環(huán)境設(shè)計教學中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用

張澤旭

哈爾濱學院，黑龍江 哈爾濱 150086

環(huán)境設(shè)計教學中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用

張澤旭

哈爾濱學院，黑龍江 哈爾濱 150086

簡要介紹了環(huán)境設(shè)計教學課程體系的設(shè)置，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)體系中存在的問題，出現(xiàn)與迅猛發(fā)展的社會需求脫節(jié)的現(xiàn)象；而虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR），以其優(yōu)越的特點和發(fā)展前景能與本專業(yè)融和，加以利用于各類教學課程中，以便適應社會發(fā)展的需求，對專業(yè)課程進行優(yōu)化與促進，具有重要的指導意義。以期為高校相關(guān)專業(yè)的教學研究與人才培養(yǎng)的實施有所借鑒。

環(huán)境設(shè)計；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；教學；應用

1 環(huán)境設(shè)計教學課程體系

近些年高校開設(shè)的環(huán)境設(shè)計專業(yè)學科，培養(yǎng)出大批設(shè)計人才，不斷地滿足了社會的需求。隨著建筑及房地產(chǎn)市場的迅猛發(fā)展，環(huán)境設(shè)計專業(yè)也成為藝術(shù)設(shè)計學科的重要組成部分，因此被大多高校所重視。

1.1 環(huán)境設(shè)計專業(yè)培養(yǎng)目標

環(huán)境設(shè)計是對于建筑室內(nèi)外的空間環(huán)境，通過藝術(shù)設(shè)計的方式進行設(shè)計和整合的一門實用藝術(shù)。本專業(yè)培養(yǎng)適應社會發(fā)展需要，掌握相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)理論、具備較強的學科領(lǐng)域基礎(chǔ)知識與專業(yè)技能，并具有創(chuàng)新能力的和設(shè)計實踐能力，在環(huán)境設(shè)計機構(gòu)從事公共建筑空間室內(nèi)設(shè)計、居住空間設(shè)計、社區(qū)環(huán)境景觀設(shè)計、廣場園林設(shè)計的高素質(zhì)設(shè)計應用型人才。

1.2 專業(yè)教學課程體系設(shè)置

本專業(yè)涉及的范圍較廣，囊括建筑基礎(chǔ)知識、建筑及室內(nèi)裝飾、各類室內(nèi)空間、園林藝術(shù)、材料學、心理學等多個領(lǐng)域。每所高校的專業(yè)教學的側(cè)重點都不同。

除公共文化基礎(chǔ)課程外，根據(jù)專業(yè)需要和特點設(shè)置了層層遞進的專業(yè)課程體系，專業(yè)基礎(chǔ)課程如設(shè)計素描、設(shè)計色彩、三大構(gòu)成等；專業(yè)理論課程如中外建筑史、建筑設(shè)計史、人體工程學、材料學、心理學等；專業(yè)設(shè)計課程如室內(nèi)空間設(shè)計、室內(nèi)設(shè)計原理、家具陳設(shè)設(shè)計、室內(nèi)物理環(huán)境設(shè)計、景觀設(shè)計等；專業(yè)實踐課程如建筑制圖、室內(nèi)外效果圖表現(xiàn)技法、建筑模型制作、裝飾材料與施工工藝、專業(yè)實習、藝術(shù)采風考察、畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)作等課程。通過這些課程設(shè)置培養(yǎng)從事各類規(guī)劃、設(shè)計院所、環(huán)境設(shè)計機構(gòu)的科研、教學、設(shè)計、生產(chǎn)及管理工作的多方面應用型人才。

1.3 環(huán)境設(shè)計教學課程體系現(xiàn)狀及存在的問題

從社會市場需求的角度上看，環(huán)境設(shè)計教學課程體系是與時俱進的，高校根據(jù)社會不同需求進行了調(diào)整，側(cè)重點當然也就不盡相同。專業(yè)課程體系涵蓋的四大類型，基本滿足專業(yè)人才的培養(yǎng)，但是具體課程的設(shè)置與課程內(nèi)容的教學安排卻顯得與市場需求有些脫軌，存在問題如：

（1）教育大觀念過時，課程的設(shè)置過于機械而不能根據(jù)專業(yè)特點需求靈活調(diào)整課程時間。

（2）專業(yè)基礎(chǔ)課程應與后期的本專業(yè)理論、設(shè)計等課程起到相輔助的作用，存在脫節(jié)現(xiàn)象。

（3）專業(yè)理論課程單純講述過于抽象與枯燥，沒能結(jié)合實際或現(xiàn)場進行講述分析。

（4）專業(yè)設(shè)計課程內(nèi)容安排不盡合理，許多學生畢業(yè)步入工作崗位，其設(shè)計思維表達不全面以至于最終設(shè)計效果不盡完美，亦不能從技能上迅速融入設(shè)計工作。

（5）專業(yè)實踐課程訓練方式不夠多元化，動腦、動口、動手的思考、觀察、講述表達欠缺訓練，缺乏與客戶溝通洽談的經(jīng)驗，導致設(shè)計不能達到客戶需求標準。而導致不能完全開發(fā)學生各方面綜合素質(zhì)。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，簡稱VR）是一種可以創(chuàng)建并體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真，使用戶沉浸到該環(huán)境中。

