宗廣功 梅玲 滕奎
(作者單位:揚州大學(xué)美術(shù)與設(shè)計學(xué)院)
當(dāng)今社會的不斷發(fā)展,隨著多學(xué)科教學(xué)改革的逐步深入,環(huán)境設(shè)計專業(yè)也同樣進行不斷的革新,以滿足多元化人才培養(yǎng)的新需求。就目前而言,環(huán)境設(shè)計專業(yè)相關(guān)課程知識的傳授,多以傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)方式為主。課程理論教學(xué)與實踐教學(xué)相互分離,師生之間缺少互動,課堂學(xué)習(xí)氛圍不濃,學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏主觀能動性和參與度[1]。此外,課程教學(xué)方式不生動,教師授課多采用PPT 等單一方式進行課程內(nèi)容展現(xiàn),難以靈活生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,造成受教學(xué)生對較復(fù)雜的內(nèi)容一知半解,導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量不高,進而造成學(xué)生在實習(xí)和就業(yè)時無法達(dá)到工作崗位專業(yè)知識的需求。然而,互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的快速發(fā)展,為傳統(tǒng)教學(xué)模式的革新帶來契機。2017 年7 月,教育部正式發(fā)布了《教育部辦公廳關(guān)于2017-2020 年開展示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)的通知》,決定在高校實驗教學(xué)改革和實驗教學(xué)項目信息化建設(shè)的基礎(chǔ)上,在普通本科高等學(xué)校開展示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)工作[2]。虛擬仿真技術(shù)給予了學(xué)生實踐應(yīng)用、沉浸體驗的機會,基于仿真場景的案例分析、項目調(diào)研,采用虛擬仿真技術(shù)進行沉浸式交互設(shè)計、反饋與評價,解決了“做不到”“做不好”“做不了”“做不上”的問題,讓學(xué)生獲得更多實踐機會和自主驗證設(shè)計效果的機會,必將高效提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主實驗、自主驗證的積極性,進而有效提升其專業(yè)能力和項目實踐經(jīng)驗。使學(xué)生在未來的職場中有效把握先機,獲得自身競爭力的提升。以Mars 為代表的虛擬仿真技術(shù),包含模型導(dǎo)入、模型編輯、場景體驗過程,與市場中成熟的Sketchup、3DsMax、Maya、Revit 等三維軟件有極強的兼容性。軟件平臺操作和編輯界面為中文顯示,所有功能均為圖形化操作。在完成場景空間的三維建模并導(dǎo)入Mars 平臺后,可以對場景中模型的材質(zhì)、色彩、粗糙度等進行精細(xì)化調(diào)整,并可以對模型位置進行移動與旋轉(zhuǎn)。配合平臺中的天氣調(diào)節(jié)功能,能夠?qū)μ摂M場景的季節(jié)、天氣、光照強度進行自用切換,并支持項目所在地理位置信息光照的模擬功能。對于已構(gòu)建完成的虛擬場景,支持PC 端第一、三人稱視角的漫游,通過虛擬人物可以進行視角高度及行走速度的調(diào)控。配合虛擬仿真設(shè)備,能夠進一步增強虛擬場景的體驗感。該技術(shù)為室內(nèi)設(shè)計專業(yè)相關(guān)課程的改革帶來新思路,但如何將Mars虛擬仿真技術(shù)更好地融入到室內(nèi)設(shè)計相關(guān)課程環(huán)節(jié)的教學(xué)中,需要進行系統(tǒng)性地探索。
