室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中混合現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用與設(shè)計

［摘 要］ 在室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中一直存在設(shè)計理論知識內(nèi)容抽象、理論與實際脫節(jié)、材料工藝更新快、工藝流程復(fù)雜、教師講解難度大、學(xué)生難理解、教學(xué)效果差等問題。將MR混合現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中，能夠打破現(xiàn)實空間與虛擬空間的界限，完美融合現(xiàn)實與虛擬，創(chuàng)造沉浸式體驗場景，增強學(xué)習(xí)的互動性，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造真實逼真的空間效果和模擬練習(xí)，有效改善傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計的教學(xué)模式，有針對性地解決室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中存在的難題，提升教學(xué)效果。

［關(guān)鍵詞］ MR技術(shù)；室內(nèi)設(shè)計；專業(yè)教學(xué)；應(yīng)用研究

［基金項目］ 2021年度教育部行業(yè)職業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會職業(yè)教育改革創(chuàng)新專項課題項目“MR（混合現(xiàn)實）技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用研究”（HBKC217060）

［作者簡介］ 王麗（1992—），女，湖南邵陽人，設(shè)計學(xué)碩士，湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院生態(tài)宜居學(xué)院助教，主要從事建筑室內(nèi)設(shè)計研究。

［中圖分類號］ G712［文獻標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）06-0165-04 ［收稿日期］ 2022-12-13

室內(nèi)設(shè)計是一門實踐性和應(yīng)用性很強的學(xué)科，其對設(shè)計從業(yè)人員的設(shè)計能力、空間想象力和技術(shù)工藝的要求較高。但在目前的實際教學(xué)中，存在理論知識與實踐操作脫節(jié)、工藝節(jié)點難理解、空間的可視化與互動性差等問題。在傳統(tǒng)教學(xué)中，室內(nèi)設(shè)計大多通過理論知識的講授和效果圖、CAD圖紙的展示來進行教學(xué)，存在理論知識點空泛與實踐聯(lián)系弱、工藝節(jié)點表述不清楚、空間結(jié)構(gòu)表現(xiàn)力不足以及可視化較差等問題，因而影響到學(xué)生專業(yè)能力與設(shè)計水平的提升。在建筑、室內(nèi)領(lǐng)域，借助全息MR設(shè)備，從業(yè)者可以看到3D設(shè)計模型在真實環(huán)境中的全貌［1］。該環(huán)境能為受訓(xùn)者提供直觀真實的學(xué)習(xí)體驗，對提高特定職業(yè)技能、促進理解建筑設(shè)計具有重要作用［2］。突破傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計教學(xué)空間的局限性，讓學(xué)生沉浸于真實和虛擬結(jié)合的室內(nèi)環(huán)境中，進而理解空洞的理論知識，把握空間的尺度及理解透徹各界面的材料工藝節(jié)點的特點，從而解決傳統(tǒng)教學(xué)一直存在的難題。

一、室內(nèi)設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀及效果不佳原因分析

室內(nèi)設(shè)計主要側(cè)重于室內(nèi)空間的規(guī)劃設(shè)計、室內(nèi)界面設(shè)計、色彩搭配、材質(zhì)選用、風(fēng)格設(shè)計、燈光照明等內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生的空間設(shè)計能力和施工圖紙的繪制技能。

傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計課程教學(xué)常采用平面化教學(xué)，對學(xué)生平立面設(shè)計分析能力及色彩搭配、材質(zhì)選用、空間氛圍想象力的要求比較高。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中需要通過不斷地練習(xí)來達到理解理論知識和掌握空間結(jié)構(gòu)的目的，但傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境和設(shè)施使得室內(nèi)設(shè)計課程存在可視化與互動性較差等問題，如室內(nèi)空間設(shè)計整體流程包括平面布局、界面設(shè)計、風(fēng)格設(shè)計、色彩搭配、材料的運用、燈光的選用和各平立面、節(jié)點剖面圖紙的繪制。在傳統(tǒng)室內(nèi)教學(xué)中，這些只能通過語言文字的描述和效果圖展示而難以直觀呈現(xiàn)出來，因而學(xué)生對空間尺度的把握、空間色彩、材質(zhì)、風(fēng)格的整體效果缺乏一定的想象力，對施工技術(shù)和剖面節(jié)點的理解空洞抽象，這些嚴重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和效果。

