馬嘉依

【摘要】藝術(shù)設(shè)計的平面效果圖，即便栩栩如生，也無法欺騙大腦，因其僅提供視覺上的體驗。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一項新興的技術(shù)，它的空間性、感受性、交互性是它獨特的優(yōu)勢，在虛擬環(huán)境中我們的感官，除嗅覺外，無一不受刺激。若將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與藝術(shù)設(shè)計相結(jié)合，現(xiàn)代設(shè)計過程將發(fā)生巨大的變化，得到超乎先前的效果。虛擬現(xiàn)實成為設(shè)計的一件新武器，一支新畫筆，會讓設(shè)計出現(xiàn)很多新的變化，本文將根據(jù)虛擬現(xiàn)實在設(shè)計上的應(yīng)用，對這些可能性進(jìn)行分析與論述。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù);藝術(shù)設(shè)計;空間;交互

在藝術(shù)設(shè)計的行進(jìn)中，我們一直在討論有關(guān)“人”的問題——比如一個產(chǎn)品是否達(dá)到人的心理需求、一件裝置是否符合人機原理、一套設(shè)施是否安全等等。出于這些考慮，設(shè)計師在進(jìn)行設(shè)計時總是需要進(jìn)行各種模擬，在模擬中找出可能存在的問題并逐一解決，完善產(chǎn)品。這一過程純粹靠想象和平面推演是難以實現(xiàn)，此時就需要模型的參與。CAD技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用在很大程度上替代了繁復(fù)的實物模型制作與模擬過程，但傳統(tǒng)CAD模型的局限在于，視角轉(zhuǎn)換操作繁復(fù)，不能實現(xiàn)流暢的人機交互，削弱了感官可以獲得的信息，從一定程度上限制了設(shè)計師的創(chuàng)造性思維。此外，CAD模型的建立往往要求設(shè)計師有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)字邏輯，并且修改起來比較困難，對設(shè)計師有專業(yè)技術(shù)上的要求。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用和虛擬模型出現(xiàn)，不僅使模擬過程操作更加簡便，也能營造出逼真的虛擬環(huán)境，對產(chǎn)品及其使用條件進(jìn)行更加全面的模擬。隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展與推廣，它在藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域必將有著廣泛的應(yīng)用。

1. 概述虛擬現(xiàn)實技術(shù)

所謂虛擬現(xiàn)實，就是虛擬和現(xiàn)實的相互結(jié)合，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)。它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，然后通過多種傳感設(shè)備使用戶“進(jìn)入”到該環(huán)境中。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)具有沉浸、交互、構(gòu)想三個基本特征。它強調(diào)了在虛擬系統(tǒng)中的人的主導(dǎo)作用，使用者對接受的信息做出反應(yīng)時，設(shè)備會根據(jù)使用者的行為發(fā)生相應(yīng)的變化，用戶能夠用多種傳感器與多維信息的環(huán)境發(fā)生交互作用。不同于過去的人只能以定量計算為主的結(jié)果中得到啟發(fā)從而加深對事物的認(rèn)識，人有可能從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感知和理性的認(rèn)識從而深化概念和萌發(fā)新意。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)具備多個感知方式，所獲得的多維化信息更加生動，更符合人的習(xí)慣。相對與傳統(tǒng)的CAD技術(shù)只能從外部觀察模型，它給了用戶更加直觀豐富的感受與便捷的操作，它所創(chuàng)造的身臨其境的、多維化的環(huán)境更能激發(fā)設(shè)計師的創(chuàng)造性思維。

2. 虛擬模型——開發(fā)空間想象力的利器

從產(chǎn)品到建筑，每一件設(shè)計的成果都是立體的、三維的。從設(shè)計草圖到產(chǎn)品模型，設(shè)計流程決定了設(shè)計師一定要能實現(xiàn)產(chǎn)品二維到三維的轉(zhuǎn)化，這就要求設(shè)計師具有空間思維的能力。但是在日常生活中，我們每一次所看到的都只是物體在我們有限視角范圍內(nèi)的一個部分，即使生活經(jīng)驗產(chǎn)生的習(xí)慣性思維讓我們的大腦能夠捕捉到三維物體與二維圖像的差別，我們在未經(jīng)過引導(dǎo)與訓(xùn)練時——試想我們一開始接觸繪畫的時候，也總是更容易將物體表現(xiàn)得平面化。從認(rèn)識立體幾何開始，我們都在訓(xùn)練大腦讓它能夠整合所接受的信息在想象中呈現(xiàn)出空間的概念，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)的空間性，正適合用來開發(fā)設(shè)計師的空間想象力。

