杜鑫

摘 要：由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷得到提升，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所受到的關(guān)注也就越來越多，并且不斷滲透到各個(gè)領(lǐng)域之中。因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)具備良好的交互性、沉浸感以及實(shí)時(shí)性，所以這種技術(shù)在建筑行業(yè)的運(yùn)用前景也是非?？捎^的，特別是在室內(nèi)裝修與設(shè)計(jì)的層面上，這種技術(shù)所能做到的效果是其他技術(shù)遠(yuǎn)達(dá)不到的。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入到室內(nèi)設(shè)計(jì)中去，可以使得設(shè)計(jì)者與用戶能夠體驗(yàn)到所見即所得的震撼效果，并且能夠增強(qiáng)用戶的體驗(yàn)，仿佛置身其中。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言；室內(nèi)設(shè)計(jì)

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality），是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（CG）的分支之一，筆者希望能夠憑借對VR技術(shù)與CG發(fā)展的闡述，讓我們學(xué)習(xí)前輩們的經(jīng)驗(yàn)，并且使得本文的研究目的更加明確。

最早是在19世界60年代的時(shí)候產(chǎn)生VR技術(shù)的理念，那時(shí)意大利已經(jīng)有了360度全景壁畫，而在20世紀(jì)初期，許多的發(fā)明都是VR技術(shù)的具象化。比如，1929年震驚世界的全球首架飛行模擬器，即Blue Boxo。到了20世紀(jì)50年代的時(shí)候，出現(xiàn)了圖形輸入輸出設(shè)施，這就在很大程度上促進(jìn)了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展。之后到了20世紀(jì)90年代，第三代圖形工作站產(chǎn)生了，它具備紋理映射與全屏幕反走樣（FSAA）的功能，這就在一定程度上標(biāo)志著通用圖形工作站開始涉及戶外視景模擬領(lǐng)域。之后到了1989年，Jarnlanier將能夠構(gòu)建并且體驗(yàn)虛擬世界的一種借助計(jì)算機(jī)形成的模擬環(huán)境定義為“Virtual Reality”，此后VR也就被更多人所熟知。21世紀(jì)之后，迎來了GPU時(shí)代，而VR技術(shù)也在不斷優(yōu)化與發(fā)展。

VR技術(shù)涉及社會(huì)多個(gè)領(lǐng)域，其中包括了城市規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計(jì)、醫(yī)學(xué)、娛樂以及教學(xué)等。而本文主要對VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的有效運(yùn)用與現(xiàn)存的主要問題進(jìn)行闡述。

2 VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及問題

對于室內(nèi)設(shè)計(jì)而言，VR不但是演示媒體的載體，還是一種方便的設(shè)計(jì)工具。VR技術(shù)使得設(shè)計(jì)師的理念能夠用視覺形式呈現(xiàn)出來，例如室內(nèi)裝潢前，先要設(shè)計(jì)房子的架構(gòu)與外形，并且要進(jìn)行量化，而這就需要用大量的圖紙才能完成，并且這些圖紙上面的內(nèi)容非常深?yuàn)W，通常不具備相關(guān)專業(yè)知識(shí)的人員是很難看懂的，而VR技術(shù)就是將設(shè)計(jì)師的理念與想法呈現(xiàn)出來，如此便使得設(shè)計(jì)師的想法不再抽象化，而是用虛擬無題與環(huán)境呈現(xiàn)出來了，這就使得設(shè)計(jì)師的工作效率和工作水平。憑借VR技術(shù)，設(shè)計(jì)師能夠根據(jù)自己的想法去打造“虛擬”的空間，并且自己所處的方位與未能能夠隨意切換，這樣就非常方便設(shè)計(jì)師去分析設(shè)計(jì)的成效。此外，設(shè)計(jì)師還可以和戶主在交流的同時(shí)就進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的修正，真正做到滿足客戶所有的需求。由此可見，VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用能夠極大地縮減設(shè)計(jì)師的時(shí)間與精力，并且能夠削減花費(fèi)在做模型上的成本。

就室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域而言，以往的平面圖與效果圖根本很難向客戶傳達(dá)設(shè)計(jì)者的構(gòu)思與理念，而施工圖對于外行人士來說非常難懂，所以想給顧客呈現(xiàn)出美麗的室內(nèi)環(huán)境基本是做不到的。并且制作動(dòng)畫的費(fèi)用太大，往往只能在大型項(xiàng)目中運(yùn)用，所以本文主要想基于實(shí)際情況，將室內(nèi)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)圖形科技密切聯(lián)系起來，為虛擬技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考標(biāo)準(zhǔn)。

