李佳文，黃振凱，黃 技

廣東海洋大學(xué)，廣東 湛江 524005

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，消費(fèi)者對游艇審美要求不斷提升，船東對游艇的設(shè)計(jì)要求也越來越高。在這種情況下，二維的CAD平面圖、彩色手繪等傳統(tǒng)展示方式雖然在一定程度上能夠表達(dá)游艇設(shè)計(jì)師的想法，但仍然很難直白地讓船東清楚游艇的整體效果，更難體會不同設(shè)計(jì)方案之間的優(yōu)劣。因而游艇設(shè)計(jì)需要一種更直觀、形象且符合現(xiàn)實(shí)的技術(shù)方法來呈現(xiàn)設(shè)計(jì)師的理念及滿足用戶真實(shí)體驗(yàn)需求的表達(dá)方式。

虛擬仿真技術(shù)又稱虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[1]，其自身獨(dú)有的沉浸感、互動感在設(shè)計(jì)中顯現(xiàn)了明顯的優(yōu)勢，它能使用戶如身臨其境般體驗(yàn)到游艇帶來的外觀線條美、造型美以及室內(nèi)的布局美。于是，游艇設(shè)計(jì)開始同信息技術(shù)緊密結(jié)合，在游艇設(shè)計(jì)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)是大勢所趨。

在2018年，教育部提出了新工科的教學(xué)改革戰(zhàn)略。在高等教育中，結(jié)合虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)已經(jīng)成為高等教育改革的熱點(diǎn)。教育者可以通過虛擬仿真技術(shù)來深化游艇設(shè)計(jì)，快速而真實(shí)地向用戶展現(xiàn)出所設(shè)計(jì)游艇的最終效果，實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革的實(shí)踐創(chuàng)新[2]。

1 虛擬仿真技術(shù)簡介

虛擬仿真技術(shù)主要包括動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實(shí)時三維圖像生成技術(shù)、三維視景立體顯示技術(shù)和傳感技術(shù)等[3]。通過計(jì)算來進(jìn)行構(gòu)建虛擬環(huán)境中各個物體之間的邏輯關(guān)系，再加上逼真的材質(zhì)，可以仿真出一個近乎真實(shí)的虛擬場景，讓使用者如同親臨其境。游艇建造也是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，從設(shè)計(jì)到建成之間橫跨多道工序，需要花費(fèi)大量的時間、金錢、人力和物力，如果從設(shè)計(jì)初期就出現(xiàn)原則性錯誤，后面再想修繕幾乎是癡人說夢。所以更應(yīng)該引入虛擬仿真技術(shù)，除了能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)師、船廠、船東三者間的有效溝通之外，還能成為檢驗(yàn)游艇品質(zhì)的一大關(guān)卡。虛擬仿真技術(shù)將會成為一個更為真實(shí)的展示媒介，將設(shè)計(jì)師說不清道不明的藝術(shù)構(gòu)思虛擬成看得見的虛擬仿真場景，讓船東更易判斷其是否符合心意并讓其更容易根據(jù)生活習(xí)慣和個人喜好向設(shè)計(jì)師表達(dá)自己的修改意見。因此，結(jié)合虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的游艇虛擬體驗(yàn)系統(tǒng)是一項(xiàng)推進(jìn)行業(yè)提效與改革的重要手段，它不僅能減少人力物力的消耗，同時還能有效提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)計(jì)效率與用戶滿意度，推進(jìn)游艇交易的順利進(jìn)行。

2 虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢

虛擬仿真技術(shù)為用戶群體所提供的虛擬三維空間具有沉浸感和交互性特點(diǎn)。沉浸感和交互性作為虛擬仿真技術(shù)的兩個主要特征，二者互為支撐、相互交織融合，共同為用戶群體提供一個身臨其境的虛擬空間體驗(yàn)[4]。

