基于VR技術(shù)的空間概念設(shè)計(jì)教學(xué)體系改革研究

【摘要】空間概念的設(shè)計(jì)教學(xué)需要將認(rèn)知作為基礎(chǔ)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)空間概念相關(guān)知識(shí)的傳授。VR技術(shù)又被叫作虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，該技術(shù)作為新時(shí)代下的一種新興技術(shù)，能夠更好的進(jìn)行空間認(rèn)知訓(xùn)練。在空間概念設(shè)計(jì)教學(xué)中，需要通過(guò)MARS軟件來(lái)進(jìn)行虛擬仿真，并通過(guò)VR頭盔來(lái)賦予學(xué)生一種沉浸式體驗(yàn)，從而使空間作品中蘊(yùn)含的空間概念設(shè)計(jì)內(nèi)容能夠被學(xué)生更加深刻的理解。此外，通過(guò)CAVE系統(tǒng)的應(yīng)用，還能使師生在空間概念設(shè)計(jì)中能夠多人協(xié)同進(jìn)行，進(jìn)而為學(xué)生對(duì)空間概念設(shè)計(jì)方法的推敲與掌握提供有利條件。鑒于此，本文便對(duì)基于VR技術(shù)的空間概念設(shè)計(jì)教學(xué)體系改革進(jìn)行深入的研究。

【關(guān)鍵詞】VR技術(shù);空間概念;教學(xué)體系

信息化時(shí)代下，越來(lái)越多的新興技術(shù)得以涌現(xiàn)出來(lái)，VR技術(shù)便是其中之一，該技術(shù)通過(guò)感知設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境之間的有效交互，從而為用戶帶來(lái)一種沉浸式體驗(yàn)，增強(qiáng)用戶對(duì)環(huán)境的感知與理解。而對(duì)于空間概念設(shè)計(jì)而言，利用VR技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)空間的感知，使學(xué)生能夠更好的理解空間概念，可使空間概念設(shè)計(jì)的教學(xué)成效得到顯著提高。由此可見(jiàn)，VR技術(shù)為空間概念設(shè)計(jì)教學(xué)體系的改革提供了一種更加便捷的途徑，以下便深入研究基于VR技術(shù)的空間概念設(shè)計(jì)教學(xué)體系改革。

1. VR技術(shù)在空間概念設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

上世紀(jì)八十年代末，美國(guó)Jaron Lanier首次提出了虛擬現(xiàn)實(shí)這一概念，虛擬現(xiàn)實(shí)的英文全稱為Virtual Reality，因此人們又將其稱之為VR技術(shù)。在國(guó)際上，人們對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的普遍定義為虛擬環(huán)境，即虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，其是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)相應(yīng)的三維空間進(jìn)行實(shí)時(shí)生成的，該技術(shù)的應(yīng)用目的是為了對(duì)計(jì)算機(jī)所生成的模擬環(huán)境下對(duì)具有交互性特征的實(shí)時(shí)三維圖形進(jìn)行更加深入的研究。虛擬現(xiàn)實(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬來(lái)對(duì)相應(yīng)的三維圖像世界進(jìn)行創(chuàng)造，該三維圖像世界具有實(shí)時(shí)性、交互性的特點(diǎn)，而用戶則能夠利用視、觸、聽(tīng)、嗅等感官來(lái)對(duì)環(huán)境作用及變化進(jìn)行直接感受，從而給用戶帶來(lái)一種強(qiáng)烈的沉浸感。對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)來(lái)說(shuō)，其主要特征包括三個(gè)，即交互性、沉浸感以及構(gòu)想性，人們又將這三大特征叫做“3I 特性”。在空間概念設(shè)計(jì)中引入VR技術(shù)，以此獲得逼真的浸入感，能夠使學(xué)生對(duì)空間的相關(guān)概念有一個(gè)更加深刻的理解，從而使學(xué)生對(duì)空間、構(gòu)造及材料之間的關(guān)系進(jìn)行直觀的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而使空間概念設(shè)計(jì)中的教學(xué)難題能夠通過(guò)綜合知覺(jué)的體驗(yàn)來(lái)進(jìn)行全面地把握。

