基于虚拟仿真技术的家纺设计信息化教学手段探讨

付岳莹，申博，罗炳金

（1.浙江纺织服装职业技术学院，浙江 宁波 315211；2.中国美术学院，浙江 杭州 310000）

随着人们生活水平的提高，生活品质的要求也越来越高，在国家十三五规划的进程中，“全装修”时代逐渐来临，“大家居”文化应运而生，因此针对一定室内空间内所使用的家纺产品进行统一考量，使不同功能用途的家纺产品在风格、材质、色彩、图案、款式、工艺等方面相互呼应、联系并有序组合，形成特定而风格一致的整体家纺设计尤为重要[1]。

在传统家纺设计教学过程中，通常是教师讲解案例、展示图片、播放视频、制作实物、用实物陈列展示等。学生在实践过程中自主设计，作品形式丰富，涉及的材料也是多种多样。而在校期间学习时间有限，将每一个设计作品都制作出来也会造成极大的资源浪费。因此受到场地、资源缺乏等原因，家纺整体设计的实践教学有一定的局限性。若将新信息技术、网络技术、教学内容、教学经验和项目实践等方面相融合，开发出在线平台共享的虚拟仿真模型和虚拟仿真项目，将使实际设计过程变得方便快捷，并且形象生动，从而使学生易懂、易学[2]。因此，在家纺设计过程中，采用真实项目与虚拟仿真相结合的教学应用，加强与企业的合作开发，探索传统教学与虚拟仿真教学深度融合的教学新模式，尤为重要。

1 基于虚拟仿真技术的家纺教学设计思路

在整体家纺设计教学过程中，确定信息化教学目标，设计开发教学方案。借助虚拟现实技术，架构整体家纺设计仿真系统，利用企业实际项目和虚拟场景的“虚实”结合，提升学生运用家纺产品和室内环境相配套的整体设计能力。

1.1 从“家纺”到“大家居”，确定家纺设计教学的新定位

从“家纺”到“大家纺”再到“大家居”的发展过程中，传统家纺设计教学方法，已不能满足当下家纺行业培养新需求[3]。因此，现代家纺设计教学的目标应该围绕行业对创新型、工匠型人才的需求，立足家纺整体设计的要求，重构课程教学内容，深化信息化技术在教学的应用，创设虚实融合的实训场景，培养视野开阔、实践创新强的技术技能型人才。通过家纺虚拟仿真实训，让学生在虚拟空间中，借助信息化技术，更加直观了解家纺设计的要素，以及各要素的特性及搭配关系；使学生了解多种设计流派、设计风格和设计思想，丰富学生对家纺领域的了解，扩充学生对家纺设计的感性认识和业内常识。

1.2 校企合作，多源信息融合，开发实训项目

顺应“家纺”到“大家纺”再到“大家居”的行业发展趋势，以企业人才需求的培养目标出发，根据家纺专业典型工作岗位的职业能力要求，应用行动导向法和情景化教学的模式，按照教学目标与虚拟仿真技术深度对接的设计思路，以企业产品开发的项目为载体，开发多源信息融合、交互式的家纺与家居整体空间三维动态视景的综合实训项目，如家纺图案设计应用虚拟仿真、家纺材质应用虚拟仿真、家纺产品搭配虚拟仿真、空间色彩搭配虚拟仿真、家具摆放布局虚拟仿真等项目。

1.3 以学生为中心，项目为载体，构建家纺虚拟仿真教学系统

家纺虚拟仿真教学系统构建时，基于从“家纺”到“大家居”的教学目标新定位，以学生为中心，产教融合的实训项目为载体，借助虚拟现实技术，架构整体家纺设计仿真系统，利用3DMAX、Sketch Up 等进行窗帘、床品、地毯、墙布、布艺家具等家纺产品及非纺织品的三维建模，应用Unity3D 平台进行仿真开发，创建家纺整体设计的虚拟场景和典型操作交互功能，从漫游、仿真、考核、管理等方面构建由简到繁、从单一技能到复合技能的家纺设计虚拟仿真系统[4]，见图1。

2 基于虚拟仿真技术，创建家纺设计教学新模式

2.1 教学场景+工作情景与岗位角色模拟融合

基于虚拟仿真技术的家纺设计教学，通过计算机、网络及虚拟仿真软件，融合家纺设计岗位实践过程，模拟真实空间环境，在特定空间情境中让学生对虚拟家纺产品及非纺织品进行搭配操作，完成实践体验和岗位角色模拟，所获得的效果与真实情境一样，具有仿真性、沉浸感、交互性等特点。