2.1 對建筑與環(huán)境的直觀認(rèn)知

長期以來，建筑環(huán)境設(shè)計始終是建筑設(shè)計師和工程師的專業(yè)領(lǐng)域，他們通過專業(yè)的學(xué)習(xí)，能夠從工程設(shè)計圖紙、各樓層的平面設(shè)計圖在腦海中想象出建筑的樣子，也可以將自己腦海中的建筑用平面的線條繪制出可以與同行交流的設(shè)計圖。這些都依賴于強大的空間構(gòu)想能力。但是，很少有人可以不借助豐富的觀察學(xué)習(xí)的經(jīng)驗，憑空構(gòu)想出一棟復(fù)雜且合理的建筑。傳統(tǒng)的積累經(jīng)驗的方式，通常是費時費力的實地考察與圖片瀏覽，而如果運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，不但省去了用于趕路的時間與費用，更能隨時探究其中的細(xì)節(jié)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)所構(gòu)造虛擬環(huán)境，打破了時間與空間的限制，甚至對于一些與當(dāng)?shù)靥厥猸h(huán)境相結(jié)合的建筑，可以體會隨時間變化不同光線、不同季節(jié)中建筑所呈現(xiàn)的不同效果。身臨其境地處在建筑之中進(jìn)行體會探索，形成更加直觀的、感性的空間概念。

2.2 直觀感受變化 完善思維概念

在設(shè)計中，出于視覺效果的要求、人機工程的考慮、制造工藝的限制等等，常常要對物件的尺寸、斜邊角度、安放位置進(jìn)行多次的斟酌與修改。但是當(dāng)我們嘗試一個新領(lǐng)域的時候，對尺寸變化造成的影響只能憑經(jīng)驗估算。對于尺寸調(diào)整所造成的視覺效果的變化，很難通過想象來達(dá)到準(zhǔn)確的預(yù)估。通過虛擬模型，設(shè)計師能夠?qū)崿F(xiàn)對尺寸變化更直接的體會。比如廚房操作臺高度的設(shè)計，我國的廚房設(shè)計中，操作臺的高度在很長時間里沒有一個固定的參考。但操作臺本身是用戶在廚房中停留最久的地方，對于廚房規(guī)劃非常重要。操作臺如果高度過低，會使操作者彎腰低頭，對頸椎造成傷害;高度過高，會加大手腕的彎曲程度，對腕骨造成損傷，并且不恰當(dāng)?shù)牟僮髯藙荻紩尣僮髡吒菀桩a(chǎn)生疲勞感，不但降低了用戶體驗，而且增加安全隱患。如果把虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)與廚房設(shè)計相結(jié)合，在調(diào)整操作臺高度的時候，設(shè)計師就可以通過模擬操作過程進(jìn)行親身的體會，隨意改變操作臺高度和灶爐與操作臺邊緣的距離、兩個灶爐之間的距離等，實驗出最符合人機的布局。通過對虛擬模型的改變，能夠清晰地認(rèn)識到尺寸變化對空間形成的不同效果，完善空間思維。

3. 應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 實驗的操作更加簡便

許多產(chǎn)品的完成都需要進(jìn)行多次的實驗，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的加入，能夠節(jié)省成本，并使實驗的操作得到簡化。談到模擬試驗，不能不提到虛擬原型技術(shù)。隨著CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字原型已經(jīng)成為了實體模型通用的替代技術(shù)。但是CAD模型的建立過程非常數(shù)字化，模型的視覺效果也不夠理想，通過觀察CAD模型改進(jìn)外觀設(shè)計與總體布局則要求用戶有很高的專業(yè)度。虛擬原型技術(shù)則在CAD原型技術(shù)的基礎(chǔ)上增添了強大的可視化優(yōu)勢和交互探索的功能，使用者可以更大程度地對模型進(jìn)行觀察，并且可以直接操縱和修改，模擬實驗也變得簡易了很多。以汽車為例，出于安全的考慮，通常需要通過碰撞實驗來檢驗汽車的性能。CAD/CAE軟件模擬的汽車碰撞需要將汽車分解為有限單元，計算碰撞中各個單元的受力情況，計算量大，需要的時間周期很長。用虛擬環(huán)境來模擬碰撞，只需在風(fēng)洞中測定出空氣力學(xué)數(shù)據(jù)，模擬出碰撞環(huán)境，就可以投入車輛模型進(jìn)行試驗，大大節(jié)約了實驗成本，降低了實驗的物理門檻。

