张一梦 雷雅晶
北方工业大学 100144
内容摘要：本文介绍了当代城市体验式博物馆的空间设计要点，并结合教学实践，从外部场所塑造、空间流线组织与空间知觉体验三个方面重点分析了借助VR设计工具，优化体验式博物馆空间的设计及教学的方法，希望通过在城市博物馆体验式的空间教学中引入VR，改善传统设计工具在体验感塑造方面的不足，提高城市博物馆体验式空间设计的教学趣味性和设计效率。
关键词：体验式博物馆；虚拟现实；空间设计思维；设计教学
1、城市博物馆的体验式空间设计
位于城市地段的博物馆，往往是城市文化传播的重要载体。而城市博物馆作为城市公共化的建筑空间，还可以在区域中发挥触媒作用，激发城市活力，推动城市的经济发展。因此在当代城市博物馆的设计中，除了物的展示，也越来越注重人的活动和需求。传统的博物馆往往"只可远观不可亵玩”，但近年来，城市博物馆带给人的空间体验逐渐成为设计的重要出发点，无论是城市博物馆外部场所感的营造，还是内部的空间叙事，都表现出强调空间体验感的趋势，结合公众教育、娱乐、研究等功能，丰富了博物馆空间的社会文化内涵。而在具体的博物馆空间设计构思过程中，体验感的塑造也一直是一个难点问题，因为空间的体验是建立在实体空间界面之上的感受和认知，难以用图纸、模型等设计工具直观地表现出来。在此类设计课教学的过程中，如何通过空间客体的改变，提升体验主体的感受也是学生在空间认知环节的难点之一。
2、借助VR设计工具提升空间体验感
从术语中介、图纸中介再到数字化中介，建筑信息中介系统的演变与设计范式的发展之间存在紧密的互动关系[[参考文献
[] 秦佑国、周榕：《建筑信息中介系统与设计范式的演变》[J]，《建筑学报》，2001年第6期，第28-31页]]。虚拟现实技术对纸质媒介来说，暗示着一场革命[[[] Ackerman J. Origins, imitation, conventions: Representation in the visual arts [M]. Cambridge, USA: MIT Press, 2002.]]。虚拟现实技术的发展引起了人类空间观念的变化及空间设计思维方式的变化[[[] 季景涛、林建群、宋博：《虚拟现实视阈下的建筑空间环境营造》[J]，《建筑学报》，2014年第S1期，第82-85页。]]。随着数字信息化时代的到来，虚拟现实技术及其应用正沉浸在深刻的变化中，它不仅是对物理空间的仿真或虚构，还为人的思维模式带来了一场根本性的转变。在设计活动中，虚拟现实交互式、沉浸式、构想式的特点恰好为体验式、创造式的思维实践提供了新的可能，因此虚拟现实技术开始被应用在建筑设计及环境艺术设计教育的许多环节，辅助学生进行空间的认知理解及表达展示，如经典作品空间的虚拟漫游、虚拟仿真建造实验、虚拟现实毕业展等。在博物馆建筑领域中，VR/AR技术已经在数字化展示设计方面展开了较为广泛的应用，如对历史遗迹的虚拟场景复原、线上展示等。而对于设计者来说，具体在博物馆建筑的设计构思过程中，虚拟现实如何为体验式空间的认知提供场所、激发创作灵感；VR作为设计工具，在城市博物馆体验式空间教学中的应用方法，还有待探索。结合当代城市体验式博物馆的设计要点，本文着重从外部场所塑造、空间流线组织与空间知觉体验三个方面对此展开讨论。
2.1城市博物馆外部场所塑造
