張琪妍，戴 莉，楊 巖

(黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院，哈爾濱 150025)

引言

隨著物質(zhì)基礎(chǔ)不斷發(fā)展，上層建筑不斷完善，人們對居住空間的室內(nèi)設(shè)計有了新追求，設(shè)計師面臨嚴峻挑戰(zhàn)的同時，也迎來無盡新機遇。傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計教學(xué)所涉及的原料設(shè)計、光影色彩、空間構(gòu)造、功能分區(qū)、交通流線、意識形態(tài)、工程學(xué)等元素需要構(gòu)造沉浸式與交互式教學(xué)空間。而受限于專業(yè)設(shè)備，學(xué)生難以通過單一的教學(xué)體系體悟復(fù)雜的構(gòu)造層面和工作原理，無法從實踐中獲得深層次多角度的現(xiàn)象知識，更無從實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)造的再轉(zhuǎn)換。為適應(yīng)社會發(fā)展和課程趨勢，黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院在室內(nèi)設(shè)計類課程教學(xué)引入AR智慧桌面，從而改善室內(nèi)設(shè)計類課程的限制禁錮性、孤立單一性、主觀片面性、復(fù)雜抽象性，增添沉浸性與交互性，滿足室內(nèi)空間硬性空間和軟性時間的需求。AR智慧桌面將極大地提升學(xué)生認知思辨能力，增強學(xué)生主觀能動性與探索積極性，為室內(nèi)設(shè)計形態(tài)的多元化、實用新型人才的培養(yǎng)、教學(xué)實踐體系的完善打下堅實基礎(chǔ)。以期為現(xiàn)代高職教育與新興科技創(chuàng)新融合探明方向，為現(xiàn)代高職教育的發(fā)展增添更多可能性。

一、傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計課程的問題

(一)室內(nèi)設(shè)計課程具有限制禁錮性，二維空間與三維空間難以轉(zhuǎn)化

時空的構(gòu)建對于室內(nèi)設(shè)計課程尤為重要，而傳統(tǒng)教學(xué)普遍采用平面圖形教學(xué)法，即遵循空間特性對既定二維平面圖構(gòu)建延展出立體空間模型，學(xué)生面對復(fù)雜多變的室內(nèi)空間，需要具有極高的建模能力和縝密的預(yù)設(shè)能力，對空間結(jié)構(gòu)具有完整的認識，從而將二維思維轉(zhuǎn)化為三維細節(jié)。學(xué)生如果無法將專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為實踐能力，就無法深入理解室內(nèi)空間構(gòu)造，即使是細微的錯誤，也將造成設(shè)計方案無法與實際施工相匹配，對設(shè)計整體產(chǎn)生負面影響，甚至無限擴大空間安全隱患。

(二)室內(nèi)設(shè)計課程具有孤立單一性，材料選用到實物具像之間會產(chǎn)生孤立感

室內(nèi)裝飾材料在空間整體裝飾中起著中流砥柱的作用，尤其是設(shè)計風(fēng)格的整體體現(xiàn)，更是室內(nèi)安全標準的核心成分。但傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計課程受教學(xué)經(jīng)濟限制，往往無法突出材料在室內(nèi)設(shè)計中的重要性，學(xué)生只能通過圖集或材料板來預(yù)測材料成型的整體效果，無法直觀體會實際效果，這導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容和實際使用無法匹配，從而出現(xiàn)重表面而無內(nèi)在、有形無意的現(xiàn)象，甚至為用戶的居住留下巨大的安全隱患。

(三)室內(nèi)設(shè)計課程具有主觀片面性，個人臆斷影響空間整體構(gòu)造

光影色彩是對空間構(gòu)造的映襯，是居住環(huán)境的點綴，是意識形態(tài)的外化，更是空間氛圍感強弱、界定感主次的判定。而在傳統(tǒng)室內(nèi)照明設(shè)計教學(xué)中，照明燈具、布置點位、環(huán)境色彩的欣賞學(xué)習(xí)僅靠文字、圖片、視頻等單一媒介，無法詳細具體地向?qū)W生傳述不同類型燈具展現(xiàn)的明度、亮度、照度、色溫等細節(jié)。學(xué)生只能通過平面化內(nèi)容繪圖將腦內(nèi)設(shè)想的照明所營造的空間環(huán)境及氛圍展現(xiàn)出來，無法很好地將直接照明、半直接照明、半間接照明、間接照明和漫射照明等進行空間照明布局，更無法滿足人們的視覺需求和營造合適的空間氛圍[1]。這不僅極大的影響了教學(xué)效果，還導(dǎo)致學(xué)生無從實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)造的再轉(zhuǎn)換。

