虚拟现实技术在室内设计中的应用探讨

虚拟现实技术在室内设计中的应用探讨

张淑健

山东坤厚电力科技有限公司

摘要：步入新时代后，人们的生活水平越来越高，对居住空间的要求不断提升，加之各类高科技的应用，使得相关专业领域有了很大的变化。对于室内空间设计，引入虚拟现实技术后，大大提升了设计的整体艺术性，消除传统工作存在的真实性不足的问题，以达到更好的设计效果，更高程度地满足新时代人们的居住需求。

关键词：虚拟现实技术；室内设计；应用探讨

引言

虚拟现实技术简称VＲ，是计算机图形学(简称CG)中的一个分支，在当前这个大数据背景下，VＲ技术的广泛应用带动了整个室内设计行业的蓬勃发展。既往设计师在进行室内设计时主要是根据客户的要求进行设计，最终将设计出的图纸呈现给客户，但这种图纸呈现方式缺乏表现力，因此，不能够令客户充分感受到设计师所设计的方案。VＲ技术出现后就被广为应用在了室内装修设计工作中，设计师可以通过VＲ技术直观地向客户展示其想要设计的东西，客户也可以根据所展示出的设计效果与设计师进行讨论，这极大程度地提升了室内设计工作的效率和水平。

1.VＲ技术在室内设计应用中存在的问题

学习成本高，设计师从设计构思到制图再到渲染模型需要使用到的各个软件都相当复杂，加上这些软件之间相互独立且联系程度不高，因此，需要设计师花费大量的精力来学习、钻研这些软件，前期所付出的学习成本较高。不仅如此，这些渲染软件中的材质和灯光系统组成也非常复杂，设计师除了需要学习软件之外还需要精通物理光学知识和CG知识，否则就难以获得理想的展示效果。

2.VＲ技术在室内设计中的设计与实现

2．1建模系统设计与实现

对于建模系统设计工作来说，其核心部分是构建文档视图架构，简单来说就是利用应用程序对所有设计文档进行管理，每一个程序都对应一个激活文档，而一个文档则可以对应一个或多个视图。当文档要进行更新的时候，其所对应的视图也会自动更新，而视图的作用不仅是连接文档模型与操作者之间的操作界面，而且能够显示所有三维模型的可视化元素。利用各类应用程序启动各个界面元素之后会显示主窗口，主窗口分别有菜单栏、编辑工具栏以及文件等选项，界面的中间区域会包含视图和三维视图，操作者只需要根据每个命令的上下文即可选择需要收集的参数界面，并将需要进行设计的物体参数输入进去。比如设计师在设计一个房间的室内装潢时，可以通过该系统输入所设计房间的长度和宽度。在建模设计的时候设计师需要快速地在命令面板中创建各种室内设计常使用到的构件，比如room启动时输入房间的命令，同时还需要精准地输入每个步骤的参数值;比如在启动room后需要紧接着输入设计房间的长度和宽度，而命令面板最下方会提示设计师在操作时所处于的步骤，以此提示设计师输入对应的参数。输入各个命令参数之后需要执行交互命令，建模系统会将交互命令封装在名称为Command的文件中，这些文件数量不止一个。而设计师需要从应用程序菜单和控制面板中建立能够接受设计房间的命令消息，随后应用程序会自动将封装好的命令传递到管理器之中由管理器进行处理，管理器就会自动生成交互命令，而只有名为CreateＲoomCommand才能够处理用户所输入的参数以及命令，且交互命令一旦启动就会接管整个界面所有的消息处理任务，这时用户只需要在命令中输入相关参数并将鼠标移动至输入点位置即可读取输入参数，随后更新视图进入下一个步骤，这个环节会一直循环直到所有的参数都输入完成，文档会自动更新其对应的所有视图。在用户进行上述所有操作的时候随时都可以通过ESC来取消命令，接到取消命令后管理器将会自动在堆栈中销毁当前的所有交互命令并将信息处理的工作交回应用程序。进行完交互命令后就需要构建整个建模系统的模型元素，在建模系统中所有的文档都是由Element元素所构成，且这些Element元素会被组织呈树状结构，每一个Element挂接的数据都是不同类型，其类型主要包括摄像机、几何、灯光、纹理以及材质等。在建模系统中所有的模型主要划分为两种类型，一种是BＲEP模型，另一种则是多边形网络模型，第一种模型待用曲面参数及方程，而第二种模型则没有。设计师在进行模型渲染之前需要将所有的BＲEP类模型转变为相似的三角形网格模型，这样一来两种类型的模型都可以由渲染器进行统一的渲染。而凡是可以通过参数输入进行修改的构建都属于BＲEP模型，因此，设计师如果需要对一面墙体的文档结构进行渲染的时候，可以通过存储墙体的相关参数来完成。

2.2室内空间设计思路的创新

VR技术在20世纪90年代就已在艺术娱乐、模型实体制造等众多领域中获得广泛应用，一些发达国家还应用VR技术来开展促销活动。VR技术当前已渗透到生产生活各个方面，在室内设计中的应用也已较为普遍。室内空间设计旨在建造可与人们物质与精神需求相匹配的空间环境，所以环境不但要保障功能完善、美观舒适，且可将空间承载的精神充分彰显出来。室内设计包含前期调研、方案设计等多个环节，借助设计制图、实体模型等来呈现设计思想。VR技术本就有交互性、浸入感等特性，在室内设计中的适用性极强，备受设计师的欢迎，可将空间设计潜力更大程度挖掘出来。如今通过VR技术进行方案呈现的设计师越来越多，这有助于推动VR技术的创新发展。应用VR技术后，空间设计张力达到更强，将设计理念与内容更为直观呈现出来，设计师在该技术辅助下，可由多维度对室内空间细节进行观察，有针对性对设计方案进行调整，且还可深刻体会空间环境融合状况，让设计双方体验效果达到更好，拓宽自身的设计思路。

2.3虚拟现实技术的运用提升了成本预算的精确值

与新时代的环境艺术设计模式相比，传统的环境艺术设计师最关心的是项目前期预算的适当性。在环境艺术设计的实践中，不可预测的元素往往会引发一些危险的问题。由于环境设计需要大量的人力和物力，需要很长的时间和周期，其中包含的各种因素将对整个项目的资本投资产生很大影响。如果项目中规定的结果不能保证其正确性，在这种情况下，虚拟现实技术可以用来创建一个沉浸式的房间环境，有效避免各种潜在的设计风险或在虚拟现实中获得真实的感觉，从而用户可以充分了解环境中的潜在风险，并提前开发标准电路，适当规避风险，确保后续措施的适当实施。通过应用虚拟现实技术，我们可以准确估计每个项目细节的成本，避免人为因素导致的成本计算错误，为项目的成功生产和完成做好充分准备。虚拟现实技术以其技术优势广泛应用于建模、环境艺术设计、建筑等领域。基于计算机软件系统的支持，虚拟现实技术可以快速构建三维建模模型的基本结构，从而提高项目设计的效率。

结束语

总之，目前CG无论是在软件还是硬件和算法领域的发展速度都非常可观，本文主要是利用计算机的真实感图形来运用实时渲染技术，针对如何解决真实感渲染和速度之间的问题，则采用了全局光照渲染集合光栅化渲染的方式，充分利用了光线追踪和光子映射技术，调和了目前室内设计中的矛盾。但室内设计的环节众多，周期较长，因此在未来还需要不断进行探索和研究。

参考文献

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［4］刘畅，于静璇，王宁．虚拟现实技术在室内设计领域的应用和发展［J］．科技视界，2021，11(19):117－118．

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