胡小玲　譚永平

【摘 要】本文闡述虛擬現(xiàn)實技術應用于建筑裝飾設計實踐教學的優(yōu)勢，針對虛擬技術在裝飾設計實踐教學中應用面臨的問題，提出解決策略：完善軟硬件設施，構建虛擬實訓室;構建實踐教學平臺，建設優(yōu)質教學資源庫;制作實際項目，提升操作實踐技能。

【關鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術 建筑裝飾設計 實踐教學 應用

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）43-0187-04

建筑裝飾設計是建筑裝飾工程技術專業(yè)的核心課程，其主要肩負著培養(yǎng)“善原理、能設計、懂施工”的建筑裝飾工程技術專業(yè)人才。但是，目前該課程普遍存在實訓設備與教學資源匱乏、教學內容與實際崗位工作需求對接不夠、教學方法手段滯后等問題，學生不能較快勝任職業(yè)崗位技能發(fā)展的需要。近年來，虛擬現(xiàn)實技術在建筑家裝與工裝設計行業(yè)逐漸得到應用，促進了各門課程更好地開展理論教學與實踐教學。因此，可將虛擬現(xiàn)實技術應用在建筑裝飾設計的實踐教學中，以解決以上的問題。

一、虛擬現(xiàn)實技術的概念與特征

虛擬現(xiàn)實技術，是綜合利用計算機圖形圖像系統(tǒng)和各種現(xiàn)實及控制等接口設備，在計算機上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術。虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)的載體是虛擬現(xiàn)實仿真平臺，這是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)技術，它利用計算機生成模擬環(huán)境，利用多源信息融合的交互式三維動態(tài)視覺效果和實體定位的系統(tǒng)仿真，使用戶沉浸其中。虛擬現(xiàn)實技術很好地將虛擬現(xiàn)實貫穿于現(xiàn)實之中，用戶在這樣的環(huán)境中產(chǎn)生真實的感官體驗，從而感受真實空間的環(huán)境及布局。

虛擬現(xiàn)實技術具有沉浸性、交互性、構想性的特征。這些特征使得裝飾設計優(yōu)于傳統(tǒng)展示設計。沉浸性，即用戶能夠進入虛擬的環(huán)境中就像進入真實的場景中。因為虛擬現(xiàn)實技術所構建的場景來源于真實世界的數(shù)字模型，虛擬的場景逼真地反映真實世界的一事一物。交互性，即用戶能夠在虛擬的環(huán)境中觸碰物體，并得到物體的反饋，可以對場景中的物體進行實時的移動、旋轉、替換，甚至可以看到視頻的播放，聽到其聲音。構想性，即虛擬的空間是利用計算機生成的，可以是真實的空間，也可以是構想出來的而現(xiàn)實中不存在的空間。這就給設計產(chǎn)生許多種可能性，任由用戶大膽設想。

二、虛擬現(xiàn)實技術應用于建筑裝飾設計實踐教學的優(yōu)勢

在建筑裝飾與展示設計中，用戶通過沉浸于虛擬的場景中，觸動場景的物體位置、顏色變化、構造形狀變化、視頻音頻等，感受視覺、觸覺、聽覺帶來的變化，從而使方案產(chǎn)生可視、可變、可操作的功能。根據(jù)虛擬現(xiàn)實的特性，將其應用于建筑裝飾設計實踐教學中，對學生專業(yè)知識及技能的培養(yǎng)具有高效的優(yōu)勢。

（一）突破傳統(tǒng)的教學模式，以項目引領，及時檢驗方案設計的合理性。建筑裝飾設計課程主要是讓學生掌握建筑裝飾構思創(chuàng)作及設計表達能力。通過引入虛擬現(xiàn)實技術，可以充分利用VR技術的可視化、可沉浸、可漫游的特點，使設計變得形象生動，提高學習興趣。將三維建模導入VR系統(tǒng)對學生設計方案進行逼真的三維場景再現(xiàn)，讓學生身臨其境體驗空間，組織界面設計、空間光環(huán)境設計、空間色彩設計、家具與陳設、室內綠化是否合理，最終對方案進行優(yōu)化。

（二）營造可視化可體驗空間，拓寬學生的創(chuàng)作思維。在傳統(tǒng)的教學中，要想讓學生得到真實的環(huán)境反饋，往往需要外出參觀樣板間來感受空間設計的變化。虛擬現(xiàn)實技術，為學生創(chuàng)作了一個類似逼真的樣板空間，學生可以無限次在虛擬的空間中進行漫游，甚至通過交互調整空間的色彩，構造光影的變化。學生不需要外出參觀，在實驗室就可以體驗空間設計。虛擬現(xiàn)實技術營造了一個可視的可體驗的空間，通過學習，學生可以自由構建不同的空間場景，從而拓寬學生的創(chuàng)作思維。