2.1 沉浸感

從心理學(xué)的角度來說，沉浸感的產(chǎn)生主要是由于人們?nèi)硇牡赝度朐谔摂M仿真技術(shù)創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中。虛擬仿真技術(shù)帶來的視覺沉浸感是通過虛擬仿真顯示器“虛擬仿真頭盔”來實(shí)現(xiàn)的。它首先將人對外界的視覺聽覺封閉起來，其次設(shè)置在頭盔上的“頭部跟蹤”儀器可以根據(jù)虛擬仿真技術(shù)用戶參與者在虛擬環(huán)境中的位置和視點(diǎn)來控制影像，從而引導(dǎo)虛擬仿真技術(shù)用戶參與者全方位感受虛擬場景，最終產(chǎn)生一種身在虛擬環(huán)境中的感覺[5]。

置身于游艇內(nèi)的真實(shí)感，便是虛擬仿真技術(shù)在游艇設(shè)計(jì)中應(yīng)用的體現(xiàn)。用戶會覺得自己成為虛擬環(huán)境的一部分，不再需要枯燥的平面圖和冗長的文字來介紹游艇的美，直接就站在現(xiàn)場，仔細(xì)觀察游艇的線條走向、分區(qū)布局和內(nèi)部裝飾等，讓用戶更清楚更全面地了解設(shè)計(jì)效果，這更有利于設(shè)計(jì)方案的敲定與推進(jìn)。

2.2 交互性

交互性是指虛擬仿真技術(shù)用戶參與者與虛擬場景中各種對象傳遞、交換信息的相互影響能力。交互性主要表現(xiàn)在虛擬仿真技術(shù)用戶對虛擬環(huán)境內(nèi)部的物體的交互性程度[6]。在游艇設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，受眾才是主導(dǎo)者。在游艇虛擬體驗(yàn)環(huán)境中，用戶不只是被動接受，而是能夠根據(jù)自身需求提出意見，進(jìn)行實(shí)時反饋。對于游艇設(shè)計(jì)行業(yè)而言，交互性具有非常高的價值和意義，有效提高了游艇用戶的體驗(yàn)。

交互性屬于虛擬仿真技術(shù)用戶體驗(yàn)的一個至關(guān)重要的構(gòu)成要素，交互性越強(qiáng)就越具有優(yōu)勢和吸引力。而在心理層面，交互性也被稱為“審美享受”，即用戶通過吸收游艇設(shè)計(jì)中的美學(xué)元素，從視覺、心理上獲得精神文化享受，如果消費(fèi)者能通過不同形式從游艇設(shè)計(jì)中理解并認(rèn)同設(shè)計(jì)師的藝術(shù)理念，內(nèi)心就會出現(xiàn)明顯的心理觸動，這通常就距離方案成功敲定不遠(yuǎn)了。

3 虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用價值

3.1 有利于多方互動溝通

虛擬仿真系統(tǒng)通過構(gòu)建一個沉浸式以及具備互動性的室內(nèi)空間，有利于加強(qiáng)各方的交流，推進(jìn)游艇設(shè)計(jì)、制造與銷售的進(jìn)一步發(fā)展。對設(shè)計(jì)師而言，借助虛擬仿真技術(shù)能有效傳達(dá)游艇創(chuàng)意理念以及形象地呈現(xiàn)游艇設(shè)計(jì)效果；對船東而言，可以借助虛擬仿真技術(shù)直觀地了解亟待施工的游艇，以便于提出對游艇的想法和要求；對公司而言，可以借助詳細(xì)的虛擬仿真模擬，提高游艇造價估算的精度；對管理部門而言，可以利用VR技術(shù)有效地避免不必要的糾紛。

此外，VR技術(shù)最大的優(yōu)勢在于它可以實(shí)現(xiàn)隱形知識的傳達(dá)。對于每一位游艇設(shè)計(jì)師而言，有些想法和創(chuàng)作的理念很難用語言去描述與書寫，僅僅使用語言和圖片是無法充分表達(dá)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念的。對于那些“只可意會，不可言傳”設(shè)計(jì)想法與設(shè)計(jì)理念則可以借助VR技術(shù)對實(shí)際的游艇環(huán)境做出模擬，讓船東自己去切身觀察與體驗(yàn)，從中體會到設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)想法。

