VR技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討*

康其熙，王 興，林乙玄

（福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 南平 353000）

社會的進(jìn)步推動(dòng)著建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，在需求不斷的提升中，建筑行業(yè)越來越需要科學(xué)技術(shù)的融入，伴隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷增強(qiáng)，室內(nèi)設(shè)計(jì)的技術(shù)也在不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)模型比較單調(diào)，已經(jīng)不能很好滿足現(xiàn)在建筑行業(yè)的要求，需要新技術(shù)促進(jìn)室內(nèi)設(shè)計(jì)的發(fā)展。

虛擬現(xiàn)實(shí) （Virtual Reality，VR）技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，體現(xiàn)在多個(gè)領(lǐng)域，主要為室內(nèi)設(shè)計(jì)、建筑漫游、橋梁建設(shè)、鐵路建設(shè)、工業(yè)模擬、文物修復(fù)、旅游行業(yè)與教育事業(yè)等。在這些領(lǐng)域中，VR技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用效果最為顯著，建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用并結(jié)合VR 技術(shù)，構(gòu)建出一個(gè)虛擬的世界，利用信息技術(shù)基礎(chǔ)，改善室內(nèi)設(shè)計(jì)。相比于其他建筑技術(shù)，VR 技術(shù)擁有更多的操作特點(diǎn)與優(yōu)勢，在應(yīng)用、空間體驗(yàn)、建筑環(huán)境與實(shí)時(shí)更新等方面都有顯著的優(yōu)勢。與此同時(shí)，還能使因建筑實(shí)際施工與客戶想象的不一樣而導(dǎo)致的返工與重新設(shè)計(jì)等問題不再發(fā)生。對設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了改善，可以降低室內(nèi)裝飾工程的成本，同時(shí)也可以大大提升施工效率。

1 VR 技術(shù)概述

VR 技術(shù)幫助人們構(gòu)建出一個(gè)虛擬的環(huán)境，這個(gè)虛擬的環(huán)境在建筑設(shè)計(jì)中具有輔助設(shè)計(jì)的作用。構(gòu)建設(shè)計(jì)模擬環(huán)境的過程，實(shí)際上是應(yīng)用三維引擎技術(shù)構(gòu)建一個(gè)可以與人進(jìn)行交互的虛擬空間，同時(shí)模擬出現(xiàn)實(shí)世界中的各種物理效果，比如重力、光影等。通過這些技術(shù)的結(jié)合，從而創(chuàng)造出一個(gè)逼真的虛擬世界。設(shè)計(jì)師利用VR 眼鏡等設(shè)備將用戶和虛擬空間連接起來，讓用戶可以體驗(yàn)到身臨其境的感覺。VR 技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用，使虛擬技術(shù)得到更好的完善和全面的發(fā)展，將虛擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形軟件技術(shù)與各種媒體技術(shù)、信息傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方法相融合，架起了設(shè)計(jì)師與用戶溝通的橋梁，促使設(shè)計(jì)師與用戶雙方都能以全新的手段對環(huán)境進(jìn)行探索。

現(xiàn)如今的VR 技術(shù)包含多個(gè)方面，主要為虛擬空間搭建、人機(jī)交互感受、物理效果等。首先，設(shè)計(jì)師使用三維引擎軟件 （如Unity3D）構(gòu)建虛擬環(huán)境中的物體和物理效果，在虛擬環(huán)境中可以動(dòng)態(tài)觀察多維實(shí)體模擬畫面；其次，人機(jī)交互感受除了計(jì)算機(jī)輔助圖形設(shè)計(jì)本身帶來的直觀視覺感受之外，還有其他方面的感受，比如觸覺、聽覺、味覺等感知，統(tǒng)稱為多方位感知；最后，通過計(jì)算機(jī)監(jiān)測并接收對體驗(yàn)人員的身體形態(tài)、行為、動(dòng)作，進(jìn)而生成準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并可以據(jù)此適當(dāng)調(diào)整體驗(yàn)者的身體形態(tài)、行為、動(dòng)作。

