虚拟现实技术在装修深化设计过程中的应用

2022-10-02张俊辉康佳洁朱惠

中国建筑金属结构 2022年9期

0 引言

近几年来，虚拟现实技术作为一种逐渐成熟的技术，应用场景越来越广泛

。房地产行业作为传统行业，其宣传与销售方式的种类随着技术的发展与日俱增。将虚拟现实技术应用到房地产精装修领域，也是一种不小的突破。不仅可以拓展虚拟现实技术的应用面，对于精装房的设计与销售也是一种补充。

本文针对虚拟现实技术在装修设计上的拓展方法进行研究。首先基于AUTOCAD 装修设计图纸进行3Dmax 三维样板间模型建模；其次通过UE4（虚幻4 引擎）进行深化设计，研发出虚拟现实装修样板间交互系统。通过键盘、手柄等硬件交互，达到样板间漫游、互动、更换材质、更换家具、光影变化等功能，最后将交互应用转化到手机客户端中，达成传统实物样板间到虚拟样板间的改变。

1 工程概况

本工程案例选自上海城申置业有限公司投资开发的上海市奉贤区南桥新城15 单元17A-06A 地块项目与21 单元12-02 地块项目全精装租赁住房。根据相关政策要求，未来的交付房屋将以精装房代替毛坯房成为市场主流。

其中15 单元17A-06A 地块总建筑面积：115224m

，含不同装修风格的全装房形式共计7 种，土建及装修工作完成后将以纯租赁房的形式出现在市场。本文将详细阐述虚拟现实技术在本工程的装修深化设计中的应用。

对于本工程全装修租赁房来说，7 套不同的户型可以对应7 种不同的装修风格。为了能让客户第一时间选择到自己心仪的风格户型，虚拟现实技术的使用更显重要。

2 研究的方法

Unreal Engine4（简称UE4）是EPIC 公司开发的以游戏开发为目的的引擎，是由预先编制的核心代码构建成的集成开发工具。主要用于游戏开发、动画电影制作中的虚拟场景展现。因其超强的建模与渲染功能

，可在本项目中作为建筑装修与可视化的重要手段，成为装修深化设计中的使用工具。

UE4 编辑引擎相较于传统的建模与展示软件有以下优势：

（1）采用了即时渲染技术与PBR 材质系统，为设计者创造了一个所见即所得的工作状态，而传统效果图绘制软件往往需要通过定格的某一视角完成渲染工作，且渲染耗时较长。

火草布,透气性和保暖性十分好,冬暖夏凉，有棉毛混纺的效果。火草布是傈僳族人衣着的主要材料，制作成衣服、包、被子等生活用品，也是丧葬中必需的用料。中国西南少数民族制作和使用火草布的历史悠久,文献记录已有500多年。衣着为火草衣的民族众多,包括傈僳族、纳西族、彝族、白族等。其采用野生植物的叶子为纺织原料,在中国纺织史上十分独特且罕见,可以说是西南少数民族的一项重要的创造发明。

（2）UE4 引擎具有超强的交互仿真能力和物理引擎，使得装修设计者能够通过不编程或少量的程序实现想要的效果，为建筑装修从业者跨专业学习使用该引擎提供了较大的可能性。

（3）UE4 引擎对于VR 以及手势操控的兼容性为未来商业化使用提供了更大的扩展性，也为未来平顺接入元系统提供了一种可能性。

最终将优化设计后的程序打包发布。打包输出时可以选择多种执行平台，如苹果IMAC 系统、微软windows 操作系统、安卓APP、VR 设备端等。

2.1 设计阶段的优势

在室内设计装饰领域，客户往往会因自身装饰工程设计经验的不足，无法借助专业的设计图纸了解设计内容；或者无法想象出室内设计的效果，从而无法对原设计方案提供合理的修改意见；或者因信息不对称对原设计者的专业实力提出怀疑或者否定。

经过创造虚拟现实情境之后，客户可身临其境，即使不具备专业的知识能力，也能够通过切身感知来提出更有价值的修改意见，并感受室内设计装饰效果。此外，利用虚拟现实还能够提高室内设计装饰品质，使顾客增强对虚拟现实科技认同感、参与感。

