李嬌嬌

摘 要：近年來，隨著民眾日常生活水平及科技水平的不斷提升，人類對(duì)于居住環(huán)境的要求也變得愈來愈高，不少家庭對(duì)家裝設(shè)計(jì)服務(wù)水平也提出更高期待。然而傳統(tǒng)的家裝設(shè)計(jì)公司在提供家裝設(shè)計(jì)服務(wù)時(shí)，一般會(huì)收取高額的設(shè)計(jì)費(fèi)用，消費(fèi)者也只能通過圖片視頻等方式體驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。在這樣的背景下，如何實(shí)現(xiàn)家裝設(shè)計(jì)需求滿足與降低成本之間的雙贏，是一個(gè)值得思考的問題。本平臺(tái)主采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過加強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析和家裝體驗(yàn)的深度融合，實(shí)現(xiàn)了體驗(yàn)用戶與家裝設(shè)計(jì)的虛擬交互與沉浸式體驗(yàn)，在提升使用感受效果的同時(shí)減少了客戶的決策成本與裝修成本。通過對(duì)家庭裝飾體驗(yàn)平臺(tái)做總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，引入基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的可視化建模實(shí)驗(yàn)室，對(duì)家庭裝修成果的存儲(chǔ)方式進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與體驗(yàn)的結(jié)合。

關(guān)鍵詞：VR虛擬現(xiàn)實(shí)、室內(nèi)設(shè)計(jì)、交互、沉浸式體驗(yàn)

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的定義及分類

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality，簡(jiǎn)稱為VR），顧名思義，是將虛擬與真實(shí)的相互融合。從理論層面上來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是一個(gè)能夠產(chǎn)生并感受虛擬世界的電腦模擬系統(tǒng)，他使用電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)生了一個(gè)模擬環(huán)境，令使用者直接沉浸在該自然環(huán)境中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過整合實(shí)際生活中的數(shù)據(jù)，并使用電子計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的電子信息，使之和各種輸出設(shè)備融合，并使之形成能夠被人類直接感知到的實(shí)際現(xiàn)象。而這種實(shí)際現(xiàn)象既可能是實(shí)際中真切的物體，也可能是人們?nèi)庋鬯床灰姷奈镔|(zhì)，運(yùn)用三維仿真高新技術(shù)展示給大眾。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的家裝設(shè)計(jì)的關(guān)系

最初，家裝設(shè)計(jì)僅僅局限于用戶的起居需求，大致根據(jù)用戶自己的規(guī)劃和想象來完成施工。設(shè)計(jì)師的出現(xiàn)使家裝不再限于基本需求，更多的是個(gè)性化布置和設(shè)計(jì)。不過，因?yàn)槟承┈F(xiàn)實(shí)的因素，客戶與家裝設(shè)計(jì)師之間對(duì)設(shè)計(jì)方案和最后的呈現(xiàn)效果往往有著很大區(qū)別，對(duì)裝飾后的家裝環(huán)境的沉浸感也較弱，因此常常會(huì)產(chǎn)生施工完成后實(shí)景效果與心理預(yù)想的巨大差距。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的仿真環(huán)境可以用視覺形態(tài)表達(dá)設(shè)計(jì)者的創(chuàng)作理念，而在家裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最初階段，設(shè)計(jì)者首先需要對(duì)原始的室內(nèi)外建筑物結(jié)構(gòu)、形狀等做出全面的設(shè)想。而為了可以完整呈現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)效果并實(shí)現(xiàn)出來，就需要繪畫出大批的圖樣，而由于這種圖樣主要是給行內(nèi)人看的，客戶往往很難在圖樣上完全理解建筑設(shè)計(jì)的最后效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以將這種空間設(shè)計(jì)思路，轉(zhuǎn)變成可以看得見的虛擬環(huán)境與虛擬物件，從而徹底改變了原有的空間設(shè)計(jì)模型，將其提高到數(shù)字化的所見即所得的全新境地，從而使得家居裝飾空間的建筑設(shè)計(jì)與規(guī)劃在品質(zhì)和效果上，得以極大的提高。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在家裝設(shè)計(jì)方面有以下三點(diǎn)：