2 VR 技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢

隨著VR 技術(shù)的發(fā)展，室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域迎來了全新的挑戰(zhàn)與發(fā)展。在室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，可以充分利用VR 技術(shù)，讓設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)得到視覺上的呈現(xiàn)，將以往的設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)變成數(shù)字化的設(shè)計(jì)模式，所見即所得，這對室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與規(guī)劃都有很大的幫助，提高了建筑質(zhì)量與工程效率。在構(gòu)建過程中，設(shè)計(jì)師可以完全發(fā)揮自己的想象力，充分按照自己的想法對房間進(jìn)行 “真實(shí)虛擬”的裝飾，充分利用VR 技術(shù)中的高強(qiáng)度畫面表現(xiàn)能力與完善特效功能，除此之外還可以從任何一個(gè)角度對設(shè)計(jì)效果進(jìn)行觀察。與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)與VR 技術(shù)的結(jié)合建立起了設(shè)計(jì)師與用戶溝通的平臺，二者可以隨時(shí)交流，對不滿意的地方隨時(shí)進(jìn)行修改，利用渲染引擎，及時(shí)將成品展示出來，在交流過程中，以完美的視覺效果打動(dòng)客戶。

1）沉浸性。沉浸性又稱為臨場感，VR 技術(shù)能夠建立出非常真實(shí)的虛擬場景，當(dāng)擁有交互的虛擬空間展示在客戶面前時(shí)，客戶會產(chǎn)生身臨其境的感覺，形成較為良好的體驗(yàn)感，從而客戶對設(shè)計(jì)方案的感知程度也會大幅度增加，有利于設(shè)計(jì)師與客戶進(jìn)行良好的溝通。

2）交互性。在三維引擎構(gòu)建的虛擬環(huán)境中，用戶佩戴VR 眼鏡和體感手套等設(shè)備與虛擬空間進(jìn)行交互，能夠有較好的體驗(yàn)感，仿佛用戶自己真的觸碰到了這個(gè)環(huán)境中的物品一樣。舉例來講，當(dāng)用戶用手去握住虛擬環(huán)境中的門把手時(shí)，手中就會有握門把手的感覺，并且可以感受到推門的力量；當(dāng)用戶在虛擬環(huán)境中的閱覽室看書時(shí)，可以從書架上取下書，翻閱書本等一切動(dòng)作都會通過用戶佩戴的VR 設(shè)備真實(shí)的反應(yīng)在虛擬空間中。

3）想象性。VR 技術(shù)不止能夠?qū)⑻摂M的現(xiàn)實(shí)世界展示出來，還能夠?qū)F(xiàn)實(shí)世界中一些沒有的事物或現(xiàn)在沒有辦法想象出來的事物體現(xiàn)出來，幫助用戶了解到更多新知識，從而在室內(nèi)設(shè)計(jì)中增長新的思路，打開新的思維方式，更好地應(yīng)用VR 技術(shù)。比如，在廚房的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師分別給每一個(gè)用戶設(shè)計(jì)出合適的人體工程學(xué)尺寸是比較困難的，這是因?yàn)槊總€(gè)人的身高和使用習(xí)慣都不大一樣；而如果應(yīng)用VR 技術(shù)的話，讓用戶在虛擬空間中體驗(yàn)廚房的各種操作，便可以根據(jù)用戶的實(shí)際體驗(yàn)，從而定制出最合理的設(shè)計(jì)[1-3]。

3 VR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用領(lǐng)域

1）建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)的預(yù)裝修體驗(yàn)。現(xiàn)如今，我國社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，在這個(gè)背景下，生活環(huán)境越來越被人們所重視，特別體現(xiàn)在室內(nèi)裝修中，人們對室內(nèi)裝修提出了越來越高的要求。以往的設(shè)計(jì)風(fēng)格都比較單調(diào)，采用硬裝的方式，伴隨著VR 技術(shù)的普及，室內(nèi)設(shè)計(jì)的建筑裝修風(fēng)格開始朝多元化方向發(fā)展，不再受傳統(tǒng)裝修風(fēng)格所局限，能夠?qū)⒍喾N裝修風(fēng)格與設(shè)計(jì)風(fēng)格提供給用戶，讓用戶有身臨其境的感受，如果出現(xiàn)不滿意的部分，還可以隨時(shí)進(jìn)行更換與修改，更能使用戶的需求得到滿足。根據(jù)用戶的需求進(jìn)行家具材料的購買和家裝設(shè)計(jì)，能夠有效地提高室內(nèi)設(shè)計(jì)的工作效率，使裝修成本降低，讓客戶更加滿意。