(四)室內(nèi)設(shè)計課程具有復(fù)雜抽象性，隱患風(fēng)險影響整體教學(xué)

室內(nèi)設(shè)計課程涉及功能分區(qū)、交通流線、意識形態(tài)、工程學(xué)等元素，如何在有限的教學(xué)時間內(nèi)將教學(xué)內(nèi)容整合成學(xué)生易懂易用的教學(xué)內(nèi)容是極為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。而在傳統(tǒng)的室內(nèi)布局設(shè)計教學(xué)中，學(xué)生為1:1構(gòu)造復(fù)雜的室內(nèi)空間，多采用微型構(gòu)造法，而人眼無法保證室內(nèi)布置功能的合理性、交通流線的順暢性以及空間設(shè)施的安全。學(xué)生無法做到理論知識和實踐操作的相互融通，極易對專業(yè)產(chǎn)生畏懼厭學(xué)心理，為培養(yǎng)新時代懂理論、有技能、會操作的職業(yè)制造類學(xué)生埋下了隱患，嚴重影響了課堂品質(zhì)和課堂教學(xué)效果。

二、AR智慧桌面在室內(nèi)設(shè)計課程中的實際應(yīng)用

(一)AR智慧桌面的基礎(chǔ)介紹

AR智慧桌面是應(yīng)用AR技術(shù)實現(xiàn)交互性學(xué)習(xí)、展示和體驗的硬件設(shè)備，可以實現(xiàn)跟VR大屏、BIM交互屏、多通道投影以及BIMVR軟件等進行對接；可滿足用戶多人“交互性方案交流、復(fù)雜工藝技術(shù)交底、互動式方案匯報和情景化展示體驗”等場景。此外，AR智慧桌面還可以通過導(dǎo)入虛擬現(xiàn)實設(shè)計平臺VDP制作各專業(yè)的裝飾設(shè)計案例和BIMVR成果，以滿足“二維第一視角參觀，方案比選與調(diào)整，三維場景下沉浸性學(xué)習(xí)、真實性參觀和體驗”等需求，進而不斷提升整個項目的裝飾設(shè)計、工藝展示、效果表達和服務(wù)體驗等一系列的功能水平。

首先，AR智慧云桌面包括“AR交互系統(tǒng)、展示設(shè)備輸出接口、摩卡Marker、無線鼠標和鍵盤”，設(shè)計人員能夠在AR智慧云桌面軟件進行AR互動式體驗，無縫支持虛擬現(xiàn)實平臺設(shè)計軟件(VDP)設(shè)計的裝飾案例、BIM案例、裝配式案例等實體模型?？梢灾С謱?dǎo)入3DMAX、SKP、Revit、犀牛、草圖大師等軟件的模型，并且支持設(shè)計人員自主進行AR互動式設(shè)計和展示體驗。

其次、AR智慧云桌面系統(tǒng)可支持通過摩卡Marker進行方案鏡頭的切換和識別，全新一代AR智慧云桌面突破上一代產(chǎn)品48個摩卡Marker限制，可實現(xiàn)萬物AR轉(zhuǎn)換及互聯(lián)。

最后，AR智慧云桌面包含上屏和下屏兩部分，AR交互系統(tǒng)在介紹中稱為下屏，VR屏等展示設(shè)備統(tǒng)稱為上屏。上屏顯示同步交互的三維場景，下屏是二維平面，可識別摩卡Marker、接收摩卡Marker消息、顯示對應(yīng)界面、控制上屏三維場景元素及實時操作演示。

(二)AR智慧桌面平臺中的深化設(shè)計

AR智慧桌面可支持裝飾裝修，室內(nèi)設(shè)計類項目的自主化、定制化設(shè)計，可以將設(shè)計人員所建立的裝飾BIM模型一鍵導(dǎo)入，在AR智慧桌面平臺中進行深化設(shè)計，包含“二三維模型聯(lián)動、材質(zhì)方案替換、動畫交互、動態(tài)漫游”等應(yīng)用，進而提升整個項目案例整體的裝飾效果和交互體驗。

