陳秋實(shí) （揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院 225009）

VR技術(shù)在應(yīng)用型高校環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用模式與效果評(píng)估研究

陳秋實(shí) （揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院 225009）

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)是一門(mén)綜合性較強(qiáng)的實(shí)用型藝術(shù)專業(yè)，涉及藝術(shù)與科學(xué)兩大領(lǐng)域許多內(nèi)容，其表現(xiàn)方式與用戶體驗(yàn)有著密切聯(lián)系。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域。在應(yīng)用型高校環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中，提出VR技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用及效果，以理論科學(xué)的設(shè)計(jì)原則，尋求將“虛擬”轉(zhuǎn)化為“現(xiàn)實(shí)”，實(shí)現(xiàn)環(huán)境設(shè)計(jì)表現(xiàn)方式的多元化。

VR虛擬現(xiàn)實(shí)；應(yīng)用型高校；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；虛擬實(shí)驗(yàn)室；教學(xué)評(píng)估

一、VR虛擬現(xiàn)實(shí)背景

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱 VR）， 即利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生三維的虛擬世界，得到逼真的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)的感知效果，使人產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，如同置身于真實(shí)世界一樣。與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具相比，虛擬環(huán)境的立體視覺(jué)可以提供更好的形狀感知。所以，VR虛擬現(xiàn)實(shí)三個(gè)特征分為沉浸性、交互性和構(gòu)想性，其核心部分是仿真與建模。

據(jù)《2017-2022年中國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略研究報(bào)告》顯示，2016年的VR市場(chǎng)潛在消費(fèi)者規(guī)模已達(dá)到1.35億人，隨著VR技術(shù)成熟，VR技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用將在數(shù)年后會(huì)成為潮流，VR市場(chǎng)需求量將會(huì)有大幅度提升，預(yù)計(jì)2019年中國(guó)VR市場(chǎng)消費(fèi)者潛在規(guī)模將達(dá)到2.5億人，到時(shí)大量潛在消費(fèi)者開(kāi)始購(gòu)買虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品。而VR人才儲(chǔ)備中，美國(guó)VR人才占全球總數(shù)40%，中國(guó)VR人才數(shù)量占全球2%，比印度還低。從VR職位需求量來(lái)看，美國(guó)獨(dú)占近半，中國(guó)則約占18%緊隨其后（預(yù)計(jì)到2018年有近50萬(wàn)的人才缺口）。

2016年底，40余家企業(yè)在CES2016展出相關(guān)成果。谷歌Cardboard 、三星GearVR銷售火爆，HTC Vive、Facebook旗下的Oculus、索尼PS VR陸續(xù)進(jìn)入市場(chǎng)，用戶體驗(yàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)世界已經(jīng)來(lái)到。通過(guò)VR體驗(yàn)，可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性，降低訓(xùn)練成本，在教育領(lǐng)域具有廣泛前景。目前，國(guó)內(nèi)外的一些院校已經(jīng)開(kāi)始使用VR教育系統(tǒng)滲入到專業(yè)學(xué)習(xí)中，由一臺(tái)單獨(dú)的電腦和VR顯示器組成，并配備觸控筆，幫助學(xué)生操縱虛擬3D物體。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在應(yīng)用型高校環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用

1.設(shè)計(jì)表現(xiàn)方式的創(chuàng)新

以室內(nèi)空間表現(xiàn)為例，傳統(tǒng)的工作方式是我們的設(shè)計(jì)師與客戶進(jìn)行接觸，后期方案的溝通，工程實(shí)施等，以“客戶的認(rèn)可與滿意度”為目標(biāo)。設(shè)計(jì)者呈現(xiàn)給客戶的表現(xiàn)形式都是CAD平面圖、3D效果圖、一些手繪小稿和參考照片，盡可能的讓客戶接受你的設(shè)計(jì)。而利用VR技術(shù)，設(shè)計(jì)者可以先用計(jì)算機(jī)軟件錄入空間的相關(guān)數(shù)據(jù)建立模型，將人物、物體、場(chǎng)景等元素，呈現(xiàn)在想要展示的“虛擬與現(xiàn)實(shí)”的空間當(dāng)中。后借助特殊的轉(zhuǎn)換設(shè)備，讓VR技術(shù)能夠模擬出人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官功能，客戶通過(guò)肢體、語(yǔ)言等多種方式傳達(dá)、交流。這種新型的設(shè)計(jì)表現(xiàn)方式真正讓客戶體驗(yàn)到了更加科技化、人性化、專業(yè)化的服務(wù)，解決了設(shè)計(jì)者與客戶在項(xiàng)目交流中，客戶并不具備專業(yè)技能，就出現(xiàn)了“可意會(huì)、不可言傳”的溝通障礙問(wèn)題。

正如，位于美國(guó)舊金山的家居設(shè)計(jì)公司Modsy帶來(lái)的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)方案一樣。該公司利用先進(jìn)的3D渲染解決方案提供的室內(nèi)空間照片，將其轉(zhuǎn)化為夢(mèng)想中的虛擬現(xiàn)實(shí)的家。用戶希望看到他們未來(lái)房屋的每一個(gè)角落，而不是某一個(gè)面的照片。理想的狀態(tài)下，這些虛擬空間會(huì)被渲染好發(fā)送給客戶，之后房主就根據(jù)自己的偏好和風(fēng)格進(jìn)行填充配置，這些內(nèi)容涉及新的家具、地板和裝飾等。該虛擬現(xiàn)實(shí)房間同時(shí)也支持智能手機(jī)在線瀏覽。（圖1）

