虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)中的應(yīng)用分析

宋季蓉，臧 慧，沈 雷

（大連理工大學(xué)，遼寧 大連， 116081）

室內(nèi)照明設(shè)計課程具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，并日漸多元化。這一課程將社會、人和環(huán)境有機(jī)結(jié)合在一起，不僅可以滿足人們基本的照明需求，還應(yīng)滿足人們的精神需求。以往室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)過程，在構(gòu)建有效的沉浸式教學(xué)模式時常遇到諸多阻礙，處于單一的教學(xué)體系中，學(xué)生無法領(lǐng)悟復(fù)雜的結(jié)構(gòu)層面和工作原理[1]，再加上專業(yè)設(shè)備不足產(chǎn)生的限制，導(dǎo)致實踐教學(xué)過程中，學(xué)生難以獲得良好的創(chuàng)新創(chuàng)造條件，無法了解深層次的知識。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展，為各個行業(yè)發(fā)展提供了有力的技術(shù)支撐，將其應(yīng)用至室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)中，可以對上述問題有效改善，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知能力和思辨能力的提升，在增強(qiáng)學(xué)生主觀能動性的基礎(chǔ)上，保障室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)的高質(zhì)量發(fā)展。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)特點(diǎn)及其在室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)中的應(yīng)用價值

1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的核心為計算機(jī)的傳感技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù)等，其可以借助仿真平臺構(gòu)建人機(jī)交互模式，包括環(huán)境模擬、感知技術(shù)、傳感設(shè)備以及自然技術(shù)等。其中，環(huán)境模擬主要應(yīng)用計算機(jī)仿真手段完成動態(tài)三維立體式圖像的構(gòu)建。感知技術(shù)主要是指擁有和人相同的視覺、聽覺、觸覺以及嗅覺等感知技能。傳感設(shè)備主要指三維立體交互式設(shè)備，自然技術(shù)主要起到效仿人類行為的作用[2]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)最突出的特點(diǎn)為感知性、存在性、交互性和獨(dú)立性，因此，這一技術(shù)具備多項感知技能，可在虛擬環(huán)境中給予應(yīng)用者真實感，使不同操作水平的應(yīng)用者在模擬環(huán)境中獲得自然水平的反饋信息。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)中的應(yīng)用價值

室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)之后，學(xué)生設(shè)計能力得到提升，學(xué)生設(shè)計方法的有效性也明顯增強(qiáng)。

（1）室內(nèi)照明設(shè)計課程具有明顯的綜合性和實踐性，要求學(xué)生在熟練掌握課程理論基礎(chǔ)知識的同時，具有較強(qiáng)的解決問題能力[3]。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬展現(xiàn)空間照明環(huán)境，在對不同空間環(huán)境中燈光光色進(jìn)行模擬的基礎(chǔ)上，直觀展現(xiàn)空間不同的風(fēng)格特點(diǎn)。這一優(yōu)勢有助于檢驗不同燈具的燈光效果，為燈具可以更好地適應(yīng)空間環(huán)境提供保障。教師可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行照明設(shè)計的前瞻性探究，設(shè)計不同區(qū)域空間的照明，使學(xué)生更加全面地把握燈具選取和空間搭配，提升室內(nèi)照明設(shè)計教學(xué)有效性和靈活性。

（2）室內(nèi)照明設(shè)計課程對于學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力等都有較高的要求，因此，日常教學(xué)過程應(yīng)持續(xù)引導(dǎo)學(xué)生，為其提供多元化的虛擬情境，全面激發(fā)學(xué)生積極性和主動性，對學(xué)生思維方式進(jìn)行有效優(yōu)化，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)[4]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用可以為學(xué)生營造多元化的空間環(huán)境，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供引導(dǎo)，以此來不斷激活學(xué)生想象力和創(chuàng)造力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將抽象繁雜的理論知識變得更加形象具體，有助于學(xué)生更深入地理解和掌握照明設(shè)計理論知識，以此來培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計分析能力。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支撐下，學(xué)生還可以改進(jìn)照明燈具，靈活變動燈具布局形式，反復(fù)觀察設(shè)計內(nèi)容的同時進(jìn)一步完善設(shè)計方案，循序漸進(jìn)地提升設(shè)計能力。

（3）在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)之后，室內(nèi)照明設(shè)計課程教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析實際環(huán)境，為學(xué)生全面了解空間環(huán)境狀況提供保障，以此來促進(jìn)學(xué)生空間想象能力的提升。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對空間環(huán)境進(jìn)行動態(tài)漫游，有助于學(xué)生全方位掌握現(xiàn)場空間形態(tài)和尺寸[5]。學(xué)生在設(shè)計室內(nèi)照明方案時，可以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對照明空間環(huán)境實時觀察，確保對空間內(nèi)需要的燈具種類和布置形式等有更加精準(zhǔn)全面的把握。

