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摘要：5G时代加速了人们图像视频的阅览速度,VR技术在室内设计领域主要是可视化图像视频形式,从传统的3D Max建模渲染二维图像,到酷家乐、全景IE等在线平台生成全景漫游视频,VR技术与室内设计结合让室内设计从形式到内容创新发展。5G网速的提高优化VR技术提高了室内设计效率、成本、流程,助力室内设计从设计到选材智能化体验,拓展VR技术在室内设计体验方式。本文以以苏州青年OFFICE HOME单身公寓室内设计为例,从方案设计理念、方案输出、方案汇报三个阶段说明了VR技术在室内设计流程的体现方式,并阐述了VR技术在室内设计领域的展望方向。
关键词：VR技术；室内空间设计；图像视频；可视化体验；应用优势
Application of VR Technology in Interior Design in 5G Era
FU Ling1,HAN Wei2
(1.Global Institute of Software Technology,Suzhou Jiangsu 215163;2.Suzhou Golden Mantis Architectural Decoration Co.,Ltd.,Suzhou Jiangsu 215000)
【Abstract】：The 5G era has accelerated the reading speed of people's images and videos.VR technology is mainly in the form of visual images and videos in thefield of interior design.From the traditional 3D Max modeling and rendering of two-dimensional images to the generation of panoramic roaming videos on online platforms such as Kujiale and panoramic IE,the combination of VR technology and interior design enables the innovation and development of interior design from form to content.The improvement of 5G network speed and optimization of VR technology improve the efficiency,cost and process of interior design,help the intelligent experience of interior design from design to material selection,and expand the experience mode of VR technology in interior design.Taking the interior design of Suzhou Youth OFFICE HOME single apartment as an example,this paper explains the embodiment of VR technology in the interior design process from the three stages of scheme design concept,scheme output and scheme report,and expounds the prospect direction ofVR technology in thefield of interior design.
【Key words】：VR technology;interior space design;image and video;visual experience;application advantages
0引言
《国家中长期科学和技术发展规划纲要》指出：要大力发展虚拟现实技术,并且要紧密联系控制学、计算机、电子学和多媒体学科以及医疗、艺术、教育和工业等领域。
1 VR技术概述
虚拟现实（Virtual Reality）技术就是我们常说的VR技术,是指利用计算机生成一种可对参与者直接施加视觉、听觉和触觉感受,并允许其交互地观察和操作的虚拟世界的技术。VR技术的发展史主要分为五个阶段（如表1所示）,目前市面上在室内设计中最常用的VR设备有VR眼镜、VR一体机、VR漫游等形式[1]。
1.1 VR技术与室内设计领域
VR具有多感知性（Multi-Sensory）、浸没感（Imm-ersion）、交互性（Interactivity）、构想性（Imagination）特征。在室内设计领域,VR是利用虚拟现实技术对现实中的室内空间进行三维仿真,具有人机交互性、真实室内空间感、大面积三维地形仿真等特性。设计师进行效果图方案设计时,可利用3D Max、酷家乐、SU草图大师等软件建模,利用软件模块化信息将方案立体效果逐步呈现。方案模型建设完后,根据设计创意对模型软硬装进行材质、灯光、环境等细节调整参数,不断调试后输出效果图创意。VR技术实现了设计师、业主能够在一个虚拟的三维环境中用动态交互的方式对未来的室内空间进行身临其境的全方位的审视。