（三）營造豐富的信息化環(huán)境，讓學生主動學習。學生通過虛擬現(xiàn)實技術展示空間方案設計，在作品展示過程中，通過人機交互，讓空間設計更具信息化。學生通過漫游于空間中，向大家展示空間的一事一物，在可視可漫游的空間中，實現(xiàn)現(xiàn)代教學與數(shù)字化教學手段的有效組合。通過虛擬現(xiàn)實技術，極大地激發(fā)學生的學習積極性，達到“做、學、教”一體化的教學效果。

（四）與時代發(fā)展接軌，促進學生就業(yè)。隨著人們對認知及感知的高質量追求，虛擬現(xiàn)實技術在室內外方案設計展示中也得到了很大的認可。目前，行業(yè)中有相當部分的公司研究將虛擬現(xiàn)實技術作為展示方案設計的重要手段，很大一部分公司缺少掌握虛擬現(xiàn)實技術的人才。而職業(yè)院校作為輸送人才的高校，務必要將職業(yè)教育與當前社會人才需求緊密銜接起來。只有真正掌握技術，才能在社會用人大軍中凸顯自己。因此，把虛擬現(xiàn)實技術融入裝飾設計中，是與時代發(fā)展接軌最好的體現(xiàn)，也是促進學生就業(yè)的有效途徑。

三、虛擬技術在裝飾設計實踐教學中應用面臨的問題

首先，目前我國虛擬現(xiàn)實技術應用依然處于起步階段，大部分的高職院校在教學過程中所需要的硬件及軟件設施不夠完善。盡管虛擬現(xiàn)實技術在各個行業(yè)領域中已經(jīng)得到廣泛應用，但在高校課堂教學中并未廣泛引入，因此這方面的教學資源存在嚴重匱乏，導致虛擬現(xiàn)實技術在課程教學與實訓中較難推廣。

其次，建筑裝飾設計課程教學知識以理論為主，著重研究建筑裝飾設計的空間、界面、光影、色彩、陳設等設計要素的組合關系，研究各類建筑裝飾設計的基本原則和方法。將課程的理論知識結合虛擬現(xiàn)實技術有效傳授給學生，在有限的時間與空間內讓學生盡快了解虛擬現(xiàn)實技術的作用，并融入課程教學中難度較大。

最后，由于虛擬現(xiàn)實技術最初是針對游戲愛好者開發(fā)，大多數(shù)的資料是針對游戲的設計與制作，而在建筑設計實際案例的應用較少。盡管有部分的虛擬技術能夠做到讓用戶進入虛擬的場景中，但是針對實時性、交互性的三維室內外仿真系統(tǒng)研究較少。目前常見的虛擬技術只能展示虛擬方案設計，盡管能做到沉浸式的體驗整體方案布局與設計，但不能做到裝飾物品的交換及場景物體的選取，更不能隨意按需進行裝飾元素的搭配或者變換場景方案。由此，對初學者應用虛擬技術進行項目制作有一定的難度。

四、解決策略

（一）完善軟硬件設施，構建虛擬實訓室。要提升學生對虛擬現(xiàn)實技術的認識及掌握，學校必須擁有完善的實訓設備。根據(jù)對建筑裝飾工程技術專業(yè)崗位群執(zhí)業(yè)能力及行業(yè)對虛擬技能人才需求的分析，應增設“裝飾VR技術應用”課程?；趪覍χ攸c學科實訓室建設的重視，構建BIM VR及裝飾VR實訓室。為構建虛擬現(xiàn)實技術實訓室，新增一批虛擬仿真終端實訓設備。軟件方面，主要引進3D Unity軟件，其為一款目前在中國盛行的三維交互軟件。通過3D Unity軟件，學生能夠完善室內虛擬環(huán)境的構建，即構建一個真實數(shù)據(jù)下的三維場景，在全景顯示方式下進行預先場景的狀況顯示，通過虛擬引擎中內置的渲染、畫面細節(jié)處理、優(yōu)化的實時顯示效果，包括虛擬的子模型、光影環(huán)境的構建、材質貼圖的顯示等，進行室內環(huán)境設計及虛擬漫游設置。