（一）全方位展示家裝設(shè)計(jì)理念。

在這個(gè)流程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用可以幫助克服傳統(tǒng)家裝工程設(shè)計(jì)中細(xì)節(jié)的缺陷，尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)科技高度真實(shí)的數(shù)字畫質(zhì)以及對(duì)光影效果的加工的完美程度，讓設(shè)計(jì)師的方案能夠直接真切的呈現(xiàn)在顧客眼前，對(duì)個(gè)性化家裝設(shè)計(jì)需求也能精準(zhǔn)的描述和溝通。

（二）降低設(shè)計(jì)成本。

從設(shè)計(jì)者與家居裝飾企業(yè)的視角出發(fā)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠提升設(shè)計(jì)者生產(chǎn)搭配裝飾方案設(shè)計(jì)的工作效率，減少客戶就裝飾設(shè)計(jì)方案的協(xié)調(diào)成本以及不可控的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)家居裝飾企業(yè)來說，能夠減少門店管理經(jīng)營(yíng)成本。

（三）交互能力強(qiáng)。

大部分顧客都對(duì)家的裝飾效果抱有著超前的追求心態(tài)，期望能夠及時(shí)見到在改造后的家裝環(huán)境中的立體實(shí)景效果，而并非單純的設(shè)計(jì)圖或者電腦繪制的效果圖。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可讓顧客在選擇或裝飾決策之前，戴上虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備就能夠真正的置身于家居裝飾設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)，自由游走查看所有裝飾方案，并按照自身的偏好挑選家居和軟裝，決定自己的家居裝飾設(shè)計(jì)風(fēng)格。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)體驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)過程

（一）系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

為增強(qiáng)用戶的視覺體驗(yàn)，本平臺(tái)利用三維軟件通過虛擬三維空間，將3D（three-dimensional）建模技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建三維家裝體驗(yàn)數(shù)據(jù)模型。主要包括了用戶層面、業(yè)務(wù)邏輯層面、數(shù)據(jù)層三層面，其中用戶層主要是管理員、平面設(shè)計(jì)者和使用者之間的三方互動(dòng)，主要模塊分為用戶管理模塊、模型創(chuàng)建模塊、平面設(shè)計(jì)模塊、虛擬交互模塊和全景展示模塊。

該平臺(tái)所采用的主要開發(fā)工具是Eclipse，依托SQL數(shù)據(jù)庫(kù)保存大量有效信息，選擇Java及Java3D等語言作為該體驗(yàn)平臺(tái)開發(fā)語言。最終建立三層B/S架構(gòu)的虛擬體驗(yàn)平臺(tái)，其總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

（二）系統(tǒng)詳細(xì)流程

該系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程包括家裝數(shù)據(jù)的采集和整合、模塊劃分、模型構(gòu)建、平臺(tái)展示四部分。其中，本文將重心放在基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的可視化模型構(gòu)建上。如圖2是整個(gè)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)流程。

1、數(shù)據(jù)的采集和整合

在數(shù)據(jù)收集方面，本體驗(yàn)平臺(tái)需要采集家裝用戶的體驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中主要涉及照片、音樂和視頻三種素材。本文將對(duì)系統(tǒng)中所需要的數(shù)據(jù)素材進(jìn)行加工，通過計(jì)算機(jī)獲取視覺、觸覺、聽覺等眾多感官感受，進(jìn)一步提升用戶體驗(yàn)感和滿意度。

圖片數(shù)據(jù)的采集主要可分為：系統(tǒng)整體背景圖、UI設(shè)計(jì)圖標(biāo)、裝修家具材質(zhì)以及其他家裝材料的圖片信息;音頻數(shù)據(jù)的采集主要包括：系統(tǒng)整體背景音樂以及其他特定場(chǎng)景的音樂信息。視頻數(shù)據(jù)主要為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)所需要的展示視頻，大致可分為VR體驗(yàn)?zāi)Ｊ?、普通高清模式以及畫中畫三種不同的體驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

2、模塊劃分

用戶管理模塊主要包括需求用戶的個(gè)人信息登錄注冊(cè)、需求信息以及各項(xiàng)體驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理;平臺(tái)設(shè)計(jì)師的個(gè)人信息登記注冊(cè)信息管理。