二、MR混合現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中的優(yōu)勢

MR技術(shù)與AR技術(shù)和VR技術(shù)相比，是一個相對較新的概念。MR技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)領(lǐng)域更具優(yōu)勢。就理論而言，MR技術(shù)能將現(xiàn)實世界與計算機生成的虛擬世界進行融合，并實現(xiàn)信息的互動，生成虛擬和現(xiàn)實完美融合的MR環(huán)境，從而產(chǎn)生新的可視化環(huán)節(jié)，MR混合現(xiàn)實技術(shù)所攜帶的互動性特征，能使用戶與虛擬對象和真實空間進行實時交互，搭建了用戶與虛擬、現(xiàn)實之間溝通的橋梁。針對混合現(xiàn)實技術(shù)虛實融合和實時交互的優(yōu)勢，在室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中教師可通過MR顯示設(shè)備將真實空間和虛擬的界面模型、家具軟裝飾品模型等進行結(jié)合，以全息形式呈現(xiàn)在眼前，學(xué)生可以進行直觀的觀察，并通過手勢、語音等方式進行室內(nèi)空間的操作、調(diào)整。沉浸式的模擬與實踐操作能夠使學(xué)生快速進入設(shè)計工作狀態(tài)，并及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，促進建筑室內(nèi)設(shè)計水平的進一步提高［3］，彌補了室內(nèi)設(shè)計課程教學(xué)存在的平面化缺陷。教學(xué)過程中的立體化和可視化，學(xué)習(xí)過程的交互性，都在一定程度上提高了學(xué)生的積極性。

三、MR技術(shù)助力室內(nèi)設(shè)計教學(xué)方案設(shè)計與實施效果分析

（一）室內(nèi)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

根據(jù)室內(nèi)設(shè)計課程標(biāo)準(zhǔn)進行室內(nèi)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計，主要細分為知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)。

1.知識目標(biāo)：能夠準(zhǔn)確把握室內(nèi)平面規(guī)劃的空間尺度，掌握室內(nèi)空間設(shè)計的平面設(shè)計內(nèi)容、界面設(shè)計內(nèi)容、風(fēng)格設(shè)計原則、色彩搭配原理、家具軟裝擺放陳列規(guī)則、施工工藝流程等。

2.能力目標(biāo)：能夠根據(jù)室內(nèi)空間大小做出合適的空間平面規(guī)劃設(shè)計和界面設(shè)計，可以根據(jù)空間大小和優(yōu)劣完成風(fēng)格的設(shè)計和色彩的搭配，以及材料的運用和燈光照明的氛圍渲染，最后完成整個室內(nèi)空間的效果設(shè)計和施工圖紙的繪制。

3.素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)具有創(chuàng)造性和設(shè)計能力的專業(yè)室內(nèi)設(shè)計人員，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的平面設(shè)計能力、色彩和材質(zhì)的搭配能力、圖紙的繪制能力，從而逐步培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神。

（二）教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

室內(nèi)設(shè)計課程主要講授室內(nèi)空間的平面規(guī)劃設(shè)計和各界面的設(shè)計，包括室內(nèi)空間的功能布局及空間動線優(yōu)化、地面鋪貼設(shè)計、天花設(shè)計、立面設(shè)計，其中又包括室內(nèi)風(fēng)格的選擇、色彩搭配、材料選擇、燈光照明、施工工藝等內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生清楚室內(nèi)設(shè)計的平面優(yōu)化方式，掌握地面、墻面、天花設(shè)計的方法，在把握整體風(fēng)格的基礎(chǔ)上完成各界面的設(shè)計，在理解施工工藝的基礎(chǔ)上繪制出完整的施工圖紙。在具體教學(xué)設(shè)計中，進入學(xué)校專門配備的MR實訓(xùn)室，學(xué)生通過佩戴MR顯示設(shè)備即可置身于真實的實訓(xùn)室與虛擬模型融合的混合空間中。1∶1的室內(nèi)空間結(jié)構(gòu)和各界面裝飾模型，可隨意更換的豐富的MR場景資源（不同風(fēng)格的真實尺寸家具模型和軟裝飾品），可詳細觀看各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的施工流程和工藝節(jié)點結(jié)構(gòu)，并通過簡單交互進行模型結(jié)構(gòu)的拆解和重構(gòu)。具體實現(xiàn)內(nèi)容見表1。

