环境设计信息交流探索——以5 G时代下的虚拟现实技术为例

（景德镇陶瓷大学 333403）

进入信息时代以来，环境设计表现形式日新月异，从二维图片、动态图片、动画视频等，设计表现愈发突出设计内容的全面表达，同时互联网+的概念引领着设计从线下走向线上，但从本质而言，其最终目的都是为了促进设计信息的有效表达，设计师作为表达者，思考着如何做到高效、全面、快速，甲方与施工人员作为接收者，考虑如何做到信息接受的准确无误，但这些所表现的信息传达都是在基于一定的技术手段支撑之下，并且形成了以信息交流为主的当代设计模式。

随着面向2020及未来的5G（5th generation mobile networks）万物互联时代的来临，传统的设计表现形式受其影响，必然会随着技术的发展而产生改变。而VR（Virtual Reality）技术作为近些年来在营造场景上的优异性，得到了众多设计师及行业人员的青睐，逐渐被应用到设计表现之中，随着5G的发展，VR在信息交流上的应用有了重要网络传输技术支撑，也必将影响到接下来的环境设计，因而对于基于5G时代下的环境设计模式探索有着重要意义。

一、环境设计与信息交流

环境设计作为处理人与场地关系的重要手段，承担着自然要素与人工要素的综合信息处理的责任，完成设计便是将信息具象化的过程。传统的信息交流模式局限于技术，以口头传述及手绘图纸来完成这一过程，而当代随着电脑及各种软件的普及，设计师的设计表现方式愈加多样化，各要素之间信息交流的效率得到快速发展，其主要流程为设计师对场地进行信息的收集与整理，并且将设计信息进行解构重组后，对委托者传达设计构思及设计需求，在经过与委托者的磋商并同意后，与施工人员共同完成设计，其主要模式总结为：对场地信息的概括整理——信息的传输与表达——以信息为基础的对于真实物体的重构。

设计师与场地之间：信息的概括与整理。从环境设计的流程来说，对场地信息的概括、收集是对场地设计的第一步，设计师需要搜集的信息主要包括两个方面，以地理、气候、植物等的自然信息以及以历史、文化、使用习惯为主的人文信息，信息的繁琐与收集过程的难度往往限制着设计进度。在信息的聚合完成之后，设计师需要根据委托者的需求及场地实际情况，做出符合双方预期的设计构思，这个过程是设计师对于场地信息的整理的过程，也是设计师重塑场地的过程，根据已有的信息，建立相应的模型，调整信息结构，使其符合设计师的设计预构，在调整过程中，设计师需要对信息时刻进行准确高效的把握，从而使设计成果符合设计需求。

设计师与委托者之间：信息的传输与表达。设计师在完成对于场景的基本构建后，首先需要对委托者进行信息的传达，表明设计的基本处理情况是否满足委托者的基本要求，而在当代环境设计中信息的基本表现形式一般为图形、视频、模型等，委托者通过这些经过处理的信息来得知设计的情况，一般情况下这些信息都是固定场景的固定画面而或者固定流程的视频，因而得知的是设计师想让委托者了解的信息。而另一方面，设计师还需要对设计系统的其他参与人员进行信息的表述，以此达到整个系统场景的构建。而不管是哪个方面的人员，其间都是一个相互交流探讨的过程，需要对场景进行不断的修改，也是因此，一个场地的设计往往需要经过冗长的设计磋商。

设计师与施工人员之间：信息的重构。在经过最终信息的确认后，需要使信息传达到场地之中，完成信息的再次构建，这也是设计中的最终施工阶段，在这一阶段中，施工人员在接收到设计师的设计构想后，根据其要求完成场景的组建，同时基于场地自身的大体量原因，此阶段一旦开始，便很难再对方案进行大范围的修改，因此从信息到实体的转换是基于信息调整阶段的完整之下。在组建过程中，要对信息的载体——材料进行形状与体量的调整，以此来适应场地的基本情况，承载设计师所需要表达的所有信息，最终达到信息到场景的转化。

