陳曉燕

摘 要：在科技高速發(fā)展的今天，計算機技術(shù)更新?lián)Q代，VR技術(shù)被廣泛運用于多個領(lǐng)域。房建作為民生保障中重要的一項，也在近幾年廣泛應(yīng)用了VR技術(shù)。當(dāng)前，VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計中的運用已經(jīng)較為成熟。由此，本文主要對VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用進行具體探究。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)設(shè)計;VR技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號：TU238.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2019）29-0129-03

Application of VR Technology in Interior Design

CHEN Xiaoyan

（Jiangsu Union Technical Institute，Nanjing Jiangsu 211135）

Abstract： With the rapid development of science and technology， the computer technology is updated， and VR technology is widely used in many fields. As an important part of people's livelihood， housing construction has also widely used VR technology in recent years. At present， VR technology in the use of interior design has been more mature. Therefore， this paper mainly discusses the application of VR technology in interior design.

Keywords： interior design;VR technology;application

在傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計中，設(shè)計師首先要畫出設(shè)計圖紙，然后建立實體模型，最終確定室內(nèi)設(shè)計方案。但確定的方案往往呈現(xiàn)的是二維平面，效果一般。即使可以建立實體模型幫助設(shè)計師進行修改，也十分耗時。目前雖然可以運用電腦技術(shù)進行合成，但模型始終無法與現(xiàn)實完美重合，構(gòu)建時問題依然較多?？萍嫉母咚侔l(fā)展使VR技術(shù)應(yīng)運而生，將VR技術(shù)運用于室內(nèi)設(shè)計，不僅能使設(shè)計師輕松地進行設(shè)計，而且能向客戶直觀地展現(xiàn)設(shè)計模型。

1 VR技術(shù)概述

1.1 VR技術(shù)的發(fā)展

VR技術(shù)，即虛擬現(xiàn)實技術(shù)，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)。

1962年，莫頓·海利希（Morton Heilig）研究并發(fā)明了體驗劇場（Sensorama），并在1962年申請了專利。這種“全傳感仿真器”的發(fā)明，蘊涵了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的思想理論。

1968年，伊萬·薩瑟蘭（Ivan Sutherland）和他的學(xué)生鮑勃·斯普勞爾（Bob Sproull）創(chuàng)造了第一個連接到電腦的VR/AR頭戴式顯示器。

1991年，日本世嘉公司宣布推出用于街機游戲的Sega VR耳機和Mega Drive控制臺。其使用液晶屏幕在遮陽板，立體聲耳機和慣性傳感器，允許系統(tǒng)跟蹤和反應(yīng)用戶的頭部的運動。

2010年，Palmer Luckey創(chuàng)立了Oculus VR，設(shè)計了Oculus Rift原型機。該原型建立在另一個虛擬現(xiàn)實頭戴式耳機的外殼上，只能旋轉(zhuǎn)跟蹤。

到2016年，至少有230家公司開發(fā)了VR相關(guān)產(chǎn)品。亞馬遜、蘋果、Facebook、谷歌、微軟、索尼和三星都有專門的AR和VR組。

當(dāng)前的VR技術(shù)最常使用虛擬現(xiàn)實頭戴式耳機或多投影環(huán)境，有時與物理環(huán)境或道具相結(jié)合，以生成逼真的圖像、聲音和其他感覺，模擬用戶在虛擬環(huán)境中的物理存在。使用VR設(shè)備的人能夠“環(huán)顧”人造世界，在人造世界中移動，并與虛擬特征或項目互動。這種效果通常是由VR頭戴設(shè)備產(chǎn)生的，包括頭戴式顯示器和在眼前的小屏幕，但也可以通過特殊設(shè)計的房間創(chuàng)建多個大屏幕。虛擬現(xiàn)實通常包含聽覺和視頻反饋，但也可以通過觸覺技術(shù)允許其他類型的感覺和力反饋。

1.2 硬件系統(tǒng)

VR技術(shù)主要包含四個硬件系統(tǒng)：針對構(gòu)建模型的建模設(shè)備;能使畫面通過三維來顯示的三維視覺顯示設(shè)備;能在VR世界中發(fā)出聲音的聲音設(shè)備;可以在VR世界進行交互的交互設(shè)備。比如，頭戴式顯示器（HMD）可以使用戶完全沉浸在虛擬世界中。頭戴式VR設(shè)備通常包括兩個小型的高分辨率OLED或LCD監(jiān)視器，其為每只眼睛提供單獨的圖像，以渲染3D虛擬世界的立體圖形;雙耳音頻系統(tǒng)可對六個運動角度進行定位;在3D功能的選項中還包括帶有觸覺反饋的運動控件，用于在虛擬世界中以直觀的方式進行物理交互，例如，全向跑步機具有極大的身體運動自由度，可以允許用戶在任何方向進行運動。