2.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點與發(fā)展前景

隨著計算機技術(shù)以及數(shù)字媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，VR技術(shù)正在不斷應用于各個領(lǐng)域，逐步改變?nèi)藗兊纳罘绞?。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能等方面。它是由計算機生成的實時動態(tài)的三維立體逼真圖像，在此基礎(chǔ)上使人對其進行感知，甚至感知除計算機圖形技術(shù)所生成的視覺感知外的聽覺、觸覺、力覺、運動等多感知。其特點多樣化，包括存在感，是用戶作為主角存在的模擬環(huán)境中的真實程度；交互性，是用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的信息；自主性，是虛擬環(huán)境中的物體依據(jù)現(xiàn)實世界進行自我主觀地安排和行為。這些特點使VR技術(shù)向多項領(lǐng)域延伸并輔助發(fā)展。

隨著計算機技術(shù)，特別是圖形顯示技術(shù)的快速發(fā)展，VR技術(shù)在近年來得到了很大發(fā)展。VR技術(shù)研究如分布式并行處理、輔助設(shè)備（觸覺反饋設(shè)備等）設(shè)計、應用研究等，從事虛擬世界的感知、虛擬環(huán)境的控制和顯示、VR在空間領(lǐng)域的應用、宇航員的訓練等。在國外VR已經(jīng)廣泛應用于教育，醫(yī)療，軍事，藝術(shù)設(shè)計等領(lǐng)域，具體的案例如谷歌眼鏡、飛行員仿真培訓系統(tǒng)以及虛擬國會圖書館等。VR技術(shù)深深地促進著文化的進步，并引領(lǐng)人們的生活方式。

2.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與環(huán)境設(shè)計

虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅僅是一個演示媒體，而且還是一個軟件設(shè)計工具。主要以視覺感官形式出現(xiàn)，把設(shè)計者的設(shè)計思想完整呈現(xiàn)出來。傳統(tǒng)的設(shè)計表達方法是，在工程項目裝修施工之前把預想的效果繪于圖紙之上，甚至要用材料按照比例制作一些立體的建筑及室內(nèi)家具模型，以期達到預想結(jié)果，展示給資助方或客戶，這樣既浪費時間又花去不少費用，若是不合客戶理想便白費周折。虛擬現(xiàn)實可以把這種構(gòu)思變成看得見的虛擬物體和環(huán)境，使以往傳統(tǒng)的設(shè)計模式提升到即看即所得的場景，大大提高了設(shè)計和規(guī)劃的質(zhì)量與效率。設(shè)計者可以按照自己的構(gòu)思去構(gòu)建并裝飾“虛擬”的空間，并可以任意變換自己在所設(shè)計空間中的位置與角度，既節(jié)約了時間，又節(jié)省了制作模型的費用，省時又省工，經(jīng)濟又環(huán)保。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境設(shè)計教學課程中的改革應用

3.1 專業(yè)基礎(chǔ)課程與專業(yè)設(shè)計課程的優(yōu)化利用

以往專業(yè)基礎(chǔ)課程與專業(yè)設(shè)計課程的課題訓練方式，大多以手繪的單一形式進行訓練，手繪操作訓練固然重要，但時間耗費過大，可訓練的內(nèi)容與數(shù)量過少。

專業(yè)基礎(chǔ)課程注重的是專業(yè)設(shè)計的認識、思維的開拓與審美的培養(yǎng)，在有限的時間內(nèi)，進行盡量多的課堂訓練與輔導是非常必要的。而專業(yè)設(shè)計課程注重的是設(shè)計思維的拓展與演示，展示完整思維的過程與結(jié)果，盡多地以量變?yōu)橘|(zhì)變是很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在這里，眼力與腦力是訓練的重點，要通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)手段達到這個要求就可行了，一方面降低耗時費力的手繪訓練數(shù)量，更多地加以VR技術(shù)來實現(xiàn)量變到質(zhì)變的訓練，則會達到預期目的。

3.2 專業(yè)實踐課程的結(jié)合促進

專業(yè)實踐課程的重點在于與市場的對接、社會的需求，公眾的訴求與個人的需要等。通過實驗與實踐訓練，在校期間以盡多的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，借助計算機硬件進行實踐操作，節(jié)省了時間與開支，在繪制錯誤的圖形圖紙上進行修改與重建，顯得十分便捷而高效。在社會期間利用VR技術(shù)進行實戰(zhàn)訓練，接談客戶并有效把設(shè)計思維結(jié)合VR技術(shù)的多種設(shè)計方案展示給客戶，讓其更多地自由、自主選擇需要的方案，則是成功的關(guān)鍵。這里主要訓練的是學生的口頭表達和手頭表現(xiàn)能力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過以上措施融入教學課程當中，有效地使學生全方位得到發(fā)展。

4 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)根據(jù)社會發(fā)展需要，與高校開設(shè)的環(huán)境設(shè)計課程相融合，利用其強大便捷的表現(xiàn)力作為設(shè)計工具，運用于大到建筑室內(nèi)外空間，小到家具設(shè)計配置、材質(zhì)選用等設(shè)計方案中去，仿真效果增強，方案效率加快，大大提高了教學效果與學習質(zhì)量。客戶認可度愈加提高，施工準確度更加精準，以便工期按期完成，節(jié)省不必要的開支與人力財力的浪費等，使公司與社會都得到良性進展。VR技術(shù)與環(huán)境設(shè)計教學的結(jié)合，使其健康、穩(wěn)步地發(fā)展，為各高校相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)的研究與實施都具有重要的指導意義。

[1] 趙筱斌. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)及應用研究——在建筑行業(yè)中的應用［M］.北京：中國水利水電出版社，2014.

張澤旭(1983-)，男，藝術(shù)學碩士，哈爾濱學院藝術(shù)與設(shè)計學院環(huán)境設(shè)計專業(yè)教師，講師。研究方向：環(huán)境設(shè)計方向研究與教學。

黑龍江省教育教學改革立項“基于校企合作的虛擬現(xiàn)實課程改革方法研究與實踐”（課題編號：JG2014011155）