史培行

摘 要：談到虛擬現(xiàn)實技術(shù)這一專業(yè)名詞，人們自然而然會聯(lián)想到的是好萊塢電影中強烈的視覺沖擊，但隨著科學技術(shù)的日益普及，各種高新技術(shù)離我們的生活越來越近，人們發(fā)現(xiàn)，原來在科技迅速發(fā)展的今天，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)以它獨有的魅力對我們的生活產(chǎn)生了或多或少的影響。虛擬現(xiàn)實技術(shù)以它跨時代的獨特魅力如今已經(jīng)深入到我們生活中的點點滴滴。而隨著這一技術(shù)的日益成熟，將這一技術(shù)引入到校園的環(huán)境設計教學中，能在很大程度上改善教學手段單一的現(xiàn)狀，具有不錯的應用價值。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù);環(huán)境設計教學;應用價值

中圖分類號：J904 文獻標識碼：A 文章編號：2096-5079 （2020） 02-00-02

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一項足以對傳統(tǒng)教育產(chǎn)生極大沖擊的新興產(chǎn)業(yè)，它可以讓課堂上的學生感受體驗式教育，尤其涉及到對現(xiàn)實生活中存在的事物的認知方面。由于時間和空間的限制，大部分課堂教育很難做到讓學生對課題有充分的認知。而當虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于教育時可以在很大程度上解決這一問題，虛擬植物園、虛擬博物館、虛擬動物園，可以讓學生無論在什么地點或是什么天氣條件下都可以得到更充足的教育。

一、環(huán)境設計專業(yè)教育與虛擬現(xiàn)實

環(huán)境設計專業(yè)要求學生富有想象力以及創(chuàng)造力，而這些都是需要大量參考實例才能獲得的，而書本知識能給學生帶來的感知非常片面，例如教學想向?qū)W生展示一件名貴的工藝品，無論描述的多么繪聲繪色，就算配上一兩張照片，也比不上讓學生親眼見一次，甚至可以摸一摸更有實感，這些書本學習做不到的東西。

（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于教育的概念闡述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于教育，就是用計算機生成一個仿真的虛擬教學環(huán)境，學員通過佩戴虛擬現(xiàn)實設備在生成的虛擬環(huán)境中獲取所需的知識，并實際的感知在虛擬環(huán)境中的人的心理關(guān)系，從而達到設計的真實反饋。

（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用于環(huán)境設計專業(yè)中的潛力

虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過這些年的實踐已經(jīng)被證明了它獨有的價值和意義，但因為這一技術(shù)在游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，讓很多人對這一技術(shù)產(chǎn)生了扭曲的認識，而環(huán)境設計實驗室的設計方案可以讓更多人了解到這一技術(shù)的優(yōu)點。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過計算機制造出一個高仿真的學習環(huán)境，學生在這個高仿真的環(huán)境里攝取所需的知識，會很容易被環(huán)境感染，受到來自儀器多方面感官的刺激，從而擺脫了書本的枯燥乏味，也就更容易掌握其中的知識，是一項非常有潛力可以發(fā)掘的研究項目。在國內(nèi)中國科技大學開發(fā)了中國第一個物理虛擬實驗平臺，增加了學生對于知識探索的熱情以及動力;北京航空航天大學通過自主研發(fā)開發(fā)了面積共計400平方米的北航模擬現(xiàn)實實驗室，可以從事可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、圖像信息處理等，用來培養(yǎng)這方面的相關(guān)人才。在國外休斯頓大學建立了虛擬物理實驗室，這個虛擬物理實驗室可以讓學生通過設備進行自己想做的各種物理學實驗，深化了學生對于這一門課程的了解;University of North Carolina 制作了一種可以讓學生靈活的操縱分子原子的化學模擬現(xiàn)實系統(tǒng)，按照學生的想法可以任意將其中的成分結(jié)合，以此在豐富了學生的課堂生活的同時，也激發(fā)出了學生無限的創(chuàng)造力。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境設計專業(yè)的運用

（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于環(huán)境設計專業(yè)的現(xiàn)實意義

學員在學習時，不管是學員本身還是外部因素是非常重要的，當各種各樣設計類知識只能用語言和圖片展示出來的時候，對學員不論是學習欲望還是學習效率都會產(chǎn)生一定的影響。而把這一技術(shù)應用于環(huán)境設計專業(yè)之中，通過仿真的環(huán)境生動再現(xiàn)出所學知識的內(nèi)容，更有利于學生參與其中，通過“實際體驗”而不是“圖片觀察”的方式，讓學生仿佛身臨其境一般。除此之外，學員還可以通過設備扮演其中角色的方法，使學員被賦予明確的角色，如正在規(guī)劃某景觀設計的設計師，可以讓學生提前感受未來希望擁有的工作氛圍，了解扮演角色需要具備的專業(yè)知識。這樣的學習體驗是傳統(tǒng)教育所不具備的，我認為比起書本教育，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于環(huán)境設計專業(yè)的可以使學生更好地了解所學知識，更具有現(xiàn)實意義。

（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境設計專業(yè)的運用

將這一技術(shù)運用到環(huán)境設計專業(yè)上，能為學生以多視角觀察地形、周邊環(huán)境等特征提供客觀有力的支持，并能讓參與設計的學生在多維信息的交互中搜尋創(chuàng)作靈感，增強對于感性以及理性的全方位認知，深化設計理念，對于教師的授課內(nèi)容了解的也能夠更加直觀。