1.提升硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計的精準度

室內(nèi)空間的硬件結(jié)構(gòu)包括空間建構(gòu)、水排線、電排線、氣排線、地面鋪裝、天棚鋪裝、墻壁裝飾等內(nèi)容，這些內(nèi)容是室內(nèi)空間中最基本的元素，它們之間相互關(guān)聯(lián)，任何一個細節(jié)出現(xiàn)問題都將影響用戶居住品質(zhì)及體驗過程，為后續(xù)設(shè)計的開展帶來不便[2]。AR智慧桌面介入室內(nèi)設(shè)計課程的應(yīng)用研究，二三維模型聯(lián)動、材質(zhì)方案替換兩大功能可讓學(xué)生通過五感六觸全面學(xué)習(xí)接觸到實物，對室內(nèi)空間的硬件結(jié)構(gòu)有著深刻的認識，更加客觀全面的實現(xiàn)設(shè)計構(gòu)思，在設(shè)計項目中不斷學(xué)以致用、創(chuàng)新改革，從而使教學(xué)的理念、環(huán)境和條件得以更新完善。

例如：設(shè)計者在原始建筑空間內(nèi)增添墻壁、梁、柱、管道等要素時，無法精準衡量空間要素的承重關(guān)系，易出現(xiàn)空間面積浪費的現(xiàn)象。二三維模型聯(lián)動功能就可以為裝飾項目案例提供沉浸性、交互性、構(gòu)想性的感官體驗，通過AR臺下屏呈現(xiàn)裝飾項目的二維設(shè)計圖紙，上屏同步自動聯(lián)動裝飾案例的三維效果。利用交互式和多源信息融合的立體動態(tài)視覺場景和實體情形的系統(tǒng)仿真，進而增強整體裝飾項目的效果表達，形式新穎直觀、生動有趣。而材質(zhì)方案替換功能可為項目裝飾提供多樣性方案，可支持一種或者多種材質(zhì)方案的替換和更改，學(xué)生能夠?qū)⑶捌诒痴{(diào)資料通過數(shù)字參數(shù)模擬出空間結(jié)構(gòu)的承重能力及表現(xiàn)效果，學(xué)生在下屏修改相關(guān)材質(zhì)的方案類型，上屏就會同步更改，進而可實現(xiàn)多方案的一鍵切換。讓學(xué)生能夠及時按照實際情況調(diào)整設(shè)計內(nèi)容、根據(jù)實際需求進行相關(guān)構(gòu)件和材質(zhì)的替換，從而提高設(shè)計精準度、降低設(shè)計成本投入，及時控制風(fēng)險指數(shù)，為室內(nèi)設(shè)計增添了靈活性和體驗性，讓課程更有價值內(nèi)涵。

2.增強軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計的互動性

室內(nèi)空間中的軟裝結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及多個內(nèi)容，其包括色彩搭配、材料構(gòu)造、照明設(shè)計、裝飾陳設(shè)、家具形態(tài)等，良好、合理的軟裝結(jié)構(gòu)設(shè)計使得空間趣味十足，提高空間美感[3]。軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計是空間與人的情感紐帶，決定了室內(nèi)空間的整體效果。

動畫交互功能正是憑借虛擬加工技術(shù)、三維可視化技術(shù)、視覺感知力原理創(chuàng)建實景逼真的高效交互式學(xué)習(xí)平臺。學(xué)生通過AR智慧桌面對項目裝飾案例進行深化設(shè)計，AR智慧桌面又向?qū)W生展現(xiàn)直觀全面的整體工藝流程，讓學(xué)生將主觀能動意識代入自主設(shè)計，從而實現(xiàn)多種類型、多種方式的動畫制作與觸發(fā)交互。同時，學(xué)生在AR智慧桌面下屏場景中通過觸發(fā)命令，即可實現(xiàn)相關(guān)的動畫播放及互動操作，上屏聯(lián)動顯示文字、圖片、音頻、視頻等多元融合元素，進而可為項目的效果展示和方案表達增加加分項、提升方案的核心亮點，增強學(xué)生的技術(shù)實力。

動態(tài)漫游功能則增強了教學(xué)裝飾案例的展示和體驗，學(xué)生可以通過AR智慧桌面實現(xiàn)360度的場景漫游和VR沉浸式體驗。學(xué)生結(jié)合AR臺下屏在二維圖紙中操縱室內(nèi)設(shè)計要素，上屏就會實現(xiàn)整個裝飾案例的漫游和實景瀏覽。這種沉浸式體驗、互動性操作相互結(jié)合的學(xué)習(xí)形式減少了學(xué)生對空間材料、光影色彩、家居照明的認知誤差，實現(xiàn)從學(xué)生自身角度感知空間氛圍、增強沉浸式與交互式體驗的目的，以此調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達到學(xué)生能夠深入理解并掌握技能的教學(xué)效果。

