数字虚拟技术背景下环境设计的现状及发展
时间：2023-01-15 22:05:01 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
张丹丹 任浩然
（宿迁学院,江苏宿迁 223800）
环境设计，隶属于艺术设计的范畴，顾名思义就是以人为中心，对环境进行的规划与改造。所谓环境，不仅指人类生存的空间，还包括在这个空间之中可以直接或间接影响人类生活与发展的各种因素。从实际角度来说，环境设计包括室内装饰设计、园林景观设计与建筑环境设计等。环境设计的理论基础来源于自然环境、人工环境与社会人文环境中含有的自然科学与社会科学的综合，它是物质世界与精神世界的集合体。对环境的设计并不是单纯地重新改造，而是协调人、建筑、环境三者之间关系的手段，将人的主观意愿融入其中，在满足人类对环境需求的前提下，达到回归自然、尊重文化的高标准。人作为环境的主体，环境设计的方向主要依赖于社会与大众对环境的要求，而设计的过程，即是满足要求的过程。环境设计的总体目标是运用科学技术创造人的生活和工作所需的物质环境，在这一过程中，强调了人与物、人与环境、人与社会的双向作用，统筹协调，达到三者动静态平衡，最终造就出精神与物质都理想、舒适、艺术的空间[1]。如今，环境设计已成为社会热门的话题，不少高校以此作为一门综合性交叉学科开展教学，致力于对此艺术专业人才的培养，不仅有利于社会环境的稳定、创新、可持续发展，还彰显了环境设计立足于社会所占据的重要地位。
随着社会的进步、时代的发展，数字化、智能化、信息化已成为当下社会的主流，这主要源于网络技术对各行各业、各个领域的渗透与普及，为人类社会带来了一系列有益效应。网络技术也包括数字虚拟技术，它借助计算机中的一系列交互设备与虚拟环境的实体进行作用，创造虚拟世界的同时还构建多种感知功能于虚拟环境中共存，使其作用于人类的工作与生活。作为一种先进的数字化虚拟技术，它利用电脑与传感器模拟，构成了计算机图形学、图像处理、多传感器网络等技术。因此具有诸多的特点：第一：高清、真实。数字虚拟技术在一定程度上超越了3D建模的真实再现能力，更加逼真与清晰，能够轻松使人达到身临其境的境界；
第二：具有强大的交互功能、导览性。人机之间的输出与输入并不成问题，它能根据人类感官特点与心理特点进行作业，足够人性化；
第三：效率高、成本低。这是对于需要依靠人力完成的操作而言的，它能够适当地减少人力、物力的损耗。第四：能够多终端、多媒介展现。它几乎不会排斥存在于各种不同的媒介之中，并能时时信息同步，信息流通；
第五：数字化信息保存。当然，数字虚拟技术的特性还存在很多，它提高了人类的效率，使各种工作的执行更加快捷与高效。就目前全球一体化大环境而言，数字虚拟技术已进入成熟期，它联系着人类社会的生产生活，与现实社会密切结合，如医疗、教育、休闲娱乐等，但环境建模技术作为数字虚拟技术的关键技术，它对于环境设计的影响甚大，不仅体现在对虚拟环境多感官的装置中，还有环境设计形式的突破与创新中。总而言之，数字虚拟技术当前势头正猛，但不排除随着网络时代的更迭从而被角逐与淘汰，所以，尽管在一片光明前景的带动下，数字虚拟技术依旧需要创新与发展，不断地顺应社会的变化从而做出及时的调整，以创造更加美好的未来，成为人们日常生活与工作中不可或缺的重要部分。
1.减少资源消耗
随着改革开放形势的发展，我国城市化的速度与规模空前加速，对环境的塑造与设计需求也相应变大，因此，不可避免的就是大量资源的消耗，数字虚拟技术对于环境设计与社会而言，最大的有利之处就是减少了资源的消耗。资源主要是劳动力、物力与财力，劳动力指的是从事环境设计中整个项目过程的所有相关人员，包括设计人员、监督人员、采购人员与施工团队等，他们都在各自的岗位上发挥着同一性质的不同作用，合力促进环境设计工作的开展。但因环境设计的工程量巨大，为达到客户的最终目标，往往需要耗费人员大量的时间与精力，从刚开始的环境预设，相关人员需要制定不同的方案，铺排陈列，再根据客户的意见与建议做出合理地调整与规划，最终投入实际操作。环境设计不仅注重最终的效果呈现，还强调过程的材料使用以及设备的安置，因此，采购人员还需依据市场的时势与客户的渴求，选择高品质且物美价廉的材料，而材料属于物力方面，其中的损耗部分存在于施工过程中[2]。施工过程更是整个项目的重点部分，为确保环境设计的质量，需要请专业的技术操作人员作业。总之，环境设计绝不是简单、固定的操作，它需要不同行业人员参与，构成完整的作业链。而当数字虚拟技术融入环境设计之中，作为环境设计的前期成分，为后期的实际操作提供参考、对照，它以绝对真实的画面还原方案，囊括了视觉、听觉、触觉三重体验，在虚拟环境中对设计过程中的猜想与问题做出合理的解释，并整合材料的类型及价位，使资源都能完完全全地被合理运用。所以，不得不说，数字虚拟技术的加入，大大节省了环境设计的人力、物力与财力的利用与消耗，使浪费率与无用功达到最低，助推环境设计也朝着绿色、健康的方向发展。