《室內(nèi)設(shè)計原理》課程是室內(nèi)設(shè)計專業(yè)的核心課程,其涉及到的教學(xué)內(nèi)容十分廣泛。以來增祥等[3]著的《室內(nèi)設(shè)計原理》教材為例,該課程涉及的知識點和內(nèi)容較多,覆蓋整個專業(yè)的方方面面,包括室內(nèi)家具與陳設(shè)、室內(nèi)色彩、設(shè)計風(fēng)格等。通過本課程的學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生熟練掌握室內(nèi)設(shè)計的基本知識、設(shè)計方法和表現(xiàn)技巧,培養(yǎng)學(xué)生因地制宜、系統(tǒng)全面地進行方案構(gòu)思的能力。通過熟悉并掌握不同空間的特點、技術(shù)要求和藝術(shù)處理手法,初步了解相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和指標(biāo),并通過設(shè)計課題鍛煉和考核其綜合設(shè)計和審美能力。然而,課程教師只在課堂授課環(huán)節(jié)對單一理論內(nèi)容的講述,略顯枯燥與乏味。通過結(jié)合Mars 虛擬仿真技術(shù),進行《室內(nèi)設(shè)計原理》課程教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新優(yōu)化,實現(xiàn)課程中室內(nèi)家具與陳設(shè)、室內(nèi)色彩與搭配、室內(nèi)采光與照明等理論模塊的及時呈現(xiàn),對活化授課形式,增強授課效果,具有極強的現(xiàn)實意義。
室內(nèi)家具與陳設(shè)課程即對室內(nèi)空間進行合理的布局,使家具陳設(shè)符合邏輯,充分利用室內(nèi)空間,增加室內(nèi)的美觀和視覺感受。室內(nèi)空間布局具有高度的復(fù)雜性,其包含功能分區(qū)、交通流線、人體工程學(xué)等多種內(nèi)容。如何在有限的教學(xué)時間中將這些教學(xué)內(nèi)容進行整合,并且讓學(xué)生能夠理解并且運用是教學(xué)環(huán)節(jié)中的一大難題[4]。通過圖片、視頻等方式了解室內(nèi)家具的陳設(shè),使學(xué)生無法直觀感受到其空間布設(shè)效果,且大多數(shù)教學(xué)內(nèi)容都需要與實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合,僅僅通過單一的理論講解,無法生動地理解。此外,學(xué)生對空間的尺寸、比例等方面缺乏明確的認(rèn)識,只能通過自身的估計進行感量,無法得到高度正確的認(rèn)知。采用Mars 軟件,能夠基于多種風(fēng)格體系的家具與陳設(shè)品模型素材庫,對室內(nèi)空間家具等陳設(shè)品進行自由選擇與擺放,模擬真實的室內(nèi)空間,使學(xué)生對室內(nèi)的尺寸比例與效果有更為精準(zhǔn)的感知。通過采用Mars 虛擬仿真技術(shù)進行實時觀察,使課堂效率和靈動性大大提升,進一步促進學(xué)生對課程內(nèi)容更為準(zhǔn)確和深入地了解。
在室內(nèi)設(shè)計色彩與搭配課程內(nèi)容中,根據(jù)不同的空間場所設(shè)計要求,對于色彩冷暖、輕重、強弱的搭配需求也各具差異。根據(jù)室內(nèi)裝飾裝修的理論,應(yīng)用于設(shè)計中的色彩屬性涉及到三種類型:色相屬性、純度屬性及明度屬性。室內(nèi)設(shè)計通常要考慮色彩屬性的合理搭配,這樣才能呈現(xiàn)出最好的效果[5]。合適的色彩搭配不僅可以美化室內(nèi)環(huán)境,還可以滿足人們的需求帶來良好的感受,而這幾個方面的知識內(nèi)容都比較抽象,僅僅是通過課堂理論的闡述很難達(dá)到活學(xué)活用的功效。通過Mars 軟件可以賦予各空間平、立面色彩變換的功能,比如通過Mars軟件展示不同的冷暖效果,不同色彩的冷暖搭配會影響到整個室內(nèi)環(huán)境的氛圍,及時感受到不同搭配的效果,獲得最優(yōu)的色彩搭配方案。
在室內(nèi)照明設(shè)計教學(xué)中,往往只能通過對照明燈具、顏色和形式進行講授或穿插一些照明視頻進行欣賞學(xué)習(xí),學(xué)生不能直觀感受不同類型的燈具表現(xiàn)的不同的明度、亮度、 照度、色溫等,不僅造成教學(xué)效果不佳,而且學(xué)生無法在教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上再進行創(chuàng)新創(chuàng)造。在這種情況下,學(xué)生們只能通過想象來感受到室內(nèi)的效果,僅僅停留在表層,沒有辦法完全的了解到燈光照明的表現(xiàn)形式,并且無法有效感知不同采光與照明設(shè)計方法所營造的良好氛圍。通過Mars 軟件模擬室內(nèi)場景和不同的光照效果讓學(xué)生們能夠第一時間感受到變化和最直觀地體驗。例如,通過將多種照明方式進行合理布局,使學(xué)生們準(zhǔn)確了解其中的主次關(guān)系,第二通過燈光的冷暖色調(diào)的對比,在合適的場景下選擇合適的燈光,使其與整個環(huán)境相融合,營造正確統(tǒng)一的良好氛圍,增強室內(nèi)的藝術(shù)感。