对于处于城市地段的博物馆来说，建筑外部空间场所感的营造，对传播城市文化起到了重要作用。博物馆建筑常常成为其所在地区的标志性建筑，从宏观来说可以对于一片区域一座城市的发展产生影响。同时，在博物馆外部创造出具有可识别性的场所，可以增强居民对所在地区的认同感和归属感，唤起人们的集体记忆。因此，城市博物馆外部空间的设计应该充分考虑周边的城市肌理与景观，并提高博物馆与城市界面中介空间的开放性，吸引人流，激发城市活力。
在此类博物馆的设计初始阶段，首先要求设计者先进行充分的场地调研，在城市文化脉络中思考建筑问题。建立局部区域的场地模型后，一般采取总平面和体块模型结合的方式展开设计。但在把握建筑体块与周围环境的关系时，设计者往往只能在有限的电脑屏幕或桌面空间上以所谓的“上帝视角”来俯瞰观察场地布置。这样虽然可以以一定的比例呈现出建筑与城市街区尺度、路网形态及周边建筑的关系，但却忽视了人作为参与者的第一视角观感。而在真实的建成场景中，城市博物馆外部场所感的形成恰恰是通过人的视角来体验的。尤其对于初学者而言，在俯瞰的设计师视角下，很难将体块的生成与实地调研的现场感受建立起密切的联系。借助VR第一人称视角的沉浸式体验，则可以通过佩戴头盔设备与移动手柄，动态模拟出真实尺度的建筑外部空间体验，帮助学生在使用者视角与设计师视角之间建立起联系。VR技术不仅可以细致的勾勒出周边环境，真实等比的还原两者之间的关系，利用VR和网络的双重性还可以有效的模拟城市的发展变化，用长远发展的眼光模拟博物馆与城市之间的融合关系，令设计者预先去感受两者的有机结合，进一步增强城市博物馆外部空间的体验感。
以位于城市历史街区的民俗文化体验馆建筑教学为例，在博物馆的外部空间设计中，需要学生具备一定的环境意识，综合思考建筑与特殊历史街区城市界面之间的关系，思考传统空间秩序的现代转化问题。但由于疫情影响，学生在设计初始阶段无法进行实地调研，于是我们借助了数字化的手段。学生首先通过结合谷歌地图、街景地图实行线上调研，体验胡同片区特有的城市肌理，以及周边现存建筑、道路的特殊尺度关系。接着学生建立区域模型，借助VR设备进行足尺度的空间体验，多视角的观察场地周边建筑的尺度和空间组合方式。根据场地环境的分析，初次形成建筑体块并放置于场地后，可以再次采用不同视角观察体块，结合实际的胡同建筑形态和肌理，在Sketchup软件中利用Mars插件实时调整体块的尺度，感知建筑对周边环境及城市空间的影响。对于线上教学及不方便调研的场地来说，VR结合数字化的地理信息提供了足不出户进行现存环境感受的可能。在线上体验了胡同环境后，学生在自己的方案设计中将博物馆的屋顶以及入口平台做成了城市开放空间还给市民，使公共空间拮据的胡同拥有更多活动的场所。
2.2.城市博物馆空间流线组织
人在博物馆中的视觉体验不是静止的，而是静态与动态的结合，参观者在时间维度的游走体验增加了人与空间、人与人之间的互动。博物馆的空间流线组织为文化的传播叙事提供了丰富的可能。但这种动态的体验很难用二维的图像进行呈现，于是透视图在定格了空间的同时，也限制住了对漫游空间的想象力。在设计之初，学生往往是从平面布局角度出发来考虑流线的组织是否顺畅，但是当真正借助VR技术身临其境的游览过后，会发现整个流线是单一乏味的，甚至存在一些冲突的地方，而这些都是单纯在平面或者模型中无法感知到的实际问题。
