陳哲

摘要：由于擁有良好的沉浸性與交互性體驗(yàn)，VR技術(shù)逐漸被各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，其中在設(shè)計(jì)行業(yè)多應(yīng)用于后期的方案展示。本文通過(guò)梳理現(xiàn)有VR技術(shù)，探討VR技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中應(yīng)用的技術(shù)流程，通過(guò)甘泉愛(ài)情博物館實(shí)踐設(shè)計(jì)嘗試在設(shè)計(jì)流程中進(jìn)行結(jié)合運(yùn)用，以期為環(huán)境設(shè)計(jì)方法提供一種新的操作流程與思路。

關(guān)鍵詞：VR虛擬技術(shù);環(huán)境設(shè)計(jì);技術(shù)應(yīng)用

VR技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的簡(jiǎn)稱，是以沉浸性、交互性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。通過(guò)計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，模擬人的感官功能，創(chuàng)造交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的仿真系統(tǒng)。本文通過(guò)梳理現(xiàn)有VR技術(shù)，提出VR技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)流程中的運(yùn)用方式。

1.VR技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)流程中的運(yùn)用

1.1場(chǎng)地信息獲取與VR模式觀察

VR全景照片是實(shí)際項(xiàng)目中最實(shí)用的功能，全景資料的獲取可以由全景相機(jī)在地面進(jìn)行拍攝，或是由無(wú)人機(jī)進(jìn)行全景航拍。依靠獲取的VR全景照片，設(shè)計(jì)師能夠在電腦、手機(jī)移動(dòng)端、VR頭戴設(shè)備等平臺(tái)進(jìn)行觀察使用。其中電腦平臺(tái)因其設(shè)備限制，難以給人帶來(lái)沉浸感，而后兩者的顯示方式沉浸感較好，能夠讓設(shè)計(jì)師對(duì)設(shè)計(jì)場(chǎng)地有較為準(zhǔn)確的空間把控而不是根據(jù)圖紙尺度進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性評(píng)判。

對(duì)場(chǎng)地現(xiàn)狀進(jìn)行掃描從而建立三維場(chǎng)地模型，再通過(guò)VR技術(shù)在場(chǎng)景中進(jìn)行漫游是一種更加擬真的場(chǎng)地現(xiàn)況展示方式。在場(chǎng)地模型生成階段常用的是基于傾斜攝影測(cè)繪的三維合成技術(shù)，一般使用的軟件如：ContextCapture、PhotoScan等。在建立完成現(xiàn)有場(chǎng)地模型后可以通過(guò)Mars、Unity3D等軟件轉(zhuǎn)換成VR設(shè)備支持的格式進(jìn)行沉浸式觀察。但較第一種操作模式而言，傾斜攝影測(cè)繪技術(shù)建立模型的操作流程對(duì)設(shè)備、時(shí)間、技術(shù)的要求更高，在實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)用中一般由手工沙盤模型代替，所以實(shí)際運(yùn)用較少。

1.2方案草圖繪制

傳統(tǒng)環(huán)境設(shè)計(jì)在草圖階段主要依靠手繪草圖、制作手工模型或電腦草圖進(jìn)行空間形態(tài)推敲，但以上這些工作手法都還存在一大缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)師始終憑借自己的經(jīng)驗(yàn)與想象去模擬建筑的最終形態(tài)，在這模擬過(guò)程中可能產(chǎn)生對(duì)空間體驗(yàn)上的偏差，這也是新手設(shè)計(jì)師在創(chuàng)作過(guò)程中常出現(xiàn)的問(wèn)題。而借助VR技術(shù)的沉浸性特征，設(shè)計(jì)師能夠在草圖階段就能進(jìn)行真實(shí)比例下的建筑空間體驗(yàn)，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。

Tilt Brushs和Google block是同為google公司開(kāi)發(fā)的VR創(chuàng)作應(yīng)用，其中Tilt Brushs強(qiáng)調(diào)手繪創(chuàng)作，但與依附于紙面之上的二維草圖繪制不同，在VR頭戴顯示器的輔助下創(chuàng)作者可以在空間中描繪任意形狀。在建筑設(shè)計(jì)草圖階段，設(shè)計(jì)師能夠憑借Tilt Brushs快速手繪出建筑的三維體量。與前者類似，Google block也是一款草圖階段的VR設(shè)計(jì)軟件，但不同的是它能夠搭建Low-Poly模型，設(shè)計(jì)師可以將它導(dǎo)出為OBJ文件在常規(guī)三維軟件中進(jìn)行再次創(chuàng)作。

1.3方案表達(dá)編輯及展示

由于技術(shù)條件以及實(shí)際設(shè)計(jì)需求的限制，在VR模式中對(duì)設(shè)計(jì)方案的精細(xì)化加工的必要性還需論證。目前并沒(méi)有針對(duì)環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)化、精細(xì)化建模的VR應(yīng)用軟件。現(xiàn)有應(yīng)用主要集中在中后期模型調(diào)整與表達(dá)，以宋曉宇教授開(kāi)發(fā)的Mars應(yīng)用為例，在VR編輯模式下，Mars內(nèi)置的VR動(dòng)態(tài)配景庫(kù)提供可交互的植物、燈光、人物、動(dòng)物、材質(zhì)，并且集成化的參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，讓各項(xiàng)參數(shù)均可進(jìn)行簡(jiǎn)便的可視化調(diào)整以便為后期效果表達(dá)做準(zhǔn)備。