裝飾工程材料課程通過講授裝飾材料的選用原則、分類、品種、特性、規(guī)格、性能和適用范圍等理論知識,運用多媒體、裝飾材料市場考察和相關(guān)的教學(xué)視頻等教學(xué)手段,強化學(xué)生對常用裝飾材料各方面知識的理解和掌握。教師通過布置一定量的課堂繪圖練習(xí),使學(xué)生熟悉常用裝飾材料在室內(nèi)設(shè)計項目中的運用方法,在掌握常用建筑裝飾材料的名稱、規(guī)格、基本特性、性能指標(biāo)和適用范圍的基礎(chǔ)上,熟練運用CAD 軟件和常用建筑裝飾材料,對建筑室內(nèi)空間的墻面、地面和頂面等建筑部位進行具有一定藝術(shù)感的設(shè)計。但是,在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中往往出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和實際使用效果不匹配的現(xiàn)象,學(xué)生無法通過圖集或材料樣板來體驗材料成型后的整體效果。裝飾材料在教學(xué)的過程中往往會出現(xiàn)孤立感,學(xué)生無法直觀體會其效果,總會忽略材料在室內(nèi)設(shè)計中的重要性,出現(xiàn)重表面而輕內(nèi)在的現(xiàn)象,這極易為用戶的居住留下巨大的安全隱患[3]。此外,如果授課教師僅僅在課堂上使用語言和簡單的PPT 進行展示,學(xué)生理解起來相對比較困難。
隨著工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展,各種新型材料層出不窮,涉及類別巨大。但是,教材中的建筑裝飾材料往往無法及時更新,只有一些傳統(tǒng)的裝飾材料,遠(yuǎn)遠(yuǎn)到不到全面的裝飾材料認(rèn)知學(xué)習(xí),因此易導(dǎo)致學(xué)生接觸到的裝飾材料有所局限,并限制個人設(shè)計思維的活躍性。學(xué)生接觸的裝飾材料品種單一,對不同視覺美感、風(fēng)格流派的新型材料了解更少,對行業(yè)市場狀況認(rèn)知基本處于茫然的狀態(tài)[6]。通過Mars 軟件建立裝飾材料材質(zhì)庫,進行多層級劃分的同時,賦予各種材料具體的數(shù)字參數(shù),能夠有效改善裝飾材料涉及種類繁雜的局面,優(yōu)化難以對裝飾材料進行直觀認(rèn)知的不足。此外,對于各種裝飾材料可以在基于空間模型直接附于材質(zhì),應(yīng)用于模型場景中,更為直觀地認(rèn)知裝飾材料的表面效果。例如,對一個室內(nèi)空間來說,地面裝飾材料和頂棚裝飾材料存在很大區(qū)別,通過Mars 軟件按類別建立材質(zhì)庫,賦予不同材質(zhì)明確的特征信息,進行及時渲染呈現(xiàn)的同時,還能給基于虛擬仿真場景進行快速檢索,及時分辨出多種裝飾材料的區(qū)別。
對裝飾材料表面色彩與肌理的認(rèn)知非常重要。在設(shè)計過程中,色彩的搭配是否符合環(huán)境所需,每一種裝飾材料的不同色彩特點,都是在裝飾裝修過程中必須考慮的因素,適宜的色彩搭配可以使人心情愉悅,營造良好的環(huán)境氛圍,可以使整個空間設(shè)計風(fēng)格也一致。針對合適的色彩搭配我們需要選用合適的裝飾材料,使裝飾材料的色彩相配。通過Mars 軟件展現(xiàn)不同裝飾材料的效果和是否符合其空間環(huán)境氛圍,辨別裝飾材料的色彩搭配是否滿足美觀性需求。
在室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中,裝飾施工構(gòu)造課程也是必不可少的一門課程。該課程通過講授裝飾構(gòu)造的設(shè)計原則、組成形式、裝飾施工的分類、施工工藝、驗收標(biāo)準(zhǔn)和中小型裝飾工程項目管理的基本方法等理論知識,運用多種教學(xué)手段,強化學(xué)生對常用裝飾構(gòu)造、施工工藝等各方面知識的理解和掌握。教師布置一定量的構(gòu)造大樣圖的繪圖練習(xí),使學(xué)生掌握一定的施工構(gòu)造知識,明確不同的構(gòu)造部位如何施工,進一步促進學(xué)生繪制施工圖的能力提升。但是,就目前而言,由于裝飾構(gòu)造涉及節(jié)點類型眾多,并且教學(xué)方法較為傳統(tǒng),只是一味地灌輸理論知識,難以結(jié)合實際工程項目進行準(zhǔn)確認(rèn)知,無法使學(xué)生真正深入地掌握該門課程的核心內(nèi)容。