平臺(tái)設(shè)計(jì)模塊中，用戶通過注冊(cè)個(gè)人信息，填寫需求信息，平臺(tái)會(huì)生成相應(yīng)的需求訂單對(duì)接到符合條件的平臺(tái)設(shè)計(jì)師。平臺(tái)設(shè)計(jì)師接收到訂單，按照需求完成設(shè)計(jì)后，交付給虛擬體驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)設(shè)計(jì)模塊主要處理各種數(shù)據(jù)素材，實(shí)現(xiàn)家裝設(shè)計(jì)的全局展示。

虛擬交互模塊主要為需求用戶的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)和平臺(tái)設(shè)計(jì)師的虛擬交互和設(shè)計(jì)優(yōu)化。在該模塊中，平臺(tái)設(shè)計(jì)師會(huì)根據(jù)用戶體驗(yàn)情況及時(shí)修改設(shè)計(jì)，使其逐步滿足用戶的要求。

全景展示模塊中，最終的設(shè)計(jì)作品通過3D建模技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的相互結(jié)合，以虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的方式呈現(xiàn)給需求用戶。

3、可視化建模

該平臺(tái)的三維虛擬現(xiàn)實(shí)模型表達(dá)方法，主要融合了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的可視化技術(shù)，帶給用戶全身心投入的沉浸式體驗(yàn)，需求用戶以身臨其境的方式參與到家裝的設(shè)計(jì)與改良中，收集切實(shí)的體驗(yàn)數(shù)據(jù)和改良方向，達(dá)到最真實(shí)有效的設(shè)計(jì)效果。

在以往的二維可視化建模家裝設(shè)計(jì)中，僅僅通過一些簡(jiǎn)單的要素勾勒矢量圖形，比如點(diǎn)、線等。顯然，這些平面圖標(biāo)已經(jīng)不能滿足高還原度的三維立體設(shè)計(jì)。但在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和可視化技術(shù)不斷成熟的大背景下，即使簡(jiǎn)單的平面圖標(biāo)也可還原高真實(shí)度的幾何場(chǎng)景。

本文從用戶需求出發(fā)，將可視化建模分為室內(nèi)設(shè)計(jì)和室外設(shè)計(jì)兩種場(chǎng)景。利用CAD軟件對(duì)室內(nèi)和室外環(huán)境進(jìn)行建模，涉及到的三維模型大致有線框、平面和實(shí)體三種模型，采用多邊形網(wǎng)格的建模方法生成三維動(dòng)畫。

4、平臺(tái)展示

設(shè)計(jì)師將設(shè)計(jì)成果展示在家裝體驗(yàn)平臺(tái)，最終實(shí)現(xiàn)與需求用戶的虛擬交互。本系統(tǒng)的平臺(tái)展示開發(fā)流程主要依托數(shù)據(jù)層，以SQL數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，連接平臺(tái)設(shè)計(jì)模塊、全景展示模塊與虛擬交互模塊。

本系統(tǒng)的平臺(tái)與展示開發(fā)過程主要依托第三層的數(shù)據(jù)層，以SQL數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，連接平臺(tái)的設(shè)計(jì)模塊、顯示模塊和虛擬交互模塊。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)家裝體驗(yàn)平臺(tái)的現(xiàn)實(shí)和未來

現(xiàn)在，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到家裝或建筑設(shè)計(jì)方面的案例已經(jīng)非常多見。有VR體驗(yàn)科技農(nóng)場(chǎng)，也有基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的建筑空間設(shè)計(jì)、家居仿真模擬展示以及場(chǎng)景設(shè)計(jì)可視化建模等。

對(duì)于現(xiàn)代化的家裝設(shè)計(jì)行業(yè)來說，與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合擁有更加廣闊的設(shè)計(jì)前景。此外，隨著VR技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，3D立體建模會(huì)更加有助于需求用戶體驗(yàn)到更真實(shí)、更直觀的設(shè)計(jì)效果。用戶與設(shè)計(jì)師的交流會(huì)更加便捷，能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程，達(dá)到需求用戶滿意的效果。

五、結(jié)語

本文主要梳理了基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的家裝體驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)流程及總體框架，基本符合該虛擬體驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)初衷，具有一定的研究?jī)r(jià)值。

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