室内设计中的数字手段与虚拟现实技术解读

李银斌

摘要 现代数字化手段和虚拟现实技术对设计创意的表达起到了越来越重要的作用，它几乎颠覆了全部传统设计概念。短短二十来年，数字化手段与虚拟现实技术的创新发展几乎涉猎了室内设计的整个领域，数字艺术设计既表现了数字化技术对传统方式的冲击，也是科技与艺术完美结合的体现。科学的发展为艺术创作提供了新的载体，同时也带来了全新的艺术创作手法和艺术语言。

关键词 室内设计 数字化手段 虚拟现实

中图分类号：F713.83 文献标识码：A

为了满足人们物质生活和精神生活的需求，一个具有崭新意义的室内设计应运而生。室内设计是一门专业性很强，十分实用的新兴边缘科学。它是在一定范围内使室内环境空间的外观审美性和功能实用性达到完美的和谐统一而进行设计的艺术创作。众所周知，在20世纪90年代以前，室内设计是全凭手工，依赖纸、笔、尺子绘制施工图、效果图的。进入90年代以后，随着计算机技术的发展，新的三维软件、渲染器一个接一个地出现，室内设计领域里发生了一种几乎可以称之为革命性的变革，室内设计中的数字手段与虚拟现实技术以它的直观表现力和营造极致的视觉审美享受的优势正在快速影响我们的室内设计。

1 室内设计数字手段

1.1 数字化表现技术

数字化表现是使用数字作为室内设计的手段与工具，将实体的静态图像及其运动中的影像相互交映，呈现出虚拟实体的表现形式。人们可以通过数字化表现在空间感观和色彩感观以及物体形态的光感等各方面得到视觉上直接的艺术审美和艺术享受。作为数字化表现技术其涵盖的内容十分丰富，诸如空间物体的存在形式以及物质的大小、光电影射和色彩等等，为了使它们达到某种艺术目的而在技术上进行必要的艺术处理；对物体的平面视角、立体视角以及解剖视角等各种形态表现方式的技术处理；还有与其表现相关的各种软件的使用和操作技术等等。从广义上的外延来说，对线条勾勒的透视和色彩的渲染进行数码加工的表现技术以及采取高科技的手段作为媒介的表现技术都属于数字化表现技术。

1.2 多种优越性在数字化表现技术上的体现

由于室内设计引用了数字化表现技术，室内设计有了新的升华，从此获得了质的飞跃，那些单纯的传统意义上的室内设计显得有些苍白无力了。数字化表现技术为室内设计开创了史无前例的表现形式。比如传统室内设计经常采用手工绘制效果图，由于主观意识上认为是经过计算设计而合理地配置灯光，感觉上是科学可行的，但是按图施工出来的具体现场，其亮度不足或过亮的现象时常出现，难以得到精确的把握，或者说和主观愿望总是很难达到一致。再比如在手工绘制的效果图中，主观感觉上对灯光的冷暖和层次的配置已经做到了理想的程度，但是实际上经过施工后展示的现场却不能达到主观要求的程度，因为它的光源设备选配的型号以及各厂商在生产过程中出现的差异而产生了层次并非丰富、冷暖也不是那样分明的现象，出现的情景总是很难尽如人意。数字化表现技术的介入，首先它可以对制造商所提供的光源材料进行数字光域网文件查阅，减少不必要的人工重复设计，减少了设计误差和施工成本，从而提高了工作效率。再一方面由于室内设计使用了数字化表现技术，客户对设计师的设计方案以及设计目的和意图能够很快得到理解，并且能够有效地配合设计师对室内设计意图的实施，从而使其最大化地达到尽善尽美的效果。

2 室内设计表现与数字手段

2.1 数字手段的含义

数字手段就是指用数字的形式表达和传输艺术的形式。通过数字化技术与艺术设计的结合应用，简化和加速了设计的流程，为创意设计提供了更为丰富的表现形式和传播载体。数字手段以其独特的艺术魅力和实用价值成为现代室内设计必不可缺的组成部分，同时也给现代室内设计教学增加了新的内容，提出了新的要求。

2.2 现代室内设计表现的数字媒介

传统的设计媒介在现代化科学发达的今天已经显示出它的能力不足了，而新的数字设计媒介从根本上改变了它的弱点。无论是在设计对象的表达以及设计对象的分析和处理方面，还是在对多维角度的信息作全方位的传达方面，数字化媒介都能够提高和扩展设计师专业设计的思维空间。数字媒介的信息广泛性、复杂性以及获取信息和交流信息的方便、快捷、准确、无误等方面都是传统媒介所望尘莫及的。

2.3 数字化现代室内设计草图融合表现

设计师将自己的技术技能和审美艺术通过思维设计草图并且在绘制过程中与数字化表现产生互动关系。绘图的方式采用数字化草图和设计师自我理想化草图二者之间建立自定义的方式。根据图形数字软件技术的输入作为基本条件，设计师将自己的数字化草图进行更加理想化的表述。数字化技术表现和手绘草图表现相互融合，加上环境、空间的影像以及图形、模型照片的有效融合，在设计方案的实际造型以及功能技术的合理性等方面能够给人们一个比较直接视觉感，从而得到比较客观的分析和判断，将手绘草图表现、环境、空间以及图形、模型等照片在软件中融合处理，这样就能得到完美的数字化草图融合表现。

