覃　斌

(辽宁林业职业技术学院,辽宁 沈阳　110101)



虚拟现实技术在住宅室内设计互动分析中的应用

覃斌

(辽宁林业职业技术学院,辽宁 沈阳110101)

介绍了虚拟现实技术的概念，分析了室内设计互动分析的内容与特征，论述了虚拟现实技术应用于住宅室内设计互动分析中的可行性，并提出了构建基于虚拟现实技术的住宅室内设计互动分析系统的方法，实现了住宅室内设计的沉浸式交互表达。

虚拟现实技术，室内设计，互动分析，沉浸感

1　概述

室内设计活动本质上是设计师与用户互动交流的过程，互动交流的媒体经历了从手绘效果图到电脑效果图直至建筑动画这一表现形式。现今，二维媒介的电脑效果图仍是主流。基于电脑效果图或动画的媒体表现形式属于人机间接沟通，尽管能在一定程度上有效的表现设计师的意图，但缺少修改方案后实时效果的呈现；同时，用户无法身临其境的体会到变换设计方案带来的空间、心理、美学诸方面的感受。室内设计亟待一种直观的、形象的、符合现实的技术方法来呈现设计师的理念及满足用户真实体现需求的表达方式。虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术以其独有的特点在这一方面显现了明显的优势而得到了研究与应用。

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它包括动态环境建模技术、实时三维图像生成技术、三维视景立体显示技术和传感技术等[1]。通过传感设备可以跟踪使用者的动作，形成触觉和力觉的反馈，还可以实现语音交互等。由此生成的三维虚拟空间环境，可以为使用者提供视、听、触等直观而自然的实时感知，让使用者“沉浸”于虚拟环境中。

2　室内设计互动分析的内容及特征

1)空间结构设计互动分析。在室内设计中，其空间结构改造主要采用的是空间加减法。主要是根据使用性质的需要通过墙体的移动、拆除和重新建造完成空间的重新规划，以达到满足使用功能，最大化利用空间的目的。空间结构设计直接影响到空间的布局，是用户首要关注的问题，一般也是设计师和用户反复沟通和调整设计方案所在。

2)室内家具选择、摆放及空间布置互动分析。在室内设计中，室内家具的选择、摆放及空间布置也是设计师和用户反复沟通和调整设计方案产生互动分析所在。一般会涉及到家具的风格样式、大小、材质、色彩和摆放位置的调整。

3)室内界面的装饰造型设计及材质选择互动分析。室内界面设计主要包括墙面、顶棚和地面，与之相关的方案调整及互动分析主要包括各个界面的风格样式、使用的材质、色彩及呈现的视觉效果。

4)室内陈设品的选择及布置互动分析。室内陈设品有两大类，即装饰性陈设和实用性陈设。主要有装饰品、艺术品、绿色植物、灯具、织物、器皿等。由于受风格、样式、大小、内容、材质等诸多因素的影响，种类繁多的陈设品致使用户在选择与应用上常常出现选择障碍，故此也导致设计师与用户的互动分析较频繁。

3　虚拟现实技术的优势及应用于住宅室内设计互动分析的可行性

VR技术最大的特点就是能够为用户提供一个交互式的可沉浸的身临其境的虚拟三维空间。沉浸感和交互性是VR技术的两个主要特征，沉浸感和交互性互为支撑、相互交织融合，共同作用于用户沉浸式交互体验。

沉浸感是指参与者在自然状态下，对虚拟环境的投入程度[2]。VR技术可以让用户完全融入于计算机生成的虚拟环境中，带给其真实的体验感，这与用户通过计算机屏幕观看三维游戏场景或带上3D眼镜观看3D影片的感受是完全不同的。VR带来的视觉沉浸感是通过虚拟现实显示器——“虚拟现实头盔”，将人对外界的视觉和听觉封闭，头盔的“头部跟踪”技术可以根据用户在虚拟环境中的视点和位置来控制影像，从而引导用户全方位感受虚拟场景，产生一种身在虚拟环境中的感觉[1]。而触觉和力觉等方面的沉浸感则来源于通过各种交互设备的操作使用户能够驾驭虚拟环境。用户在虚拟现实环境中的视觉、听觉、触觉和力觉等诸多方面的真实感受让用户可以沉浸于虚拟环境中，获得身临其境的感觉[1]。

交互性是指用户与虚拟场景中各种对象传递、交换信息，相互影响、相互作用的能力，主要表现在用户对虚拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度[1]。在虚拟现实所创设的虚拟环境中，设计师可以借助软件和硬件的顺畅配合来促进用户与设计方案之间的沟通与反馈，创造良好的参与性和可操控性。通过以保持用户的意识增强性为基础，同步呈现方案修改效果和重新塑造、处理设计方案；可以实时移动场景、360°旋转的空间不仅增强了设计方案的沉浸感，而且可以使观众进入作品的内部，操纵它、观察它的过程，赋予用户参与再创造的机会。这种互动与真实世界中所发生的交互一模一样。

“沉浸”是人们在工作或学习时的最佳状态，自然程度高的交互能力能进一步增强沉浸感。良好的沉浸感和交互性是互动分析行为开展的前提条件，室内设计互动分析活动中的用户对参与设计过程的主观能动性是很强的，如果通过应用VR技术为室内设计互动分析活动中建立一个设计方案互动分析平台，创造一个沉浸感强、交互性好的虚拟环境，使得设计师、用户、计算机三者的沟通更加顺利、便捷，使得设计师和用户可以根据反馈信息适时、灵活调整设计策略，将有助于推动用户参与设计过程的主观能动性，这将更好的拉近设计师与用户的距离，促进二者之间的有效沟通。