在环境设计的信息交流过程中，设计师需要与各方进行磋商探讨，因而，信息交流需要满足快速、高效、全面等要求。但基于以往的技术条件下，设计交流的效率往往并不尽如人意，主要原因是技术很难支持设计师能够形象完全的阐述出自己的设计想法，而委托者也就很难理解到设计是否符合自己的要求。

二、传统的信息交流手段

在传统的设计信息交流过程中，与其紧密相连的很长时间内都是艺术领域，建筑设计师通过绘画表现效果图，达到对设计最终成果的初步传递。另一个与设计信息交流还有很大联系的是模型，主要是沙盘模型与建筑模型。近代以来，伴随着一系列的设计革命以及技术的迅速发展，设计表现的方法进行着极快的革新，但基本上是图版与模型上的制作。

上个世纪80年代初期，美国著名的雷蒙·罗维设计事务所，雇用人员多达几百人，他们的主要任务便是完成手稿的绘制，但在90年代之后伴随着微软推出了windows 95系统，苹果公司引入与IBM兼容的Power Mac系统，电脑与相应设计软件的高度发展，逐步取代了大量的人力劳动，并且节约了大量的时间。电脑与设计开始了划时代的联系。基于技术的快速发展，设计师的信息交流效率得到了极大的提升，同时，新技术也处于不断的蓬发的阶段，VR，即虚拟现实技术由其特性也逐渐开始被应用到设计领域，其主要功能为给予用户沉浸式的交互体验，从“感官欺骗”的角度出发，通过对于场景的实时渲染，达到虚拟场景的“真实性”模拟。场景的构建目前主要有两种方式，一种是基于计算能力极强的设备，在终端进行实时渲染，这一种对于成本要求较高，需要较好的硬件设备的支撑，但同时也赋予了较强的交互能力。另外一种则是预先对于产品进行视频处理，利用手机与VR盒子共同完成虚拟场景的构建。根据这两种场景的构建，也分别组成了当前市场上主要的两类VR产品：主机VR及移动VR，其针对不同场景有着不同的应用，基本原理一致，同时也存在着相似的问题：分辨率要求、延时、场地与硬件限制以及缺乏统一的应用标准等。这些问题限制着VR技术的深度发展，直到5G的来临。

三、基于5G下的虚拟现实技术

5G（5th generation mobile net works）的全称为第五代移动通信技术，作为新的信息传输的桥梁，其突出特征为高带宽、低延时，相比于以往的2G文字、3G图片、4G视频时代，因其极高的网络传输速度，使海量的移动终端成为可能，在此基础上，移动终端也不再局限于智能手机，逐渐走向了万物互联的无线时代。

同时，VR作为依赖于网络传输技术支撑的场景制造技术，对网络有着极高的依赖性。以视频而言，为了营造良好的视听体验，在满足人的双眼需求的左右分屏基础上，分辨率至少需求达到4K及以上，才能提供较高体验的画质，同时为了减轻因延时而导致的眩晕感，增强交互性，极高的画质品质和低延时的要求框定了VR产品的基本面貌。

在当前的虚拟现实技术条件下，渲染往往是建立在极好的硬件设备支撑下，这种模式下的VR只能存在于固定场所，而移动终端的VR技术基于自身计算能力很难做到对场景的实时渲染，陈学亮等人在《基于5G网络的虚拟现实优化方案研究》一文中，提到将渲染放在云端完成的想法，通过5G高速率、低延时的特性，彻底解放VR的场地及硬件限制问题，解决因为场景渲染信息量极大所导致的延迟较高、信道质量不稳定，使得用户体验较差等情况。

根据国际电信联盟（ITU）提出的标准，5G网络的峰值速度为每秒数十Gbit/s，但端口之间的延时将会降到几毫秒，并且提升了系统容量允许大规模设备同时连接，在这种情况下，VR将会获得在移动端处理好实时渲染的能力，同时使得成本降低从而得到大范围的应用。因此，移动端的VR产品将在拥有场地优势的同时也解决了渲染和时延问题，获得了更好的交互体验，也为其在环境设计上的深度应用提供了可行性。