2 室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問題

室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)的主要目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生的照明設(shè)計與理論運(yùn)用能力，因此，在引導(dǎo)學(xué)生扎實牢固掌握理論知識的同時，還應(yīng)促進(jìn)學(xué)生實踐操作技能水平的提升?？v觀現(xiàn)階段室內(nèi)照明設(shè)計實際的課程教學(xué)可知，主要存在顯現(xiàn)方式較為單一、學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力欠缺以及教學(xué)靈活性較低等問題[6]。首先，傳統(tǒng)的室內(nèi)照明設(shè)計教學(xué)展現(xiàn)環(huán)節(jié)以平面形式為主，這類多媒體課件難以真正體現(xiàn)抽象的三維空間行為?？臻g構(gòu)圖以及光線調(diào)整等都會對照明效果產(chǎn)生重要影響，但是相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容較為抽象化和理論化，應(yīng)用單一的顯現(xiàn)方式，不利于學(xué)生理解和學(xué)習(xí)，同時無法顯現(xiàn)教學(xué)更深層次的意義，進(jìn)而會明顯限制學(xué)生空間設(shè)計能力、形象思維意識和藝術(shù)鑒賞能力的提升。其次，在多媒體教學(xué)深化發(fā)展的背景下，室內(nèi)照明設(shè)計課程日常教學(xué)中通常應(yīng)用多媒體教學(xué)課件演示和示范，但是對于學(xué)生主觀感受卻沒有引起重視，也不夠關(guān)注學(xué)生個人感受能力，嚴(yán)重限制了學(xué)生主體作用的發(fā)揮，大部分學(xué)生都處于被動接受狀態(tài)，嚴(yán)重降低了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，對學(xué)生課堂體驗感產(chǎn)生削弱作用，不利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和選擇能力。最后，室內(nèi)照明設(shè)計課程部分教師依舊沒有擺脫一刀切、滿堂灌的教學(xué)方式，影響了課堂教學(xué)氛圍，對于學(xué)生設(shè)計表現(xiàn)的觀念性培養(yǎng)也會產(chǎn)生不利影響，明顯弱化了學(xué)生的個性化風(fēng)格，導(dǎo)致學(xué)生藝術(shù)洞察力、靈敏性等不斷下降，教學(xué)效果大打折扣。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)中的應(yīng)用策略

3.1 注重工程項目教學(xué)方式的有效應(yīng)用

室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)過程，應(yīng)發(fā)揮工程項目教學(xué)方式的優(yōu)勢，將其與虛擬現(xiàn)實技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，通過進(jìn)行實際項目教學(xué)提升整體教學(xué)質(zhì)量及效果。教師可以引導(dǎo)學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識后，選取具有代表性的實際工程項目為學(xué)生展開舉例教學(xué)分析，在這一過程借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)顯現(xiàn)照明設(shè)計整體，引導(dǎo)學(xué)生直觀和立體式學(xué)習(xí)工程項目中包含的照明設(shè)計知識，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率[7]。教學(xué)過程中，教師可以對漫游路線進(jìn)行更改和切換，更加簡便地分析照明空間布局，引導(dǎo)學(xué)生全面掌握工程項目的空間特點(diǎn)、照明布局、燈具選取和燈具明暗控制等內(nèi)容，促進(jìn)照明設(shè)計合理化。另外，在工程項目教學(xué)中還可以有機(jī)結(jié)合智能家電概念，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)一天之內(nèi)不同時間燈具光色和亮度的智能調(diào)節(jié)，以此來達(dá)到保護(hù)視力和節(jié)約能源的效果。

3.2 注重虛擬教學(xué)平臺的全面構(gòu)建

虛擬教學(xué)平臺屬于室內(nèi)照明設(shè)計課程未來的主要發(fā)展趨勢之一[8]。在對虛擬教學(xué)平臺進(jìn)行構(gòu)建時，需要依靠相關(guān)軟件及元素，對照明工程項目方案具體內(nèi)容進(jìn)行明確，比如，發(fā)揮CAD軟件的應(yīng)用優(yōu)勢，平面繪制整體方案之后，再繼續(xù)傳輸?shù)絊ketchUp軟件進(jìn)行建模，之后繼續(xù)傳輸?shù)教摂M現(xiàn)實軟件完成效果圖的繪制，最終生成照明案例對應(yīng)的漫游動畫，引導(dǎo)學(xué)生直觀觀看和學(xué)習(xí)漫游動畫。在虛擬教學(xué)平臺的支持下，學(xué)生對日常生活空間、公共建筑空間、餐飲辦公空間以及商業(yè)展示空間等的照明空間環(huán)境有更加全面的了解。學(xué)生借助虛擬教學(xué)平臺和教師開展互動式學(xué)習(xí)，對相關(guān)照明案例進(jìn)行共同討論，并且形成對應(yīng)的專題報告，進(jìn)一步完善照明設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。