2）在空間體驗(yàn)中的應(yīng)用。在進(jìn)行建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮多方面的因素，如空間布局、色彩搭配、建筑材料等，這對整體設(shè)計(jì)方案的效果具有顯著的提升作用。以往設(shè)計(jì)以Flash 形式為主要呈現(xiàn)方式，但這種呈現(xiàn)方式只能加入視覺與聽覺上的感知，無法給用戶帶來立體感。VR 技術(shù)則可以構(gòu)建出一種具有連續(xù)性且動(dòng)態(tài)較強(qiáng)的空間，給用戶帶來更多的感官刺激，呈現(xiàn)出更真實(shí)的效果，使用戶的需求得到滿足。

3）設(shè)計(jì)元素動(dòng)態(tài)對比和編輯。在VR 技術(shù)應(yīng)用于建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)的過程中，能夠?qū)υO(shè)計(jì)元素進(jìn)行動(dòng)態(tài)對比和編輯，并且可以依據(jù)設(shè)計(jì)需求隨時(shí)修改相關(guān)的設(shè)計(jì)元素。對建筑高度進(jìn)行控制是室內(nèi)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，而對建筑高度進(jìn)行控制，則需要根據(jù)不同地域的不同情況來進(jìn)行不同的建筑高度設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的同時(shí)要注意保護(hù)周邊環(huán)境。在VR 技術(shù)的幫助下，隨時(shí)可以切換室內(nèi)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案，修改建筑高度，呈現(xiàn)出真實(shí)的畫面，幫助設(shè)計(jì)師比較設(shè)計(jì)方案，從而設(shè)計(jì)出最適合的設(shè)計(jì)方案。

4）在樣板間中的應(yīng)用。在室內(nèi)設(shè)計(jì)中，樣板間屬于主要的組成部分，VR 技術(shù)在樣板間中的應(yīng)用能夠減少樣板間的制作成本，緩解資金壓力，與此同時(shí)，還可以根據(jù)用戶需求對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行更改。VR 技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計(jì)的融合，能夠節(jié)省用戶挑選自己喜歡的設(shè)計(jì)方案的時(shí)間，與此同時(shí)，還能夠給用戶提供裝修物品與裝修材料的選購建議。設(shè)計(jì)師使用VR 技術(shù)將用戶喜歡的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)，快速構(gòu)建出樣板間，將樣板間以更直觀、更真實(shí)的效果呈現(xiàn)給用戶，用戶可以通過手機(jī)或電腦等電子設(shè)備瀏覽虛擬場景[4]。

4 VR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1）對計(jì)算機(jī)設(shè)備的要求高。在以往的建筑室內(nèi)效果圖中，并不要求對室內(nèi)的房間或部分進(jìn)行單獨(dú)建模、渲染，因此也不對計(jì)算機(jī)設(shè)備做過高的要求。與傳統(tǒng)的建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)效果圖不同，使用VR技術(shù)進(jìn)行建模需要統(tǒng)一構(gòu)建整個(gè)空間，在交互設(shè)計(jì)的過程中，需要大量的模型，在后期的材料選擇、設(shè)置燈光顏色等細(xì)節(jié)方面，都對計(jì)算機(jī)的編程能力做出了很高的要求。因此，在室內(nèi)建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用VR 技術(shù)需要有強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)設(shè)備，目前，許多機(jī)構(gòu)并不能滿足這一條件。

2）資金投入大且耗時(shí)較長。設(shè)計(jì)師在使用VR技術(shù)對室內(nèi)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，需要花費(fèi)大量的時(shí)間，與以往的手繪或電腦畫圖方式所消耗的時(shí)間差別很大。除此之外，工期的拖延與使用新技術(shù)都會使資金的投入大幅增加。

