VR技术下当代茶室的内部空间发展趋势

栗 功

（燕山大学艺术与设计学院，河北秦皇岛 066004）

1 当代茶室空间设计的意义

当代茶室内部空间的营造，关键的并非是营造什么而是为什么营造。会心之处不在远，现代人在哪才能安心？这一问题随着社会经济基础的日益累积，人们不断提高的生活水平，而逐步引起繁忙的现代人注意。中国拥有源远流长的茶文化，不但体现为物质文化方面，还表达出厚重的精神文化内涵。茶文化幽静深邃，令人心旷神怡。这一文化的特殊性，正好满足了现代人想要缓解紧张压迫的情绪内心需求。

人们在品茶的过程中，更加全面的了解中国传统文化的生命力，在茶中探寻历史传承的轨迹，在茶中收获心灵的安宁，在茶中确定人生的格局。

在品茶的过程中茶叶、水与茶器必定是不可少，而茶室空间作为开展品茶活动的主要场所，同样发挥了重要作用。在现代生活节奏较快的全球化经济中，人们恪守千年的传统文化有所忽略，并随着全球经济发展的影响，中国传统空间营造出的平和亲人特点也一度被人所抛弃，顺势形成的国际主义风格却令人无法很好适应。正是这样，茶室空间要想发展营造亲人的环境至关重要。怎样将当代新技术，完美融入到中国的传统文化中，怎样在VR技术下建立茶室空间，并且赋予其独特的场所精神，更好的传承发展中国的传统文化，这些问题迫切需要利用VR技术进行解决。

2 VR技术概述

2.1 定义

VR又称为虚拟空间、人工现实和仿真技术等，是人们利用计算机获得复杂数据之后通过浸入式感官同步操作与交互的一种行为。一般形式的人机界面与视窗操作都无法达到虚拟现实操作的可控性与感知性，因此，可以判断其具备了异常强大的技术理念。

VR体系中的“虚拟”是指利用计算机收集数据产生仿真模型；“现实”则指客观存在于时间轴内的一切，其可以是现实中能够实现的，也可以是无法实现或者是根本不能实现的。所以虚拟现实指的是通过计算机形成特定虚拟空间，用户可以利用某一特殊装备帮助他人或者自己“进入”空间，并且实施全面掌控、变更环境从而实现特定的目标，即在这一空间环境中使用者是互动的主体。

从根本上分析，虚拟现实就是采取计算机技术为使用者创造一种真实同步的各种虚拟感觉，对使用者的操作要求整体满足。它有效结合了先进的计算机用户接口技术和实时感知交互方法。

2.2 VR的应用特征

VR利用显著的优势，在茶室的内部空间设计中发挥了极大的作用。有关VR的应用特征，具体包括四个方面，具体如下：

2.2.1 效率性

在茶室内部空间设计中应用VR技术，打破了传统茶室设计的复杂性，最大程度节省了时间和成本；采取高技术手段把虚拟设计的项目通过数字化和多媒体化的方式呈现出来，可以帮助用户利用VR技术的网络平台察看模型，有效发挥了网络资源的优势，更加全面的体现作品和展示效果，完成宣传的目的，提升效率性。

2.2.2 艺术性

利用VR技术对茶室内部空间作品全面展现，对于图像处理技术要求很高。需要结合应用Flash、全景图片或者是3D虚拟建模等形式，展示高清图像，突出了逼真性与艺术性。用户利用对图像进行观察，可以对项目结构、应用工艺和材质特点全面了解，获得良好的虚拟展示效果。

2.2.3 侵入性

VR技术的侵入性可以帮助用户感受逼真的环境氛围，甚至形成身临其境的感觉，并且采取计算机技术把图形转变为立体化的三维空间。一定程度上侵入性还可以称为存在性和临场性，其准确体现出虚拟环境中用户的真实感受。用户应当提前准备专业手套和头盔，进一步深刻感知虚拟环境形成的立体效果，同时外界不会影响这一环境，有利于用户全面融入到虚拟环境中。侵入性最佳的效果是无法令用户分辨真假，就像已经处在真实的环境中。