虛擬現(xiàn)實技術最突出的功能是可以創(chuàng)建基于真實場景的相同的實訓空間，教師可以引導學生進行實訓實習操作。通過虛擬現(xiàn)實技術構建與真實實驗場景完全一致的虛擬實驗環(huán)境，給學生提供綠色、可靠、安全、經(jīng)濟的實驗項目，讓學生在虛擬環(huán)境中開展實驗，達到崗位職業(yè)能力要求的教學效果。完善的軟件、硬件設施及豐富的虛擬實訓場景，構建融“做、學、教”為一體的教學模式，可大大滿足教師與學生對虛擬技術的要求。

（二）構建實踐教學平臺，建設優(yōu)質教學資源庫。圍繞建筑裝飾設計專業(yè)虛擬技術創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標，為了滿足學生學習及教師在教學上的資源需求，以校企合作為橋梁，以學校仿真實驗教學中心、學校數(shù)字化網(wǎng)絡教學平臺為依托，以“建筑裝飾工程”緊缺學科、高層次人才培養(yǎng)體系、實踐實訓基地為支撐，充分利用計算機及互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，將真實空間與虛擬空間有機結合，將理論課程與實踐教學相結合，將學校與企業(yè)結合，將教學與科研結合，構建多目標、多模塊、相互促進的，融“產(chǎn)、學、研”一體的富有特色的教學平臺（見圖1）。

依托教學平臺，構建建筑裝飾設計專業(yè)課程優(yōu)質教學資源庫。利用資源庫提供給學生豐富的學習資料，拓展學習空間，培養(yǎng)學生自主學習、協(xié)作學習、探究學習的能力;從教師教學的角度，通過資源庫可以進行課程開發(fā)和課程教學。資源庫模塊包括課程理論學習模塊、實訓操作模塊、軟件操作模塊、在線測試模塊、課后反思模塊、作品展示模塊、案例欣賞模塊、知識拓展模塊，等等。其中，在理論教學的基礎上，結合實訓操作，以虛擬案例為導向，引入企業(yè)具有代表性的綜合實例作為實踐教學案例;通過虛擬三維仿真系統(tǒng)進行實踐模擬，既解決了理論抽象難理解的困難，更解決了實際工程離校距離遠、實訓空間有限、不能反復操作、工地參觀安全隱患多等缺陷。通過虛擬場景的項目實訓，做到“基礎與專業(yè)一體，理論與實踐一體，設計與工程一體”，最終讓學生完成學習內容，達到學習目標（見圖2）。

此外，綜合實訓采用虛擬軟件展開，實際的作用是與社會需求相吻合，與企業(yè)崗位需求同步，確保學生能夠利用虛擬軟件進行項目設計與制作。通過最終的方案展示檢驗學生掌握的知識是否符合行業(yè)標準，工作能力是否能達到崗位的需求?；谡n程的課時限定，虛擬教學軟件的學習可利用網(wǎng)絡教學平臺，采用線上線下混合教學模式，通過教師引導、學生團隊協(xié)助或自主探究展開學習。虛擬三維軟件模塊化教學視頻包括模型處理模塊、材質與燈光模塊、交互設置模塊、發(fā)布效果模塊等（見圖3），在創(chuàng)建的虛擬場景中進行燈光設置、材質交互、構件切換、視頻播放、文字表達等。通過明確學習目標，根據(jù)任務說明與任務分析，進行任務實施，最后通過綜合訓練，完成實際項目制作。

（三）制作實際項目，提升操作實踐技能。將虛擬現(xiàn)實技術引入建筑裝飾設計實踐教學中，讓學生可視、可沉浸式地體驗設計方案，提高其職業(yè)技能。前期利用虛擬項目案例完成理論知識的講解，后期采用綜合訓練來提升。實訓過程圍繞以下步驟進行：明確任務—方案初步設計—方案深化設計—方案完善設計—成果展示和VR體驗—多元評價。每一環(huán)節(jié)緊緊相扣，最終達到教學目的。

1.實訓目的。通過真實空間項目實訓的方式，鞏固裝飾設計課程專業(yè)知識及實操動手能力，培養(yǎng)學生獨立思考能力、創(chuàng)新思維能力、團隊合作能力，最終能夠利用三維虛擬軟件完成方案設計。

2.實訓內容。根據(jù)提供的戶型，利用3dsmax軟件創(chuàng)建模型，將模型導入虛擬現(xiàn)實設計平臺進行燈光、材質等設計，進行三維交互設計及效果優(yōu)化，完成方案;最后進行方案展示，小組講演。