(三)虛擬現(xiàn)實設(shè)計平臺VDP的實際應(yīng)用

1.整體介紹

虛擬現(xiàn)實設(shè)計平臺VDP是運用虛擬現(xiàn)實VR、增強現(xiàn)實AR等先進技術(shù)的沉浸感、互動感、真實感，結(jié)合相關(guān)的AR硬件設(shè)備與軟件平臺，重點圍繞“裝飾設(shè)計與制圖、識圖與表現(xiàn)、工藝構(gòu)造與節(jié)點、裝飾效果與表達”等方面進行相關(guān)的深化和設(shè)計；通過承接行業(yè)主流的裝飾BIM模型導(dǎo)入，進而實現(xiàn)交互式、沉浸式的VR感知和互動體驗；不斷提升整個項目裝飾設(shè)計的質(zhì)量和效果展現(xiàn)，彰顯教學(xué)的技術(shù)水平和實力。虛擬現(xiàn)實設(shè)計平臺VDP屬于設(shè)計端，可以完美支持常用的Unity、3Dmax、Revit、SKP等3D模型設(shè)計軟件，通過后臺生成AR、VR展示效果，對教學(xué)而言，學(xué)生可以通過AR進行戶型展示、比選、講解等操作，同時一鍵生成VR方案。沉浸式體驗真實的虛擬樣板間戶型，在加深對學(xué)生認知的同時提升教學(xué)實際影響。

2.適用范圍

虛擬設(shè)計平臺VDP是一款基于建筑裝修、設(shè)計等專業(yè)的設(shè)計、展示平臺。主要應(yīng)用于建筑裝修、設(shè)計類、規(guī)劃類、房地產(chǎn)、園林設(shè)計、裝飾裝修設(shè)計等專業(yè)領(lǐng)域，可以滿足教學(xué)人員在日常的裝飾設(shè)計方案必選、裝飾案例深化設(shè)計、裝飾效果展示與表達以及項目講解及銷售等全過程、全環(huán)節(jié)，進而可以增強教學(xué)相關(guān)的實際能力、技術(shù)實力和教學(xué)水準。

3.產(chǎn)品功能

VDP平臺軟件包括VDP虛擬設(shè)計平臺、BIMVR、BIMAR和VDP Cloud，其中，VDP虛擬設(shè)計平臺為制作軟件；GLAR、BIMVR、BIMAR為展示軟件，VDP主要用于PC端演示，GLAR主要用于IPAD端演示，BIMVR配合VR屏進行方案展示。

4.實際教學(xué)應(yīng)用

實驗教學(xué)是室內(nèi)設(shè)計類課程中必不可少的一部分，虛擬設(shè)計平臺VDP則進一步促進實驗教學(xué)的沉浸性。將教學(xué)系統(tǒng)融入到創(chuàng)設(shè)的實景還原的情境中，通過呈現(xiàn)的仿真數(shù)字圖像、環(huán)繞式立體聲音和感觸式的互動形式，增加學(xué)生的沉浸式學(xué)習(xí)體驗[4]。構(gòu)建虛擬現(xiàn)實工廠式實訓(xùn)課程，即建立產(chǎn)業(yè)級平臺，把機器設(shè)備、生產(chǎn)線、廠房、供貨商、產(chǎn)品等與顧客更密切地聯(lián)系并融入在一起，有效共享產(chǎn)業(yè)經(jīng)營中的所有生產(chǎn)要素資源?？梢允箤W(xué)習(xí)者以公司雇員的身份在虛擬現(xiàn)實的三維空間里完成工程項目模擬實施任務(wù)，讓學(xué)習(xí)者充分地深入到室內(nèi)工業(yè)設(shè)計公司的實際生產(chǎn)環(huán)境中，讓學(xué)生更直觀、生動和全面地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容、熟悉公司文化、熟悉建筑設(shè)計、施工、裝飾等過程、熟悉公司生產(chǎn)規(guī)模和工作特點，掌握生產(chǎn)工序安排，以達到企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