（三）教學(xué)過程的設(shè)計

室內(nèi)設(shè)計課程根據(jù)市場對該職業(yè)崗位的職責(zé)要求和技能要求，采取模擬實際案例進行教學(xué)，教學(xué)過程分為課前預(yù)習(xí)、課中實施、課后拓展等三個環(huán)節(jié)。課前預(yù)習(xí)主要通過學(xué)生自學(xué)了解室內(nèi)設(shè)計的相關(guān)知識點。課中實施是教師在課中拋出知識和詳細講解知識，并引導(dǎo)學(xué)生探索室內(nèi)設(shè)計的方法，從而讓學(xué)生自己動手進行仿真模擬練習(xí)。在實訓(xùn)課上讓學(xué)生以實際案例為任務(wù)，提高室內(nèi)平面設(shè)計水平和把握整體空間氛圍的能力，課后進行項目實踐拓展設(shè)計能力。

1.課前預(yù)習(xí)。在講授新課之前，教師通過學(xué)習(xí)通或者超星平臺發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)書和自主學(xué)習(xí)的視頻，學(xué)生查看任務(wù)書明確學(xué)習(xí)任務(wù)和要求，通過視頻自主學(xué)習(xí)室內(nèi)設(shè)計的平面布局、界面裝飾設(shè)計、風(fēng)格及色彩搭配、材料選用、工藝流程、照明設(shè)計等知識。自主學(xué)習(xí)完成后，教師通過超星平臺就相關(guān)知識問題進行提問，引導(dǎo)學(xué)生進行討論交流，明確學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中還存在哪些不足。根據(jù)匯總結(jié)果表明，學(xué)生存在對空間的尺寸把握不清，三維空間想象能力的建立較難，對工藝流程難理解等問題。這會直接影響到室內(nèi)空間的平面設(shè)計和各界面設(shè)計及施工圖紙的繪制。

2.課中實施。課中實施包括拋任務(wù)、解內(nèi)容、練技能等三個環(huán)節(jié)。

拋任務(wù)環(huán)節(jié)針對課前預(yù)習(xí)存在的難點內(nèi)容進行羅列，并就這些難點內(nèi)容組織學(xué)生展開討論，若不解決將造成哪些室內(nèi)設(shè)計事故。同時，拋出課堂教學(xué)任務(wù)，在理解戶型方正、功能齊全、動線流暢、動靜分區(qū)、私密性佳、尺寸適宜的基礎(chǔ)上掌握室內(nèi)空間的平面方案設(shè)計。在熟悉了風(fēng)格、材質(zhì)和色彩搭配的知識點后進行界面設(shè)計，最后完成室內(nèi)設(shè)計施工圖紙的繪制。