3）VR 技術(shù)有副作用。VR 技術(shù)雖然能給用戶帶來更真實(shí)的感覺，但也會出現(xiàn)副作用，比如造成身體的不適。原因是虛擬場景非常復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)速度很快，靈敏度很高，與人平常的視覺體驗(yàn)有所差別，因此可能會導(dǎo)致頭暈?zāi)垦５炔涣挤磻?yīng)發(fā)生，造成身體的不適。

4）普及力度不到位。目前，中國對VR 技術(shù)的使用還不夠普及，作為一項(xiàng)新型技術(shù)，VR 技術(shù)經(jīng)常被一些大的設(shè)計(jì)項(xiàng)目所采用，一些小型企業(yè)與科技發(fā)展不完善的地區(qū)并沒有引入VR 技術(shù)，這些地區(qū)依舊采用傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)方法，因此，VR 技術(shù)還需要進(jìn)一步普及。

5 VR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用方向

1）三維模擬技術(shù)。在室內(nèi)建筑設(shè)計(jì)中，三維模擬技術(shù)是VR 技術(shù)中主要被應(yīng)用技術(shù)之一，對場景進(jìn)行模擬構(gòu)建，讓用戶能夠直接看到室內(nèi)布局，便于進(jìn)行修改與調(diào)整。三維虛擬空間的構(gòu)建以真實(shí)的環(huán)境為基礎(chǔ)，能夠?qū)F(xiàn)實(shí)環(huán)境中的布局與設(shè)計(jì)情況直觀地呈現(xiàn)給客戶，有利于客戶了解更多的信息，如果客戶有不滿意的情況，設(shè)計(jì)師可以直接進(jìn)行修改[5]。

2）立體聲合成與立體顯示技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)生活中，如果聲音來源與人耳的距離不同，那么這個(gè)聲音傳到人耳的時(shí)間與強(qiáng)弱都會不同。在VR 技術(shù)中，立體聲合成與立體顯示技術(shù)能夠?qū)⑷藗內(nèi)粘Ｉ钪械穆犃μ攸c(diǎn)模擬出來，使用戶在觀看室內(nèi)設(shè)計(jì)的過程中，感受到真實(shí)的聲音效果。借助操縱手柄、VR 眼鏡、VR 頭盔、觸覺傳感器等工具，能夠使人們增加三維立體的感知，打造虛擬空間在視覺、聽覺、觸覺各方面的真實(shí)感受。

3）觸覺反饋技術(shù)。觸覺反饋技術(shù)也是VR 技術(shù)之一，通過使用觸覺反饋技術(shù)，能夠讓客戶接觸虛擬的室內(nèi)設(shè)計(jì)環(huán)境，給客戶帶來真實(shí)的觸覺體驗(yàn)?？蛻粼谑褂糜杏|點(diǎn)裝置與震動(dòng)功能的手套觸摸物體時(shí)，會產(chǎn)生身臨其境的感覺，仿佛真的身處設(shè)計(jì)好的室內(nèi)建筑中。

4）交互技術(shù)。在以往的計(jì)算機(jī)交互技術(shù)中，主要通過鍵盤、鼠標(biāo)與顯示器配合完成；而VR 技術(shù)則有所不同，需要交互使用數(shù)字頭盔與手套等穿戴工具、三維立體眼鏡、智能式操縱手柄來完成傳感任務(wù)。由于語音和動(dòng)作識別、智能溝通等應(yīng)用也包含在交互技術(shù)領(lǐng)域，因此交互技術(shù)不局限于VR技術(shù)。

綜上所述，VR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)師開展室內(nèi)設(shè)計(jì)、客戶享受設(shè)計(jì)服務(wù)提供平臺，能夠帶給客戶流程的信息體驗(yàn)。為此，設(shè)計(jì)師需要認(rèn)清VR 技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢，結(jié)合VR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，做到對VR 技術(shù)的合理應(yīng)用，同時(shí)掌握VR 技術(shù)的應(yīng)用方向，這樣才能充分發(fā)揮VR 技術(shù)的空間表現(xiàn)力和沉浸式動(dòng)態(tài)變現(xiàn)能力，以此來強(qiáng)化客戶對于裝修設(shè)計(jì)方案的空間體驗(yàn)感，切實(shí)提高室內(nèi)設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，為建筑室內(nèi)裝修行業(yè)的發(fā)展提供動(dòng)力。