同时，运用家纺与家居整体空间三维动态视景，通过教与学的VR 交互与仿真、交互“虚实结合”的方式，改善实验环境，优化教学过程，模拟工作情景和设计岗位的模式，营造“自主学习”的环境，学生凭借虚拟仿真技术能够将存在于意识中抽象化、概念化的设计作品呈现出来。

2.2 实际企业案例+虚拟仿真的场景式体验融合

利用虚拟场景和实际企业案例的“虚实”结合，学生可以在虚拟空间中根据企业设计需求更换不同的窗帘、床品、地毯、靠垫等纺织品的颜色、花纹、材质、尺寸等，并且可以上传自己设计的花型，即时检验设计作品的应用效果。还可以切换不同风格的场景，在同一空间中选择适合风格的家纺产品与家具、饰品等进行搭配调整。这种利用逼真生动的虚拟场景代替了高昂实景的展示空间，用生动可控的交互形式展示学生整体家纺设计的真实效果，这样虚拟实训的教学方式，不但新鲜有趣，学生易于理解和接受，也极大提升了学生创新设计能力核心技能的形成。

3 家纺设计虚拟仿真教学应用实践

在传统家纺设计实训教学中，场地有限，装修的风格也无法做到经常更换等，学生们设计的作品难以在实际空间中进行搭配及陈列展示，缺乏整体家纺设计的意识。借助家纺设计虚拟仿真交互系统，如在“家纺产品设计与工艺”课程中，结合不同家纺设计阶段，开设了家纺色彩搭配、床上用品、窗帘、地毯、抱枕等设计虚拟仿真实训教学项目（图2、图3）。学生可以选定虚拟房间，从模型库中，选取适合床品布置在相应的位置，任意调整尺寸大小，并根据空间环境，在色环中选择适合的色彩快速应用到模型上；在纹理库中，有大量模拟棉、麻、丝、毛的肌理感面料模型和风格多样的花型图案，选取床品不同部位，如枕头、床单、被套等，可以更换肌理效果和图案。此外，若不满足库里的素材，学生自己设计的花稿或拍摄的面料图片，按照一定的规格要求，可以上传到系统中，应用到不同布艺产品上。还可以根据不同物品的特点，调节花型尺寸和循环数，效果逼真，即时设计。在窗帘设计环节，由于很多水波幔、罗马帘、奥地利幔等造型复杂，款式繁多，学生较难理解，所以窗帘模型按照窗幔、帘体、绑带等不同部件分别建模，学生可以在虚拟仿真系统中，多角度观察了解窗帘的造型。并进行不同窗幔、帘体、绑带等组合变化设计出新颖的窗帘。还可以通过不同家具、饰品等搭配，创造不同风格的整体空间环境，然后在不同风格的空间中对窗帘、床品、地毯等家纺产品进行整体设计搭配。在虚拟空间中，快速营造出不同家居空间的气质。实践效果显著，学生课程作品多次在“海宁杯”中国国际家用纺织品创意设计大赛、“震泽丝绸杯”中国丝绸家用纺织品创意设计大赛等专业竞赛中获奖。

结语

近年来，“大家居”成为行业发展大势。家纺设计已经不满足于单件产品或狭义的小配套设计为主，而是注重与家装环境及其它软装饰相协调，成为“大家居”环境的有机组成部分。从“家纺”到“大家纺”再到“大家居”的发展过程中，传统家纺设计教学方法，已不能满足当下家纺行业培养具有整体设计能力人才的新需求。家纺虚拟仿真教学是以学生为中心，结合学生的情感体验特点，模拟真实场景、产品等生成接近真实环境的虚拟实践情境，改进了传统教学实践消耗大、时间长、产品单一，实际场地、物品在配套设计过程中更换不方便的问题，并通过教学场景+工作情景与岗位角色模拟融合、实际企业案例+虚拟仿真的场景式体验融合的模式，让学生在虚拟空间中，借助信息化技术，更加直观了解家纺设计的要素，以及各要素的特性及搭配关系，激发学生的学习兴趣，提高学生的动手实践能力和创新能力。