2.云端设计预设
云端，特指网络云端，是一种采用应用程序虚拟化技术的平台，它创建了一个无边界的虚拟空间，构造出一套专业的应用体系与框架，为用户提供现实生活的服务与体验，达到一种将虚拟真实化的效果[3]。随着二十一世纪网络大时代的出现，云端产品层出不穷，如云端课堂、掌上银行等，不仅将生活推向信息化、智能化，还使人们的生活更加快捷与便利。数字虚拟技术在本质上就是一种云端渠道，它作为环境设计的辅助而存在，利用计算机技术打造出真实、深刻的场景，将图纸上的模板以3D的方式呈现，使过去与未来的场面可以同时出现，冗杂成虚实相生的幻境。环境设计大多是为用户而设计，客户能够自行设计成需要达到的环境效果，无论是主体、砌体、抹灰、装饰等工程，还是设计的色温值与照明度，都可以通过基于数字影像在线技术对画面进行处理，真实还原施工策划场景，把控与组织后续施工进程。数字虚拟技术为客户提供了更多的可能，他们不仅能提前预览设计效果，还可以通过虚拟场景呈现出的状态及时发现存在的显性与隐性问题，洞察全局与局部的总体协调程度，通过细节的修改与纠正，达到更为满意的效果。对于客户而言，数字虚拟技术背景下的环境设计已经成为服务体系，数字虚拟技术的作用就是将环境设计更加符合社会个体与市场的心理需求，消除他们对未知与不确定性因素的顾虑，以超前的形式让客户提前体验，并全程借助虚拟技术为客户呈现客观、全面的组建总过程，打消他们顾虑念头的同时，使其更加信任环境设计的专业度与科学性。数字虚拟技术也在一定程度上表现了不同客户之间的个性化，他们的设计思想与设计方案，以及从细节把握的线条与颜色，都能相应地呈现在虚拟场景之中，表现出不同环境设计的风格。云端设计预设，既是一种以客户为宗旨的手段体现，也是环境设计利用计算机技术追求高质量、高标准的凸显。
1.打破时间与空间局限
时间与空间是两种不同性质和类型的虚化概念，它们存在于现实生活中的不同维度，时间是物质存在的客观形式，代表着物质的生成与发展规律；
而空间与时间相对，指的是占据的范围与广度，二者相互影响、相互依存。在开展环境设计项目时，若仅仅依靠传统的绘画、工程设计等规划工作，当遇到特殊情况时，难免会在不同程度上受到时间与空间的干扰，导致环境设计工作滞后或存在纰漏。而数字虚拟技术的出现，促使环境设计不受时间与空间的约束与阻碍，即使有一变量改变，也不会有任何消极影响，何时何地都可以对虚拟场景进行文字或图像处理，缩减了环境设计的缺点，并将缺点变为优势。环境设计借助全息影像，创造了一个新的可视化的环境，真实世界与虚拟世界混合在一起，但不会使人感到模棱两可或是有出入，反而呈现出来一种前所未有的和谐之感。在这个虚拟世界之中，包括了物理实体与虚拟信息，虚拟信息能够依据客户的指令随时变换与切换，促使客户在虚拟的空间里获得更多、更真实的类似于真实物理世界的体验。数字虚拟技术于环境设计之中存在的目的就是打破时间、空间的障碍，在虚拟与现实之间架起一座相通的桥梁，将虚拟现实技术（VR）、增强现实技术（AR）、混合现实技术（MR）三种技术叠加，让客户能够脱离传统的效果图与音乐结合的模式，投入到拥有沉浸、人机交互、构建等功能的三维实景中，客户在高度融合的几何模型中能够及时、无限制地观察三维空间内的实物，达到真正意义上的临场感。在人类的惯性思维中，时间与空间自身都是没有局限的，它们可以无限地延伸与拓展，但当它们加固并作用于某一实际操作中，为确保某一项目的合理度与科学性，便会转换为因素时时刻刻地制约着工作运行，这是处于现实生活所带来的客观条件。但数字虚拟技术创建出的虚拟世界，在现实生活的基础上高于现实，无论是采用拼接合成，还是合成映射的手段，都能将真真实实存在的环境以另外的形式呈现于某一特定场合与时间中，从不同角度与内容出发都与预设或是先前的环境相符合，给客户带来与现实环境相同的心理感受。在广泛运用先进技术于工作中的今天，人们不断追求更高层次的体验，各行各业也在科技的带领下向客户极力展现出不同于之前的另一面，使客户逐渐见识到在科技投射下的魅力。
2.提升环境设计质量