三、AR智慧桌面在室內(nèi)設(shè)計類課程教學(xué)應(yīng)用中的弊端

(一)受教群體對AR智慧桌面接納程度低

某種意義上，AR智慧桌面為實踐教學(xué)課堂帶來了虛擬和現(xiàn)實間的新關(guān)系，目前AR智慧桌面在科技實踐、企業(yè)項目、學(xué)校改革等眾多范疇中獲得了初步應(yīng)用，一定程度上完成了知識價值在實際操作中迅速精準的物質(zhì)變現(xiàn)。但AR智慧桌面在校企改革的實際操作中仍面臨巨大困難，存在以下問題：現(xiàn)有教師群體在高校課程改革創(chuàng)研中缺乏理論與實踐的互融互通，對AR智慧桌面的“沉浸性、交互性、構(gòu)想性”三大特點持有“不了解、難接受、無變通”的畏懼心理；同時現(xiàn)有學(xué)生群體短時間內(nèi)無法接受傳統(tǒng)職業(yè)課堂培訓(xùn)與研究方式的更新迭代，對“交互式多源信息融合的立體動態(tài)視覺場景和實體情形的系統(tǒng)仿真”這類數(shù)字化教學(xué)方法仍存在“難度大、耗時長、操作難”的抵觸情緒。但從長遠的可持續(xù)發(fā)展的角度來看，AR智慧桌面與室內(nèi)設(shè)計課程的融合對接，能夠給被教育群體提供沉浸式的教學(xué)體驗，能為一線教師提供數(shù)字化的教學(xué)方案，更能為校企的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)發(fā)展鋪設(shè)道路。其實質(zhì)上是中國現(xiàn)代教育的一大改革，具有重大的理論意義和應(yīng)用價值，在現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展革新等方面有著里程碑式的重大作用。學(xué)生、教師、學(xué)校、企業(yè)應(yīng)實現(xiàn)四位一體，全力促進AR智慧桌面這類科技應(yīng)用與現(xiàn)有系統(tǒng)的融合對接，以實現(xiàn)該領(lǐng)域教學(xué)的升級發(fā)展。

(二)AR智慧桌面體驗市場不足

AR科技帶來了虛擬和真實之間的新關(guān)系，目前AR科技在醫(yī)學(xué)、教學(xué)、軍工等眾多領(lǐng)域獲得應(yīng)用，一定程度上完成了行業(yè)交易信號迅速的、精準的傳播。雖然AR技術(shù)在高校課程改革建設(shè)中的應(yīng)用并未普及，但是VR技術(shù)在高校課程改革中確實有著里程碑式的重大作用。其本身需要完善的技術(shù)、完備的硬件、合格的操作人員，而如今的AR體驗受眾面窄，AR虛擬產(chǎn)品及衍生服務(wù)缺少實際市場?，F(xiàn)存成功的個體案例過少，高精尖的虛擬產(chǎn)品數(shù)量過少，用戶缺乏選擇比較感和實際體驗感。換言之，AR智慧桌面有著廣闊前景，但現(xiàn)存體驗市場較小，需要大量實踐，將設(shè)計理念落實，開拓新市場。

(三)缺少真正的虛擬體驗方案

昂貴煩瑣的虛擬現(xiàn)實裝備將體驗者與虛擬設(shè)計方案間的信息交流隔絕，目前的虛擬體驗方案未能給體驗者帶來沉浸式和交互式體驗，更無法為實際教學(xué)提供有效幫助。只有把AR智慧桌面和新時期的高職室內(nèi)設(shè)計學(xué)科相結(jié)合，通過研究制定AR智慧桌面精品課實踐工作計劃、工作思路和具體實施步驟，確保在豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容、提高學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，提升在線課程教育教學(xué)的質(zhì)量與效果。以便開發(fā)適合高職學(xué)生的AR智慧桌面精品課程，使學(xué)生在虛擬操作中提升專業(yè)技能。力求將創(chuàng)研結(jié)果與指導(dǎo)實踐教學(xué)相統(tǒng)一，從而不斷完善發(fā)展AR智慧桌面融入室內(nèi)設(shè)計的實踐性研究。

結(jié)語

AR、VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)對室內(nèi)設(shè)計課程有著深遠革新式影響，其改革了傳統(tǒng)教學(xué)體系，將新模式、新技術(shù)、新道路引入教學(xué)，改善了傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計固有的限制禁錮性、孤立單一性、主觀片面性、復(fù)雜抽象性，硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計的精準度，增強了軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計的互動性，促進了實驗教學(xué)的沉浸性。從而全面提升了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)、實踐知識、職業(yè)精神，產(chǎn)生了良好的產(chǎn)教價值，奠定了可持續(xù)、可發(fā)展、可共榮的理想目標。雖然目前AR、VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)仍處于初級階段，但只要廣大設(shè)計者抓住時代機遇，夯實自身設(shè)計能力和專業(yè)基礎(chǔ)，在自我提升的道路上不斷奮進。AR、VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)終將為現(xiàn)代職業(yè)教育開辟歷史新篇章。