解內(nèi)容環(huán)節(jié)將MR混合現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)課堂教學(xué)中，以其融合現(xiàn)實世界和虛擬世界的逼真效果和強互動性體驗，將室內(nèi)設(shè)計的虛擬模型庫中的各界面裝飾模型、家具模型、節(jié)點剖面模型等導(dǎo)入，并以全息形式呈現(xiàn)在真實空間中，將抽象知識內(nèi)容直觀化，降低教學(xué)難度。本環(huán)節(jié)共分為四個部分。第一部分針對室內(nèi)空間的規(guī)劃和設(shè)計進行MR技術(shù)的應(yīng)用。具體的操作是教師戴上MR眼鏡，將虛擬模型庫中的空間場景全息圖展示在真實環(huán)境中，通過教師對空間模型的拆解與重構(gòu)，讓學(xué)生直觀看到空間的組合與分割所產(chǎn)生的空間感的變化，選擇布局不同風(fēng)格的家具軟裝模型，搭配不同色彩和材質(zhì)的飾面，空間會產(chǎn)生不同的視覺效果，學(xué)生借助投影設(shè)備，裸眼即可看到教師的操作，加深學(xué)生對空間的理解和把握，便于學(xué)生進行室內(nèi)空間設(shè)計和對室內(nèi)設(shè)計知識點的掌握和應(yīng)用。第二部分是針對室內(nèi)空間中各界面的設(shè)計，包括地面、立面、天花的設(shè)計。采用MR技術(shù)能夠進行全息投影，將虛擬界面模型完美融入現(xiàn)實的空間界面上，進行在線設(shè)計，空間效果直觀呈現(xiàn)在眼前，幫助學(xué)生更快地接觸到設(shè)計搭配以及室內(nèi)空間效果的生成，且虛擬的室內(nèi)界面模型的各部分都能夠進行全屋漫游和拆解更換，直觀化的視覺體驗大幅度提升了學(xué)生的新鮮感與自我獲得感。具體的操作是教師戴著MR眼鏡進入三維立面模型逼真的場景，將虛擬的室內(nèi)空間地面、立面、天花構(gòu)件三維模型拆卸，將提前做好的其他造型的界面虛擬構(gòu)件模型導(dǎo)入真實的空間場景中，從而重構(gòu)形成新的界面造型設(shè)計，而新的界面模型能根據(jù)個人個性化的選擇，更換其材質(zhì)和顏色，使原本抽象的室內(nèi)設(shè)計知識直觀呈現(xiàn)。伴隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)逐漸成熟及應(yīng)用，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在施工開始之前就可以體驗到各種設(shè)計方案的實際效果，實現(xiàn)沉浸式體驗［4］。第三部分是剖面節(jié)點的繪制。此部分在室內(nèi)設(shè)計施工圖紙中占據(jù)非常重要的位置，是指導(dǎo)現(xiàn)場施工的依據(jù)。剖面節(jié)點的繪制在室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中一直是學(xué)生的弱項，因其復(fù)雜的施工工藝和施工流程，學(xué)生對各界面的剖面節(jié)點并沒有清晰地認知，而常規(guī)以剖面圖或者施工節(jié)點圖進行教學(xué)的方式并不利于學(xué)生的理解和掌握。教師借助MR混合現(xiàn)實，將住宅室內(nèi)的場景全息圖展現(xiàn)在一體化教室中，師生佩戴MR全息智能眼鏡針對場景中頂棚的輕鋼龍骨吊頂結(jié)構(gòu)、技術(shù)要點與施工流程進行互動交流，小組成員分工合作完成全息場景中輕鋼龍骨吊頂?shù)脑O(shè)計與施工操作［5］。MR混合現(xiàn)實技術(shù)讓室內(nèi)設(shè)計復(fù)雜的施工工藝流程直觀地呈現(xiàn)在眼前，以其互動性強的特點，學(xué)生可以通過不斷地練習(xí)操作來加深對室內(nèi)設(shè)計施工技術(shù)和節(jié)點構(gòu)件的理解。第四部分是燈光照明設(shè)計。在傳統(tǒng)的室內(nèi)空間設(shè)計中因其專業(yè)的知識點，以及燈光照明通常只展示在天花布置圖和空間效果圖中，學(xué)生對具體燈光照明的照度、色溫、顯色指數(shù)、配光等并沒有足夠的認識和了解。若借助MR混合現(xiàn)實技術(shù)，將提前做好的燈光照明動畫導(dǎo)入系統(tǒng)，讓學(xué)生佩戴MR眼鏡進入住宅空間動畫場景中去，便可聽到、看到該燈光的配光、色溫、顯色指數(shù)等專業(yè)知識點的講解和相對應(yīng)的燈光照明效果的直觀顯示，其他學(xué)生通過3D全息投影系統(tǒng)，不需要佩戴MR眼鏡也可直接觀看燈光照明知識的講解。理解知識點后可進入室內(nèi)空間場景中，根據(jù)不同的空間需求進行燈光的不同選擇和燈飾的搭配，直觀呈現(xiàn)的空間燈光效果如同親臨現(xiàn)場一般，可以加強學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