運(yùn)用Unity3D引擎對(duì)方案后期表達(dá)是一種技術(shù)性要求更高的方法，相應(yīng)的，這種展示方式有更加強(qiáng)大的交互功能。設(shè)計(jì)師通過(guò)對(duì)項(xiàng)目場(chǎng)景進(jìn)行編程預(yù)設(shè)，用戶能夠與場(chǎng)景進(jìn)行互動(dòng)如：門、燈、電視的開(kāi)關(guān)、空間的移動(dòng)與轉(zhuǎn)換等。

較前兩種VR展示手段而言，VR全景效果圖展示對(duì)技術(shù)與設(shè)備要求都不高，制作也相對(duì)快速，所以能夠在匯報(bào)中被廣泛運(yùn)用。設(shè)計(jì)師通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行全景渲染再輔助以手機(jī)、VR頭顯設(shè)備，客戶能夠隨時(shí)隨地體驗(yàn)項(xiàng)目建成后的空間。

1.4 小結(jié)

目前VR技術(shù)應(yīng)用種類繁多，為設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)體驗(yàn)與方案展示方式提供了更多的選擇，但也有部分應(yīng)用的使用因技術(shù)要求過(guò)高、時(shí)間投入過(guò)大限制了其使用面，所以VR技術(shù)如何輔助環(huán)境設(shè)計(jì)進(jìn)行需要新的思路去挖掘設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)需求，從而開(kāi)發(fā)更加專業(yè)化的應(yīng)用方案。

2.甘泉愛(ài)情博物館設(shè)計(jì)中VR技術(shù)運(yùn)用

本次設(shè)計(jì)使用Unity3D將設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)換成可供HTC Vive等主流頭戴顯示器瀏覽的模式，在實(shí)際操作過(guò)程中總結(jié)出以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：

2.13D模型的導(dǎo)入

Unity3D支持多種3D模型格式，如常用的3Dmax的.maxl格式或Sketchuo的.skp格式等，一般都轉(zhuǎn)換成fbx格式以保證兼容性，但要注意的是，Unity3D對(duì)多面數(shù)模型優(yōu)化較差，復(fù)雜場(chǎng)景模型或植物模型都需要進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。這樣會(huì)影響樹(shù)的真實(shí)感，看上去也不夠自然。在室內(nèi)設(shè)計(jì)中也涉及很多精細(xì)部件的模型問(wèn)題，比如造型復(fù)雜的水晶燈，目前也是使用貼圖來(lái)代替，同樣會(huì)降低出圖的質(zhì)量。

2.2 VR視角的控制

由于現(xiàn)有VR設(shè)備技術(shù)限制，用戶在頭戴顯示器的狀態(tài)下只能進(jìn)行小范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，這并不能滿足大空間VR展示的需求。目前設(shè)計(jì)師采用預(yù)定路線移動(dòng)或使用手柄控制空間跳躍等手法去彌補(bǔ)這一缺陷。而預(yù)定路線移動(dòng)的展示方式類似于在現(xiàn)有場(chǎng)景漫游視頻的基礎(chǔ)上加上自由轉(zhuǎn)動(dòng)視角的功能，并在一定程度上提供與場(chǎng)景進(jìn)行交互的功能。相比空間跳躍的視角移動(dòng)手法，預(yù)定路線移動(dòng)自由度較低，但具有較強(qiáng)的線性敘事的能力，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)場(chǎng)景以單線性、多分支線性等故事敘事手法給用戶展示設(shè)計(jì)空間。

甘泉愛(ài)情博物館的空間布局是以“相遇-相識(shí)-相知-相戀-相守”五個(gè)以愛(ài)情過(guò)程為節(jié)點(diǎn)作為展館參觀流線，依據(jù)這一空間特點(diǎn)，在本次VR展示中筆者采用以預(yù)設(shè)流線為主的視角移動(dòng)方式，其中加入了部分互動(dòng)元素以增強(qiáng)觀察者的沉浸感，如代入場(chǎng)景的方式以由“車中視角-下車視角-建筑的外觀展示-引入室內(nèi)”四個(gè)步驟將觀察者視角逐步引入設(shè)計(jì)空間，另外展廳內(nèi)的燈光、音樂(lè)以及部分視頻播放屏通過(guò)程序設(shè)置能夠通過(guò)按鈕控制其開(kāi)關(guān)等。

3.總結(jié)

VR技術(shù)給環(huán)境設(shè)計(jì)帶來(lái)多種操作模式的選擇，其中在設(shè)計(jì)前期融入VR技術(shù)雖有嘗試，但對(duì)環(huán)境設(shè)計(jì)而言優(yōu)勢(shì)與需求并不明顯，我們還需在等待技術(shù)成熟的同時(shí)不斷探索其應(yīng)用可能性。相比較而言VR技術(shù)在方案展示應(yīng)用上大有前景，我們可以深度發(fā)掘其方案展示形式，脫離目前效果圖這單一表達(dá)手段，跨界探索不同藝術(shù)形式在方案展示中的運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳圓圓，陳忠萍.基于VR技術(shù)的景觀設(shè)計(jì)應(yīng)用研究[J].綠色科技，2018，01：95-96.

[2]王鵬.三維虛擬VR技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2018，4112：168-171.

[3]魏媛媛.室內(nèi)設(shè)計(jì)中數(shù)字虛擬技術(shù)的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2017，06：217-218.

[4]閆婧. 基于沉浸式VR技術(shù)的室內(nèi)空間情感化設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)研究[D].湖南工業(yè)大學(xué)，2017.