1.2 VR技术在室内设计中的应用方式
室内设计效果图绘制步骤如图1所示：
室内设计流程包括项目分析阶段、方案设计阶段、扩初深化设计阶段、施工图设计阶段。设计师根据业主需求绘制室内设计方案,需要使用AutoCAD软件绘制平面方案,根据平面方案分三步运用软件绘制效果图,制作PPT与业主沟通。VR技术在室内设计中应用方式主要是可视化图像及视频形式,其中3D Max、SketchUp等软件可导出二维图像,酷家乐、全景IE、Enscape等软件还可生成三维视频。
1.2.1 3D Max渲染效果图，Photoshop修改出图
3D Max软件主要是通过建模、材质、灯光、渲染四个过程制作效果图。首先,在3D Max软件中根据室内实际尺寸建立空间结构,根据AutoCAD方案设置墙体、家具、立面装饰等内容（如图2所示）；建模完成后根据色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度等元素对材质贴图进行调整,以期符合实际效果为主；其次就是室内场景空间的灯光选择,灯光颜色的选择、灯光照明的区域角度、灯光类型的挑选与设定、LUT色调的设定会直接影响效果图面的视觉感以及图面的色调的倾向；最后室内设计的模型材质灯光设置好后,就要开始渲染了,在360°室内场景中调整摄像机镜头,调整渲染参数,达到理想的效果。3D Max效果图渲后,Photoshop软件后期处理进深、室外景象等完成效果出土的最后一道工序。
1.2.2酷家乐、全景IE等软件在线效果图制作
依托网络技术酷家乐、全景IE软件可在线完成建模、贴图等操作,并且软件中储存了大量的住宅、办公、餐饮等空间平面图,渲染参数也基本自带,只要将模型、材质导入,选择灯光类型,调整角度,推敲设计方案可快速出图（如图3所示）。相比较3D Max软件、酷家乐等在线软件灯光如安然简单、出图效率高,但是复杂室内场景、曲面造型等这些软件就力不从心了。
1.2.3 Enscape、Camtasia、剪映、酷家乐等软件漫游视频制作
利用SketchUp快速创建三维室内环境模型,灵活的视图控制和分析工具从多个角度动态观察环境空间特征,触发构思创作灵感,配合Enscape渲染插件,导出所需效果图场景,并利用漫游路径制作视频。酷家乐软件同样可将渲染效果图生成全屋漫游效果,漫游视频导出后利用Camtasia、剪映等软件进行视频剪辑,室内设计体验从二位图像迈入三维空间,更直观显示室内装饰效果。
1.3 5G对VR技术的影响
进入2021年5G建设不断推进,截止5月份国家工信部先后发布《关于提升5G服务质量的通知》《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》《“5G+工业互联网”十个典型应用场景和五个重点行业实践》5G相关支持性政策,5G商用热潮持续蔓延。基于5G技术提升,VR在室内设计中应用前景也越来越深入。5G技术的未来更是为VR行业插上了翅膀,为VR虚拟现实设备带来明显的升级优化,大幅度改善设备画面不清晰,会有眩晕感等的一系列痛点问题。甚至是5G和VR的进一步融合,还可以实现VR室内设计体验云端化,不再局限于应用范围空间。
VR技术与室内设计结合让室内设计从形式到内容创新发展,给与设计师更多的创作灵感和设计元素,业主现于实物感受设计效果,使得室内设计更加人性化、智能化、更具交互特点,室内设计从平淡的程序化设计迈向别致的立体式、体验式、沉浸式设计,是科技与艺术的完美结合。
2 5G下VR技术在室内设计中的应用优势
2.1优化室内设计效率、成本、流程
设计师与业主需要通过汇报—修改数轮循环才能确定最终方案,在修改效果图部分,为了达到良好的视觉效果,每一轮灯光设置、材质调整、角度选择3DMax-VARY渲染器都需要较长等待时间输出,这也是整个设计程序中最耗时耗精力的过程,甚至会衰减业主和设计师的设计热情。在网络平台在线软件上结合交互式开发技术标准,通过空间模型建构、原始房型建模、模型导入以及嵌入式整合贴图等技术的应用[2],极大提高室内空间设计可视化效率。
5G网络速度的提升,家装和中小型公装设计中设计师可以通过酷家乐等软件VR技术全屋漫游与甲方同步进入设计场景,业主实时观看设计效果,利用软件中的模块功能,可快速变幻室内场景中空间构成、家具风格、装饰样式、摆放位置、光影色彩搭配等,方案图纸形成、修改、确定可快速输出,降低沟通过程中信息衰减,减少汇报次数,相比于传统的效果图和三维动画制作,5G网络速度下酷家乐、全景、草图大师等漫游技术、生长动画运行时间更短,可实时进行虚拟场景实时切换,时间、资金成本都得到控制。身临其境的体验,便于业主方快速决策,大幅度提升设计效率[3]。
2.2 VR助力室内设计从设计到选材智能化体验
老子曰：“凿户牅以为室,当其无,有室之用。故有之以为利。无之以为用。”我们祖先的话包含了“有无相生”的辩证观点,也揭示了室内设计的本质不是门、窗、墙的“有形”实体部分,而是室内装饰材质附着的“无形”空间,材质质感、肌理、色泽对室内空间营造有举足轻重的作用。设计师根据业主需求选择空间材质,业主要通过视觉联想来感受设计质感,欠缺对室内细节的真实感受,结合5G下VR漫游技术业主就找到了“真实”感受室内空间的钥匙。