交互功能是UE4 相较于大多数3D 建模与展示软件较大的区别，UE4 中的大多数交互功能基本可以利用蓝图功能实现，包括开关灯、开关门、开关炉灶、开关电视等，通过该引擎内部封装的C++语言程序，在蓝图功能中将其分为函数、节点、事件。蓝图节点将触发和事件通过节点连接起来。

2.2 设计阶段应用

“注意事项”中主要对该项目操作指令、设置方式、隐藏功能等要素进行阐述，起到软件使用说明书的作用。

在进行居室的空间设计时，家具选择、摆设和空间的选择是设计单位和客户反复互相沟通的要点，同时还会论及风格、色彩等的变化。

㉑《王维青证言》，载朱成山主编《侵华日军南京大屠杀幸存者证言》，社会科学文献出版社2005年版，第481页。

在简单自学环节教学设计中可以利用短时记忆的特点来进行互助式的学习，阅读环节完成后两人一组进行复述或者随机抽查，一个学生的语义记忆转成语言复述出来，如果有遗忘给予10秒回忆时间，之后另一名同学将以语言进行提醒，视觉语义认知中遗忘的用听觉语言认知来补充记忆，实现听觉语义和视觉语义的互相转换，认知系统将使用不同的大脑区域来进行存储，并在此过程中将短时记忆推送入长时记忆，如图1所示。

2.2.2 装修风格以及材料的选定

关于室内外表面的规划，大概分为外墙界面、天花板以及地面的规划，一般涵盖了每个表面的装修风格将要使用的材质、色彩。

2.2.3 摆放物品的选用和陈设交互分析

一般在起居室摆设的物件主要有两个功能，一个是具有点缀装饰的功能，另一个是具有实际用途物品的功能。这些摆件主要为一些可以净化空气的植物、灯具以及吊钟类的器具。由于摆件的尺寸、材料、风格等不同且达到的功效大有差异，导致顾客往往无法明确挑选，因此需要装修设计人员与客户之间不断交流。

服务区域内的每一个信息系统作为一个单独的安全域，安全域内可以互相访问，安全域之间默认无法互访；同一服务区域内的不同应用之间如果有互访需要，则可以通过安全域防火墙授权访问。

本工程从三个方面将设计阶段cad 图纸、效果图转化为可互动的第一视角软件进行研发。

装修设计过程中，通过灯光的设计来减少空气沉滞感。通过虚拟现实技术来调节灯光方位、种类和亮度，从而能够拟合四季光照变幻情况，表现生动活泼的光影效果。通过颜色给予客户们强大的视觉感官冲击，还能采用各种组合方法来引起客户的情绪效果，并注重各类物品、材质、颜色、布置、风格相互搭配的效果，通过不同天气、光照情况进行细部调整，以达到精品项目的设计目的。

3 研究的过程

3.1 交互界面设计

虚幻示意图形界面设计器（Unreal Motion Graphics UI Designer）(UMG)是一个可视化的UI 创作工具（如图3 所示），可以用来创建UI 元素，如游戏中的HUD、菜单或希望呈现给用户的其他界面相关图形

。

鲁迅对东西方的宗教都有较深入的研究，他一生购买的同宗教相关的书籍多达400多册。上文提及《齿痛》对《药》的影响；其实，从《圣经》中关于耶稣被害的情节看，《药》也有很多的暗合。这里简要罗列如下。

例4 如图12，△ABC中，AB>AC，D，E分别是AB，AC上的两个动点，且BD=CE，连结DE，取中点F，试研究点F的轨迹，并说明理由.

在UI 相关的工作中，主要会用到以下几种文件：

1.Blueprint 常用的UI 工程文件

2.Font 字体文件

用户配合键盘的A、W、D、S 即可实现前后左右的移动，而通过鼠标的控制即可调转方向与使用交互功能。同时根据UI提示使用Tab 键调用鼠标箭头进行不同状态的交互。

开展基层区队的腐败治理工作过程中，应做好第五步工作，发挥出舞剑的作用。通过加大监管途径拓展力度并以维护员工利益为服务宗旨，使基层区队中存在的腐败隐患能够及时被发觉，有效保护员工的切身利益。具体而言，第一，对监管途径加以拓展，保持电话、微信等信息沟通的流畅性，采用实地考察、访谈等多种方式，完成深层次的监督与管理。第二，企业纪检工作人员需以各月份员工的工资结算与核查作为监督的主要目标，认真核查与统计员工的考勤、工资与奖金的分发以及记分等不同的流程，以发挥出监督的效果。第三，凸显出廉政监管人员的约束与管控效果，确定奖惩机制，落实岗位职责[5]。