3.3 注重學(xué)生技術(shù)應(yīng)用水平的提升

室內(nèi)照明設(shè)計課程教師可以引導(dǎo)學(xué)生漫游分析實際的工程項目，深入探討照明空間布局形式、空間變化、空間尺度、空間照明氛圍等，判斷這一工程項目案例與主題內(nèi)容是否契合。學(xué)生還可以依據(jù)自身喜好，進(jìn)一步重組、拆分實際工程項目案例模型，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的效果，增強(qiáng)照明工程案例掌握能力和運(yùn)用能力。另外，以照明設(shè)計課程作業(yè)任務(wù)書圖紙為依據(jù)，學(xué)生可完成總平面圖的繪制，并制作相匹配的三維立體模型，之后在虛擬教學(xué)平臺中輸入學(xué)生自己創(chuàng)作的模型。在虛擬教學(xué)平臺的支撐下，人人都可以對方案模型設(shè)計進(jìn)行欣賞、討論以及分析，還可以在線提出對應(yīng)的建設(shè)性意見，在這一模式下學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用水平和設(shè)計能力等明顯提升。

3.4 注重學(xué)生思維創(chuàng)新力的增強(qiáng)

以往室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)，教師側(cè)重于多媒體教學(xué)方式，基本上在分析解讀工程項目案例之后，布置相對應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生以原始圖紙為依據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的照明設(shè)計。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生無法自行構(gòu)建室內(nèi)照明空間的情況，導(dǎo)致學(xué)生只能夠以傳統(tǒng)步驟為依據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計工作，沒有給學(xué)生創(chuàng)造和提供發(fā)揮思維創(chuàng)新力的機(jī)會及情境。因此，教師可以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)優(yōu)化室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生完成三維立體照明空間的建立，在明確基本照明立體框架結(jié)構(gòu)的前提下，促進(jìn)學(xué)生發(fā)揮自身思維創(chuàng)新力，完成具體的設(shè)計工作。學(xué)生還可以與教師進(jìn)行交流，表達(dá)自己的創(chuàng)新想法，依據(jù)教師的意見，對室內(nèi)照明設(shè)計方案進(jìn)行針對性改進(jìn)，完善方案設(shè)計，實現(xiàn)學(xué)生的綜合發(fā)展。

3.5 注重實驗教學(xué)沉浸性

實驗教學(xué)屬于室內(nèi)照明設(shè)計課程不可或缺的組成部分，通過創(chuàng)設(shè)實景、還原情境、融入教學(xué)，在對仿真數(shù)字圖像及感觸式互動形式進(jìn)行呈現(xiàn)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)學(xué)生沉浸式學(xué)習(xí)體驗。比如，在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)照明設(shè)計和空間關(guān)系的過程中，學(xué)生可以依據(jù)用戶個人情況開展場景模擬，不同學(xué)習(xí)程度的學(xué)生可以依據(jù)自身學(xué)習(xí)水平和知識掌握水平等，探討空間、燈具和用戶三者之間的比例關(guān)系。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)有效改善以往室內(nèi)照明設(shè)計教學(xué)的抽象性問題，使學(xué)生更好地理解和掌握直接照明、半直接照明、半間接照明、間接照明以及漫射照明等空間照明布局，設(shè)計出更加貼合人們視覺需求的空間氛圍。

4 結(jié)論

綜上所述，在社會不斷發(fā)展和人們生活水平不斷提升的背景下，對于室內(nèi)照明設(shè)計的要求也在不斷提升，市場也極度欠缺優(yōu)秀的室內(nèi)照明設(shè)計人才。為了滿足人們不斷提升的室內(nèi)照明要求，高校室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)應(yīng)及時改革和創(chuàng)新，充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)等現(xiàn)代化教學(xué)方式和教學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢，突破以往教學(xué)的局限性。面對傳統(tǒng)室內(nèi)照明設(shè)計課程教學(xué)的諸多弊端，應(yīng)注重工程項目教學(xué)方式的有效應(yīng)用、虛擬教學(xué)平臺的全面構(gòu)建、學(xué)生技術(shù)應(yīng)用水平的提升、學(xué)生思維創(chuàng)新力的增強(qiáng)以及實驗教學(xué)沉浸性的提升，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)在不同教學(xué)環(huán)節(jié)的重要價值，為學(xué)生提供更加直觀、形象、沉浸式的學(xué)習(xí)體驗，加深學(xué)生對室內(nèi)照明設(shè)計抽象知識的理解和掌握，培養(yǎng)更多的優(yōu)秀設(shè)計人才。