VR 與AR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用解析

魏俊波

（永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，永州 425000）

1 前言

在VR、AR 技術(shù)全面普及并運(yùn)用建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)的過(guò)程中，管理人員應(yīng)妥善應(yīng)用先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)處理技術(shù)，緊密聯(lián)系并充分利用適量的二維軟件模型，構(gòu)建三維立體效果后，不斷優(yōu)化并改進(jìn)其在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的不足之處，嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)定的建筑行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足廣大人民群眾的審美要求，推進(jìn)建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)管理工作的水平全面提升。

2 VR 技術(shù)相關(guān)內(nèi)容

2.1 VR 技術(shù)特點(diǎn)

據(jù)有關(guān)資料顯示，VR 是“Virtual Reality”的縮寫(xiě)[1]，中文翻譯為虛擬現(xiàn)實(shí)，在科學(xué)技術(shù)水平迅猛發(fā)展的過(guò)程中，管理人員在自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，全面應(yīng)用并結(jié)合計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、傳感技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能及行為心理學(xué)等相關(guān)內(nèi)容研制出了一種新型處理技術(shù)，通過(guò)對(duì)此類技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，基本達(dá)到了虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用效果，在逐步改變?nèi)藗兩a(chǎn)生活方式的同時(shí)，管理人員通過(guò)某種方式對(duì)相關(guān)事物進(jìn)行建模與仿真處理，在室內(nèi)設(shè)計(jì)、工業(yè)仿真、軍事航天、水文地質(zhì)、醫(yī)學(xué)、教育、娛樂(lè)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。

2.1.1 交互性

使用者對(duì)虛擬世界物體的可行性進(jìn)行全面分析可以被簡(jiǎn)單定義為交互性。例如，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用此種技術(shù)于生活中，人們通過(guò)手指等器官即能夠全面感知虛擬世界的物體，并能夠感受物體的實(shí)際重量，當(dāng)客戶在閱讀書(shū)籍時(shí)，只需通過(guò)觸碰屏幕的形式即可達(dá)到快速閱讀的效果。

2.1.2 沉浸性

沉浸式在此處可以被稱為臨場(chǎng)感，即客戶在虛擬世界中所獲得的真實(shí)感受，管理人員通過(guò)適當(dāng)措施構(gòu)建虛擬的環(huán)境，客戶在全身心投入相關(guān)場(chǎng)景的同時(shí)，內(nèi)心深處認(rèn)為所看到的、所聽(tīng)到的物體及聲音都是真實(shí)存在的，與現(xiàn)實(shí)世界沒(méi)有任何區(qū)別。與此同時(shí)，將VR 技術(shù)全面與沉浸式體驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，能夠確保設(shè)計(jì)方案的感知效果明顯增強(qiáng)，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量達(dá)到相關(guān)施工要求。

2.1.3 構(gòu)想性

構(gòu)想性又稱之為自主性，通常情況下，客戶在虛擬世界的多維信息空間中，能夠及時(shí)依靠自身感知能力尋求各種問(wèn)題的解決方案，在主觀能動(dòng)性被充分調(diào)動(dòng)的基礎(chǔ)上，內(nèi)心產(chǎn)生完整的問(wèn)題解決方案和對(duì)策。

2.2 VR 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外技術(shù)研發(fā)人員通過(guò)大量模擬試驗(yàn)和反復(fù)實(shí)踐，妥善地將室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)與VR 技術(shù)全面結(jié)合并應(yīng)用。例如，Marxent 公司最新研究的Holoroom 應(yīng)用即是相對(duì)成功的案例，研究人員采用大量的虛擬技術(shù)積極構(gòu)建完整的虛擬三維廚房空間，并統(tǒng)一規(guī)劃適量的VR基礎(chǔ)設(shè)備，促使用戶能夠真實(shí)地感知空間內(nèi)部的裝修、墻面裝飾、沙發(fā)座椅布藝等物件，在為廣大人民群眾提供完整的建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)解決方案后，管理人員充分結(jié)合并利用適宜的家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，相繼制定了一種全新的虛擬現(xiàn)實(shí)App，并將其命名為“虛擬現(xiàn)實(shí)廚房”，客戶利用相關(guān)APP 軟件就可快速瀏覽出虛擬廚房的應(yīng)用效果[2]。