因此在工程設(shè)計實踐中問題頻出,學(xué)生無法正確地將二維平面圖轉(zhuǎn)化為三維立體空間圖,造成室內(nèi)空間安全隱患,或出現(xiàn)設(shè)計方案無法和實際施工相匹配,整體偏差較大的局面。為打破該項痛點,通過實際工程項目考察,教師結(jié)合施工現(xiàn)場進行講解,能夠大大提高課程知識的理解程度,學(xué)生的認(rèn)知也會更加清晰,對畢業(yè)后的實習(xí)和工作產(chǎn)生巨大幫助。但是,這種方式雖最為簡單直接,但是因為涉及出行成本、與施工方的交涉、安全問題等等而欠缺較高的可行性。通過Mars 虛擬仿真技術(shù)建立多種裝飾工程構(gòu)造節(jié)點模型,結(jié)合虛擬空間效果,采用多步驟交互的形式,能夠從多角度、多方位的認(rèn)知裝飾施工構(gòu)造知識理論。
裝飾施工課程是裝飾施工構(gòu)造課程重要的組成部分,主要目的是讓學(xué)生了解施工相關(guān)的理論知識,掌握施工的工序,明確施工技術(shù)操作辦法,從而能夠更好地應(yīng)用于實踐,裝飾施工工序課程對理論性和實踐性的要求都非常高。目前,室內(nèi)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生多為年輕群體,加之相關(guān)專業(yè)學(xué)生自身的理工知識相對缺乏,對工程實踐的知識又知之甚少[7],因為此課程教學(xué)過程中涉及到各分部分項工程,都具備各自的流程。如果單純通過板書或多媒體講述的方式進行教學(xué),沒有實踐工程經(jīng)驗的學(xué)生很難理解。通過引入Mars 虛擬仿真技術(shù),實現(xiàn)學(xué)生對各項工序及相關(guān)結(jié)構(gòu)、最終效果進行直接觀看,便于讓學(xué)生對此課程有較為清晰地理解。以墻面乳膠漆的施工工序為例,從初步放線找平,到檢查原墻面基層質(zhì)量,并經(jīng)過墻面質(zhì)量修復(fù),進一步進行石膏粉找平、貼高紡布、批刮三層膩子粉,最后完成乳膠漆表面噴涂[7]。在施工過程中,需要對墻面相關(guān)質(zhì)量問題進行格外關(guān)注。我們可以通過虛擬仿真技術(shù)模擬真實場景并進行交互,查看每一道工序的具體細(xì)節(jié)與標(biāo)準(zhǔn),能夠使學(xué)生對相關(guān)理論知識實現(xiàn)更為充分地掌握。
裝飾節(jié)點構(gòu)造課程是一門以實踐為最終目的的課程,建筑裝飾構(gòu)造知識是室內(nèi)設(shè)計專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和步入施工工作的必備條件,它主要闡述室內(nèi)建筑裝飾各部位的裝飾構(gòu)造要求,介紹各部位構(gòu)造施工的方法,以及如何施工的合理性,還要訓(xùn)練學(xué)生掌握繪制各部位的結(jié)構(gòu)施工圖的技能[7],其重要性不言而喻。但在教學(xué)過程中,問題普遍存在,學(xué)生對枯燥乏味的理論知識缺乏興致,并且無法進行現(xiàn)場考察,很難知道相關(guān)構(gòu)造的具體做法和標(biāo)準(zhǔn)。對課程的了解程度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。但是,通過Mars 虛擬仿真技術(shù)進行可以基于材料、尺寸、工序、標(biāo)準(zhǔn)進行交互式建模,解決學(xué)生無法進行工程現(xiàn)場考察的不足,增強了課堂內(nèi)容的可視化和真實性。該方式有益于學(xué)生深入了解這門課程的內(nèi)容,使課程教學(xué)更具質(zhì)量和效率。
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,促進了虛擬仿真技術(shù)的進步,有效地解決了傳統(tǒng)模式教學(xué)下環(huán)境設(shè)計課程教學(xué)不靈活,不能及時呈現(xiàn)課堂內(nèi)容的不足。虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展給當(dāng)前的教學(xué)模式改革帶來了契機,大大提升了課堂教學(xué)的效率和質(zhì)量,有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。但是,在社會的不斷推動下,技術(shù)不斷發(fā)展,虛擬仿真技術(shù)也需隨之不斷地優(yōu)化,還需要進行進一步的系統(tǒng)研究,使環(huán)境設(shè)計專業(yè)相關(guān)課程教學(xué)環(huán)節(jié)日趨完善。