董琴

（安徽工程大學(xué) 藝術(shù)學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)中的運(yùn)用研究

董琴

（安徽工程大學(xué) 藝術(shù)學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

隨著物質(zhì)生活水平的提升，人們對(duì)現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)也提出了更高的要求.利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，則能夠?qū)崿F(xiàn)燈具的虛擬仿真設(shè)計(jì)，所以能夠滿足消費(fèi)者對(duì)燈具的個(gè)性化需求.基于這種認(rèn)識(shí)，本文在介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)該技術(shù)在現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)中的運(yùn)用問題展開了研究，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考.

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)；運(yùn)用

在現(xiàn)代制造業(yè)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛的應(yīng)用，能夠起到提高企業(yè)設(shè)計(jì)和加工效率和質(zhì)量的作用，所以能夠使消費(fèi)者的需求得到進(jìn)一步滿足.因此，相關(guān)人員有必要對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)中的運(yùn)用問題展開研究，以便更好的促進(jìn)現(xiàn)代燈具加工制造行業(yè)的發(fā)展.

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

所謂的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，其實(shí)就是能夠幫助人們創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)技術(shù).早在上世紀(jì)90年代，該技術(shù)就已經(jīng)得到了運(yùn)用.利用該技術(shù)進(jìn)行虛擬世界的創(chuàng)建，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬環(huán)境或給定仿真對(duì)象全體的模擬仿真，并且能夠使用戶在視、聽、觸覺的作用下產(chǎn)生身臨其境的感受.而在虛擬世界中，人們不僅會(huì)產(chǎn)生沉浸性感受，還會(huì)產(chǎn)生交互性和構(gòu)想性的感受.所以，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使用戶與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互操作，能夠使人的認(rèn)知手段和領(lǐng)域得到擴(kuò)展.因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅僅是演示媒體，同時(shí)也是設(shè)計(jì)工具，可以利用視覺形式為人們創(chuàng)造一個(gè)多維信息空間，所以能夠?yàn)槿藗冞M(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)造提供支持.

2 現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)概念

2.1 現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)的定義

燈具設(shè)計(jì)是在用途、工藝材料、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)制作等各種因素的共同制約下，通過某種制作工藝加工生產(chǎn)成燈具圖樣方案的總稱.作為一種研制產(chǎn)品的方法，它必須首先以滿足日常生活環(huán)境為前提條件，再配合以現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)手段，既滿足使用者不同的心理需求，又要求在功能和美感兩者間達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一.因此，燈具設(shè)計(jì)是一種有意識(shí)的造型活動(dòng).

2.2 現(xiàn)代燈具的構(gòu)造

現(xiàn)代燈具結(jié)構(gòu)具有不同的分類，但無論是哪種結(jié)構(gòu)，一般都是由燈體、燈罩、光源和電料四個(gè)主要部分構(gòu)成.

2.2.1 燈體

燈體支架結(jié)構(gòu)部件，在整個(gè)燈具中起到支撐作用.一般而言，根據(jù)使用者的用途來看，燈體的材料由木質(zhì)或陶瓷、金屬構(gòu)成.作為支撐結(jié)構(gòu)的燈體也是整個(gè)燈具設(shè)計(jì)的造型部位，起著非常重要的作用.

2.2.2 燈罩

燈罩在功能上起到保護(hù)燈具光源免受外部干擾的作用，從設(shè)計(jì)方面來看，也起到美化燈具造型的作用.燈罩通常由骨架和面罩組成，按照使用者的需求不同，燈罩一般透明、半透明和不透明三種，其材質(zhì)也具有多樣性.燈罩的材質(zhì)、造型圖樣和面積大小直接影響著燈具光源的輸出效率.

2.2.3 光源

燈具之所以被稱為照明工具，其核心就在于光源.隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光源的種類也日漸豐富.光源的亮度和顯色性影響著環(huán)境空間氣氛，燈具光源的選擇很大程度上取決于使用者的實(shí)際功能需求.

2.2.4 電料

電料指的是滿足燈具供電的電線、插頭、插座、開關(guān)等配件.

