李曉慶,張國峰，汪 江

(遼寧科技大學，遼寧 鞍山 114000)

引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為20世紀80年代末期計算機信息領(lǐng)域的技術(shù)成果之一，將其應(yīng)用到照明設(shè)計課程教學之中，不僅可以為學生展現(xiàn)更加立體、生動的學習環(huán)境，還能讓學生在虛擬的學習環(huán)境中成為一名參與者，提高學生的課堂體驗感，將抽象、立體的照明設(shè)計學科知識變得形象、生動，契合學生的主觀認知特點，有效地解決教學的難點，提高學生的課堂學習效果，對學生日后的學習與發(fā)展具有重要的促進性作用。本文主要從虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本概述、傳統(tǒng)照明設(shè)計教學面臨的困境與問題、在照明設(shè)計課堂教學中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢作用以及在照明設(shè)計課堂教學中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用路徑四個方面展開分析，以期推動照明設(shè)計課程教學的良性發(fā)展。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概述

1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本定義

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以構(gòu)建與體現(xiàn)虛擬世界，屬于計算機仿真技術(shù)，主要借助計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，發(fā)揮其功能作用，使其變成交互式三維動態(tài)情境，可以讓應(yīng)用者仿佛置身于其中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要以環(huán)境模擬、感知技術(shù)、傳感設(shè)備以及自然技術(shù)等為主導[1]。環(huán)境模擬即借助計算機仿真技術(shù)手段，實時構(gòu)建動態(tài)三維立體式圖像；感知技術(shù)即可以擁有與人相同的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等諸多方面的感知技能；傳感設(shè)備即三維立體交互式設(shè)備；自然技術(shù)即效仿人類的行為，如旋轉(zhuǎn)頭部、手勢、跳躍等動作行為。計算機根據(jù)參與者的行為動作等，展開匹配適應(yīng)，并輸入相關(guān)的指令、響應(yīng)，可以使其直接反饋至應(yīng)用者的五官。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本特征

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本特征主要以感知性、存在性、交互性以及獨立性為主導。感知性主要針對虛擬現(xiàn)實技術(shù)中多項感知技能；存在性主要是指在虛擬模擬環(huán)境中應(yīng)用者的真實感，讓應(yīng)用者難以辨認虛擬與現(xiàn)實環(huán)境作為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的建設(shè)目標；交互性針對應(yīng)用者對于模擬環(huán)境的操作水平同時在環(huán)境中所得到的自然水平的反饋信息；獨立性針對虛擬環(huán)境中各個物體可以根據(jù)現(xiàn)實世界的物質(zhì)運動的水平[2]。

2 傳統(tǒng)照明設(shè)計教學面臨的困境問題

照明設(shè)計課程主要針對本科大三學生，由于此階段學生已經(jīng)基本掌握設(shè)計基本原理、空間設(shè)計等相關(guān)必修課程內(nèi)容等，并不斷學習辦公室室內(nèi)設(shè)計等相關(guān)核心課程內(nèi)容。環(huán)境設(shè)計作為照明設(shè)計課程教學的主要內(nèi)容，其目的是為了培養(yǎng)學生的照明設(shè)計與理論運用能力，不僅要保證學生的理論知識更加扎實牢固，還能增強學生的實踐操作技能水平，才能使照明設(shè)計教學滿足社會發(fā)展的根本要求，順應(yīng)時代發(fā)展，推動教學進步[3]。但是在實際的照明設(shè)計課程教學中，面臨著諸多困境與問題，主要表現(xiàn)為以下幾點：

2.1 顯現(xiàn)方式的單一化

傳統(tǒng)的照明設(shè)計教學主要以平面的形式為學生進行教學展現(xiàn)，但是針對抽象的三維空間與行為而言，平面形式的多媒體課件難以將其內(nèi)容真正地體現(xiàn)出來[4]?？臻g構(gòu)圖、光線的有效調(diào)整在照明設(shè)計環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用，但是由于其教學內(nèi)容過于抽象化、理論化，加之單一化的顯現(xiàn)方式，加大了學生理解與學習的難度，單一的平面顯現(xiàn)方式，并不能將教學更深層次的意義顯現(xiàn)出來，以致學生的空間設(shè)計能力、形象思維意識以及藝術(shù)鑒賞能力受到限制，不利于學生的未來發(fā)展。