4.Material 材质文件

作为我国本土学者对跨文化能力模式的研究成果，对于我国国内学者的研究具有特别的指导意义，也为笔者的研究提供了重要的理论参考。

定位信息：本端 IP=11x.xx.xx.12,对端 IP=22x.xx.xx.113,路径接口类型=GTP path EPC,框号=1,槽位号=13,进程类型=PCP,同类进程序号=0,PLMN网元间的接口=S10；

5.Actor 可以摆放到场景中的文件类型，用于制作3DUI

考虑到本项目不仅使用在装修深化设计中，未来也将更多的使用在房屋租赁中心的虚拟展示中，因此界面设计是本系统设计的重要环节。在设计中，依据“以客户为中心”的设计理念，使操作界面的使用功能尽可能简洁大方，对于不同人群仅通过简单的字符操作，满足客户的需求，提高其体验感。

本工程整体交互界面设计考虑到新事物的游戏性、功能性、美观性，因此采用3 重界面设计：（1）加载界面（2）主要功能界面（3）详细交互界面：

（1）加载界面（如图4 所示）主要考虑到工程需要有一定的加载时间，通过对加载过程的设计弱化等待时间。

在全面预算管理实施中，许多房地产企业预算方案不能实效执行，预算管理机构仅在预算编制中发挥作用，在执行过程中在重要的经营环节中没有建立起将预算指标作为管控的标准，没有相应的费用超支预警机制，发生成本费用的偏差无法快速及时的处理。有的针对结果进行分析，只做到事后评价，事中控制作用差。在预算考核上指标固化，可变因素考虑不周，用预算标准考核责任单位和责任人时，往往参杂太重个人感情，不公平、不合理、不到位，考核结果脱离实情，加上激励机制不完善，考核变成形式。

（2）主要功能界面包含“游戏模式”“剧场模式”“注意事项”“退出体验”四大模块（如图5 所示）。

其中“游戏模式”是应用于未来销售人员给客户互动操作体验的主要功能，进入该模式，客户可以体验到进入3D 游戏中的交互体验感，操纵游戏中的人物或视角对项目进行任意移动并且360°无死角的观察。

“剧场模式”的主要功能是通过事先录制的视角，自动播放各个房间浏览效果，起到无人操控的情况下，视频展示的效果。

2.2.1 家具选取、布置以及空间配置互动分析

（3）详细交互界面分为：全屋智能系统，家居供应链，智能情景模式。

其中全屋智能系统主要模拟智能家居，可对现有墙体、地面材质系统、家具系统、灯光系统进行模拟。

使用Mothur（version v.1.30）软件，对样品Alpha多样性指数进行评估。为比较样品间的多样性指数，分析时将样品所含序列数进行标准化。在97%相似度水平下，各样品Alpha多样性指数值统计如表3，在T1和T2期,曲块细菌多样性较高；在T0、T4和T5期，多样性较低；T3期的多样性最低。4种计算算法的结论基本一致。

软装供应链功能为租户提供了居家装饰、家具家电预先内置购买的可能性。

智能情景模式为租户提供了样板房无法提供的白天黑夜交互体验。

3.2 建模设计

本项目D 户型及F 户型建模主要通过cad 平面图，后期使用编辑多边形命令，减少物体面数，并用对齐和捕捉命令保证对象和对象之间搭接没有缝隙，保证后期场景不漏光，近景部分模型应该保证精细处理，对于远景使用贴图进行处理或者使用相对面数较少的模型，节省内存的占用。建筑玻璃处使用双面模型，室内模型要进行面数优化处理，看不到的部分将模型删除，保证面数的优化，最后进行塌陷处理，保证对象不变形。

本工程F 户型通过减面处理能够实现：室一厅一厨一卫一阳台最终面数控制在320 万左右。

3.3 场景导入

本工程将REVIT 及3DMAX 制作好的房屋装修设计通过Datasmith 插件导入到UE4 引擎中。Datasmith 插件的优势在于会保留模型材质，但还需要在 UE4 中调整深化。当发现问题后，就找到问题模型，回到3dmax 中重新纠错改进。