1.3 軟件系統(tǒng)

VR技術(shù)包括三個軟件：基礎(chǔ)建模軟件、模型驅(qū)動軟件及功能編程軟件。基礎(chǔ)建模軟件首先對各類數(shù)據(jù)進行保存，如歷史數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)等，然后按照特定要求建成基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)庫;模型驅(qū)動軟件可以使虛擬的模型按照特定要求驅(qū)動起來，用戶可以操縱體驗;功能編程軟件可以實現(xiàn)場景轉(zhuǎn)換、動畫自動運行、色彩變換等各種用戶的體驗要求。

1.4 主要應(yīng)用技術(shù)

1.4.1 動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)。VR技術(shù)的目的之一是實現(xiàn)虛擬環(huán)境的營造。這個環(huán)境要滿足現(xiàn)實要求，就需要實現(xiàn)動態(tài)性。而動態(tài)建模技術(shù)的實現(xiàn)首先要獲取實際環(huán)境中的各種數(shù)據(jù)，建立一個虛擬的和實際環(huán)境相同的環(huán)境。在數(shù)據(jù)獲取過程中通常采用CAD技術(shù)，但這種技術(shù)只能獲取部分環(huán)境，其余要依靠Visual Modeling技術(shù)來獲取。通過這兩種技術(shù)能保證實際環(huán)境獲取的完整度。

1.4.2 實時三維圖形生成技術(shù)。為了使三維環(huán)境能在人操作時就實時生成圖像，需要重點關(guān)注如何“實時”生成。為了達(dá)到實時的目的，設(shè)計師一定要保證圖形具有較高的幀數(shù)，與此同時，不能降低圖形的分辨率，從而保證生成圖形的質(zhì)量[2]。

1.4.3 立體顯示和傳感器技術(shù)。VR技術(shù)的發(fā)展離不開立體顯示器及感官設(shè)備的發(fā)展。目前的VR技術(shù)還存在很多問題，如分辨率不高、顯示范圍較小等，為了使VR技術(shù)能成為未來發(fā)展的重要技術(shù)，就需要克服現(xiàn)有的缺點，不斷開發(fā)新技術(shù)。

1.4.4 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具。VR技術(shù)的應(yīng)用是基于場合以及對象的，需要在虛擬中發(fā)揮想象力去虛構(gòu)然后創(chuàng)造一些場合及對象。為了能運用技術(shù)來實現(xiàn)產(chǎn)品的生成，就需要不斷開發(fā)新的工具來保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率等，如Virtual Reality System Development Platform、Distributed Virtual Reality Technology等。

1.4.5 系統(tǒng)集成技術(shù)。在使用VR技術(shù)的過程中，由于要創(chuàng)建讓用戶感到真實的虛擬環(huán)境，就需要運用到感官系統(tǒng)及一些相應(yīng)的模型。由于這些感官模型需要設(shè)計師去獲得信息并且運用到技術(shù)中，所以系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展十分重要。系統(tǒng)集成技術(shù)包括信息同步技術(shù)、模型標(biāo)定技術(shù)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)等[3]。

2 室內(nèi)設(shè)計中運用VR技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 模型構(gòu)建方便

通過VR技術(shù)構(gòu)建室內(nèi)模型，可以使設(shè)計師構(gòu)建出和現(xiàn)場房屋一樣比例的模型，并在這基礎(chǔ)上模擬各種因素，檢驗設(shè)計方案是否可行，并及時對設(shè)計方案進行修改。

2.2 設(shè)計內(nèi)容直觀展現(xiàn)

傳統(tǒng)設(shè)計中，圖紙和模型的專業(yè)性比較強，對于沒有相關(guān)知識的戶主來說，很難看懂，所以就需要設(shè)計師與其進行相關(guān)溝通，即使如此，依然存在很多無法解釋的問題。而運用AR技術(shù)，則可以將設(shè)計內(nèi)容直觀地展現(xiàn)給客戶，讓客戶全面地對設(shè)計方案進行體驗，對于不滿意的地方或者是有不理解的問題，可以直接告訴設(shè)計師，便于設(shè)計師能根據(jù)戶主要求及時進行修改。

