VR技术在室内设计中的应用

摘 要：在科技高速发展的今天，计算机技术更新换代，VR技术被广泛运用于多个领域。房建作为民生保障中重要的一项，也在近几年广泛应用了VR技术。当前，VR技术在室内设计中的运用已经较为成熟。由此，本文主要对VR技术在室内设计中的应用进行具体探究。

关键词：室内设计;VR技术;应用

中图分类号：TU238.2文献标识码：A文章编号：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

在传统室内设计中，设计师首先要画出设计图纸，然后建立实体模型，最终确定室内设计方案。但确定的方案往往呈现的是二维平面，效果一般。即使可以建立实体模型帮助设计师进行修改，也十分耗时。目前虽然可以运用电脑技术进行合成，但模型始终无法与现实完美重合，构建时问题依然较多。科技的高速发展使VR技术应运而生，将VR技术运用于室内设计，不仅能使设计师轻松地进行设计，而且能向客户直观地展现设计模型。

1 VR技术概述

1.1 VR技术的发展

VR技术，即虚拟现实技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。

1962年，莫顿·海利希（Morton Heilig）研究并发明了体验剧场（Sensorama），并在1962年申请了专利。这种“全传感仿真器”的发明，蕴涵了虚拟现实技术的思想理论。

1968年，伊万·萨瑟兰（Ivan Sutherland）和他的学生鲍勃·斯普劳尔（Bob Sproull）创造了第一个连接到电脑的VR/AR头戴式显示器。

1991年，日本世嘉公司宣布推出用于街机游戏的Sega VR耳机和Mega Drive控制台。其使用液晶屏幕在遮阳板，立体声耳机和惯性传感器，允许系统跟踪和反应用户的头部的运动。

2010年，Palmer Luckey创立了Oculus VR，设计了Oculus Rift原型机。该原型建立在另一个虚拟现实头戴式耳机的外壳上，只能旋转跟踪。

到2016年，至少有230家公司开发了VR相关产品。亚马逊、苹果、Facebook、谷歌、微软、索尼和三星都有专门的AR和VR组。

当前的VR技术最常使用虚拟现实头戴式耳机或多投影环境，有时与物理环境或道具相结合，以生成逼真的图像、声音和其他感觉，模拟用户在虚拟环境中的物理存在。使用VR设备的人能够“环顾”人造世界，在人造世界中移动，并与虚拟特征或项目互动。这种效果通常是由VR头戴设备产生的，包括头戴式显示器和在眼前的小屏幕，但也可以通过特殊设计的房间创建多个大屏幕。虚拟现实通常包含听觉和视频反馈，但也可以通过触觉技术允许其他类型的感觉和力反馈。

1.2 硬件系统

VR技术主要包含四个硬件系统：针对构建模型的建模设备;能使画面通过三维来显示的三维视觉显示设备;能在VR世界中发出声音的声音设备;可以在VR世界进行交互的交互设备。比如，头戴式显示器（HMD）可以使用户完全沉浸在虚拟世界中。头戴式VR设备通常包括两个小型的高分辨率OLED或LCD监视器，其为每只眼睛提供单独的图像，以渲染3D虚拟世界的立体图形;双耳音频系统可对六个运动角度进行定位;在3D功能的选项中还包括带有触觉反馈的运动控件，用于在虚拟世界中以直观的方式进行物理交互，例如，全向跑步机具有极大的身体运动自由度，可以允许用户在任何方向进行运动。

1.3 软件系统

VR技术包括三个软件：基础建模软件、模型驱动软件及功能编程软件。基础建模軟件首先对各类数据进行保存，如历史数据、测量数据和图像数据等，然后按照特定要求建成基础模型数据库;模型驱动软件可以使虚拟的模型按照特定要求驱动起来，用户可以操纵体验;功能编程软件可以实现场景转换、动画自动运行、色彩变换等各种用户的体验要求。

1.4 主要应用技术

1.4.1 动态环境建模技术。VR技术的目的之一是实现虚拟环境的营造。这个环境要满足现实要求，就需要实现动态性。而动态建模技术的实现首先要获取实际环境中的各种数据，建立一个虚拟的和实际环境相同的环境。在数据获取过程中通常采用CAD技术，但这种技术只能获取部分环境，其余要依靠Visual Modeling技术来获取。通过这两种技术能保证实际环境获取的完整度。

1.4.2 实时三维图形生成技术。为了使三维环境能在人操作时就实时生成图像，需要重点关注如何“实时”生成。为了达到实时的目的，设计师一定要保证图形具有较高的帧数，与此同时，不能降低图形的分辨率，从而保证生成图形的质量[2]。

1.4.3 立体显示和传感器技术。VR技术的发展离不开立体显示器及感官设备的发展。目前的VR技术还存在很多问题，如分辨率不高、显示范围较小等，为了使VR技术能成为未来发展的重要技术，就需要克服现有的缺点，不断开发新技术。

1.4.4 应用系统开发工具。VR技术的应用是基于场合以及对象的，需要在虚拟中发挥想象力去虚构然后创造一些场合及对象。为了能运用技术来实现产品的生成，就需要不断开发新的工具来保证产品质量、生产效率等，如Virtual Reality System Development Platform、Distributed Virtual Reality Technology等。