另一方面， 传统博物馆中，人们的游览路线一早就已经被设定，作为观众只能无趣的踏上那条“一眼望到头”的游览路线，但是随着当代博物馆功能复合化、多元化的要求出现，人们不希望漫游线路再被固定，而是需要自我探寻，创造出个性的游览体验路线。这也意味着设计者在方案初期就要考虑到内部流线多元化灵活性的问题，既要保证展览内容的组织串联有合理的逻辑结构，让观众在游览过程中有清晰的游览路线，又要让观众可以将接收到的离散的信息碎片，通过一条自定的逻辑主线串起来，形成独一无二的体验感。而VR漫游体验与路径逻辑树的建立就是完成这些目标的有效工具。借助VR的可视化设备，我们可以有效的模拟博物馆游览时产生的各种路径漫游，并且对各种可能的线路组合进行虚拟仿真，这样就可以推测构想使用者自主选择或创造的潜在游览线路，使其功能合理并满足参观的逻辑性要求。
在民俗文化体验馆的设计教学中，学生尝试改变刻板的空间排列组合方式，结合自己的漫步体验将空间错落的组合在建筑形体内部，让空间衬托主题表述情感。学生首先总结了建筑中的各类使用人群特点，再在VR第一视角下分别模拟出游客、本地居民、博物馆工作人员等不同类型人群的行进漫游流线，从而优化流线之间的搭配组合，避免流线冲突所造成的不适感。在民俗玩具博物馆的方案中，地下展厅以串联加并联的形式布置，让使用者自由选择合适自己的参观流线。串联流线从头到尾按展览玩具主题的发明时间排列，通过影音+展品+实践的方式，使游览者体验到不同时代的不同文化环境和民俗玩具的发展过程。一层与地下通过主入口和两个楼梯相连，让游客在任意的位置都可以找到最近的出口，且两层流线略有不同，增加了两层的互动性和趣味性。地上层通过对屋顶平台的连接，架起了南北两条胡同间的桥梁，方便了当地市民的穿行需求，同时也给胡同提供更多的公共活动空间。学生利用软件实时交互的特点不断丰富周边的环境形态，在满足公共参观功能的同时为周边居民提供了一定的娱乐场所，屋顶平台的视线和博物馆内的视线相交叉，让博物馆与胡同的融合更加紧密。VR设备及互动视频创作工具的介入使学生从以往二维的空间认知转向三维甚至四维的空间构想，得以创作出超越视觉图像本身的，更丰富的空间情节体验。
2.3城市博物馆空间知觉体验
当代博物馆内部的空间设计也越来越注重对人们真实知觉体验的引导，以此激发观者的灵感与思考，达到传播交流信息及思想文化的作用。因此我们需要掌握各种技术和方法去营造足以引起观众探索兴趣的空间,通过塑造空间尺度、光影、材质等调动参观者的身体与感官，产生一个富有意义的体验过程。
“尺度”作为建筑专业术语，表达的不仅是建筑物整体或局部构件与人或人熟悉的物体之间的比例关系，更是一种存在于这种关系之中人所获得的真实感受。[[[] 宋晓宇、颜勤：《VR虚拟现实：建筑设计空间认知迭代》[M]，北京：机械工业出版社，2019，第67页。]] 在VR中体验感受建筑内部空间可以完全基于人的主观视角来对空间进行认知，“等比”可以说是VR区别于传统图纸和模型等工具最显著的特点，无论是室内高度或开间进深或者是室内布局都可以完全呈现真实效果。利用VR技术可以提高对建筑真实尺度的认知，实现身临其境的沉浸式体验。在民俗体验馆的教学实践中，学生反映：“在初步描绘出建筑平立面构建好建筑雏形后，由于首次接触这种大型公共建筑，我们是无法感知当人真正进入后对空间的真实感受的。而当我们借助VR技术真正进入到建筑本身之中，从外到内穿梭漫步于建筑空间中感受建筑真实的尺度比例时，发现空间的尺寸是巨大的，平面上看似合理的室内布局也会给人一种过于空旷无趣的感受，于是通过动态视域和真实的行走我们再次感知空间氛围，根据自身在VR中得到的真实感受不断调整空间尺度，保证空间尺度与人体尺度之间的恰当配合，确定内部空间初步形态、组合，使人身处空间之中感到舒适。同时因为VR的介入，我们还可以真实的还原建筑周边场地，从而感知建筑外观整体造型尺度是否与场地及周边建筑做到和谐。而这些都是以往传统平面图纸，手工模型无法达到的直观感受。”
