室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用探析

劉舒艷，黃建國 （安徽三聯(lián)學(xué)院，安徽 合肥 230601）

室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)包括了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物品陳列、空間關(guān)系、材質(zhì)表現(xiàn)等多項(xiàng)內(nèi)容，與藝術(shù)領(lǐng)域和現(xiàn)代科學(xué)有著較強(qiáng)的相關(guān)性。設(shè)計(jì)者與用戶的溝通也是室內(nèi)設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)問題，通過兩者的有效溝通，才能高效、快捷、準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出用戶需求的設(shè)計(jì)方案。但繪畫模型、立體沙盤等傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式都不能很好地滿足用戶的一些要求，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)由此也逐漸興起。在信息技術(shù)快速發(fā)展的帶動(dòng)下，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過視頻、音頻、動(dòng)畫等創(chuàng)設(shè)虛擬空間，并應(yīng)用到設(shè)計(jì)行業(yè)，成為室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)中常用的一種方法，為人們帶來了不同的藝術(shù)體驗(yàn)，也搭建了設(shè)計(jì)者與客戶互相溝通的橋梁。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念，最初是在1984 年由JaronLanier 提出，其實(shí)質(zhì)是高端的人機(jī)接口，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)與人的交互。經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)成為前沿科學(xué)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念也有著狹義和廣義之分，狹義的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種單純的人機(jī)交流，用戶能夠在虛擬的情境中體驗(yàn)和觀察三維空間。而廣義的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則是指一個(gè)三維世界，是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)真實(shí)環(huán)境的模擬，人的實(shí)際空間感通過想象力轉(zhuǎn)化而來。由此可見，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最主要的是依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)，在虛擬空間場(chǎng)景中融合了人的體感、觸覺、聽覺、視覺等，使用戶能夠身臨其境地感受到近乎自然的虛擬空間。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有著沉浸、交互、想象等重要的特征，這些在用戶的使用和體驗(yàn)中逐漸被人所熟知。但虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心特征往往被一些人所忽略，從而稀釋了虛擬現(xiàn)實(shí)的本義。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心特征是能夠提供深度感知和創(chuàng)建全包圍的環(huán)境。設(shè)計(jì)者利用設(shè)計(jì)軟件創(chuàng)設(shè)出與人的深度感知、運(yùn)動(dòng)視差相符的雙目視圖，產(chǎn)生的立體視覺最為重要。同時(shí)，用戶可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)身體，感受到一個(gè)全包圍的完整環(huán)境，使用戶的運(yùn)動(dòng)方向形成與感官系統(tǒng)一致的場(chǎng)景體驗(yàn)。

2 室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用

2.1 優(yōu)化室內(nèi)的空間表現(xiàn)

傳統(tǒng)室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)展示的空間效果大多風(fēng)格單一，而用戶多元的需求在傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)中的空間表現(xiàn)中無法得到滿足。在室內(nèi)居住空間中利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠使用戶有著更好的觀看體驗(yàn)。用戶通過佩戴互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，深入仔細(xì)地觀察、理解設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)方法、理念和空間表達(dá)方式，使空間表現(xiàn)的藝術(shù)性和真實(shí)性得到提升。用戶有了更強(qiáng)的沉浸感，將相關(guān)意見提供給設(shè)計(jì)者進(jìn)行細(xì)節(jié)的優(yōu)化，空間表現(xiàn)得到完善和優(yōu)化，促進(jìn)了室內(nèi)設(shè)計(jì)工作水平的提升。

2.2 促進(jìn)空間的信息重組

在空間解構(gòu)中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能使客戶對(duì)室內(nèi)空間的整體進(jìn)行觀察，同時(shí)還能對(duì)每個(gè)單元的信息和細(xì)節(jié)進(jìn)行了解?；诓杉臄?shù)據(jù)與信息，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)拆解整體空間，能夠不受空間和時(shí)間的限制，拆解成若干獨(dú)立單元，使操作更為靈活。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)拆解整體空間后，歸類劃分時(shí)按照邏輯進(jìn)行，重新規(guī)劃和組織，對(duì)每個(gè)單元的空間進(jìn)行重構(gòu)設(shè)計(jì)，有助于提升重組后的設(shè)計(jì)效果。不同的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)表現(xiàn)出不同的風(fēng)格，從而使客戶能夠進(jìn)行選擇和對(duì)比，客戶多元化的風(fēng)格追求能夠得到滿足。

2.3 強(qiáng)化空間的渲染體驗(yàn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用聲光電和3D 技術(shù)，通過三維建模、渲染，使設(shè)計(jì)效果圖渲染更加完美，輸出的全景圖效果逼真。用戶通過鼠標(biāo)操作，避免了傳統(tǒng)效果圖視角單一等缺陷，可以多情境、多角度的全景設(shè)計(jì)圖，使客戶能夠多維度、多層次的進(jìn)行視覺體驗(yàn)。客戶通過不同距離和角度的觀察，獲取更為真實(shí)的體驗(yàn)，從而使設(shè)計(jì)服務(wù)質(zhì)量和效果得到了提升。

