5G时代，虚拟现实技术在环境设计专业中的教学与应用研究

张宇

摘要：

5G时代的到来使得环境设计这一交叉学科与虚拟现实技术结合的更加紧密，从计算机图形技术服务于环境设计的发展来看，虚拟现实技术是目前为止能够全面展现设计方案的最佳技术手段。在设计方案质量不分伯仲的前提下，谁能更全面展示自己的设计理念谁就能更容易获得客户的青睐。

关键词：

5G;虚拟现实;环境设计;教学;应用

中图分类号：

TU238-4;TP391.9

文献标识码：

A

文章编号：

1672-9129（2020）15-0031-01

15G时代对环境设计专业的影响

2019年6月6日，中国工业和信息化部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G牌照。相关专业人士表示，随着5G牌照的正式颁发标志着中国已经进入5G商用元年，预示着中国通信市场将进入另一高速发展时期。与5G技术发展相联系的车联网、共享经济、增强现实（AR）、VR游戏互动等行业也将得到迅猛发展。在此时代背景下，因为各行业的联系更加紧密势必带来更多交叉学科的兴起和发展。环境设计作为一门将建筑学、园林景观设计、室内装潢、环境标示创意设计等结合在一起，并涵盖社会科学、卫生保健学、环境科学及自然科学的交叉学科，在5G时代不可避免地与虚拟现实技术相碰撞并且产生火花，这一发展现状和趋势是不可逆的——无论在学校教学还是商业应用方面都是这样。

2环境设计专业开设虚拟现实课程的必要性与可行性研究

2.1计算机制图技术的发展历程概述。我国上世纪90年代中期以前，为了使非专业人士的客户能够看懂设计方案，设计师会手绘立体效果图。但是这种手绘的图纸需要设计师具备高超的绘画技巧，既能熟练掌握透视图绘画原理又能完美的掌握色彩绘画工具。然而能达到这种标准的设计师少之又少，早期的立体效果图仿真程度比较低、制作效率低下。他出现的意义更多的意味着一个新职业的诞生;带给客户的更多地是一种直观和新奇的感受。

20世纪90年代中期以后，计算机技术的蓬勃发展使得计算机三维效果图的绘制成为了一种时尚。计算机三维效果图相对于手绘立体效果图的仿真程度有了质的飞跃，逐渐达到了照片级别。并逐渐出现了能够全面反映设计风貌的计算機三维动画、能够使观赏者身临其境并增加一些互动内容的虚拟现实程序。近20多年来计算机技术的发展日新月异，技术进步提高了产品质量和工作效率，从而也刺激了人们期望值的不断膨胀。

众所周知，虚拟现实技术是目前为止能够全面展现设计方案的最佳技术手段，设计方案质量不分伯仲的前提下，谁能更全面展示自己的设计理念谁就能更容易获得客户的青睐。因此对于刚刚走出校门，从事环境设计相关工作的学生来说，熟练掌握虚拟现实技术无疑对就业和职业发展来说都有着显而易见的积极意义。

2.2环境设计专业开设虚拟现实课程的可行性分析。

（1）熟练掌握虚拟现实技术需要具备的知识分析。虚拟现实技术包含两大核心模块：虚拟现实存在的前提是要有虚拟仿真的环境作为载体。因此计算机搭建的仿真环境是创建虚拟现实程序的核心模块之一;虚拟现实之所以被称为现实，是因为“体验者”并非是处于被动的“观察者”视角，而是能够与环境及其内部元素之间形成互动。简言之，虚拟现实程序可以实现特定功能的交互，这些交互功能要基于代码实现。所以计算机编程技术是实现虚拟现实程序的又一核心模块。

（2）两大核心模块在实际教学中的可行性分析。仿真环境创建包括仿真环境的设计和制作，环境设计是环境设计专业学生必备的基本功，也是各个院校此专业已有的主要课程;环境制作需要使用三维软件创建仿真环境并将其导出到虚拟现实引擎生成程序。当前大部分高校特别是高职院校越来越重视教师的实践能力，国家教育部要求高职院校的实践比重占50%以上。目前大部分高职院校在师资和课时保障方面有能力开设环境制作相关课程。从教学效果看，大部分学生能够学会仿真环境创建的相关技术。

因为在我国的学科分类中环境设计属于艺术学，计算机编程属于工学。所以对于大多数本科或者专科学生来说在校期间没有时间和精力完成跨学科的系统学习。然而，本文所讨论的虚拟现实技术是限制到“环境设计”相关行业的具体应用，“主体”仍然是环境设计，包括室内装饰设计、室外景观园林及建筑设计等。虚拟现实技术是为了更完善表达"主体"的重要的、甚至在不久的将来很可能是不可或缺的重要技术手段。因此，在此领域内所使用到的“编程技术”这一核心模块应该是“公式化的”——易于被环境设计相关专业人士所能掌握的技术。

笔者从事教学工作以前曾在当时国内最大的数字影像科技公司负责虚拟现实项目多年。经过对环境设计类项目所需要实现的功能进行分析得出结论：1.需要依靠编程实现的功能主要包括日照分析、地图导航、材质替换、方案替换、视角切换等。2.需要实现的功能种类比较稳定，不会出现每做一个项目都要利用编程开发新的功能。即使有新功能需求，公司与客户也会在项目正式制作之前充分沟通并对新开发功能进行程序测试，确认技术层面可操作才会真正启动项目。而不会在项目制作过程中临时提出加入新功能，从而给项目本身带来很多不可控的风险。基于以上两点笔者认为环境设计相关行业使用到的虚拟现实技术中的“编成模块”是“公式化”的、甚至是“可复制”的。因此易于被环境设计相关专业人士掌握。笔者当时所在公司环境制作岗位的部分同事因为这一原因而掌握了常规功能的程序开发技术，并且因为自身的兴趣和坚持不懈的自学编程相关课程最终成功转岗成为专业的程序开发人员。既然在工作中可以实现环境创建与程序开发两项技术集于一人，那么在环境设计专业的教学过程中对程序开发部分的内容进行适当提炼和优化，也应该能够被学生掌握。

综上所述，在环境设计专业中进行仿真环境创建和计算机编程技术的并行教学是可行的。接下来笔者将结合项目分析当前虚拟现实技术在环境设计项目中的具体应用内容和技术实现手段。

参考文献：

[1]王晨海、彭婵娟作为新媒体的虚拟现实在艺术展示设计领域的应用及其前景2018

[2]王晶，用波兹曼系列理论看虚拟现实技术2017

[3]史寿乐，虚拟现实在教育中的应用2017

[4]赵振鹏，虚拟现实艺术在艺术设计专业教学上的应用2017

[5]姜杨，虚拟现实艺术在现代展示空间设计中的应用2017

[6]刘艺，虚拟现实技术对于建筑景观设计应用2018