2.3 VR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)與局限性

2.3.1 VR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)

首先，能夠達(dá)到突破想象，構(gòu)建共同認(rèn)知，通過(guò)完整的VR 技術(shù)，建筑設(shè)計(jì)師全面利用適量的攝像頭設(shè)備能夠?qū)υO(shè)計(jì)空間的不同角落進(jìn)行掃描與觀察。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)師采用相關(guān)方式，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)過(guò)程中格局規(guī)劃不合理情況，及時(shí)找出材料應(yīng)用存在的諸多問(wèn)題后，能夠促使設(shè)計(jì)師能夠結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)揮自身的想象力，在整個(gè)認(rèn)知范圍被全面拓展開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上，促使整個(gè)設(shè)計(jì)方案更加科學(xué)完整?？蛻粼趯?duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)成果驗(yàn)收的過(guò)程中，可以全面應(yīng)用VR 技術(shù)進(jìn)一步了解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思想以及設(shè)計(jì)中的很多細(xì)節(jié)設(shè)定，通過(guò)實(shí)際感受進(jìn)一步提出對(duì)設(shè)計(jì)方案的建議，尤其是VR 技術(shù)在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)工作中被廣泛應(yīng)用。

其次，有利于設(shè)計(jì)工作效率提升。眾所周知，建筑行業(yè)室內(nèi)設(shè)計(jì)的流程相對(duì)復(fù)雜，在設(shè)計(jì)程序相對(duì)繁瑣的情況下，設(shè)計(jì)人員不但要對(duì)建筑空間的布局情況、設(shè)計(jì)材料的質(zhì)量問(wèn)題及水電、通風(fēng)情況予以關(guān)注[3]，一旦沒(méi)有對(duì)諸多設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行綜合管控，就可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案存在不合理之處，一旦對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，有可能增加后期的施工建設(shè)成本，不利于建筑企業(yè)獲取更大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。而VR 技術(shù)的普及與推廣，在建筑結(jié)構(gòu)室內(nèi)空間前期設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員能夠及時(shí)收集并獲取建筑高度等數(shù)據(jù)信息，通過(guò)對(duì)各類設(shè)計(jì)元素進(jìn)行全面布局和綜合管理后，能夠確保設(shè)計(jì)師能夠在較短時(shí)間內(nèi)涉及多種方案進(jìn)行對(duì)比分析，不僅大幅度降低了設(shè)計(jì)師的修改時(shí)間成本，還實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑以及室內(nèi)設(shè)計(jì)的高效調(diào)整。

最后，VR 技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助施工人員直觀了解設(shè)計(jì)意圖，設(shè)計(jì)師采用多元設(shè)計(jì)手段，制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工圖紙，在全面建立二維數(shù)據(jù)立體模型后，設(shè)計(jì)師通過(guò)與施工人員進(jìn)行文字交流與溝通，能夠幫助基層施工作業(yè)人員真正掌握此次建筑室內(nèi)空間設(shè)計(jì)的基本理念，有效避免了設(shè)計(jì)期間對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。與此同時(shí)，施工作業(yè)人員合理運(yùn)用手機(jī)登錄移動(dòng)終端設(shè)備，利用手機(jī)屏幕的交互頁(yè)面，及時(shí)獲取顯示設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)以形成立體仿真圖像，在施工作業(yè)人員全面了解施工現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況后，能夠真正掌握整個(gè)施工設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行。

2.3.2 VR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的局限性

受到外界各種客觀環(huán)境因素的影響，將此種技術(shù)應(yīng)用于建筑行業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，一旦技術(shù)層次應(yīng)用效果較差，在客戶體驗(yàn)不完整的情況下，虛擬技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用期間還存在諸多不成熟之處，尤其是目前的VR 技術(shù)體驗(yàn)大多數(shù)需要通過(guò)頭戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)三維虛擬空間，如果頭戴式的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有缺陷，當(dāng)人們戴著設(shè)備在房間走動(dòng)看不到自身的身體，長(zhǎng)時(shí)間可能產(chǎn)生頭暈、嘔吐等不適癥狀，在疲勞感急劇增加的基礎(chǔ)上，目前的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不能完全融入現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中[4]。

