数字化软件在室内设计教学中的应用

丁亮

（上海济光职业技术学院 建筑系， 上海 201901）

高等教育的改革规划中就早已提出，改革的根本目的是为了创新培养方式，调整课程的结构，目标是以先进的文化改善教育内容和教学体系[1]。 对于室内设计专业而言，更好地开展室内设计数字化的应用研究正是教学改革的一个必要手段， 这也是信息化时代来临后的一个现实需要和发展趋势，数字化应当更好的为教学服务，提高人才培养的综合素质。 由于数字化技术的本质特点，即操作过程的高效性和便利性，虚拟场景的真实性和教学过程中体现出的多元化互动性均为室内设计专业的教学带来了深刻的变革。 目前而言，数字化的教学模式改革已经是时代发展的大势所趋，将信息化，数字化技术应用于室内设计专业的教学是一种科学与艺术的完美结合，这打破了学科分界和艺术门类的界限，有利于教学研究者们用全新的视角重新审视设计思维和教学理念，这既符合科学技术的规律，也符合艺术设计的规律，数字化应用实践的研究为室内设计专业的教学带来了一个崭新的教学理念， 通过3ds Max 立体建模及漫游动画设计课堂教学[2]，并通过与Unity3D 的交互设计等结合，可方便的建立虚拟场景下的物体模型，通过空间形态的数字化模块设计和空间建模的理论研究相结合的方式， 可快速实现教学目的，更好的为教学服务。

1 数字化技术思维训练的成果量化表达

在室内设计专业的本质特征上，其中思维活动是设计中重要的基本一环，在课程的具体教学实践中，通常会伴随着诸多问题等待解答，即什么是设计，设计应该解决什么样的问题，设计的发展模式是怎样的[3]。 这些均无法用一定的逻辑性语言来表达，需要学习者和教学者共同感知和认知。 正是在这一教学基本问题的大背景下，数字化技术为室内教学提供了可视化的思维训练平台，学习者可利用信息技术的便利性以全新的观念进行训练，当使用者进入平台后，强大的视觉效果会引发学生的求知欲和探索欲，而这种情况是室内设计专业学习中最佳的思维训练状态。

螺旋式的观察法即为其中重要的一个基本要素，这可通过诸如Autodesk 3ds Max 来制作成一些以列为形象的三维动态效果， 且还要配合使用Adobe Premiere 软件来为模型添加音乐与背景，如图1 所示。

图1 螺旋式观察法的演示样例Fig. 1 Demo sample observation of spiral

具体操作过程是在3ds Max 中创建一个模型方形体，将其的各个参数调整到合适的数值范围，并将其复制至一定位置，将其放至能产生一定重叠的视觉错觉角度，然后在键盘中用Ctrl+A 组合来全选中所创建的模型， 对其作一具体命名，具体效果图如图2 所示。

图2 软件中模型建立的效果图Fig. 2 Rendering software model

所谓空间形态的思维训练也是基于数字化的软件平台才可达到的，学习者只需将“空间”与各种不同的视觉元素组合起来，进行分类比较，这样在不断观察和设计实践中便可将空间理解到位，从而对于设计本身也是一种重要的基础准备。 在Autodesk、3ds Max 中按照一定训练主题构建不同的空间模型[4-5]，利用色彩、材质、肌理等不同的要素进行数字化设计。 数字化设计方法在视觉处理上的突破也带来了创意灵感的有力提升， 一个特定元素在发展方向上可能是不同的，虚拟成果进行量化正是基于这种多维性设计的，二维写生的唯一方式不一定是观察的唯一方式，在单一角度上的视角观察只能是片面的， 数字化的应用实践正是为了解决这一问题，使得问题可视化，多角度构造化，这才是创意的来源和开端。思维训练的成果量化图如图3 所示。

图3 软件中思维训练设计效果图Fig. 3 Software design renderings thinking training

此外，在思维训练这一庞大的体系中，探索设计灵感的过程是一个代入式沉浸感的数字化平台解放了人的思想创造能力，通过大量的数字化研究设计，在系统中的数字化模型会产生质的变化，从而在室内设计的改革和发展上作出创新性贡献。

2 软件思维训练模块的数字化设计

利用3ds Max 设计软件， 使用者可自主进行形态组合和模型构建，还可通过对形态及其组合关系的观察和发现等手段，进行人机互动的目标，数字化创造的过程是由独立的人机互动完整体验，在这种机制下，软件能辅助学生进行个性化创作，而不会受到思维定势的影响[6]。

数字化创作过程可以归纳在3ds Max 数字化创作软件中，学生们通过简单的操作命令，进行创建形态，赋予其质感和色彩感，还可通过软件内的照明系统对其进行重新组合和排列，目的是建立的模型更加接近实际的室内设计实践。 该方法的技术特点是，使用Autodesk 3ds Max 和vray 等高级渲染器中的灯光照明系统进行效果的渲染，还可使用Autodesk 3ds Max 软件中的板岩节点的材质编辑器进行重新构建和效果显示，从而完成了场景中不同材质和贴图方面的效果模型建立。 以设计球形状态为例， 在3ds Max 顶视图中创建一个Box，并在数字化仿真软件中进行调整，效果步骤图如图4～8所示。

图4 在软件中建立模型Fig. 4 Model in software

在数字化集成的这一仿真软件中，其内置了一些基本常用的模型，只需在export 等按钮的辅助下即可快速完成效果图的创建， 在顶视图的某一个特定位置创建一个球体模型，对其进行相应参数的设置等操作，可将其对齐到方体的中心位置。 由此可避免因效果渲染所带来的设计晕眩等情况。 此外，软件中还集成了多种功能性按钮，对于设计具有重要的意义[7-8]。

