周晓杰 黄剑
黑河学院，黑龙江省黑河市 164300
虚拟现实(Virtual Reality)技术，简称VR，是20世纪80年代新崛起的一种综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等。它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境——虚拟环境，可以逼真地模拟现实世界（甚至是不存在的）的事物和环境，人投入到这种环境中，立即有“亲临其境”的感觉，并可亲自操作，自然地与虚拟环境进行交互。
虚拟仿真技术，则是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，是一种更高级的仿真技术。虚拟仿真技术以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。实体可以是模拟器，也可以是其他的虚拟仿真系统，也可用一些简单的数学模型表示。实体在虚拟环境中相互作用，或与虚拟环境作用，以表现客观世界的真实特征。虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征，充分满足了现代仿真技术的发展需求。
2016年，被很多行业人士认为是虚拟仿真技术的元年。然而，从技术的本质看，VR技术已经到了其发展的第四个阶段。计算机技术、图像处理技术的不断发展，为很多的行业提供了智能化要求的技术支持。家居设计行业在近40年来一直保持着稳步增长、经久不衰的态势，图像处理技术的发展为家居设计的方案选定、施工、实践提供了革命性的工作方式。
随着大数据、云计算等技术的快速发展、稳步成熟、以及5G时代的到来，使得智慧城市、智慧家居等方案不断推出。尤其智慧家居的提出，为人工智能在家居环境中的应用提供了空前的发展契机。因为，传统的家居设计工作方式以不能满足科技发展的今天人们对智慧家居的客观需求，人们不再局限于文本式、演示稿式的家居方案展示。所以，虚拟仿真技术全面参与智能家居设计成了该行业未来发展的主流工作方式和主要工作内容。
然而，科学技术的发展之快，社会需求如此之迫切的同时，人才的培养迎来了重大的教学改革。
在教育部高度提倡交叉学科发展的大背景下，虚拟现实技术在智能家居设计教学中的应用成为了可能，也将成为重要的教学部分。黑河学院作为省属综合性高校，为适应时代发展，拥有完善的环境设计专业。有一只教学经验丰富、实践能力突出的智能家居设计教师队伍。开设课程有计算机辅助设计、居住空间设计、别墅空间设计，作为专业必修课程，旨在全面掌握虚拟现实技术应用、智能产品的介入、家居设计中VR技术的综合实现。
对虚拟仿真技术进行系统研究，实现理论知识转化实践项目。完全实现家居设计从二维到三维再到智能的全面转化。革新传统家居环境，使设计方案智能化，家居工作智能化成为科学与技术完美结合的设计项目。
利用大数据、云平台深入剖析、综合比较多种虚拟仿真技术的优劣，围绕培养学生实践教学能力，提高实际操作性。就是剖析现有三维图形处理技术的特征，深入研究现有技术的可塑性，结合大数据实现模型整合以云平台实现720度虚拟仿真展示。深入浅出的完成教学过程和实际项目的技术、设计指导。形成系统性教学概念，深入改革教学内容实现“企业——产品-——教学——实践”在教学过程中深度整合。软件的操作及使用开发是完成设计的重要组成部分，企业的设计运作模式及企业的产品更迭是家居环境能否实现智能化的主要载体。紧随社会企业的发展是教学内容更新的依据，所谓科技改变设计，设计改变生活。学生实践项目的实现就是校-企合作的目的，是人才培养的必由之路。
家居设计应以满足客户的需求和人际交往活动为核心, 设计时应考虑客户的行为、心理、视觉感等需求, 不同的客户, 空间感受不同, 在设计时应考虑这方面的需求。家居设计还要注重整体环境观念的强化。宏观环境、中观环境和微观环境的思考。设计过程中应综合考虑一些思想、风格、流派和文化特征的因素。在现代家居设计中, 艺术与科学的结合是至关重要的。家居设计的原则是虚拟现实空间设计的基础, 而基于虚拟仿真技术的空间设计必须以家居设计的基本原则为基础。随着新型材料在家居设计中的不断完善, 新的工艺手法趋于成熟和完备, 家居设计进入了一个新的时代。然后, 在设计阶段, 虚拟仿真技术可以直接反应在新材料和旧材料中。使用vr-platform的材料工具和vr-platform素材库, 可以很容易地改变材质。人们可以直接体验真实环境中不同的纹理, 给人们带来不同的质感、色彩等方面的感受。
在实际的家居设计中, 虚拟仿真技术经常被用到, 无论是家具还是一些基本设施的摆设、墙体装饰、光线等。虚拟仿真技术不但能把室内的场景非常完美的表达出来, 而且可以在三维的环境中不断更改自己的可视距离和X、Y、Z的空间位置。使用虚拟仿真技术, 成功实现家居的整体及细微的效果表达。还可以做到实时改变家具的位置、配饰的调整、调整灯光效果、地面材料的变化、卫生洁具的选择, 这一切都能够在虚拟仿真技术下被提前实验, 从而解决了在对家居进行设计之初遇到的各种问题。
通过识别图中的二维码也可以点击进入到室内场景中, 通过手指点击屏幕上的位置, 可以看到不同的界面中的内容。客户可以通过点击屏幕上面不同的位置, 向前、向后、向左、向右地观察室内中的场景, 随着手指的触碰前后推拉可让让整个场景放大或缩小，有效的完成家居设计方案。
这将是一个以虚拟仿真技术应用到智能家居设计为主导，改善家居环境为目的，多角度全方位实现智慧家居的教学改革体系。以“学校——企业——社会”为框架，推动教学内容、技术革新，学生实践能力增强，改变人才培养从理论到实践的断崖式发展。深入研究项目的可操作性和适应性。让学生能够在原有的知识框架中轻松掌握智能技术，大到城市规划小到智能窗帘设计，都可以表现出不但具有较高的设计理论水平，又能熟练运用高新智能产品，符合时代发展的设计人才。
基金项目：
2020年产学合作协同育人项目《虚拟仿真技术在家居设计教学中的应用》（课题编号：202002153013） 研究成果