3 AR 技術(shù)相關(guān)內(nèi)容

3.1 AR 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

AR 技術(shù)定義基本如下：管理人員采用適當(dāng)方式，通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)手段，緊密地將現(xiàn)實(shí)空間和虛擬空間的數(shù)據(jù)信息緊密結(jié)合起來(lái)，在兩種數(shù)據(jù)信息全面交融后，能夠產(chǎn)生相互疊加，互相補(bǔ)充的效果。與此同時(shí)，為了確保整個(gè)設(shè)計(jì)空間的設(shè)計(jì)效果明顯增強(qiáng)，使用人員可以巧妙利用相關(guān)AR 設(shè)備，把多重虛擬空間與真實(shí)世界集合在一起，全面聯(lián)系并合理應(yīng)用顯示技術(shù)、三維模型制作、顯示控制、傳感融合、精確定位跟蹤及用戶注冊(cè)等技術(shù)，進(jìn)一步提升現(xiàn)實(shí)的管理水平，繼而幫助客戶全面獲取用戶感知超越真實(shí)世界的信息。大量實(shí)踐表明，在與AR 技術(shù)與VR 技術(shù)進(jìn)行對(duì)比過(guò)程中,AR 技術(shù)主要具備如下三個(gè)特點(diǎn)：首先，能夠全面促使虛擬場(chǎng)景和真實(shí)世界的信息集成，管理人員采用特定方式能夠?qū)⒅悄芤苿?dòng)設(shè)備產(chǎn)生的虛擬場(chǎng)景空間信息融入到現(xiàn)實(shí)建筑行業(yè)室內(nèi)設(shè)計(jì)中，在此期間，AR 技術(shù)的運(yùn)用不會(huì)將用戶和真實(shí)的場(chǎng)景隔斷分離，這也是兩種技術(shù)最大的差異之一；其次，AR 技術(shù)也具備極大的交互性特點(diǎn)，在具備較強(qiáng)的交互能力后，AR 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用期間不會(huì)對(duì)應(yīng)用設(shè)備有著較高的要求，客戶僅需一些基礎(chǔ)設(shè)備可以達(dá)到預(yù)設(shè)的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)效果；最后，AR 技術(shù)的應(yīng)用需要在三維空間中捕捉添加定位的虛擬物體[5]，這一點(diǎn)是AR 技術(shù)將來(lái)急需拓展的主要領(lǐng)域之一。

3.2 AR 技術(shù)的局限性

據(jù)有關(guān)資料顯示，AR 技術(shù)的應(yīng)用在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)應(yīng)用期間應(yīng)主要解決如下三個(gè)問(wèn)題，即虛實(shí)融合、AR 投射顯示、真實(shí)展示技術(shù)。

首先，在虛實(shí)融合技術(shù)應(yīng)用期間，應(yīng)采用適當(dāng)方式將虛擬世界信息與真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行無(wú)縫連接問(wèn)題作為此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用急需解決的問(wèn)題之一；其次，在AR 技術(shù)投射顯示管理期間，應(yīng)正確處理與虛擬物體對(duì)齊展示的實(shí)用效果，通過(guò)不斷優(yōu)化與改進(jìn)，正確處理真實(shí)場(chǎng)景確定虛場(chǎng)景和用戶之間的關(guān)系，經(jīng)過(guò)正確的投影將虛擬場(chǎng)景投影在用戶正確的視域范圍之內(nèi)；最后，在真實(shí)展示技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，管理人員應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)定的投影技術(shù)，確保其定位精確、快速實(shí)時(shí)、且不受光照、運(yùn)動(dòng)的物體和相關(guān)遮擋物的影響，進(jìn)一步了解后發(fā)現(xiàn)，此項(xiàng)要求也是區(qū)分AR 技術(shù)和全息投影技術(shù)最大的特點(diǎn)之一，管理人員應(yīng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，運(yùn)用適宜的投影處理技術(shù)確保全息投影和AR 技術(shù)能夠全面融合。