3 傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計中存在的問題

3.1 設(shè)計師與戶主交流難度大

傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計中，設(shè)計師在設(shè)計時需要考慮多個因素，如材料選擇、空間布局、家具搭配等。這時，就需要與戶主進行溝通，以保證工作正常進行。在傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計中，設(shè)計師都是采用紙質(zhì)或者電腦進行繪圖。通過此方法設(shè)計出的圖紙是二維的，最多也只能將設(shè)計方案通過動漫來表現(xiàn)。這種方式雖然可以使戶主直接觀察，但并不能讓其有全面的體驗。同時，若設(shè)計師通過動漫來設(shè)計方案，既耗時，又對技術(shù)要求較高。

3.2 外界環(huán)境的影響

在傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計，設(shè)計師還要考慮外力的影響。隨著建筑的不斷發(fā)展，目前很多住宅都是高層建筑。在這樣的建筑中，就要考慮一些外界因素，如考慮光照，是否需要對室內(nèi)做隔熱或者保溫處理;考慮風(fēng)力大小，是否需要對陽臺做擋風(fēng)處;考慮底層離街道較近，是否需要強化隔音效果等[4]。但是，在傳統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計師無法掌握這些因素帶來的影響。

3.3 方案修改不方便

在室內(nèi)設(shè)計中，由于考慮的因素較多，因此，需要隨時對方案進行修改。在傳統(tǒng)設(shè)計中，由于方案一般都是繪制在紙上的，因此，當(dāng)需要對方案進行修改時，需要重新畫圖，耗時又耗力。室內(nèi)裝修的時間一般是有期限的，在沒有拿到具體設(shè)計方案時，工期無法按時啟動，從而導(dǎo)致工期拖延。

3.4 模型展現(xiàn)困難

在設(shè)計好圖紙后，由于戶主不具備相關(guān)知識，因此，存在無法看懂圖紙的情況，這時就需要利用模型來展現(xiàn)圖紙內(nèi)容。傳統(tǒng)設(shè)計中，模型一般采用實體模型或者電腦動畫模型。一般來說，實體模型成本較大，普通居民住戶不會采用這種方式。但是，動畫模型對專業(yè)性要求較高，技術(shù)成本也很大。這兩方面難題導(dǎo)致模型展示困難。而且，在討論過程中，戶主與設(shè)計師的時間不一定能完全一致，有時候并不能到現(xiàn)場觀看模型。

4 VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用

4.1 對設(shè)計方案的展現(xiàn)

在室內(nèi)設(shè)計中，有很多工作要做，不僅是構(gòu)建圖紙模型的問題，還需要考慮空間布局、材料使用、客戶預(yù)算等問題。為了保證客戶的體驗，設(shè)計師需要考慮虛擬環(huán)境的動態(tài)性。在傳統(tǒng)設(shè)計工作中，設(shè)計師可以采用動畫形式來展現(xiàn)方案，但這種方式也存在較多缺點：一是展現(xiàn)角度不夠;二是技術(shù)成本較高。而采用VR技術(shù)，客戶則能實時模擬真實的環(huán)境，從多方面去感受，也能及時地與設(shè)計師進行溝通。

4.2 模擬多種環(huán)境因素

在設(shè)計師進行室內(nèi)設(shè)計時，需要考慮很多外部因素，而且設(shè)計師在設(shè)計時無法模擬出這些因素對最終設(shè)計方案的影響。例如，高樓層的溫度比低樓層低，如果設(shè)計師不考慮該因素，戶主在居住時就會受到外部風(fēng)力的影響，室內(nèi)溫度過低，居住體驗不佳。引入VR技術(shù)之后，設(shè)計師可以對這些因素進行模擬，然后在考慮相關(guān)因素的條件下設(shè)計出完美的方案。

4.3 設(shè)計師能隨時進行方案修改

設(shè)計師運用VR技術(shù)后，可以隨時修改設(shè)計方案，克服了傳統(tǒng)設(shè)計方法的弊端。比如，客戶在檢查方案時，可以通過VR技術(shù)進行直觀體驗，及時與設(shè)計師進行溝通，設(shè)計師可以根據(jù)客戶的要求去修改方案。

4.4 虛擬模型移動化

利用VR技術(shù)可以使客戶體驗方案，還可以隨時對方案進行修改，大大地節(jié)約了成本。而且，如果客戶沒有時間到現(xiàn)場進行環(huán)境模擬體驗，還可以將VR技術(shù)加載到手機或電腦中，客戶可以隨時隨地對設(shè)計方案進行模擬觀察。

5 結(jié)語

VR技術(shù)作為一項新興技術(shù)，有著非常好的發(fā)展前景。由此，本文探討了VR技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用。相信在不遠(yuǎn)的將來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)一定是室內(nèi)設(shè)計行業(yè)的一把利劍，應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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[4]孫正興，周良，鄭宏源.計算機圖形學(xué)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.