2. 基于VR技術(shù)的空間概念設(shè)計(jì)教學(xué)體系改革研究

2.1 通過(guò)VR 技術(shù)來(lái)對(duì)空間作品進(jìn)行沉浸式體驗(yàn)

在空間概念設(shè)計(jì)教學(xué)中，空間作品的分析是該門(mén)課程中非常重要的內(nèi)容。一直以來(lái)，空間作品在教學(xué)過(guò)程中，大多數(shù)都是通過(guò)圖片或影像的方式來(lái)進(jìn)行展示的，而這也導(dǎo)致學(xué)生因空間想像能力上的差異，使其在理解空間作品時(shí)出現(xiàn)偏差。利用VR技術(shù)，則可以現(xiàn)有資料及相關(guān)測(cè)繪成果為依據(jù)，對(duì)空間作品進(jìn)行高精度的還原，并對(duì)空間作品進(jìn)行沉浸式體驗(yàn)，進(jìn)而使空間作品中所蘊(yùn)含的精神內(nèi)核得到更加深刻的理解。

空間作品分析課程作為設(shè)計(jì)專業(yè)中的一種核心課程。本文將現(xiàn)代主義大師密斯先生所創(chuàng)作的巴塞羅納德國(guó)館這一空間作品作為分析實(shí)例，一直以來(lái)，教師對(duì)該空間作品中的流動(dòng)空間、空間感知、材料肌理、空間及光影等概念的講述都是借助于圖片或影像的方式來(lái)完成的。但部分空間概念過(guò)于抽象化，學(xué)生往往很難理解。所以，需要將VR技術(shù)引入到課程中，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)其教學(xué)體系的改革。在應(yīng)用VR技術(shù)時(shí)，需要對(duì)與德國(guó)館有關(guān)的文獻(xiàn)資料等進(jìn)行全面的搜集和整理，然后通過(guò)MARS軟件對(duì)案例庫(kù)進(jìn)行調(diào)用，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)德國(guó)館在空間上的原貌進(jìn)行高度還原。由教師來(lái)對(duì)作者在創(chuàng)作巴塞羅納德國(guó)館時(shí)的主要背景進(jìn)行講述，在講述完畢后安排學(xué)生利用VR頭盔來(lái)進(jìn)行體驗(yàn)，在此過(guò)程中需對(duì)學(xué)生的體驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行控制，由學(xué)生在體驗(yàn)過(guò)程中，以沉浸式的方式來(lái)對(duì)作品中的空間、風(fēng)格、光線等進(jìn)行觀察，并以這些體驗(yàn)內(nèi)容為依據(jù)來(lái)制作模型，對(duì)圖紙進(jìn)行繪制。這樣，學(xué)生便可利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種空間創(chuàng)作作品的沉浸式體驗(yàn)，從而使其對(duì)空間作品中的相關(guān)空間概念進(jìn)行更深的理解。通過(guò)與以往的圖像結(jié)合模型的空間作品分析方法進(jìn)行比較，在空間作品分析中，應(yīng)用VR技術(shù)來(lái)進(jìn)行沉浸式感知，其具備兩大主要優(yōu)勢(shì)：其一，在游歷過(guò)程中能夠自由實(shí)時(shí)的實(shí)現(xiàn)對(duì)空間內(nèi)外部的靈活轉(zhuǎn)換，進(jìn)而使學(xué)生能夠在感知空間過(guò)程中實(shí)現(xiàn)從整體至局部的體驗(yàn)，進(jìn)而使空間作品能夠得到全方位的了解，進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)空間作品中相關(guān)概念設(shè)計(jì)思想與方法的理解，并使空間作品中如何更好的處理材料、結(jié)構(gòu)和空間這三者間的關(guān)系有一個(gè)清晰的認(rèn)知。其二，在Mars軟件中，通過(guò)對(duì)空間中的時(shí)間及天氣進(jìn)行虛擬仿真，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)中空間環(huán)境與光影變化效果的模擬，進(jìn)而使學(xué)生對(duì)空間作品中光的塑造手法有一個(gè)正確的認(rèn)知，使其能夠更加有效的通過(guò)空間氛圍的營(yíng)造來(lái)體現(xiàn)其空間概念的設(shè)計(jì)內(nèi)涵。

