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［摘要］隨著科技的發(fā)展，VR技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中得到了有效應(yīng)用。vr技術(shù)相對(duì)于其他建筑技術(shù)具有多種優(yōu)勢(shì)，既能提高設(shè)計(jì)的效率，又便于用戶直觀的了解整個(gè)建筑環(huán)境的設(shè)計(jì)情況，并隨時(shí)與設(shè)計(jì)師進(jìn)行溝通調(diào)整。本文介紹了VR技術(shù)的概念和特點(diǎn)，分析了VR技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)勢(shì)，希望能對(duì)建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)在利用VR技術(shù)時(shí)有所參照和啟發(fā)。

［關(guān)鍵詞］VR技術(shù)；建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)；探討應(yīng)用性

目前VR技術(shù)已應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)、房產(chǎn)開發(fā)、文物古跡修復(fù)、橋梁鐵路建設(shè)、工業(yè)模擬、旅游行業(yè)和教育事業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果尤為明顯，它具有許多其他建筑技術(shù)沒(méi)有的操作特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，如應(yīng)用優(yōu)勢(shì)、空間體驗(yàn)優(yōu)勢(shì)、建筑環(huán)境優(yōu)勢(shì)、實(shí)時(shí)更新優(yōu)勢(shì)等，避免因建筑實(shí)際施工后與客戶的想象不符造成的返工和重新設(shè)計(jì)現(xiàn)象，大大優(yōu)化了設(shè)計(jì)流程、減少了建筑成本、提高了施工效率。

1VR技術(shù)的概念

VR（VirtualReality）技術(shù)，即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是一種計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。由美國(guó)VPL公司的創(chuàng)始者在上世紀(jì)八十年代首次提出，初期是通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)系統(tǒng)和多種控制設(shè)備接口的共同配合在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的可交互三維環(huán)境技術(shù)。VR技術(shù)利用跟蹤器、視覺(jué)生成器等硬件技術(shù)，模型驅(qū)動(dòng)、基礎(chǔ)模型儲(chǔ)備庫(kù)、功能編程系統(tǒng)等軟件技術(shù)，營(yíng)造充滿真實(shí)性的建筑環(huán)境，便于客戶直觀的了解整個(gè)環(huán)境設(shè)計(jì)情況，并隨時(shí)與設(shè)計(jì)師進(jìn)行溝通調(diào)整。

2VR技術(shù)的特點(diǎn)

2.1沉浸性

VR技術(shù)通過(guò)建模仿真對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行互動(dòng)式三維動(dòng)態(tài)圖景的模擬，并利用VR手柄、VR眼鏡等工具增強(qiáng)真實(shí)感和觀看細(xì)節(jié)，給使用者創(chuàng)造身臨其境的體驗(yàn)，這就是VR技術(shù)的沉浸性。客戶使用VR觀看建筑設(shè)計(jì)成果，能直觀具體的對(duì)比設(shè)計(jì)成果與自身構(gòu)想的差異，將抽象的想象轉(zhuǎn)換為仿真空間，為客戶了解建筑設(shè)計(jì)的實(shí)際空間環(huán)境提供了便利。

2.2交互性

交互性是指在VR技術(shù)中利用傳感設(shè)備、力量反饋系統(tǒng)、跟蹤器等工具帶給體驗(yàn)者真實(shí)的感知。當(dāng)體驗(yàn)者在模擬翻閱、移動(dòng)物品等動(dòng)作時(shí)，物品會(huì)隨著人手的動(dòng)作移動(dòng)和形變；觸碰空間中的物品時(shí)，會(huì)產(chǎn)生真實(shí)的觸感，能夠感受到物體的重量和形態(tài)，還可以通過(guò)視景、色彩、結(jié)構(gòu)等元素的變化滿足用戶的要求，發(fā)揮交互作用。

2.3想象性

VR技術(shù)不僅可以依據(jù)當(dāng)下現(xiàn)有的可操作施工技術(shù)進(jìn)行建筑的室內(nèi)設(shè)計(jì)，還能夠設(shè)計(jì)目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的理想型建筑，在理論上創(chuàng)造設(shè)計(jì)的可行性。對(duì)設(shè)計(jì)者創(chuàng)新探索能力的開發(fā)和新技術(shù)觀念的形成起著重要的作用，能夠促進(jìn)未來(lái)建筑產(chǎn)業(yè)的科技化發(fā)展。另外VR技術(shù)還具有時(shí)間和空間上的延伸性，用戶可以通過(guò)VR技術(shù)模擬自己未來(lái)若干年內(nèi)的變化。