圖1 虛擬家居設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程

2.校企共建虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室

近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)日趨成熟，人們認(rèn)識(shí)到它可以輔助高校的科研工作，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面也提高了利用率，同時(shí)也有易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)許多高校也建立了大大小小的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。以環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)為例，就是要培養(yǎng)出除了系統(tǒng)握環(huán)藝設(shè)計(jì)的理論知識(shí)、先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、豐富的創(chuàng)意思維和藝術(shù)表達(dá)能力，還應(yīng)當(dāng)善于使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（創(chuàng)新的表現(xiàn)手法），詳細(xì)了解設(shè)計(jì)施工及材料更新，能夠獨(dú)立從事環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的實(shí)用型人才。

VR虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室正是能充分整合學(xué)校信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，以培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)，為應(yīng)用型本科環(huán)藝專業(yè)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)室依托虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備、新媒體、數(shù)據(jù)庫(kù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等，為學(xué)生提供虛擬教學(xué)環(huán)境，達(dá)到教學(xué)大綱要求的最終教學(xué)效果。

在校企虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，企業(yè)方需提供虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)、虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備、企業(yè)方派駐的工程師，能夠組織學(xué)生團(tuán)隊(duì)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)。校方提供實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地、基礎(chǔ)設(shè)備（計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、投影、空調(diào)等）、教師和學(xué)生研究團(tuán)隊(duì)以及相應(yīng)經(jīng)費(fèi)。最終，建設(shè)具有能滿足多學(xué)科專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。

三、教學(xué)成效的評(píng)估及問(wèn)題

1.VR虛擬教學(xué)定性評(píng)估

教學(xué)成效評(píng)估除了考核制的定量評(píng)估以外，還有以使用問(wèn)卷來(lái)評(píng)估學(xué)習(xí)者的主觀學(xué)習(xí)體驗(yàn)。將學(xué)習(xí)者分為兩組：第一組應(yīng)用虛擬技術(shù)的教學(xué)方式，第二組應(yīng)用教師授課傳統(tǒng)教學(xué)方式。結(jié)果，無(wú)論是學(xué)習(xí)的愉悅度，還是學(xué)習(xí)的興趣高低都以傳統(tǒng)教學(xué)方式體驗(yàn)最差。虛擬技術(shù)教學(xué)相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)方式及其各種衍生形式，在環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)的對(duì)象認(rèn)知類學(xué)習(xí)中能夠明顯提高教學(xué)效果。

通過(guò)VR技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)在應(yīng)用型高校環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)輔助設(shè)計(jì)手法發(fā)展上有著巨大潛力，它的研究?jī)r(jià)值在于：第一，在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，該專業(yè)學(xué)生既可以在虛擬系統(tǒng)平臺(tái)上觀看設(shè)計(jì)演示，又可以參與自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生操作能力、分析過(guò)程和創(chuàng)意思維。第二，教師利用虛擬技術(shù)教學(xué)能夠營(yíng)造出新的教學(xué)模擬環(huán)境，主動(dòng)增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)化教學(xué)效果提高教學(xué)質(zhì)量。第三，虛擬技術(shù)教學(xué)符合時(shí)代發(fā)展的，應(yīng)用型高校教學(xué)改革也需要加強(qiáng)與社會(huì)接軌的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，以此滿足不斷變化的教學(xué)改革需求，從而提升高校品牌建設(shè)內(nèi)涵。

2.VR虛擬教學(xué)遇到的問(wèn)題

目前，VR虛擬技術(shù)發(fā)展迅速，該技術(shù)在應(yīng)用型高校教學(xué)中的應(yīng)用還僅限于了解和初級(jí)使用狀態(tài)，面臨著一系列的問(wèn)題。為了在教學(xué)中廣泛應(yīng)用VR，除需要解決許多理論問(wèn)題和克服技術(shù)障礙以外，還要在以下幾個(gè)方面有所突破：其一，開(kāi)發(fā)更好的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)平臺(tái)；其二，尋求性價(jià)比更高的安全設(shè)備；其三，培養(yǎng)具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)能力的教學(xué)人才；其四，建立一個(gè)龐大的VR教育資源庫(kù)；其五，升級(jí)能達(dá)到交互需求的網(wǎng)絡(luò)通信寬帶及服務(wù)器。

四、結(jié)語(yǔ)

VR技術(shù)在應(yīng)用型高校環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中的運(yùn)用潛力巨大，嶄新的技術(shù)，會(huì)帶來(lái)嶄新的教育思維，解決我們以前無(wú)法解決的問(wèn)題。必將營(yíng)造出quot;自主學(xué)習(xí)quot;的環(huán)境，由傳統(tǒng)的quot;以教促學(xué)quot;的學(xué)習(xí)方式代之為學(xué)習(xí)者通過(guò)自身與信息環(huán)境的相互作用來(lái)得到知識(shí)、技能的新型學(xué)習(xí)方式。當(dāng)然，作為對(duì)一種新的教學(xué)方式的探索，有待今后教學(xué)實(shí)踐中不斷地研究和完善。

[1]中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng) http://www.chyxx.com/research/201702/494159.html

[2]劉頁(yè)萌，祁素萍，謝天. VR視角看室內(nèi)設(shè)計(jì) .藝術(shù)與設(shè)計(jì)（理論），2016（12）.

[3]劉園.VR技術(shù)在教育領(lǐng)域的研究與應(yīng)用.電腦知識(shí)與技術(shù)，2016（6）.