練技能環(huán)節(jié)，教學(xué)根據(jù)實際案例的業(yè)主需求和戶型特點，完成室內(nèi)空間的平面方案設(shè)計和地面、立面、天花的各界面設(shè)計以及施工圖紙的繪制，最后完成效果圖的設(shè)計，鞏固學(xué)生的專業(yè)技能。通過各組作業(yè)完成度的對比，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身的問題并解決問題。設(shè)計意圖：完成平面方案設(shè)計作業(yè)、各界面設(shè)計和施工圖紙的繪制，并在這一過程中鍛煉學(xué)生理解室內(nèi)設(shè)計相關(guān)知識的能力，查看其知識點的掌握程度，在協(xié)作完成作業(yè)的過程中，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊協(xié)作能力和嚴謹?shù)墓そ尘瘛Ｍㄟ^展示、點評各組學(xué)生的作業(yè)，實現(xiàn)師生間的互動，培養(yǎng)學(xué)生溝通交流、精益求精的職業(yè)精神。

（四）課程實施效果分析

根據(jù)各組完成作業(yè)的結(jié)果反饋，MR混合現(xiàn)實技術(shù)融入室內(nèi)設(shè)計課堂教學(xué)中，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量，多數(shù)學(xué)生完美地達成課程教學(xué)的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，同時在學(xué)習(xí)和練習(xí)的過程中，提高了學(xué)生舉一反三的能力。

傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中存在的以語言文字講述或二維圖片展示的形式不直觀，學(xué)生難以理解，而各種設(shè)計的名詞術(shù)語很難讓學(xué)生與真實的室內(nèi)空間建立聯(lián)系。MR混合現(xiàn)實技術(shù)融入室內(nèi)設(shè)計課堂教學(xué)中，從根本上解決了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的抽象知識點難以通過語言或文本形式進行描述和準(zhǔn)確表達的問題，混合現(xiàn)實技術(shù)的虛實完美融合性特點讓室內(nèi)設(shè)計內(nèi)容更加真實立體，互動性強的特點讓練習(xí)操作更加簡單便捷，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升了教與學(xué)兩個節(jié)點的知識流通效率，提高了教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)語

雖然MR技術(shù)融入室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中會使傳統(tǒng)教學(xué)產(chǎn)生翻天覆地的改變，解決室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中存在的一系列問題，但由于MR混合現(xiàn)實技術(shù)還處于快速發(fā)展中，仍然存在很多技術(shù)上的問題需要去攻克?？傮w而言，MR混合現(xiàn)實技術(shù)目前只是一個相對理想的技術(shù)形態(tài)，并不能完美地實現(xiàn)混合現(xiàn)實效果，要想應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中，還存在一些技術(shù)上的客觀問題待行業(yè)慢慢解決。

參考文獻

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Application and Design of MR Technology in Interior Design Teaching

WANG Li

（Ecological Livable College， Hunan Polytechnic of Environment and Biology， Hengyang，

Hunan 421005， China）

Abstract： In the teaching of interior design， there have always been problems such as abstract content of design theory knowledge， disconnection between theory and practice， rapid update of material technology， complex process flow， difficult explanation by teachers， difficult understanding for students， and poor teaching effectiveness. The application of MR mixed reality technology to the teaching of interior design can break the boundary between real space and virtual space， perfectly integrate reality and virtuality， create immersive experience scenes， enhance the interactivity of learning， create realistic space effects and simulation exercises for learners， and effectively improve the teaching mode of traditional interior design， solve the problems existing in interior design teaching and improve the teaching effect.

Key words： MR technology; interior design; teaching effectiveness; applied research