3.2 有利于商業(yè)傳播及推廣

由虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的系統(tǒng)將會成為一個效果顯著的商業(yè)傳播渠道和方式。虛擬仿真技術(shù)將游艇簡化成一條條代碼，把數(shù)據(jù)傳至網(wǎng)上，則一艘真實(shí)的游艇將以360°全景的形式“復(fù)制”到線上，鮮活再現(xiàn)游艇那動感十足的形線、美輪美奐的外觀造型和絢麗多彩的內(nèi)部裝飾。只要服務(wù)器不關(guān)閉、只要空間和數(shù)據(jù)在，就可以無限期在線，供更多觀眾參觀、體驗(yàn)，大大提高游艇的品牌價值。

例如2020年的海之藍(lán)云端國際游艇展，展會就以“云端游艇展VR720°全景看艇，給你身臨其境的觀展體驗(yàn)”為主要賣點(diǎn)，讓每一位參觀者可以通過虛擬仿真技術(shù)切身感受游艇生活的魅力。即使參觀者不在展會現(xiàn)場，只要進(jìn)入展會設(shè)置的虛擬空間，也能身臨其境地感受游艇的樂趣。通過這些有效實(shí)踐，表明應(yīng)緊跟時代信息變化，正視虛擬仿真技術(shù)帶來的優(yōu)勢，創(chuàng)新已有的固定展示傳播模式。

3.3 有利于游艇設(shè)計(jì)教學(xué)模式創(chuàng)新

游艇設(shè)計(jì)學(xué)科是一門實(shí)踐性偏強(qiáng)的綜合學(xué)科，這就要求學(xué)生必須具備多領(lǐng)域多門類的設(shè)計(jì)知識，同時還擁有較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用能力。但是在教學(xué)實(shí)踐中，以理論傳授、原理驗(yàn)證為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)很難激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興致，學(xué)生參與度不高，更無法鍛煉其實(shí)踐應(yīng)用能力。

而VR技術(shù)，相比較傳統(tǒng)的教學(xué)方式，會使學(xué)生在學(xué)習(xí)中擁有更強(qiáng)的主動性。這種新型教學(xué)方式的優(yōu)勢來源于VR技術(shù)本身的沉浸感和交互性。在游艇設(shè)計(jì)教學(xué)中采用虛擬仿真技術(shù)，可以更好地還原出游艇設(shè)計(jì)實(shí)例場景，學(xué)生可以多次重復(fù)地進(jìn)行游艇設(shè)計(jì)模擬訓(xùn)練，從多角度審視自己的設(shè)計(jì)方案，而且容錯度極高，可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)過程中擁有更強(qiáng)的參與度，更好地沉浸在整個游艇設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過程中。通過虛擬仿真技術(shù)，即使學(xué)生在學(xué)習(xí)與實(shí)踐過程中順序顛倒、操作失誤，也可以復(fù)位如初節(jié)約成本。目前虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)成為一個用于補(bǔ)充常規(guī)授課內(nèi)容的理想工具，無論在國外還是在國內(nèi)，其在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用都取得了一定的成績。

隨著信息技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，傳統(tǒng)行業(yè)需不斷同高新技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，才能保持行業(yè)持續(xù)積極發(fā)展。虛擬仿真技術(shù)在游艇設(shè)計(jì)與教學(xué)的應(yīng)用中效果顯著，基于VR技術(shù)而構(gòu)建的游艇虛擬體驗(yàn)系統(tǒng)為虛擬仿真技術(shù)體驗(yàn)用戶提供了一種身臨其境的空間體驗(yàn)感，使體驗(yàn)者能夠全身心投入其中。虛擬仿真技術(shù)作為新型的演示媒介，不僅能有效促進(jìn)設(shè)計(jì)師、游艇公司與船東多方有效交流，更能為游艇品牌產(chǎn)品提供有力的傳播和推廣。與此同時，還能響應(yīng)教育部新學(xué)科教學(xué)改革戰(zhàn)略號召，結(jié)合教案方案的設(shè)計(jì)將游艇虛擬仿真系統(tǒng)應(yīng)用于游艇設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目中，顯著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，助力學(xué)院教學(xué)工作效果的提升。