3.實訓過程。具體如下：

（1）方案初步設計。教師以實際項目為教學任務，學生以2～3人為小組互相探討，主要通過空間布局、功能分區(qū)、家具放置等方面探討，引導學生進行方案設計。小組成員首先對方案進行探討，初步設計，并繪制CAD方案布置圖。通過方案的構思、多方案的設計對比，深入學習建筑設計的空間構思及各個功能組織。

（2）方案深化設計。有了方案的初步構思后，各小組對方案進行深化設計，通過構思空間立面設計，逐步掌握空間設計的平面、立面、剖面的相互關系。通過建立三維模型，在三維空間中展示地面、墻面、頂面及細部構造，將空間環(huán)境設計、家具陳設、室內綠化貫穿于室內方案模型中。由于考慮多方案展示過程，小組成員需要擬定幾套不同的方案，如墻體的更換、風格的切換、家具的選擇、色彩的搭配、光的配色及亮度對比等。構思不同的方案，并在建模中考慮如何通過交互帶來不同的視覺效果。

（3）方案完善設計。教師引導學生通過將三維模型導入虛擬現(xiàn)實平臺中，調整空間整體效果，掌握色彩、燈光、材質在空間中的作用及運用技巧。通過VR系統(tǒng)的交互功能，改變方案設計，如添加可替換的部品、添加物體擺放點、定義活動范圍、定義開關燈、替換材質、播放視頻、定義拾取、定義移動路線，等等。在虛擬的室內場景中，利用交互技術，對色彩、材質、造型、空間尺度、光、音等進行交互，學生通過感受色彩搭配對室內氣氛的營造，感受家具尺度空間關系，感受燈光強弱對環(huán)境的影響，實時調整方案，從而完善方案設計。

（4）方案展示和VR體驗。各小組將完成的方案設計，通過VR平臺展示出來。此間，小組成員應用電腦等硬件設備，佩戴VR眼鏡，帶著師生走進場景。通過VR手柄切換場景中的物品，如改變家具的位置，切換家具的樣式，開關燈并改變燈光顏色，改變墻紙，將地面瓷磚改為木地板，展現(xiàn)場景中構件、家具價格及材料信息。將復雜部位的施工構造通過添加圖片、視頻演示，詳細介紹工藝。團隊負責人詳細介紹方案設計的思路，通過交互的方式切換多種方案，并說明改變設計的意義。通過方案展示及VR可視化體驗，學生能夠沉浸于各種不同的方案設計中，讓方案設計更立體、更形象、更直觀。通過作品的匯報，學生提高解說作品的能力，從而提高職業(yè)素養(yǎng)，提前適應工作崗位。

（5）多元評價。在展示過程中，學生進行自評及小組互評，教師也加入評價的行列中。此外，教師邀請校外（下轉第192頁）（上接第189頁）專家參評，讓企業(yè)的知名設計師參與學生的作品評比。通過多方評價，最終選出最佳的方案設計，并評出“最佳方案”“設計能手”“最具潛力選手”。通過多元評價，學生、教師、企業(yè)專家共同參與，即做到公平公正，激發(fā)學生學習積極性;特別是通過校外評價，讓企業(yè)參與，將職業(yè)資格標準融入課程考核中，學生既可以得到企業(yè)的建議及意見，企業(yè)也可以實時了解學生學習的情況，為學生就業(yè)拓展道路，有助于學生與企業(yè)的相互深入了解，搭建企業(yè)與學生就業(yè)的橋梁。

虛擬現(xiàn)實技術改變了傳統(tǒng)二維圖示展示的局限性，通過虛擬技術創(chuàng)建的實訓教學改變了傳統(tǒng)實訓室“難操作”“不可循環(huán)利用”“投資成本高”等缺陷。在虛擬仿真空間中，學生在可視、可沉浸、可交互、可漫游的空間中進行多方案的展示，讓設計變得直觀，極大地調動了學生的學習積極性?；谔摂M現(xiàn)實技術在裝飾設計實踐教學的改革，將課程內容與行業(yè)背景相融合，將操作技能與職業(yè)崗位要求相銜接，將考核方式與職業(yè)崗位考核相吻合，滿足了行業(yè)對技術型人才的需求，滿足了企業(yè)對崗位人才的需求，提高了學校人才培養(yǎng)的質量。

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【作者簡介】胡小玲（1984— ），女，廣西平南人，廣西電力職業(yè)技術學院副教授，研究方向：建筑裝飾設計和高職教育教學研究;譚永平（1959— ），男，廣西樂業(yè)人，廣西電力職業(yè)技術學院教務科研處，教授，研究方向：高校教學科研管理及人文素質教育。

（責編 王 一）