2.2.4 多感知性

由于置身在虚拟现实环境中，完整配置了听觉、触觉和视觉等感官设备，不但使用户获得了视觉感知，还有触觉感知、力觉感知和听觉感知等。因此，VR技术具备了多感知性，有利于用户获得真实情景的感知。而VR技术的最佳状态是拥有全部的感知功能，当前技术水平尚未达到。

3 VR技术在当代茶室内部空间的应用趋势

3.1 传统设计方式的不足

茶室内部空间设计作品还称为“特殊商品”，其不仅需要符合茶室客户的个人品味倾向与功能需求，还必须展现设计师的设计目标。传统茶室内部空间设计过程中设计师的主要依据便是客户的需求与有关规范，结合茶室平面图、立面图以及施工详情图和三维模型，不断深化设计，在图纸上呈现设计构思的方案。这样对设计师发散思维造成了限制，对非专业客户来讲，他们不具备良好的空间想象能力，无法直观准确的认识最终方案，进一步造成客户对原有设计和建成环境形成巨大的差异。

传统茶室内部空间设计的表示方法包括效果图、三维动画以及平面与立面和剖面。其中，效果图只是对茶室某一角度静态进行表示的视图，不能对茶室整体信息进行反映；三维动画虽然表能力较强，但是准确性和有效性不足。茶室内部空间设计利用VR技术可以较好的表达三维空间，即利用人机交互方式，使人们身临其境。在这样的虚拟环境中，人们可以对茶室内部空间的各个角度进行全面观察与审视，进一步帮助用户更加清晰的了解茶室空间结构与装饰风格。对于茶室内部空间来讲，VR技术的应用，无形之中开辟了一条全新的设计模式，这种交互式可以全方位满足客户需求，进一步提升了设计水平。

3.2 VR技术在茶室内部空间设计的中的优势

设计师在设计初期就要对茶室内部环境详细了解，并且尽量直观表现茶室内部空间的各个部位，完整表达设计目的与最终效果，我们一般在“虚拟室内”创造一个虚拟的茶室内部空间来达到这一目标。同时，还可以利用“虚拟室内”与甲方进行沟通交流，进一步全面展示设计思想，全面表达设计水平，减少由前期设计问题而产生的施工问题。

3.2.1 设计变更的高效性

利用VR技术进行茶室内部空间设计时，用户可以在电脑上查看设计师的虚拟渲染效果。若用户要求改动某一局部地方，比如移动门或者改变窗的尺寸，设计师可以快速调整，随后也会显示新的项目价格。一旦单击发送，施工图就被传输给产品设备。与传统模式对比，室内虚拟技术可以完整展示全部的空间尺寸，并且可以通过设备编辑修改，最后还可以漫游室内空间。

3.2.2 设计表达的体验性

虚拟室内空间设计和手绘图纸，电脑效果图以及建筑动漫等设计表达方式比较，体现出巨大的技术优势，充分表现出艺术性和真实性。VR技术利用软件平台创造了一个虚拟环境，帮助客户形成一种身临其境的感觉。

4 VR技术在茶室内部空间设计中的实际应用

4.1 系统设计流程

4.1.1 设计场景

地面大小极大程度影响了开展体验活动的具体范围，在设计墙体的过程中必须借助于有关数据，将预制体动态添加至墙体，同时利用列表的形式保存在场景中，有利于产生外部文件，该方法也适用于材质添加，并且严格进行边缘检测。家具添加包括了加入灯具等内容，用户在体验过程中可以更加真实的体会关联灯的开关与灯具光源。