2.2 學生缺乏自主學習能力

隨著多媒體教學形式不斷深入發(fā)展，照明設(shè)計課程教師在日常教學中運用多媒體教學課件，為學生進行演示、示范，但是卻忽視學生的主觀感受，沒有充分考慮學生的個人感受能力，難以發(fā)揮學生的主體作用，導致學生只能被動地接受，即便教師的教學內(nèi)容存在動畫形式，但是也是設(shè)計者實現(xiàn)設(shè)計好的既定內(nèi)容，不能對其進行有效控制、改變，導致學生缺乏自主學習能力，同時也削弱學生的課堂體驗感，降低了對學生的觀察能力、選擇能力的培養(yǎng)效果。

2.3 教學缺少靈活性

照明設(shè)計課程教師并不能直接在場景中將主體進行交互轉(zhuǎn)換，長期運用一刀切、滿堂灌的教學方式，導致課堂教學氛圍死氣沉沉，學生的學習積極興致不高，也使教學缺少靈活性，不利于培養(yǎng)學生設(shè)計表現(xiàn)的觀念性，使學生的個性化風格逐漸弱化，降低了學生對于藝術(shù)的洞察力、敏捷性，學生的創(chuàng)造思維受到了限制，導致教師的教學效果差強人意[5]。

3 在照明設(shè)計課堂教學中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢作用

3.1 實現(xiàn)照明設(shè)計課程的創(chuàng)新

照明設(shè)計課程屬于綜合性、實踐性較強的知識復合型學科，不但要學生熟練地掌握課程理論基礎(chǔ)知識，還要具備解決問題的能力。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對空間照明環(huán)境進行模擬展現(xiàn)，通過模擬出不同空間環(huán)境的燈光以及光色，可以展現(xiàn)出空間不同的風格特點[6]。也可以利用這一優(yōu)勢特點，對不同燈具的燈光效果進行檢驗，確保其燈具真正地與此空間環(huán)境相適應(yīng)。

教師在照明設(shè)計教學過程中，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)展開前瞻性探究，可以對各個區(qū)域空間的照明設(shè)計，燈具選取以及空間搭配等諸多方面進行全面的把握，提高照明設(shè)計教學的有效性，增強教學的靈活性。

3.2 提高學生的設(shè)計能力

照明設(shè)計課程需要充分發(fā)揮學生的想象能力、創(chuàng)造能力，并在日常教學中不斷對學生加以引導，為學生構(gòu)建多元化的虛擬情境，調(diào)動學生學習的積極性與主動性，優(yōu)化學生的思維方式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)為學生構(gòu)建不同的照明空間環(huán)境，引導學生展開自主學習，讓學生在自主學習、情境學習之中，想象力與創(chuàng)造力不斷地被激活，以此提高學生的學習興趣。

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到照明設(shè)計教學當中，可以將抽象復雜的理論知識變得更加形象具體，有利于提高學生對照明設(shè)計理論知識內(nèi)容的掌握與理解，增強學生的設(shè)計分析能力。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以讓學生對照明燈具加以改進，同時也可以隨意變化燈具的布局形式，針對設(shè)計內(nèi)容反復觀察，便于對照明設(shè)計內(nèi)容進行合理調(diào)整，促進設(shè)計能力的有效提升。

3.3 增強學生設(shè)計方法的有效性

在照明設(shè)計教學過程中，針對前期概念設(shè)計，由于受條件限制性的影響，使學生難以在現(xiàn)場展開環(huán)境觀察，這就需要教師利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對實際環(huán)境加以分析，便于讓學生更加全面地了解空間環(huán)境狀況，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用有效提高了學生的空間想象能力，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)對空間環(huán)境展開動態(tài)漫游，便于讓學生對現(xiàn)場的空間形態(tài)與尺寸進行全面掌握；學生在照明方案設(shè)計過程中，可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)實時對照明空間環(huán)境進行觀察，便于學生更加精準、全面地掌握空間內(nèi)所需要的燈具種類與布置形式，提高學生設(shè)計的有效性。