3.4 光照设计

UE4 引擎主要提供了点光源、平行光源、聚光源三类光源，点光源主要使用在灯光照明功能上，由于其衰减的特性，能很好地模拟实际灯光的效果，并对部分位置进行补光。

平行光源可以从一个方向进行平均光照，可以很好地模拟日光投射的效果，该光源所呈现的阴影效果清晰。

聚光源是锥形光源，可以通过聚光锥来调整灯光照射的范围和宽度。聚光源多数情况下用作射灯与广域网灯，是较为理想的辅助光源。

3.5 交互功能的实现

同时利用虚幻4 引擎与BIM 模型形成精装修第一视角软件后，可以自行定义房屋中各主要部件的信息，包括且不限于：尺寸、颜色、材质、销售商等。为客户二次自行布置家具及部件，二次深化装修、采购产品提供了一定依据。

蓝图——可视化脚本系统是一个完整的游戏脚本系统，其理念是在虚幻编辑器中，使用基于节点的界面，创建游戏可玩性元素。和其他一些常见的脚本语言一样，蓝图的用法也是在引擎中定义面向对象的类与对象。该系统非常灵活且强大，它为设计人员提供了一般仅供程序员使用的所有概念及工具，也为未来更多的对该项目进行进一步功能研发预留了可能性

。

3.6 实现漫游

为了满足客户的体验，设计了第一人称交互方式，在UE4引擎中，主要通过游戏的手法进行3D 漫游。

3.Texture 图片资源文件

为了实现该功能，需要创建游戏模式，通过Pawn 蓝图功能，键入不同功能对应的键盘映射。然后将场景相机的运动与蓝图命令进行链接，并关联到移动输入的功能控制。

3.7 项目分享与发布

本文以15-17A-06A 地块项目D 户型（如图1 所示）与F（如图2 所示）户型为基础，在装修设计过程中利用UE4 引擎的深化设计进行技术上的概述，也为未来在精装房屋租赁阶段的使用提出设想。

3.8 虚拟现实技术对房屋租赁项目的市场价值

市场价值：

虚拟现实技术不仅在设计阶段提供了所见即所得的交互体验，为建设单位、设计单位提供了优化与改进的实际依据。同时，其所见即所得与轻质化的特性也为开发商在预热与销售阶段提供了良好的市场价值。

（1）工程施工期间起到预热销售作用

在项目主体施工阶段，且没有样板房的情况下，即可通过虚拟现实技术对潜在客户进行销售预热。

（2）起到租赁房屋“最后一公里”的作用

由于本工程的性质为公共租赁用房，对比住户衡量传统商品房的“地段”“房型”“楼层”“价格”四要素来说，客户会更看重房屋的“地理位置”“装修风格”与“居住体验”。

在传统销售中，客户来到售楼大厅，只能通过导购简单的介绍与手册图片来想象判断参观样板房的目的地。而虚拟现实技术的出现，可以辅助客户短时间在多种装修风格与房型中选定需要实地考察的样板房，既提高了做出判断的效率，也为售楼部节约了人力成本。

该过程既能通过新颖的销售体验留住用户，又可以通过交互，短时间让用户对7 种不同装修风格的户型进行选择。为用户从认知到选择搭建起桥梁。

式中，ξx和ξy分别表示沿x和y方向上的湍流各向异性参数.当ξx = ξy = 1时，式(11)演变为各向同性非柯尔莫戈若夫湍流大气空间功率谱.κl=c(α)/l0，κ0=c(α)/L0，其中l0和L0分别为大气湍流内尺度和外尺度[10].

（3）通过虚拟现实技术将售楼厅分布至各人流密集区域

业主可以将虚拟现实体验厅设置于人流较为密集的场所，如大型商场，提前对租赁房进行推广与预热。

她查到路线。先坐飞机，再坐火车，换客车，换当地小巴。一路辗转。形迹越来越荒凉，渐渐失去生机。路上看到因为地震而被劈成两半的山峦，裸露出来的白色伤口触目惊心。地动山摇，地球重新排列秩序。这种力量，人岂能抵挡。她已无法找到一个地方叫春梅。当地人的小巴，载着她穿越过迂回曲折的高山和田野上的窄小路径，始终在兜转。周围是望不到边际的冬季田野。黑灰色一片。草木萧瑟。