三、教學空間的環(huán)境設計

針對環(huán)境設計實驗室使用者的需求進行設計改造，采用一般高校教室設計環(huán)境設計實驗室，供教師和學員使用。

（一）現(xiàn)狀問題提出及解決方案思路

虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于設計專業(yè)所面臨的問題主要分為兩點：首先這一技術(shù)應用于教育并非達到完美，在技術(shù)層面還需要更加完善，比如缺乏足夠的視覺以及觸覺回饋，甚至長期使用虛擬現(xiàn)實設備的話也會對身體造成影響。而且虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于教育行業(yè)門檻以及造價非常高，使得沒有經(jīng)過專業(yè)軟件設計培訓的教師很難像軟件開發(fā)公司一樣設計出需要的虛擬現(xiàn)實資源。其次關(guān)于認知的負荷。在虛擬現(xiàn)實制作出的仿真世界中具有豐富的功能，這在很大程度上會干擾學生對于所需信息的自主提取，所以沉浸性虛擬現(xiàn)實空間的環(huán)境構(gòu)造應根據(jù)認知的負荷來響應作出調(diào)整。我們可以通過以下兩點對上述問題進行詮釋：首先培養(yǎng)優(yōu)秀的教師團隊是重中之重，虛擬現(xiàn)實環(huán)境設計課程的教師需要具備根據(jù)課程內(nèi)容對課件做出修改課件的能力，避免學員出現(xiàn)認知負荷過大的情況;其次，避免學員使用虛擬現(xiàn)實設備的時間過長造成身體不適，在設計環(huán)境設計實驗室時將課件體驗以及操作實踐部分分開，在操作實踐部分時讓學員分組操作，避免了學員整堂課不間斷使用虛擬現(xiàn)實設備的情況。

采用11500×7100mm一般高校教室，通過規(guī)劃放入虛擬現(xiàn)實設備，設計出一個富有前衛(wèi)科技感的環(huán)境設計實驗室，讓學生感受虛擬現(xiàn)實技術(shù)帶給他們的獨特魅力。（如圖1，圖2）

（二）功能分區(qū)

因為整體采用一般高校教室，只需將需設備放入即可，所以在功能分區(qū)上偏簡潔，分為教學指導區(qū)、學習交流區(qū)以及學員實踐區(qū)，教室的中間留出足夠的空間供教師以及學員走動以及交流。上課前，教師在教學指導區(qū)完成虛擬現(xiàn)實課程軟件的調(diào)試以及改動，課上學員在學習交流區(qū)使用VR眼鏡體驗課件，當有需要進行操作實踐時學員分組在學員實踐區(qū)配合VR眼鏡操作電腦完成課堂任務。

（三）設計特色

一般認為，大規(guī)模的設計能夠幫助我們更好地把握空間，但真正能夠?qū)崿F(xiàn)這一情況，是只有在項目資金、人員以及時間都極度充裕的情況下。虛擬現(xiàn)實技術(shù)現(xiàn)技術(shù)階段很難通過虛擬現(xiàn)實館體驗館中那樣的大型設備對學生進行教學，所以這一個環(huán)境設計實驗室由VR眼鏡、投影儀以及教室兩頭的電腦組成，VR眼鏡小巧輕便，搭配講臺對面的學生用電腦中的虛擬現(xiàn)實軟件同樣可以進行沉浸式學習，給予了整個實驗室相對較高的靈活性，這樣的設計不僅避免了成本過高，使更多的高?？梢源罱▽儆谧约旱沫h(huán)境設計實驗室，同時也方便后期繼續(xù)引進虛擬現(xiàn)實技術(shù)的設備。同時選擇的椅子也與普通教室的座椅有一定區(qū)別，確保有一個較高的舒適度，讓學員沉浸在虛擬現(xiàn)實世界的時候不會對身體產(chǎn)生過大的負擔。（如圖3）

學員實踐區(qū)部分墻紙采用藍色，搭配地球板塊構(gòu)造的裝飾物，讓學員在操作完虛擬現(xiàn)實設備“穿越”過各個場景之后，回到教室抬頭看到的就是我們生活的地球，仿佛剛才真的走出了教室去到了課件中的場景一般。（如圖4）

四、結(jié)論

最常規(guī)的也是現(xiàn)如今最普遍的教學方法就是老師在講臺上講，學生坐在下面聽，最多也就是把課堂搬到了教室附近的室外，如果課題觸及名人佳作甚至名勝古跡，這樣的多元化課堂就顯得形同虛設。但有了環(huán)境設計實驗室就不同了：設計類學生可以在虛擬環(huán)境下，親身感受設計過程，暢游在知識的海洋，開拓眼界的同時儲備更多所需的知識，而這些改變正是使學生進一步拓寬眼界和學習空間的最好方法。不僅如此，與傳統(tǒng)授課相比最大的優(yōu)點是可以突破時間以及空間的限制，我們可以利用它去到歷史上古今中外的偉人身邊了解他們的點滴，觀察世界各地曾經(jīng)擁有以及現(xiàn)在擁有的偉大成就，比如文藝復興時期的建筑甚至是神秘莫測的瑪雅文明等等。我相信當學生以這種形式開始學習生活時，會對知識產(chǎn)生極大的熱情。

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