīng)用中得到了充分體現(xiàn)，在設(shè)計領(lǐng)域中扮演的角色也越來越重要，已逐漸成為一個獨立的分支體系，且發(fā)展迅速。虛擬現(xiàn)實技術(shù)不但為設(shè)計領(lǐng)域注入新鮮的活力，而且還可在室內(nèi)設(shè)計行業(yè)定制設(shè)計方面做探索性的開發(fā)應(yīng)用。針對目前建筑裝飾行業(yè)定制設(shè)計的關(guān)鍵問題，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已漸漸成為一種行之有效的解決方案，設(shè)計構(gòu)思與表達過程中甲乙雙方的溝通問題將被虛擬現(xiàn)實技術(shù)有效地解決掉，減少因為溝通不暢和信息不對稱而帶來的損失，滿足客戶的個性化要求。另外，充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具備的各種優(yōu)勢，還可加大室內(nèi)設(shè)計行業(yè)所具有的科技含金量，為整個建筑裝飾行業(yè)的發(fā)展提供強大的技術(shù)支持和動力。endprint