3 虛擬室內(nèi)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)技術(shù)介紹

3.1.1 VRML的概述

虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言（Virtual Reality Modelling Language）的簡稱是VRML，這是在網(wǎng)頁中設(shè)計(jì)3D圖形的一種工具，這是在文本的基礎(chǔ)上對3D交互環(huán)境進(jìn)行說明的一種計(jì)算機(jī)語言，這種語言3D網(wǎng)頁中能夠?qū)崿F(xiàn)跨平臺(tái)發(fā)布。由于VRML不斷完善與優(yōu)化，借助VRML來展開綜合的運(yùn)用也就受到更多人的關(guān)注。

3.1.2 X3D的概述

1998年，Web3D聯(lián)盟提出X3D（Extensible 3D），它是由VRML聯(lián)盟發(fā)展過來的，在VRMI97的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列的優(yōu)化。VRML97發(fā)展到X3D，可以說是非常重大的科技創(chuàng)新，最關(guān)鍵的創(chuàng)新點(diǎn)就是X3D與XML、VRMI97的密切聯(lián)系。

3.1.3 分析與比較

在室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域運(yùn)用VR技術(shù)想法的出現(xiàn)原本是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工具，例如ACRD，在運(yùn)用的過程中往往有很多的不足，因此就基于此對從事室內(nèi)設(shè)計(jì)的工作人員展開了深入的調(diào)查與研究，剖析了室內(nèi)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)程序與需求，并且創(chuàng)建了一種適合從事室內(nèi)設(shè)計(jì)工作人員的系統(tǒng)。和以往的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具有很大的區(qū)別，下面筆者針對這些區(qū)別進(jìn)行了簡要的說明：

（1）專用性。VR室內(nèi)設(shè)計(jì)軟件是專門用來幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)創(chuàng)作的，雖然功能不如三維設(shè)計(jì)商業(yè)軟件那么全面，可是因?yàn)榭紤]到室內(nèi)設(shè)計(jì)中的一些特殊要求，所以適用性相對而言更好，可是在其他領(lǐng)域依然是具備一定的局限性。

（2）便捷性?？焖贅?gòu)件式建模的方式使得以往運(yùn)用ACRD做施工圖的方式發(fā)生了改變，簡化了原本的工作任務(wù)，僅僅借助三維模型就能夠自動(dòng)創(chuàng)建。VR技術(shù)能夠迅速構(gòu)建完整的三維模型，并且在任一角度都能完成效果圖的輸出，這就使得在建模與效果圖創(chuàng)建的層面均具備方便的優(yōu)勢，還可以在很大程度上節(jié)省設(shè)計(jì)師的時(shí)間與精力。

（3）交互體驗(yàn)感更好。VR技術(shù)使得室內(nèi)設(shè)計(jì)工作能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬漫游，這是以往的輔助設(shè)計(jì)工具做不到的，這種技術(shù)使得客戶與設(shè)計(jì)師的感知與交互體驗(yàn)更強(qiáng)，這就能夠讓顧客深入?yún)⑴c到設(shè)計(jì)中來，也就能夠使得設(shè)計(jì)師更加充分地了解客戶的需求，進(jìn)而設(shè)計(jì)出符合客戶理想的方案。這還在很大程度上促進(jìn)了設(shè)計(jì)者與顧客之間的溝通，兩方產(chǎn)生思想共鳴也就更容易，也會(huì)使得設(shè)計(jì)缺憾能極大地避免。

3.2 虛擬室內(nèi)場景的實(shí)現(xiàn)方案

虛擬室內(nèi)場景涵蓋了墻面、電視機(jī)、沙發(fā)、座椅、燈等。本文運(yùn)用將虛擬場景的整個(gè)坐標(biāo)系分塊建模的方式，再組裝，并且之后在數(shù)據(jù)樣式、規(guī)范圖像格式與紋理的方面創(chuàng)設(shè)一定的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。在構(gòu)建模型的時(shí)候，相對而言并不繁瑣的造型就直接運(yùn)用VRML來完成模型的構(gòu)建，相應(yīng)地繁瑣且復(fù)雜的一些造型將借助3DS MAX等相關(guān)工作來完成模型的構(gòu)建，之后再把完成的模型分別引入到3DS MAX里，然后經(jīng)過一些調(diào)整，最終將VRIVII文件導(dǎo)出。

4 總結(jié)與展望

本文聯(lián)系室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的實(shí)際需求，并且追溯了虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展，還分析了VR技術(shù)在目前的應(yīng)用現(xiàn)狀?；赩R技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的需求，深入剖析了VR技術(shù)與其他傳統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)工具的優(yōu)勢與劣勢。分析了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在舍內(nèi)實(shí)際領(lǐng)域良好的應(yīng)用前景，并且構(gòu)建了虛擬場景室內(nèi)實(shí)現(xiàn)方案。希望能夠?yàn)榻窈蟮南嚓P(guān)研究提供一些有效的參考依據(jù)。

本文雖然設(shè)計(jì)了渲染器的機(jī)構(gòu)，并且創(chuàng)建了實(shí)現(xiàn)方案，但是本文沒有進(jìn)行性能優(yōu)化方面的研究，而這也是筆者今后需要繼續(xù)研究的方向。

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