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

3.1 現(xiàn)代燈具的設(shè)計(jì)需求分析

在現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)師可以嘗試使用布料、紙等各種能夠想到的材料，并且使用裝飾、象征、仿生和隱喻等各種設(shè)計(jì)手法，以便設(shè)計(jì)出具有不同設(shè)計(jì)風(fēng)格的燈具，以滿足多元化的市場需求.為確保燈具設(shè)計(jì)質(zhì)量，現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)需要依次完成市場調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、精細(xì)化設(shè)計(jì)、試產(chǎn)和批量生產(chǎn)等步驟，以便通過合理協(xié)調(diào)材料、造型和功能等內(nèi)容達(dá)成完整的設(shè)計(jì)要求.但就實(shí)際情況而言，由于設(shè)計(jì)師的水平和現(xiàn)在的技術(shù)條件有限，很多反復(fù)修改設(shè)計(jì)的現(xiàn)象將在燈具生產(chǎn)中出現(xiàn)，從而導(dǎo)致燈具的設(shè)計(jì)出現(xiàn)了嚴(yán)重的同質(zhì)化現(xiàn)象，所以既無法滿足高效生產(chǎn)需求，同時(shí)也難以引起消費(fèi)者的興趣.應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)代燈具虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)的創(chuàng)建，則能夠使設(shè)計(jì)者在實(shí)時(shí)和逼真的虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)燈具設(shè)計(jì).而利用該環(huán)境，設(shè)計(jì)者也能夠與客戶進(jìn)行有效溝通，所以能夠設(shè)計(jì)出使客戶滿意的作品.

對(duì)現(xiàn)代燈具的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)時(shí)，需要滿足兩方面的平臺(tái)創(chuàng)建需求.一方面，需要確保平臺(tái)能夠建立逼真的虛擬場景模型，并且能夠?qū)鼍斑M(jìn)行實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)，以便使設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)不同系列燈具產(chǎn)品的交互選擇設(shè)計(jì)[1].另一方面，平臺(tái)需要為用戶提供網(wǎng)絡(luò)化的交互操作功能，從而為消費(fèi)者提供燈具的選擇途徑，從而使設(shè)計(jì)者根據(jù)消費(fèi)者的需求更好的完成燈具的設(shè)計(jì).因此，從總體上來看，現(xiàn)代燈具虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)需要擁有燈具交互建模、燈具模型交互操作和燈具展示功能.

3.2 燈具虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)的構(gòu)建

3.2.1 平臺(tái)的開發(fā)軟件

在對(duì)燈具虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)時(shí)，需要使用具有獨(dú)立功能的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件.使用該軟件，用戶將能完成實(shí)時(shí)交互虛擬環(huán)境的建立，并且也能夠完成模型可視化和環(huán)境漫游等平臺(tái)功能的開發(fā).此外，利用該軟件也能夠提供立體眼鏡、力反饋數(shù)據(jù)手套和頭盔顯示器等虛擬外設(shè)，從而幫助用戶對(duì)虛擬世界進(jìn)行感知和控制.從軟件構(gòu)成上來看，該軟件的開發(fā)平臺(tái)為Eon Studio5.2，擁有構(gòu)建樹狀結(jié)構(gòu)虛擬世界、對(duì)虛擬世界的物理行為進(jìn)行模擬和構(gòu)建虛擬視景的功能[2].軟件使用的3D建模工具主要有兩種，即SolidWorks和3ds-Max8.0.而前者能夠用于進(jìn)行機(jī)械零部件建模，后者能夠?qū)崿F(xiàn)模型渲染，因此可以結(jié)合兩種工具進(jìn)行燈具虛擬場景構(gòu)建.

3.2.2 平臺(tái)的開發(fā)流程

從平臺(tái)結(jié)構(gòu)組成上來看，顯示模塊和人機(jī)交互模塊是平臺(tái)的兩大模塊.其中，顯示模塊的開發(fā)需要使用EonX控件，而該控件為ActiveX控件，能夠控制利用Eon開發(fā)出的模擬場景.利用控件內(nèi)部集成的瀏覽器，則能夠?qū)⑻摂M場景和設(shè)備真實(shí)展現(xiàn)在用戶面前，從而實(shí)現(xiàn)燈具設(shè)計(jì)的虛擬仿真.引入Eon控件后，平臺(tái)可以借助送出事件完成場景中對(duì)象行為的控制，然后利用接受數(shù)據(jù)的事件程序進(jìn)行實(shí)時(shí)信息的獲取.而交互模塊的功能是實(shí)現(xiàn)仿真過程的三維立體可視化處理，通過操縱鼠標(biāo)，用戶就能完成燈具設(shè)計(jì)過程的操控.具體在進(jìn)行平臺(tái)創(chuàng)建時(shí)，需要先在軟件中進(jìn)行燈具模型的創(chuàng)建，然后進(jìn)行3dsMax的導(dǎo)入，并且完成貼圖材質(zhì)的設(shè)置.完成虛擬場景創(chuàng)建后，需要在軟件中進(jìn)行模擬程序的修改，從而通過對(duì)程序增加的節(jié)點(diǎn)的行為屬性進(jìn)行定義完成節(jié)點(diǎn)間邏輯關(guān)系的設(shè)定.完成交互設(shè)計(jì)后，需要在尚未安裝Eon Studio軟件的條件下運(yùn)行Eon模擬程序.在此基礎(chǔ)上，需要將程序嵌入網(wǎng)頁發(fā)布[3].用戶在觀看程序時(shí)，可以在網(wǎng)頁中查看程序，也可以通過Eon Viewer觀看.