2.2 通過(guò)VR 技術(shù)來(lái)對(duì)空間設(shè)計(jì)方案進(jìn)行檢驗(yàn)與推敲

一直以來(lái)，在空間概念設(shè)計(jì)教學(xué)中，對(duì)空間概念關(guān)系的呈現(xiàn)都是采用圖紙、數(shù)字及模型等方式，而這對(duì)于一二年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，卻難以有效的把握空間尺度感，對(duì)空間和環(huán)境的關(guān)系也無(wú)法有效的分析。而通過(guò)VR技術(shù)，則可使學(xué)生對(duì)空間概念設(shè)計(jì)進(jìn)行沉浸式體驗(yàn)，進(jìn)而使其更加有效的認(rèn)知空間尺度、形態(tài)特征及比例的關(guān)系。在空間概念設(shè)計(jì)中，教師需要在設(shè)計(jì)方案的推敲中引入VR技術(shù)來(lái)實(shí)施虛擬體驗(yàn)教學(xué)：首先，對(duì)于平面及概念構(gòu)思的表達(dá)，需要學(xué)生在一草階段中利用硫酸紙或拷貝紙、硫酸紙來(lái)進(jìn)行表達(dá)。而對(duì)空間感、造型及體塊的推敲則需學(xué)生利用草圖大師在二草階段中來(lái)實(shí)施。在三草階段中重點(diǎn)引入VR技術(shù)，其目的在于使學(xué)生能夠獲得沉浸式感受，并對(duì)空間概念設(shè)計(jì)中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行推敲。在實(shí)驗(yàn)室搭設(shè)過(guò)程中，需要應(yīng)用到cave系統(tǒng)，并按照1：1的比例將畫(huà)面投射到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)之中，通過(guò)畫(huà)面交互操作，并由多人協(xié)同進(jìn)行，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)空間概念設(shè)計(jì)方案中流線、日照、空間尺度、材料等問(wèn)題的推敲，教師則在cave系統(tǒng)中傾聽(tīng)學(xué)生設(shè)計(jì)方案的講解思路，學(xué)生則需對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行反饋，然后修改方案，從而使課程達(dá)到理想的反響效果。將以Cave 系統(tǒng)為基礎(chǔ)的VR技術(shù)應(yīng)用到空間概念設(shè)計(jì)教學(xué)中，同樣具有兩大優(yōu)勢(shì)：其一，通過(guò)五幕3D投影，使空間概念設(shè)計(jì)方案能夠呈現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，能夠便于對(duì)空間內(nèi)各個(gè)體塊的尺寸及移動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，并且也易于變更和配置空間中的其他要素，對(duì)于空間概念設(shè)計(jì)教學(xué)而言，在空間概念設(shè)計(jì)中借助于Cave沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)來(lái)營(yíng)造和分析空間概念，能夠有效改善教學(xué)交流效果。其二，Cave 沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多人協(xié)同交互，這相比于以往的課堂教學(xué)來(lái)說(shuō)，使師生在空間概念設(shè)計(jì)中能夠通過(guò)對(duì)空間概念設(shè)計(jì)方案的討論與交流來(lái)營(yíng)造出生動(dòng)而趣味的教學(xué)環(huán)境，進(jìn)而使師生間的教學(xué)互動(dòng)變得更加密切。

結(jié)語(yǔ)：總而言之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的發(fā)展與應(yīng)用，為教育領(lǐng)域的教學(xué)體系改革提供了一種新的途徑。尤其是對(duì)于空間概念設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，VR技術(shù)能夠使人獲得多感官的統(tǒng)一感受，進(jìn)而使原本投象的空間概念，更能逼真、直觀的呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，從而使學(xué)生對(duì)空間概念的理解變得更加深刻，并更加有效的運(yùn)用各種空間概念設(shè)計(jì)方法，顯著提高了空間概念設(shè)計(jì)的教學(xué)成效。

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作者簡(jiǎn)介：巴玥（1982.9—），女，河北玉田人，碩士，燕山大學(xué)，講師，研究方向：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)。