2.4 数字化在现代室内设计中的图像表现

人们普遍认为数字表现在室内设计中的应用是和计算机软件系统所采取的技术形式有着密切的关系。在对空间形体进行计算机软件设计过程中，具备高级技术软件和优质硬件的计算机对空间模拟相对比较容易，而且其效果也比较理想。因为现代室内设计环境、空间的形体表现技术是以像素和光点形成的二维图像作为基本条件的。二维表现和三维表现是数字化图示的主要表现形式。二维表现图像是空间的内外关系及其设计风格方面的反映，三维表现图像则是关于设计方案最后形态的效果（包括材料、色彩、光线等效果）。

数字化图像表现技术是二十一世纪的主导技术，它已经渗透到了各个领域，并推动了现代室内设计的飞跃发展。

2.5 室内设计应用中数字化技术

在室内设计运用数字技术上主要还是依靠成熟的软件，当前市场中较为大量使用的制图软件有Autocad，建模软件有sketchup、3ds max，渲染软件有Lightscape、Vray和Finalrender。

当前绘制数字室内设计效果图最佳软件组合是Autocad +3ds max+Vray+Photoshop，这已经成为大多数设计师制作表现图的首选。Autocad，主要应用于精确绘制室内设计平面图、立面图、剖面图。3ds max是三维室内表现图的首选，具有强大的建模和动画功能，利用外挂插件，可以轻松完成室内空间及复杂模型的创建。Vray渲染器是著名的Chaos Group公司开发的产品，主要用于渲染一些特殊效果，如：光线追踪、次表面散射、全局照明等。它非常适用于室内设计效果图的表现，设计师只需要合理调节其渲染参数，就能够达到照片级别的效果。Photoshop具有强大的图像处理功能，可以有效修补渲染图的缺陷。除此之外，近年来，随着新技术的发展，在效果图建模领域，设计师还大量使用sketchup，它是一款应用于建筑领域的全新三维设计软件，可以极其快速和方便地对三维创意进行创建、观察和修改。传统铅笔草图的优雅自如，现代数字科技的速度与弹性，通过sketchup得到了完美结合。

3 数字化虚拟现实和现代室内设计

3.1 人机界面虚拟现实

计算机人机界面的高级技术就是虚拟现实技术（即灵境技术）。它具有交互性、沉浸性以及构想性等主要技术特征。计算机人机界面利用计算机多种综合技术（如图形和仿真技术、多媒体和网络技术、模拟人工智能技术以及模拟人的感觉器官的各种功能技术），在计算机显示的虚拟世界里使用语言和手势创作出一种多维性、十分人性化的信息空间。而它的根本原理就是通过具有高级性能的计算机或图形工作站，运用相关软件，把设计目标直观地、真实地、立体地表现出来。

3.2 现代室内设计对虚拟现实技术的应用

室内设计中应用虚拟现实技术，可以打破传统室内设计效果图单一、缺乏直观性以及过度地美化误导客户等缺点，提高设计方案的准确性。客户通过亲身体验，可以做出准确的判断，有利于设计方案的筛选及评判，大大提高了工作效率。室内设计交互式虚拟技术的实现主要由三维模型创建、VRML（Virtual Reality Modeling Language）交互设计两部分组成。按照室内空间真实尺寸利用常用的建模软件3dsmax、 sketchup等，建立一个虚拟室内空间，考虑到以后的互动，尽可能在不影响其视觉外观的情况下减少模型的面数。灯光不必创建，默认即可。场景中家具及物体贴图大小不宜过大，一般使用16bit或24bit的位图即可。

虚拟现实建模语言VRML（Virtual Reality Modeling Language）是一种交互式三维造型和渲染的实用性语言。它集二维、三维、文本和多媒体素材于一体，可以实现客户通过对虚拟的室内环境和空间存在物体进行模拟操作，并且在反馈的信息中感觉到它的真实性。交互平台的设计可以通过交互传感器、Script脚本设计和外部创作接口EAI（External Authoring Interface）三种方式来实现，以用户为中心，为设计者提供尽可能丰富的素材（材质、家居产品），实现个性化室内设计目的。

4 结语

数字手段和虚拟现实技术的引入使室内设计师可以直接从三维出发进行设计，避免了很多错误和重复工作，而且可以自由地创造出具有独特风格、尽如人意的室内空间。借助虚拟现实系统，还可以更加直观准确地对设计方案的内部空间和周边环境进行感受和分析。 数字手段和虚拟现实技术不仅仅是绘图工具和效果表现方式的改变，更大的意义在于开辟了先进科学的现代室内设计实地新模式，使现代设计的艺术形式得到了崭新的升华。

参考文献

[1] 李远，宋春燕：展示设计[M].武汉：华中科技大学出版社，2007.

[2] 王歌风.设计中的数字手段与虚拟现实技术[D].中央美术学院，2007.

[3] Burdea G C，Philippe C.虚拟现实技术[M].北京：电子工业出版社，2010.