3 室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程

3.1 三維建模

對(duì)原始數(shù)據(jù)和素材的采集并處理后，利用3ds Max 等相關(guān)軟件構(gòu)建三維模型。三維模型主要包括軟件建模和硬件建模，軟件建模包括小型裝飾物的導(dǎo)入和沙發(fā)、桌椅等家具的繪制，而硬件建模主要是房間的門、窗、墻體等建模。三維建模過程中要注意使用統(tǒng)一的計(jì)量單位，以利于調(diào)整縮放比例。同時(shí)，要控制面數(shù)，家具部分在室內(nèi)建模中占有較大比例，要對(duì)家具的建模面數(shù)做好控制，減少出錯(cuò)。另外，建模要以對(duì)象中心為原點(diǎn)初始所有模型位置，這樣能夠使導(dǎo)入和調(diào)整家具更為便捷。對(duì)初步成型的模型，后期要進(jìn)行整理和優(yōu)化，對(duì)不規(guī)則的形狀通過擠壓和旋轉(zhuǎn)進(jìn)行修改轉(zhuǎn)換，合并同材質(zhì)的物體，刪除、合并斷開的面和看不見的面。

3.2 三維渲染

模型初步建立后要進(jìn)行三維渲染，設(shè)置材質(zhì)、光影，調(diào)整材質(zhì)、顏色、明亮度等，進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)和美觀化設(shè)計(jì)。這一過程中材質(zhì)貼圖要規(guī)范，對(duì)構(gòu)建完畢的模型做材質(zhì)及紋理貼圖時(shí)，注意材質(zhì)的光滑、凸凹以及顏色特性，選用標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)并確保被軟件支持，從而豐富畫面效果。紋理烘焙技術(shù)利用也是這一過程中的關(guān)鍵步驟，利用軟件通過貼圖的方式顯示紋理及光照信息，之后重新貼回場(chǎng)景。在烘焙技術(shù)的選擇上，LightMap 烘焙貼膜模式能夠節(jié)約資源，重復(fù)進(jìn)行紋理貼圖，同時(shí)會(huì)疊加一個(gè)光源貼圖，使光影效果更加真實(shí)，紋理表現(xiàn)的更加貼近實(shí)際。

3.3 動(dòng)畫設(shè)計(jì)

室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)中，運(yùn)用最多的是三維實(shí)景圖，但三維實(shí)景圖注重的是真實(shí)的視覺感，缺乏一定的觀賞性，不能滿足許多年輕用戶觀看時(shí)畫面刺激感和新穎性的需求。利用三維動(dòng)畫能夠多角度的表現(xiàn)設(shè)計(jì)理念，突破傳統(tǒng)的靜態(tài)平面化布局，使用戶能夠在動(dòng)畫動(dòng)態(tài)展示中了解空間結(jié)構(gòu)和居住環(huán)境。在動(dòng)畫設(shè)計(jì)時(shí)，可借助專業(yè)的動(dòng)畫繪制軟件，依據(jù)室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)的需求，做好關(guān)鍵幀動(dòng)畫的設(shè)置和設(shè)計(jì)，確保三維動(dòng)畫的畫面組合合理，以及連續(xù)輸出的效果。

3.4 虛擬場(chǎng)景互動(dòng)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)中應(yīng)用，能夠通過虛擬場(chǎng)景的交互功能，為用戶提供場(chǎng)景的選擇。用戶可以選擇墻壁樣式，確定各類物品的擺放，通過墻壁飾品的變動(dòng)、內(nèi)墻壁裝飾方式的改變，感受室內(nèi)光線變化、裝飾布局等。設(shè)計(jì)者要通過用戶界面來實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景的互動(dòng)，用戶通過播放和停止的控制，來有針對(duì)性的選擇。設(shè)計(jì)者也可以通過用戶的感官體驗(yàn)采集相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，分析用戶的行為特征，對(duì)室內(nèi)居住空間的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和修正，從而確保設(shè)計(jì)更具有針對(duì)性。

4 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，為室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)賦予了新的方式，也提供了新的探索方向。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)，更為全面地展示設(shè)計(jì)者的方法手段和理念，用戶可以快速了解空間設(shè)計(jì)，及時(shí)地將自己的體驗(yàn)和建議提供給設(shè)計(jì)者，利于空間設(shè)計(jì)效果的優(yōu)化，起到了很好的輔助作用。在未來的發(fā)展中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，還需在客戶主觀體驗(yàn)、技術(shù)表現(xiàn)張力等方面進(jìn)行完善，促進(jìn)室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)中，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的積極作用。