3.2.3 燈具模型的創(chuàng)建

利用Eon進(jìn)行模型創(chuàng)建時(shí)，需要從外部導(dǎo)入3D模型，并且完成功能節(jié)點(diǎn)或原件的添加.完成節(jié)點(diǎn)間邏輯關(guān)系定義后，需要進(jìn)行交互應(yīng)用級(jí)效果的程序文件預(yù)定.而由于Eon本身不具有建模功能，所以還要使用建模工具完成3D模型的創(chuàng)建，并且完成聲音文件和紋理貼圖等內(nèi)容的編輯.在創(chuàng)建Eon程序時(shí)，需要給模擬樹視窗添加節(jié)點(diǎn)，然后對(duì)節(jié)點(diǎn)的行為屬性和與其他節(jié)點(diǎn)的邏輯關(guān)系進(jìn)行定義.為使虛擬場景更加真實(shí)，需要完成聲音和燈光等特殊場景效果的編輯.在Eon軟件中，平臺(tái)默認(rèn)的模擬樹結(jié)構(gòu)中將包含軟件應(yīng)用程序的主體部分，如camera相機(jī)節(jié)點(diǎn)、lights燈光節(jié)點(diǎn)、scene場景節(jié)點(diǎn)和模擬視窗節(jié)點(diǎn)等.利用這些節(jié)點(diǎn)，將能夠完成基本的燈光設(shè)計(jì)的虛擬環(huán)境的搭建.而后續(xù)在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)添加或刪除時(shí)，需要在該框架下完成節(jié)點(diǎn)位置和屬性的設(shè)定[4].在該框架下，通過雙擊就能夠?qū)⒐?jié)點(diǎn)屬性設(shè)定對(duì)話框打開，所以能夠?yàn)橛脩粼O(shè)置節(jié)點(diǎn)提供便利.

3.2.4 虛擬設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)

完成燈具模型的創(chuàng)建后，需要實(shí)現(xiàn)燈具的交互設(shè)計(jì).在這一環(huán)節(jié)，如果用戶并未安裝Eon Raptor插件，就需要先將制作的三維場景文件在3ds Max軟件中輸出，然后在Eon軟件中打開剛導(dǎo)出的3ds文件，從而實(shí)現(xiàn)交互節(jié)點(diǎn)的添加.如果用戶已經(jīng)安裝了Eon Raptor插件，用戶就可將3ds Max中的模型轉(zhuǎn)化為Eon格式.利用該插件，用戶還能夠完成復(fù)雜3ds Max場景的瀏覽，并且利用內(nèi)嵌網(wǎng)頁完成創(chuàng)作的應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)布.具體來講，就是打開3ds Max的工具欄，然后在模型壓縮優(yōu)化功能區(qū)的面板上進(jìn)行Eon系統(tǒng)單位的設(shè)定，并且完成模型壓縮質(zhì)量、行走速度、紋理壓縮質(zhì)量等內(nèi)容的設(shè)定.而以新的格式進(jìn)行文件保存，則能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序的輸出.在Eon軟件中打開這一程序，則能夠進(jìn)行燈具的交互設(shè)計(jì).由于利用Eon Raptor插件輸出的程序具有漫游場景功能，所以能夠在軟件中看到程序節(jié)點(diǎn)和腳本程序.在虛擬場景中，通過鼠標(biāo)進(jìn)行燈具各個(gè)部分的接觸，就能獲得各部件名稱[5].對(duì)不同類型的燈具圖標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)擊，就能夠使燈具顯示得到改變.點(diǎn)擊不同顏色，則能夠改變燈具顏色.

4 結(jié)論

總之，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)代燈具的設(shè)計(jì)，可以幫助設(shè)計(jì)者在逼真的虛擬場景中完成燈具的交互設(shè)計(jì)，所以能夠在提高燈具設(shè)計(jì)效率的同時(shí)，更好的滿足客戶的設(shè)計(jì)要求.因此，相信隨著現(xiàn)代燈具行業(yè)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也將在燈具設(shè)計(jì)上得到更為廣泛的運(yùn)用.

〔1〕馬馳.仿生燈飾產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)三維展示及定制設(shè)計(jì)[J].設(shè)計(jì), 2013（07）:188-189.

〔2〕趙忠超,韓波,李紅梅.將照明模擬技術(shù)引入室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)的途徑與方法探討[J].美與時(shí)代(上),2015（10）:111-113.

〔3〕劉霞,吳迪,高杰.基于VRP的虛擬演播室燈光照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2015（08）:98-100.

〔4〕余雷,劉志成,王娜.基于LabVIEW的智能照明網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代建筑電氣,2012（08）:71-74.

〔5〕袁朝輝,馬煜.基于虛擬儀器的城市景觀照明分布式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2010（05）:100-103.

TU238.2；TP319.9

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：1673-260X（2017）05-0134-02

2017-02-21