质量问题是社会大众一直以来都在关心的重点，而内外环境作为人类居住、生存的场所，它面向社会公众，人们对其质量的把控更加严格。所以，环境设计的质量直接关系到日后环境设计的发展，那么，相关单位就需要想方设法、深思熟虑地拓展渠道，找寻方式方法，提升环境设计质量。传统的环境设计方式主要以手工为主，由专业人员在图纸上勾画、标注，写清明细，用立体的画法，以笔勾勒出具体框架，总体呈现出单一的平面图，非常直观、简单。直至后来数字虚拟技术的研发并应用，越来越多的设计人员尝到了科技带来的便利，便开始使用这项技术辅助环境设计，到目前来看，数字虚拟技术不仅仅提高了环境设计的效率，更提升了它的品质。第一，数字虚拟技术弥补了环境设计的缺陷。在现实工作中，因客观因素与现实条件的限制，如场地缺失、时间碰撞等事件频繁发生，导致环境设计工作开展不顺利，一系列蝴蝶效应产生，影响后期进度，而当数字虚拟技术的加入，完全规避了由时间上与空间上产生的问题，确保环境设计工作按照正常的秩序与流程顺利开展。第二，数字虚拟技术的运用，避免了在实际操作中存在的潜在问题。这项技术是严格按照系统的要求运行的，它模拟现实场景作业，人们可以不直接参与现实情境就能从虚拟场景中提前发现问题，及时地改正，杜绝施工人员在具体操作中受到身体与心理的双重威胁，确保了环境设计质量的同时，保障了人员的生命健康与安全。第三，数字虚拟技术拥有较强的专业性、科学性与合理性。由计算机控制的技术回避了人力可能带来的问题，它精准设计图纸，整合材料预算，并模仿自然生物行为构建框架，实现人机的无障碍交流，从源头上完全阻止了效果不佳、效率不高的情况发生。总而言之，数字虚拟技术对于用户与环境设计本身都是非常有益的，它满足了客户对环境设计的诉求，促使环境设计在保障质量的前提下合理地追求商业价值，带来不一样的社会效益。
3.促进环境设计交互性
交互性是数字虚拟技术的主要特点之一，交互的概念，从字面意思上理解就是互相沟通、互相影响，感受其他事物并和他们之间产生信息传递[4]。作为一项交互式仿真设计技术，数字虚拟技术的交互性主要体现在以下几个方面：首先，人的创作思维与动态数字结构应用的大胆交互。人类是拥有思想、语言、情感、主观意识的实在个体，我们与数字化技术的最大区别就在于是否需要借助外物操控。显而易见，人类是数字化技术的操控者、执行者，人们可以根据自己的喜好与需求，选择“放大化”设计或“缩小化”设计，任意地将自我情感渗透于环境设计之中，展现自身的审美价值与艺术眼光。其次，现实与虚拟的交互。现实指的是环境设计中的实际操作与效果呈现，而虚拟指的是依靠科技所构建出的虚拟世界，虚拟世界的建造离不开现实世界，它必须根植于现实才能符合人们对虚拟现实化的认知，若把现实与虚拟完全分割开来，就违背了环境设计的初衷。交互强调的是可用性，体验性，交互的目的是借助多重手段带给人沉浸性体验，所以，现实与虚拟之间务必时刻联系，虚拟以现实为参考，现实以虚拟为又一场景再现，共同为客户提供优质的环境设计服务。再者，情感交互。情感交互主要表现的是设计者与客户之间的情感交流。为达到更好地用户体验，设计者会率先与客户进行思想上的沟通，了解客户的基本意愿与想法，将客户的情感体现在环境设计之中，表现为个性化的属性，成为不同艺术创作上的延续。最后，人机交互。人机交互的最终结果是通过仿真、多媒体、并行处理、图形渲染、屏显等技术的综合在计算机系统里发出和现实世界高度吻合甚至相同的各种行为，其交互的过程即是现实世界刻画为虚拟世界的过程，唯有人类不断向计算机发出切实的指令，计算机再以呈现的效果反馈，才形成了人机交互的双向机制[5]。数字虚拟技术实现并创新了环境设计的交互性，不仅拉近了设计者与客户、现实与虚拟之间的距离，还推进人机交互进入更高的层次，实现个体创作思想与动态数字结构应用的高度融合，将环境设计提升到更高的档次。
随着二十一世纪科技产业的不断壮大，数字虚拟技术也在市场与用户的指导下逐步被完善与创新，成为其他行业的最大优势。而当下的环境设计工作为紧随时代的发展趋势与社会进程步伐，融合了数字虚拟技术，也创建出了环境设计的全新局面。到目前来看，数字虚拟技术背景下环境设计的现状已经呈现出良好的发展态势，这个举措不仅在很大程度上减少了资源的消耗，为客户提供了云端设计预设体验，还打破了环境设计中时间与空间的局限，提升了环境设计质量，促使环境设计朝着更为专业的方向发展。总的来说，于环境设计之中纳入了先进的数字虚拟技术，从不同角度考虑都是十分有必要的，它以长远的眼光保障了环境设计工作能够在未来未知的冲击中持续发展。
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