3.2 打破時間與空間的限制

設(shè)計師在設(shè)計中所受到空間與時間的制約大體可以分為兩方面——設(shè)計中所受到的制約與交流中所受到的制約。設(shè)計中，當(dāng)設(shè)計的是一件要經(jīng)受時間考驗或是隨時間變化會暗藏巧思的作品時，我們常常想要看到它在某個時間里的狀況。比如一個建筑，當(dāng)我們想要讓它和環(huán)境結(jié)合，隨四季變化展現(xiàn)出不同景色的時候，虛擬環(huán)境的模擬就很適合在此時得到應(yīng)用。而越野車一類會應(yīng)用在不同環(huán)境中的產(chǎn)品，可以進(jìn)行真實環(huán)境的測評，通過虛擬路面環(huán)境的模擬來檢驗性能，排除隱患，保證安全性。當(dāng)然，也可以在真實環(huán)境中對產(chǎn)品外觀進(jìn)行調(diào)整，使產(chǎn)品有更高的適配度，適應(yīng)復(fù)雜的市場環(huán)境。交流中，當(dāng)不同地域的設(shè)計師進(jìn)行交流時，也可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)的模擬將作品進(jìn)行生動直觀的呈現(xiàn)，打破地域的限制。虛擬原型存在在因特網(wǎng)中，具有漫游特性和實時交互特性。不同于實物模型在異地測評時存在地理限制 ，所有設(shè)計人員都可以實時對原型進(jìn)行評價。虛擬模型不僅可以實現(xiàn)多角度的觀察，還可以提取出每個相對獨立的組成部件（比如汽車的輪胎、車門等）進(jìn)行細(xì)節(jié)的觀察，并且結(jié)合其他工具可以對原型的各方面性能進(jìn)行模擬預(yù)測。通過虛擬技術(shù)，所有設(shè)計人員的修改意見都能在第一時間得到反饋，避免了龐大體系中信息流動的時間差，降低了信息傳遞的難度，縮短了進(jìn)行調(diào)整所需要的時間，優(yōu)化了設(shè)計流程。

3.3 貼近客戶

相對于其他的藝術(shù)設(shè)計，虛擬現(xiàn)實藝術(shù)設(shè)計可以說是在“真實”環(huán)境中完成的設(shè)計與規(guī)劃，因此，更能接近客戶的環(huán)境，理解客戶的訴求。在一個個模擬出的真實環(huán)境中進(jìn)行探索，用合理的方式改善人在這個環(huán)境中的體驗，更貼近設(shè)計師“將生活變得更加美好”的理想，也能更好地理解和實現(xiàn)客戶對于生活和娛樂的實際需求。隨著社會的發(fā)展，人們的心理訴求愈加多樣，消費動機愈加復(fù)雜，很多產(chǎn)品已經(jīng)不僅僅是起到功能性作用。設(shè)計也逐漸開始攜帶更多的人文關(guān)懷，虛擬現(xiàn)實對于現(xiàn)實環(huán)境的模擬正符合這一趨勢。另一方面，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)也可以應(yīng)用在產(chǎn)品展示當(dāng)中，讓客戶對產(chǎn)品有更加全面的認(rèn)知，讓設(shè)計師和客戶能有更加順暢的溝通。

4. 結(jié)語

十幾年前，在漫畫、小說和影視作品中，就出現(xiàn)過對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的想象。而如今，虛擬現(xiàn)實技術(shù)一步步開始完善，走進(jìn)人們的生活，曾經(jīng)的幻想逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實。但對大多數(shù)人而言，虛擬現(xiàn)實仍然是一個充滿科幻感的，“新”的概念。這種“新”一方面是因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)還沒有得到廣泛的應(yīng)用推廣，另一方面是它與以往出現(xiàn)的新技術(shù)有很大的不同——不同于很多新技術(shù)給人嚴(yán)謹(jǐn)晦澀、只屬于專業(yè)領(lǐng)域的感覺，它是感性的、充滿想象力的，對于非專業(yè)人士也會有廣泛的吸引力。在一些科技主題的影視作品中，常常會有主角進(jìn)入虛擬世界歷險的設(shè)定，體現(xiàn)出大眾對這一新技術(shù)在娛樂應(yīng)用方面的想象與向往。虛擬現(xiàn)實技術(shù)就像一個打開的潘多拉魔盒，吸引著各個領(lǐng)域的人對它的無限可能進(jìn)行暢想。而對于設(shè)計師——新技術(shù)的先行者而言，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)更是有著特別的意義。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的多感官、身臨其境性和簡潔的交互手段與藝術(shù)設(shè)計的結(jié)合，打破了現(xiàn)實中的諸多限制，讓設(shè)計師擁有了極高的創(chuàng)造性，為設(shè)計師的探索造就了一個自由的、“天人合一”的藝術(shù)氛圍，讓設(shè)計師保證產(chǎn)品性能的同時更有條件進(jìn)行更高層面的設(shè)計，提升產(chǎn)品的藝術(shù)內(nèi)涵。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的成熟與應(yīng)用，它對于藝術(shù)設(shè)計的許多領(lǐng)域都將起到革新的效果。

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