1.4.5 系统集成技术。在使用VR技术的过程中，由于要创建让用户感到真实的虚拟环境，就需要运用到感官系统及一些相应的模型。由于这些感官模型需要设计师去获得信息并且运用到技术中，所以系统集成技术的发展十分重要。系统集成技术包括信息同步技术、模型标定技术和数据转换技术等[3]。

2 室内设计中运用VR技术的优势

2.1 模型构建方便

通过VR技术构建室内模型，可以使设计师构建出和现场房屋一样比例的模型，并在这基础上模拟各种因素，检验设计方案是否可行，并及时对设计方案进行修改。

2.2 设计内容直观展现

传统设计中，图纸和模型的专业性比较强，对于没有相关知识的户主来说，很难看懂，所以就需要设计师与其进行相关沟通，即使如此，依然存在很多无法解释的问题。而运用AR技术，则可以将设计内容直观地展现给客户，让客户全面地对设计方案进行体验，对于不满意的地方或者是有不理解的问题，可以直接告诉设计师，便于设计师能根据户主要求及时进行修改。

3 传统室内设计中存在的问题

3.1 设计师与户主交流难度大

传统室内设计中，设计师在设计时需要考虑多个因素，如材料选择、空间布局、家具搭配等。这时，就需要与户主进行沟通，以保证工作正常进行。在传统室内设计中，设计师都是采用纸质或者电脑进行绘图。通过此方法设计出的图纸是二维的，最多也只能将设计方案通过动漫来表现。这种方式虽然可以使户主直接观察，但并不能让其有全面的体验。同时，若设计师通过动漫来设计方案，既耗时，又对技术要求较高。

3.2 外界环境的影响

在传统室内设计，设计师还要考虑外力的影响。随着建筑的不断发展，目前很多住宅都是高层建筑。在这样的建筑中，就要考虑一些外界因素，如考虑光照，是否需要对室内做隔热或者保温处理;考虑风力大小，是否需要对阳台做挡风处;考虑底层离街道较近，是否需要强化隔音效果等[4]。但是，在传统设计中，设计师无法掌握这些因素带来的影响。

3.3 方案修改不方便

在室内设计中，由于考虑的因素较多，因此，需要随时对方案進行修改。在传统设计中，由于方案一般都是绘制在纸上的，因此，当需要对方案进行修改时，需要重新画图，耗时又耗力。室内装修的时间一般是有期限的，在没有拿到具体设计方案时，工期无法按时启动，从而导致工期拖延。

3.4 模型展现困难

在设计好图纸后，由于户主不具备相关知识，因此，存在无法看懂图纸的情况，这时就需要利用模型来展现图纸内容。传统设计中，模型一般采用实体模型或者电脑动画模型。一般来说，实体模型成本较大，普通居民住户不会采用这种方式。但是，动画模型对专业性要求较高，技术成本也很大。这两方面难题导致模型展示困难。而且，在讨论过程中，户主与设计师的时间不一定能完全一致，有时候并不能到现场观看模型。

4 VR技术在室内设计中的应用

4.1 对设计方案的展现

在室内设计中，有很多工作要做，不仅是构建图纸模型的问题，还需要考虑空间布局、材料使用、客户预算等问题。为了保证客户的体验，设计师需要考虑虚拟环境的动态性。在传统设计工作中，设计师可以采用动画形式来展现方案，但这种方式也存在较多缺点：一是展现角度不够;二是技术成本较高。而采用VR技术，客户则能实时模拟真实的环境，从多方面去感受，也能及时地与设计师进行沟通。

4.2 模拟多种环境因素

在设计师进行室内设计时，需要考虑很多外部因素，而且设计师在设计时无法模拟出这些因素对最终设计方案的影响。例如，高楼层的温度比低楼层低，如果设计师不考虑该因素，户主在居住时就会受到外部风力的影响，室内温度过低，居住体验不佳。引入VR技术之后，设计师可以对这些因素进行模拟，然后在考虑相关因素的条件下设计出完美的方案。

4.3 设计师能随时进行方案修改

设计师运用VR技术后，可以随时修改设计方案，克服了传统设计方法的弊端。比如，客户在检查方案时，可以通过VR技术进行直观体验，及时与设计师进行沟通，设计师可以根据客户的要求去修改方案。

4.4 虚拟模型移动化

利用VR技术可以使客户体验方案，还可以随时对方案进行修改，大大地节约了成本。而且，如果客户没有时间到现场进行环境模拟体验，还可以将VR技术加载到手机或电脑中，客户可以随时随地对设计方案进行模拟观察。

5 结语

VR技术作为一项新兴技术，有着非常好的发展前景。由此，本文探讨了VR技术在室内设计中的应用。相信在不远的将来，虚拟现实技术一定是室内设计行业的一把利剑，应用前景相当广阔。

参考文献：

[1]蒲春花.VR技术在建筑室内设计中的应用分析[J].北方文学，2018（24）：157.

[2]蔚建元.VR技术在建筑室内设计中的应用探讨[J].居业，2016（8）：54-55.

[3]邹吉平.灯具配光曲线及其标准格式[J].照明工程学报，2007（2）：76-80.

[4]孙正兴，周良，郑宏源.计算机图形学教程[M].北京：清华大学出版社，2004.