4　虚拟现实技术在室内设计互动分析中的应用价值

1)营造沉浸式交互设计活动情景，实现室内设计最直观的表达。在信息技术发达的今天，智能科技被广泛地利用，现代室内设计也应顺应时代趋势，在信息化设计手段、信息化交流方式和信息化表达呈现等方面不断地尝试更新。传统的室内设计涉及专业领域多且流程复杂，表现手法以效果图为主，较单一。对于设计师而言，效果图难以全方位地展现设计师的想法，基于效果图为媒介的设计沟通常存有障碍；而对于客户而言，并不能直观的理解设计方案，也无法预先体验设计内涵，难以达到理想的互动沟通效果，甚至会导致许多设计的缺陷。虚拟现实技术具备的沉浸式交互体验功能能很好的满足设计师和用户的需求，使得交互式表达的广泛利用成为可能。基于虚拟现实技术来构建开放式交互性的室内设计互动分析系统，可以通过虚拟环境交互式地传递设计信息，能实现艺术设计与科学技术的结合，使顾客能够身临其境的体验到设计变化带来的不同环境感受[3，4]。

2)整合信息化设计资源，提高工作效率，节省成本。传统的设计资源主要来自于设计师的经验及案例积累，将这些已有的资料或案例转换成一个新的设计，需要重新的整理素材、完成设计绘图以至预算工作，这其中会耗费设计师大量的劳动力，且效率较低。基于虚拟现实技术建立室内设计互动分析系统，将建筑构件、装饰构件、家具、装饰材料、工程造价等内容通过参数化，模块化这一概念引入室内设计互动分析系统中。将已取得的各类设计数据整合，在一定程度上可以提高其设计工作效率，由此也可以节省成本。

3)引入科技元素吸引消费群体。科技进步将我们带入了一个全信息化的时代，如何为用户高效的提供可靠、科学的解决方案是获得用户认同的基础，也是时代的要求。基于虚拟现实技术建立室内设计互动分析系统，能有效的调动用户参与设计活动的积极性，及时地为用户呈现设计方案及配套的解决措施，让用户沉浸在虚拟环境中预先体验设计内涵，并促使用户在众多选择中及时做出决策，科技元素带来的优质服务有利于吸引消费群体。

5　基于虚拟现实技术的住宅室内设计互动分析系统建构

1)住宅室内设计数据的整理。以可持续发展为原则，遵循时代发展趋势，在设计法则的基础上结合项目实践经验，对已建成的住宅室内空间、市场现有的家具、家居产品、建材产品等从定量(造型、样式、风格)和变量(品牌、尺寸、价格、材料与色彩等)两个方面8项内容进行数据收集，按如下9种类别归纳整理并建立数据库：a.住宅室内空间户型与结构；b.住宅室内家具选择与配置；c.住宅室内顶棚设计；d.住宅室内墙面设计；e.住宅室内地面设计;f.住宅室内灯具选择与配置;g.住宅室内门窗的选择与配置;h.住宅室内陈设设计;i.常用家电设施的选择与配置。

2)3D模型及配套信息数据库的建立。在上一步资料整理的基础上，根据定量和变量的需求，对空间组成的各部件进行三维信息的编辑，构建可视化和可编辑的3D数据模型库，提供可用于交互设计，具有社会应用价值和直观视觉效果的信息化参数化的模型素材资料集。

3)沉浸式交互系统的开发。通过VR虚拟现实技术实现沉浸式交互系统的开发，向设计师和用户提供三维仿真虚拟环境，通过传感设备，将视景系统和交互系统合为一体，使用户自然技能的使用可以与之相互作用，让客户有种身临其境的感觉。操作者通过传感器装置与虚拟环境交互作用，可根据定量选择或根据变量实时编辑，获得视觉、听觉、触觉等多种感知，从而实现住宅室内设计互动分析功能。

6　结语

基于VR虚拟现实技术建构的住宅室内设计互动分析系统可以为住宅室内设计带来良好的沉浸感，同时实现住宅室内设计的交互式表达。为设计人员和用户参与设计提供良好的交流平台，有助于协调设计和解决项目实施间的各种具体问题。

[1]党保生.虚拟现实及其发展趋势[J].中国现代教育装备,2007(4)：94-96.

[2]卜彩丽，赵红敏.沉浸感理论在网络学习中的应用[J].软件导刊，2013(9)：185-187.

[3]甘伟，邱岚.室内设计交互式表达应用研究[J].中国建筑装饰装修，2014(6)：128-131.

[4]李玲.室内设计交互式表达应用探究[J].家居装饰，2015(10)：60-61.

The application of virtual reality technology in residential interior design and interaction analysis

Qin Bin

(Liaoning Vocational College of Forestry, Shenyang 110101, China)

This paper introduced the concept of virtual reality technology, analyzed the content and features of interior design interactive analysis, discussed the feasibility application of virtual reality technology in residential interior design interaction analysis, and put forward the method of residential interior design interaction analysis system based on virtual reality technology, realization of immersive interactive expression of residential interior design.

virtual reality technology, interior design, interactive analysis, immersion

1009-6825(2016)25-0007-02

2016-06-26

覃斌(1980- )，男，硕士，副教授

TU238.2

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