VR技术既可以增强建筑及室内设计的设计成果的展示效果,还可以以沉浸式的方式进行材质选择演练,帮助业主了解地板、瓷砖、乳胶漆、木饰面、软硬包等主要装饰材料特性设计效果,以及乳胶漆喷涂、地板安装、软硬包内部结构等施工过程。室内设计师利用VR完成沉浸式的室内设计,业主在VR智能化场景中可以实时看到材质的装饰效果,设计师将室内装饰材质品牌、特性、价格等信息列入,业主可以按照意愿自由搭配,及时了解到设计效果及预算,完成室内设计方案决断,优化双方沟通效率[4]。
2.3 5G拓展VR技术在室内设计体验方式
“精雕细琢鲁班传,欲抱不平牵苦缘”,在建筑装饰领域我国工匠自古追求精益求精的表现技艺,新时代新技术5G支持下,室内设计效果展示方式也日臻完善。VR技术可通过IE全景、酷家乐、Enscape等软件实现室内效果漫游、全景光线追踪,动人画面一键呈现。
传统制图软件譬如建模软件3D Max上手难度大,不易掌握,段氏角画面效果难呈现。运用酷家乐模块家具、模块场景、模拟打光,只要有网络便可快速渲染出图,并且借助模块化服务可根据业主需求即时调整方案,室内设计方案通过PC端漫游展示,实时渲染无需输出,汇报过程中效果图及动画能够进行互动和编辑修改。
VR技术画面沉浸式汇报,一键切换成VR模式,室内设计方案在创作阶段就能体验到项目建成效果。结合3D立体投影汇报,一键切换3D立体电影效果,配合快门式眼镜增强漫游沉浸感,适用于多人汇报场合[5]。
全景视频体验汇报,极速输出高清全景动画后无需再手动操作,通过简单VR设备,便可在固定路径中沉浸式体验。全景图辅助汇报,通过二维码快速展示分享,平板、手机、VR眼镜等设备都能进行360°全方位方案呈现。像华为新款VR眼镜HUAWEI VR Glass,既小巧又轻便,外观更酷,更轻薄,甚至可以随身携带。
3 以苏州青年OFFICE HOME单身公寓室内设计为例
3.1方案设计理念
本方案是位于苏州甪直大道边创业办公集居住为一体的“OFFICE HOME”公寓室内设计。公寓受众群体是青年IT创业者,考虑到很多创业者并没有特别完善的办公环境,加班或者固定居家办公更符合青年创业工作常态,因此甲方委托设计师打造了居住空间满足办公需求的“OFFICE HOME”的空间设计理念。以方案中57m2大床房（如图4所示）及90m2套房（如图5所示）为例,57m2大床房设计1.5m书桌及1.4m餐桌,均可满足IT办公型需求；90m2套房设计采用多功能客厅,增加书房功能,青年创业者可以在公寓内实现住宅与IT办公需要。
3.2方案输出阶段
以酷家乐云软件为例,首先根据平面布置图在软件中绘制基本户型,进入装修设计页面各种软装家具可以面积、长度、宽度、角度等可以随意修改,壁纸、地板、软硬包、装饰画、绿植等多种模块化选择,自定义参数设置。软硬装设置好后,在渲染界面,选择全景图,设置“环境灯光”“相机”和“分辨率参数”,点击“渲染效果图”,依次生成各个房间的全景图。然后将已生成的全景图（小图）,在弹出的大图窗口中,点击生成3D全景漫游图,在效果图的左上角勾选需要的全景图,设定一个起始房间,点击（一键生成3D全景漫游）按钮,即可点击查看。
在单身公寓方案中设计师运用多种智能化室内设计手法,借助VR漫游动画呈现不同时段、不同场景设计特点,在漫游动画输出过程中将窗帘开合、灯光切换、光影追踪等设计场景一一展现,5G网络下,漫游动画运行更急流畅,VR交互性、沉浸感体验更加丰富。
3.3方案汇报阶段
静态的效果图无法为业主带来全面的沉浸感和体验感,而全景漫游让业主走进虚拟的三维空间,对设计方案进行进行细节检查,不满意之处随时改动,改变原有的沟通模式,颠覆传统设计流程,杜绝设计遗憾。
方案汇报阶段运用酷家乐软件生成全景漫游,PC端、IPAD、手机上都可以同时观看公寓室内设计,演示过程中运用酷家乐智能化模块设计,室内场景中灯光、材质、功能布局可根据设计师和业主沟通,及时优化方案,5G技术极大提高了酷家乐软件运行速度,最终方案A、B、C、D可快速输出（如图6所示）效果图,极大的节省了时间、运行成本,简化汇报流程提高效率。
4结语
5G下载速度加速了图像、视频阅览时代的到来,人们对室内设计体验提出新的追求。设计师利用VR技术,绘制室内空间信息和图形,生成室内空间重建全景图,创建室内空间重建数字模型,达到真实呈现室内空间场景的目的。VR技术优越的体验方式在室内设计领域应用越来越广泛,从家装和中小型公装设计到大型室内设计场景,VR技术将发挥更大的作用,引领室内设计从可视化图像视频向多重感官体验发展。
参考文献
[1]《中国电力百科全书》编辑部.中国电力百科全书[M].北京:中国电力出版社,2001:380-381.
[2]孙喆,孔祥铮,刘君敏.基于虚拟现实技术下的室内空间设计系统建构[J].现代电子技术,2021(22):101.
[3]王波,李宪锋,张丹.基于图像处理的虚拟现实技术的室内设计系统研究[J].现代电子技术,2020(11):68.
[4]刘丙信,刘金科,朱晨阳.基于VR技术的三维家居设计及展现系统[J].电子技术与软件工程,2018(11):73.
[5]符志军,王景景.基于AutoCAD二次开发的室内设计软件平台设计[J].现代电子技术,2019(23):91.
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