4 在照明設(shè)計課堂教學中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用路徑

4.1 合理運用工程項目教學方式

教師在照明設(shè)計教學中，合理運用工程項目教學方式，并借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)，展開實際項目教學。完成相應(yīng)的基礎(chǔ)理論教學之后，可以根據(jù)實際的工程項目進行舉例分析，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)將照明設(shè)計患者整體全面地顯現(xiàn)出來，便于學生進行直觀、立體式學習，使學習內(nèi)容更加具體，有效地提高學生的學習效率。

為了使分析照明空間布局更加簡便，教師可以通過不斷更改漫游路線與視角切換的方式，讓學生對實際的案例中空間特點、照明局部、燈具選取以及燈具明暗控制的掌握更加全面，使照明設(shè)計更加合理化、有效化[7]。與此同時，在工程項目教學過程中，為了使學生的方案更加完善，教師也可以向?qū)W生提出關(guān)于智能家電的相關(guān)概念，將其與實際的工程項目有機結(jié)合起來，有效利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)手段，根據(jù)一天之內(nèi)不同的時間變化，智能調(diào)節(jié)燈具的光色與亮度，有效發(fā)揮視力保護的作用，又能節(jié)省一部分的能源，實現(xiàn)照明設(shè)計課程與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的有機結(jié)合。

4.2 積極構(gòu)建虛擬教學平臺

在照明設(shè)計課程未來發(fā)展中，虛擬教學平臺的構(gòu)建勢必會成為發(fā)展的主流。構(gòu)建虛擬教學平臺需要借助相關(guān)軟件與元素，明確照明工程項目方案的實際內(nèi)容，借助CAD軟件，將CAD方案整體平面圖繪制出來，其次將整體平面圖傳輸至SKETCHUP軟件之中展開建模，隨機再傳輸至虛擬現(xiàn)實軟件LUMION之中繪制效果圖，使其生成照明案例的漫游動畫，從而在照明設(shè)計課程中，教師可以將漫游動畫顯示給學生觀看與學習[8]。

教師利用虛擬教學平臺，可以讓學生更加全面的了解日常生活空間、公共建筑空間、餐飲辦公空間、商業(yè)展示空間等有關(guān)工程項目的實際案例中照明空間環(huán)境內(nèi)容，學生可以利用虛擬教學平臺與教師進行互動式學習，并積極討論與整理出相關(guān)照明案例專題報告，同時也可以將自身的主觀感受融入其中，使照明設(shè)計教學內(nèi)容更加完善，提高教師教學的整體效果。

4.3 增強學生技術(shù)應(yīng)用水平

學生可以在教師有效的教學指導下對實際的工程項目案例加以漫游分析，對照明空間布局形式、空間變化、空間尺度、空間照明氛圍等加以探討，進而得出此工程項目案例是否與主題內(nèi)容相契合[9]。另外，學生可以根據(jù)自己的喜好對實際的工程項目案例模型加以重組、拆分，實現(xiàn)學生的深度學習，加強學生對照明工程案例的掌握與運用能力。學生也可以結(jié)合照明設(shè)計課程作用的任務(wù)書圖紙，繪制出總平面圖，并制作相應(yīng)的三維立體模型，將自己所創(chuàng)作的模型輸入到虛擬教學平臺之中。通過此平臺，每個人都可以欣賞此方案模型設(shè)計，并對其展開討論分析，提出建設(shè)性意見。

4.4 提高學生思維創(chuàng)新力

在傳統(tǒng)的照明設(shè)計教學中，教師常常結(jié)合多媒體教學方式，對工程項目案例加以分析解讀，之后為學生布置相關(guān)的學習任務(wù)，讓學生根據(jù)原始圖紙展開照明設(shè)計，導致學生難以自行構(gòu)建照明空間，只能根據(jù)傳統(tǒng)的步驟展開設(shè)計，無法發(fā)揮學生的思維創(chuàng)新力，影響學生的學習效率。為了有效彌補傳統(tǒng)教學的不足，教師應(yīng)該合理利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，為學生構(gòu)建三維立體照明空間。有了基本的照明立體框架結(jié)構(gòu)，學生可以充分發(fā)揮思維創(chuàng)新力，有效地提高學習效率，同時還能與教師積極溝通，說明自己的創(chuàng)新想法。結(jié)合教師所提出的有效意見，不斷改進照明設(shè)計方案，使方案設(shè)計更加完善化，從而促進學生的綜合發(fā)展。