3VR技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的要求高

傳統(tǒng)建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)效果圖是對(duì)室內(nèi)的房間或部分單獨(dú)進(jìn)行建模、渲染，因此對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的要求不是很高。而用VR技術(shù)進(jìn)行建模是對(duì)整個(gè)空間進(jìn)行統(tǒng)一構(gòu)建，交互設(shè)計(jì)對(duì)模型的需求量大大增加，在后期的材料選擇、燈光顏色設(shè)置等細(xì)節(jié)方面需要更強(qiáng)大的計(jì)算編程能力。所以，使用VR技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)建筑設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備有較高要求，許多設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)不具備這樣的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.2資金投入大且耗時(shí)較長(zhǎng)

用VR技術(shù)構(gòu)建虛擬的室內(nèi)設(shè)計(jì)模型需要設(shè)計(jì)師花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間才能完成，與傳統(tǒng)的手繪或電腦畫圖效率差別顯著。另外，由于工期的延長(zhǎng)和新型技術(shù)的使用都會(huì)增加設(shè)計(jì)的資金投入。

3.3VR技術(shù)有其副作用

VR技術(shù)的傳感性質(zhì)在為用戶帶來(lái)真實(shí)的體驗(yàn)的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致人身體上的不適，因?yàn)樘摂M場(chǎng)景的復(fù)雜性較高、運(yùn)動(dòng)速度快、靈敏性過(guò)強(qiáng)，與人正常的觀感體驗(yàn)十分不同，可能會(huì)由于眩暈引發(fā)頭暈等副作用，令人身體不適。

3.3.1對(duì)前庭系統(tǒng)的影響VR交互建立手和眼部之間的映射與現(xiàn)實(shí)中不同，VR會(huì)影響人的手眼協(xié)調(diào)，使用者從現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)入VR適應(yīng)它的交互和從VR出來(lái)適應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界都需要一段時(shí)間。VR也會(huì)影響人的平衡系統(tǒng)，許多人使用后，會(huì)產(chǎn)生頭暈惡心等不適，這是因?yàn)槿藗兪チ爽F(xiàn)實(shí)中的平衡感，在使用VR設(shè)備后開車、駕駛?cè)魏谓煌üぞ叨际潜容^危險(xiǎn)的行為。3.3.2對(duì)人視覺(jué)的影響使用VR設(shè)備時(shí)人們相當(dāng)于長(zhǎng)期盯著一塊與人眼距離很近的屏幕，會(huì)產(chǎn)生眼壓升高或眼睛肌肉異常顫動(dòng)的情況，對(duì)眼睛的健康十分不利。當(dāng)然影響最大的還是癲癇的發(fā)作，有癲癇病史的人不能使用VR設(shè)備。目前我國(guó)缺乏對(duì)VR使用規(guī)范的科普，且我國(guó)的癲癇疾病患者較多，形成了很大的安全隱患。

3.3.3對(duì)人聽覺(jué)的影響VR設(shè)備要從視覺(jué)、聽覺(jué)、感知各方面模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，尤其是為了追求沉浸感而不由自主將聲音設(shè)置的很大，可能會(huì)對(duì)聽力造成損傷。在實(shí)際生活中，空間環(huán)境的聲音不會(huì)距離人耳這么近且分貝也不同，更嚴(yán)重的是VR設(shè)備給人帶來(lái)的聽覺(jué)損傷是不可逆的。

3.4普及力度不到位

VR技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展處于初始階段，是一項(xiàng)新型技術(shù)，一些大的設(shè)計(jì)項(xiàng)目使用較多，許多小型公司企業(yè)和科技欠發(fā)達(dá)地區(qū)并未運(yùn)用，仍以過(guò)去的設(shè)計(jì)效果圖作為戶主參考資料，VR技術(shù)的普及力度依然不到位。

4VR技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的主要運(yùn)用方向

4.1三維模擬技術(shù)

三維模擬技術(shù)是運(yùn)用在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的主要VR技術(shù)之一，通過(guò)模擬構(gòu)建整個(gè)虛擬場(chǎng)景，使客戶能夠直觀感受到環(huán)境效果，方便布置和調(diào)整。三維虛擬空間是參照真實(shí)空間環(huán)境創(chuàng)造的，能夠?yàn)榭蛻舫尸F(xiàn)建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)和具體的規(guī)劃布局，幫助客戶全面了解建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)的情況，客戶在提出問(wèn)題時(shí)，設(shè)計(jì)師能夠直接對(duì)照模擬場(chǎng)景進(jìn)行處理和改造。

4.2立體聲合成與立體顯示技術(shù)

人們?cè)趯?shí)際生活中聽到的聲音由于人耳距聲源遠(yuǎn)近不同，因此聲音到達(dá)人的兩只耳朵的速度和強(qiáng)度都不同。VR技術(shù)中的立體聲合成技術(shù)模擬了人在正常生活環(huán)境中的聽覺(jué)特點(diǎn)，客戶在使用VR設(shè)備觀看建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)，聽覺(jué)效果與實(shí)際情況無(wú)明顯差別。操縱手柄、VR眼鏡、VR頭盔、觸覺(jué)傳感器等工具也為人們提供了一種三維立體的感知，增強(qiáng)了虛擬空間在視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)各方面的真實(shí)感。