可通过软件右侧的“Target”目标摄像机按钮，在顶视图的模型中进行必要的编辑，在键盘上的“Shift+Q”组合可以进行渲染的效果图。

键盘上的“M”按键可打开数字化软件中的材质编辑器，任选一种有效的材质将其调整为“VrayMtl”材质，可通过必要的参数修改赋予场景中的球体，按住键盘上的组合按钮来进行材质的效果添加和切换等。

图5 对于模型的深入构建Fig. 5 For in-depth model construction

图6 摄像机角度的确定Fig. 6 The camera angle is determined

图7 渲染测试相关模型的构建Fig. 7 Construction rendering test related models

数字化创作的方法允许使用者在一个三维空间进行任何形态的创建和组合，只要将虚拟摄像机的摄像头对准某一个制作角度，便可在软件中仿真得出效果图，可通过调整灯光的位置和角度， 且软件中提供了灯光强弱变换等按钮，这种方法为模型的多样化设计提供了空间质感与空间表情。

图8 渲染操作后的最终预览图Fig. 8 Rendering operation after the final preview

数字画创作就是帮助学生通过具体的实践体验来深刻理解形态色彩质感等感性元素，体会这样的创作过程就是涉及逻辑的发展过程， 这是一个对设计思维全面提升的机会，在数字化软件的建模过程中可完整体验一个室内模型的创作和渲染过程，这是对思维理念的全面塑造，思维训练不仅是室内设计空间理论感性认知的手段，也是对审美判断的再塑造。

3 室内设计相关软件的设计

3.1 设计可行性的分析

通过数字化软件的信息化成功应用，可在一定的空间中构建出大量的视觉元素，在对空间和元素之间的关系进一步理解过程中，便可不断地发现和探索，灵感也由此而来。 思维训练是基于数字设计的平台，而数字技术在记录数据方面具有较多先进的优势， 该技术不但可记录下一定的设计路径，且思维过程中也被完整的保留了下来。

在诸如3ds Max 等集成软件中， 数字平台对训练过程中的全程可以进行保存和云技术存档，这些均为设计创作的过程起到了良好的辅助作用，其在室内设计教学这一偏向于灵感的专业上起到了至关重要的作用。 只有电脑能实现与人脑灵感的同步性设计，完整记录数据，还原使用者的设计是数字化的发展趋势， 且会结合最新的云计算和云存储技术，为数据的保存提供了更加可靠的科学保证。

3.2 根据实际设计需求确定软件架构

在设计者进行室内设计的创作时，SketchUp、3ds Max 和CAD 等软件均是可以互相打通服务渠道的，其可进行软件间的无缝衔接，这为了设计者们提供了较大便利，无论是从哪一角度切入设计和研究，均可随时变换角度观察和发现。 此外， 也可将前期的设计成果直接移动到另一个不同的软件中，对其进行更加深入的设计，软件之间的差异性存在为设计者们提供了更大的设计便捷。 如图9 所示为数字化表达的成果图。

图9 数字化设计表达的效果图模型Fig. 9 Effect digital design expression graph model

透视效果的准确性和实用美观性是室内设计创造过程中的重要一环，在传统的教学模式上，均需要经过大量的详细透视关系进行系统学习。 为此，付出了过多无用功，还面临着大量返工的困难。 这极大的限制了创造进度。 而诸如CAD等一系列软件的使用使得平面制图可轻松的以三维形式导入到3ds Max 等三维软件中进入继续塑造和深化设计。

4 结束语

文中主要探索了室内设计教学数字化设计的可行性和具体发展优势，室内设计是一个创作性过程，对于思维的能力要求较高，而数字化软件的应用对于设计者无疑是一个福音，省去了众多传统教学模式中的数据提取记录和转接等工作， 直接在具有良好的三维即视感的数字化界面中进行创作，大幅提高了创作效率，灵感对于设计工作者而言是必备可少的。 而数字化软件正是设计了诸多场景，并提高了仿真度，这对于激发创作者的思维灵感具有重要意义。 最终，数字化软件有多种，其之间有相同点或不同点，这些不同点正是设计者们所需要的，根据不同的需求进行创作，软件提供了无缝对接同时也提高了设计效率。

[1] 刘吉昆，习玮，林华. 设计艺术概论[M]. 北京:清华大学出版社，2009.

[2] 求是科技. Visual C++6.0 数据库开发技术与工程实践[M].北京:人民邮电出版社，2004.

[3] （美）帕罗赛斯.Windows 程序设计[M]. 北京博彦科技发展有限责任公司，译.5版.北京:北京大学出版社，1999.

[4] British Standard Institution. BS EN 50160：2007 Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution system[S].2007.

[5] IEEE Standards Coordinating Committee 22 on Power Quality， IEEE Std 1159 -1995 [S].IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality，ISBN-1-55937-549-3，1995.

[6] 周文，卢章平.基于TWAIN 技术的图像获取应用程序设计[J]. 微型电脑应用，2000（5）:47-48.

[7] 王怀亮. 基于DICOM 标准的扫描处理系统的设计与实现[D]. 西安:西安电子科技大学，2004.

[8] Erich Gamma，Richard Helm，Ralph Johnson，et al.Design patterns:Elements of reusable object-oriented software[M].北京:机械工业出版社，2000.