四、环境设计信息交流的新发展

环境设计基于自身的特性，对高效、全面、快速的信息交流有着极高的依赖性，从文字、图片、视频到传统VR技术等，不断趋向更好的信息交流模式。移动端VR技术的构想，为环境设计的发展提供更多的可能性，同时从用户体验而言，VR技术的应用能够给用户沉浸式、构想性、交互性、实时性等多方面的交流体验。

在5G的时代背景下，VR技术的应用从线下发展到了线上，对基于传统VR技术下的环境设计信息交流进行深化，表现在人与人之间、人与物之间的交流。人与人之间的交流是指设计师与委托者以及设计系统内的其他人员的交流，在基于VR场景建立的基础上，设计师可以和委托者谈论设计构思、设计尺度、设计风格等，并能及时得出设计报价，使设计步骤一目了然，极大提升设计交流效率，而与设计系统内的其他人员的交流则主要表现在对于设计创意、设计表达、设计施工等方面。人与物之间的交流表现在设计师对于场地的处理，在VR场景下，设计师可以及时有效的对场景进行实时更改，并且可以极好的把握设计的尺度问题，场景可以得到预先完整的构建，深刻感受设计成果。

而除此之外，5G时代下的VR还将为我们提供环境设计信息交流其他方面的创新。

第一，实时交互。传统VR技术局限于渲染硬件的限制，无法随时随地的满足构建场景的需求，设计师需要提前构建好相应的内容呈现给委托者及施工方，而移动端VR技术满足了设计师和委托者就场景的探讨的需求，设计师可以和任何人在任何地方进行远距离的场景构建，而VR则可以实时对二者的意见作出反应，这也为非专业性的委托者提供了参与场景构建的可能性。

第二，云端共享。指基于线上的云端库的建立和云端设计。云端库是在云端建立一个数据库，如同谷歌在2016年5月所提出的VR行业的daydream标准一样，建立一个统一的VR数据地球，其地理环境和场所构建基本与地球相同，设计师提供相应的坐标则可以参与具体地点的设计，其他设计师也可以在数据库中进行VR场景的共享与交流。云端设计则是基于VR移动端技术的构想下，设计师直接在云端库进行的实时设计，VR根据设计师的设计要求，完成设计信息的运算、传输，为设计相关人员提供设计信息交流的平台。

第三，场景突破。主要表现在设计场所的改变和设计场景的多重构建。5G的发展，使得环境设计在VR移动终端上的应用得以实现，设计师不再拘泥于固定场所的设计活动，可以实时在任何场地完成设计，设计由一个重复枯燥的活动转向了趣味性的游戏，对场地信息进行更高效率的收集与整理，余下更多时间考虑灵感的表达，很大程度上改善了设计师的设计体验，也为设计师与委托者之间的交流提供了更多机会。

设计场景的多重构建是基于5G在系统容量的增加的背景下，其结果便是允许了海量终端的同时连接与信息处理，可同时处理同一位置的多个场景，这就为各种场景的共同营建提供了可能性，如在统一现实场所内，可以为每个人提供相应需求的场景，同时也形成多个终端共同交流的场面。

五、总结

5G通信技术的应用使得虚拟现实技术将得以突破，移动终端下的VR技术成为VR发展的一大趋势，环境设计由此在信息交流上有了新的发展方向，使高效、全面、快速的信息交流更进一步。而基于VR技术自身的优越性，也能为用户提供基本不亚于现实世界的体验，环境设计因此不再受到场地的局限，设计本身也会变得更加趣味性，同时5G通讯技术使得通讯成本降低，VR技术的推广应用得以实现，因而，在5G时代背景下，环境设计以VR技术为基础，表现形式将由平面实现向三维实景的跨越，设计本身也会因此而深受裨益。