4.3觸覺(jué)反饋技術(shù)

VR技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中通過(guò)應(yīng)用觸覺(jué)反饋技術(shù)，可以使客戶與虛擬的室內(nèi)設(shè)計(jì)環(huán)境直接進(jìn)行接觸，帶給客戶真實(shí)的觸覺(jué)體驗(yàn)。客戶可以通過(guò)使用設(shè)有觸點(diǎn)裝置，具有震動(dòng)功能的手套觸碰虛擬空間中的物體，令客戶產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，真實(shí)地感受到室內(nèi)建筑的存在。

4.4交互技術(shù)

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)交互技術(shù)主要通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器來(lái)完成。在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)的虛擬環(huán)境中，VR技術(shù)通過(guò)數(shù)字頭盔和手套等穿戴工具、三維立體眼鏡、智能式操縱手柄之間的交互完成傳感任務(wù)。除了上述的VR設(shè)備，語(yǔ)音動(dòng)作識(shí)別、智能溝通等也屬于交互技術(shù)的范疇。4.5系統(tǒng)環(huán)境集成技術(shù)利用VR技術(shù)模擬構(gòu)建規(guī)模龐大且設(shè)計(jì)布局復(fù)雜精密的建筑室內(nèi)環(huán)境，需要采集大量的建筑空間數(shù)據(jù)信息，然后通過(guò)分析和自動(dòng)運(yùn)算構(gòu)建出具體的虛擬室內(nèi)建筑環(huán)境。其中，系統(tǒng)環(huán)境集成技術(shù)在數(shù)據(jù)的收集計(jì)算上起著重要的作用。它能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的精確導(dǎo)入、科學(xué)建模的設(shè)定、數(shù)據(jù)參數(shù)的轉(zhuǎn)換、信息的識(shí)別合成等多種操作，在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)的模擬構(gòu)建中承擔(dān)著無(wú)法替代的職能。

5VR技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

5.1空間體驗(yàn)優(yōu)勢(shì)

VR技術(shù)在空間的體驗(yàn)效果上具有很大優(yōu)勢(shì)。VR技術(shù)對(duì)室內(nèi)建筑空間的設(shè)計(jì)不僅限于視覺(jué)上的體驗(yàn)，還能夠滿足人聽覺(jué)和觸覺(jué)的上的需求，使虛擬的場(chǎng)景更加真實(shí)。在體驗(yàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)效果時(shí)，人的運(yùn)動(dòng)速度、視野范圍、行走軌跡等體驗(yàn)都模擬實(shí)際的感知，空間的高度、光照等參數(shù)也會(huì)有所變化。

5.2建筑環(huán)境優(yōu)勢(shì)

建筑環(huán)境通常是指建筑的氣候環(huán)境，例如當(dāng)兩棟建筑物距離過(guò)近時(shí)，氣流的流速會(huì)變快，流速變快則會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染、生活不便等問(wèn)題，還會(huì)造成部分范圍內(nèi)的溫度變低、地表和屋頂?shù)膿p壞等安全隱患。VR技術(shù)能有效解決這個(gè)問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際的建筑環(huán)境和氣候數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程的方式設(shè)置氣流模型，并能隨時(shí)調(diào)整，優(yōu)化建筑的通風(fēng)條件，改善建筑的氣候環(huán)境。

5.3實(shí)時(shí)更新優(yōu)勢(shì)

VR技術(shù)的設(shè)計(jì)元素較為細(xì)密且在實(shí)際應(yīng)用中的變化性較大，結(jié)合用戶實(shí)際需求可以對(duì)建筑設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)元素進(jìn)行更改，例如色調(diào)、高度、層次上的改變。VR技術(shù)這種能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)更新的優(yōu)勢(shì)，對(duì)室內(nèi)建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可調(diào)節(jié)性都起著有利的支持作用。

6結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，VR技術(shù)在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用雖然還存在著種種問(wèn)題，但總體來(lái)講它是一項(xiàng)十分有效且有巨大發(fā)展空間的技術(shù)。能夠幫助設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出符合客戶要求的建筑環(huán)境，展現(xiàn)出設(shè)計(jì)師的審美水平和設(shè)計(jì)能力，并有效降低了建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)的成本，簡(jiǎn)化了建筑設(shè)計(jì)的修改環(huán)節(jié)，為客戶與設(shè)計(jì)者之間創(chuàng)造了一種溝通交流的載體，建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)師還能夠在觀察設(shè)計(jì)成果與傾聽交流中發(fā)現(xiàn)自己的問(wèn)題，增進(jìn)對(duì)客戶的理解，提高自己的設(shè)計(jì)水平。總之VR技術(shù)的應(yīng)用改變了建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)方式，對(duì)建筑行業(yè)未來(lái)的科學(xué)化發(fā)展起著重要的作用。

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作者：李莉 單位：渤海船舶職業(yè)學(xué)院