4.1.2 用户体验

体验可以通过两种方法实现，VR与非VR，在非VR体验模式中好像是玩游戏，利用鼠标和键盘开始交互场景，VR体验模式则是利用设备开展移动和交互。

4.2 虚拟现实的功能交互设计

利用官方软件添加至VR功能，将人形模拟对象引入场景中，把VR的摄像头转移至头部，并且借助代码关联VR头盔和对象位置，达到移动功能，若使用者移动空间严重不足则需要利用控制器对移动进行操纵，采取手柄控制器上的触摸键可以完成360度无死角移动操纵。同时，通过手柄控制器上的按键对人手操作有效模拟，完成了场景抓取工作。VR仅被认为是一种工具，还需要通过算法实现实际功能，具体是采取碰撞检测技术完成VR技术使用以及交互虚拟场景。

4.2.1 材质边缘检测

具体是保证相同材质不会形成过大的缝隙，通过观察每一个材质，对它们之间的距离关系严格检测。认真比较参照对象Aa和Ab之间的坐标关系，这时只需要对x、y轴进行考虑，在同一轴上比较二者之间的距离进一步获得Lx和Ly之间的距离。

Aax-Abx＞0，Ab 在 Aa的左侧

Aax-Abx＜0，Ab 在 Aa的右侧

Aay-Aby＞0，Ab 在 Aa的后侧

Aay-Aby＜0，Ab 在 Aa的前测

在位置关系的基础上对坐标位置不断改变从而符合对象之间要求的距离。

左侧，Abx=Aax-Lx

右侧，Abx=Aax+Lx

后侧，Aby=Aay-Ly

前侧，Aby=Aay+Ly

4.2.2 碰撞检测

结合茶室内部空间实际特征可知，基本上所有物体都是静止状态的，所以可以理解为动态监测场景中的AABB部分。将三维问题成功转化为单独的一维问题，彼此融合形成最后的答案。把沿着数轴运动的AABB设置为黑色矩形。当t=0时，运动的AABB和静止的AABB之间形成了左右的位置关系，当t=1时，运动的AABB在静止的AABB右边完全无语。tener是两个AABB相交区域，也可以认为是两个AABB发生接触的某一时刻。

求出tener。在这一时间内两个AABB相较于某一堆上，所有堆上时间交集就是彼此相交的边界框内的时间段。若区间为空，那么两个AABB永远不会相交；若区间在[0，1]上，那么在谈论的时间段内他们不会相交。

4.2.3 射线碰撞检测

这一检测方法具有一定的普遍性，主要选择实例化的对象。在系统中发挥了十分重要的作用，比如选择茶室墙体和家具。具体利用鼠标对屏幕进行点击，系统向屏幕上的点发出一条射线，对射线与第一个碰撞的物体进行单击选中，基本完成了点击屏幕选择对象的操作。

有关的实现方式，首先构建一个有关射线的对象，相应的严格检测鼠标点击动态，当鼠标实施点击时是射线对象赋值，鼠标点击的位置是射线的起点，利用屏幕投影角度建立射线，并且对物体是否被遮挡进行检测，若发生，则反馈物体遮挡信息，具体来讲便是我们即将选取的物体，同时开展有关的实践操作。

这样的设计能够更加真实的感受茶室内部空间作品，有利于体验者更加直接对体验设计并且改装之后的室内空间，与传统平面展示比较前者的设计强化了用户满意度，减少了返工次数，同时也最大程度节约了资源。

5 结语

随着科学技术的迅速发展，VR在室内环境设计上体现出巨大的应用价值。在茶室内部空间中科学应用VR技术，可以更加有效的设计室内方案，推动了室内设计行业的发展，形成了一个特殊的展示方案，VR技术领域会对我们的生活极大丰富，使茶室内部空间发展更加完善。

[1]王志宏.室内设计中的虚拟现实技术[J].科技创业月刊，2007(10):181-182.

[2]黄岩.虚拟现实及其关键技术[J].信息与电脑，2016（16）：53-54.