4 VR 與AR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景

通過(guò)了解后發(fā)現(xiàn)，VR 與AR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)工作運(yùn)用期間，建筑企業(yè)管理人員沒(méi)有具備與時(shí)俱進(jìn)的思想，在沒(méi)有掌握兩種技術(shù)的應(yīng)用技巧后，難以取得預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)效果，加上部分企業(yè)沒(méi)有投入適當(dāng)資金購(gòu)買(mǎi)大量的基礎(chǔ)設(shè)備，造成相關(guān)技術(shù)運(yùn)用后無(wú)法達(dá)到國(guó)家規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如，在使用VR 眼鏡等設(shè)施時(shí)，客戶在佩戴期間會(huì)出現(xiàn)明顯的眩暈感，導(dǎo)致感知到的建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)成果與VR 技術(shù)、AR 技術(shù)所呈現(xiàn)的情景有一定的差距。然而，在國(guó)家城建部門(mén)高度重視的情況下，加上VR 與AR 技術(shù)管理水平的普遍提高，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)備被廣泛運(yùn)用于建筑行業(yè)室內(nèi)設(shè)計(jì)中，管理人員在自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，VR 與AR 技術(shù)也必將給建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)帶來(lái)一場(chǎng)全新的技術(shù)革命[6]。

5 建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中VR 與AR 技術(shù)的具體運(yùn)用

5.1 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集

在實(shí)際的建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)工作開(kāi)展期間，設(shè)計(jì)人員只需要借助適量的智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備就可獲取相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息，這項(xiàng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)看似相對(duì)簡(jiǎn)單，在實(shí)際的運(yùn)用期間卻需要運(yùn)用諸多操作技巧，如果數(shù)據(jù)采集方式不合規(guī)，極易造成數(shù)據(jù)采集信息不準(zhǔn)確、測(cè)量人員組織效率低下及耗費(fèi)大量人力物力等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息采集期間，相關(guān)人員往往會(huì)通過(guò)測(cè)量獲取數(shù)據(jù)信息后，利用存儲(chǔ)、導(dǎo)入、編輯一個(gè)圖片后再進(jìn)行下一個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量，而VR 與AR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)工作的推廣，采集人員能夠在較短時(shí)間內(nèi)簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)采集的流程，通過(guò)先進(jìn)的攝像機(jī)等設(shè)備，運(yùn)用合理的交互方式對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息截屏儲(chǔ)存保管，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式相比，確保測(cè)量工作能夠和記錄環(huán)節(jié)完全對(duì)接，解決現(xiàn)實(shí)生活中的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集問(wèn)題[7]。

5.2 方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)師與客戶進(jìn)行語(yǔ)言文字溝通時(shí)，不能全面反映出設(shè)計(jì)方案的合理性，也不能較為真實(shí)地體現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙的立體效果，而進(jìn)一步應(yīng)用適量的3D 等處理軟件，無(wú)論是在紙張上還是屏幕上，均表現(xiàn)為靜態(tài)，未能充分體現(xiàn)真實(shí)環(huán)境。針對(duì)此種現(xiàn)象，管理人員應(yīng)充分利用VR 與AR 技術(shù)，從多個(gè)角度全面展現(xiàn)整個(gè)室內(nèi)設(shè)計(jì)空間的真實(shí)感、現(xiàn)場(chǎng)感，在設(shè)計(jì)師和客戶全面交流的基礎(chǔ)上保證設(shè)計(jì)效果能夠達(dá)到客戶的要求。

5.3 實(shí)施階段

對(duì)于整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的室內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)施環(huán)節(jié)，基層施工作業(yè)人員一般會(huì)結(jié)合施工設(shè)計(jì)方案的具體內(nèi)容進(jìn)行施工操作。對(duì)此，設(shè)計(jì)師應(yīng)與施工作業(yè)人員進(jìn)行全面的技術(shù)交流，向其全面解釋設(shè)計(jì)概念與思路。而VR 與AR 技術(shù)的應(yīng)用，工人利用手機(jī)智能設(shè)備就可對(duì)不同建筑結(jié)構(gòu)的定位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一安排，以手機(jī)屏幕為交互界面，顯示此節(jié)點(diǎn)立體虛擬仿真圖像，確保施工建設(shè)工作能夠達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)效果。

6 結(jié)論

總而言之，VR 與AR 技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用是時(shí)代進(jìn)步的體現(xiàn)，建筑企業(yè)管理人員應(yīng)摒棄傳統(tǒng)落后的建筑結(jié)構(gòu)室內(nèi)設(shè)計(jì)理念，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，積極學(xué)習(xí)并應(yīng)用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的VR 與AR 技術(shù)處理方法，結(jié)合客戶的實(shí)際需求，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，在客戶空間體驗(yàn)全面提高后因地制宜、具體問(wèn)題具體分析，保證建筑結(jié)構(gòu)室內(nèi)設(shè)計(jì)質(zhì)量提升，最后促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。