“让光线来做设计”是贝聿铭的名言。光是世间万物表现自身和反映，相互关系的先决条件，建筑与光历来有着极其密切的关联。在传统博物馆中，室内最直接的光源一半都来自人工光源，因为人工光源不受外界自然因素所左右，可以保证室内一个比较稳定良好的室内光线。但自然光影让建筑空间更加生动，也使建筑形象传递出更为丰富的涵意，人在建筑中不断地感受到日光的变换对于建筑良好的采光和人的时间概念等都有正向的促进作用。[[[] 宋晓宇、颜勤：《VR虚拟现实：建筑设计空间认知迭代》[M]，北京：机械工业出版社，2019，第80页。]]自然光虽然受天气等自然因素的制约较大，但是相比永恒不变的人工光，自然光更具多变性也更加有趣。人其实在很大程度上会受到天气的影响，而其光线随着天气变化而变化也会更加符合人的内心，因此其不可控性也为博物馆增强了特定场所氛围的知觉体验。在城市体验式博物馆中，除了人工光线，如何更有效的利用好自然光源，让人们通过空间感知到自然光影的变化，也是空间设计的一个重要考虑因素。VR技术的模拟为室内光线的设计提供了有效的依据。比如通过Mars软件的天然光系统就可以观察24小时的日光变化，体验雨、雪、雾等天气，并进行相应的光照分析，感知不同时刻不同环境的室外光线对展厅内部影响，从而有效的调整建筑开窗以及室内灯光设计，营造出更丰富的室内空间光影效果与环境氛围，激发使用者的情绪共鸣，增强场所体验的意义。此外，VR创造的环境场景空间中，我们还可以尝试不同的材质和色彩搭配，感知不同的材料与结构关系、空间细部等之间的关联。
3.体验式空间的VR交互与展示
利用VR直观地感受建筑空间，打破了以二维PPT汇报时图片展示或直接描述所带来的疏离感，同时可以有效的减少汇报阶段的信息丢失和理解错误，最大限度地传达空间的设计思想。对于设计教学来说，将师生两方对空间的认知角度转化到同一个方面进行沟通交流，在一定程度上提升了学生对于方案设计的话语权，同时多方能够及时地发现问题将建筑方案深度推进。[[[] 颜勤、宋晓宇：《“Mars+VR”——提升建筑设计信息传递效率的新工具》[J]，《建筑技艺》，2018年第11期，第117-119页。
基金支持：“北方工业大学科研启动基金项目”、“北京市大学生创新创业训练计划项目”
]]在疫情期间线上空间设计教学无法做到面对面的直接沟通讲评展示，但借助VR可以利用“异地、同步”功能，只需同时戴上VR设备，辅以视讯通话功能，学生与老师就能在虚拟世界中面对面地讨论方案的场景。所有人通过线上联机的方式在场景中都可以自由走动，当某一节点老师需要讲解时，学生可以迅速转换到当前场景进行集中讨论。利用VR所呈现的方案将不再是单调的模型和图纸，学生们可以亲身去体验其真正的空间效果。VR带来的不仅是体验感的提升，也使方案得到更深入的了解与诠释。
在方案展示方面，最后的成果不仅有传统的纸质图纸、手工模型，还可以制作较为直观的全景体验场景与互动视频。在全景场景中，学生可以通过分享二维码的形式将三维空间体验发布，老师和其他学生随时随地通过手机设备就能看到三维的动态空间。而在哔哩哔哩网站发布的互动视频，除了还原以人视角场景，还可以设定多条供观众自主选择的参观路线，模拟真实的路径漫游体验。这些都是传统的二维PPT汇报或图纸展示无法达到的，为教学增添了趣味性，并且提升空间体验感表达的效率。