專題欄目:ARVRMR虛擬現實

智能制造背景下VR技術與環境藝術設計教學

引言

現代高等教育中的環境設計學科越來越重視虛擬現實技術的表現和應用,VR技術帶來了環境設計專業教學理念的變革,使得VR技術成為專業設計課程的重要內容。并且,從專業實踐課程的維度上講,VR技術的應用有助于環境設計專業的測量和調研工作,有助于學生夯實專業知識基礎,使課程間的聯系更加緊密,構建出課程體系的內在聯系。從而使實踐課程的教學內容和創新表現得到擴展和延伸。VR技術改變了人們的感知體驗,并對社會的經濟、文化、科技、生活等方面產生了深刻影響。

1、VR虛擬現實技術概念

VR虛擬現實技術是通過軟件操作,還原現實真實場景。通過對環境的設定,巧妙地將互聯網技術與多媒體相結合,虛擬現實技術是一種交叉學科,它是技術與藝術相結合的手段,這種集視覺、聽覺、觸覺為一體三維空間,給予學生身臨其境的學習體驗?,F如今虛擬現實技術已經非常廣泛的運用到軍事、醫學、設計、維修等多種領域。近幾年來開始進入教學領域,效果備受好評,無論是師生的交互性、學生的積極性、教學內容的掌握與否,相對傳統的高校教育模式,具有無可替代的重要突破。

2、虛擬現實技術在藝術設計課程教學中的運用現狀

虛擬現實技術能生成逼真的多維度的視覺、聽覺、觸覺為一體的虛擬場景,使用者通過佩戴傳感頭盔、眼鏡、數據手套等專業設備與虛擬世界中的物體進行交互互動,及時操作和控制虛擬世界中的物品,通過空間的多種維度感受身臨其境的身體感受。目前國外將虛擬現實技術運用在課程教學中已經較成熟,形成了以“課程、學習管理”與“教師專業發展、支持”為兩翼的發展趨勢。另外,瑞士皇家技術學院,在數學課程信息化教學方面設計了虛擬現實技術運用系統,該系統結合虛擬現實技術為學生提供虛擬的數學環境,將數學數字庫嵌入到虛擬現實環境中,用身臨其境的感受方式來幫助學生構建立體、視覺效果強、多角度、多層次的數學模型,通過這種方式將邏輯化的數學知識實時呈現為數學模型,輔助學生將數學中的邏輯關系清晰化,方便學生記憶和理解。

同時該系統采用藝術化的方式呈現,能將枯燥的數學邏輯以有趣的方式展現,提升學生的學習興趣。目前虛擬現實技術在針對ABB工業機器人、土木施工、風力發電、船舶裝備、高壓電力裝備檢修、工程地質與消防安全、生物學等具有一定安全隱患的學科運用較普遍,而針對藝術設計課程教學中的研究成果相對比較分散,較少有針對性的深入研究,例如在有的高校建立了針對藝術設計專業材料工藝及模型制作的虛擬仿真實驗項目,但在操作過程中存在預設模型庫數量不足,后臺系統計算能力匱乏,與真實操作體驗以及知識的獲取上差距較大,仍然停留在認知實驗的層面,亟須在使用的體驗以及技術開發上做深入研究。

3、互聯網智能制造背景下VR技術在環境藝術設計教學應用措施

(1) 搭建與市場結合的學習平臺,強化考核方式

室內外設計過程中要全面把握消費者的需求,并以此為基礎完成方案設計。目前室內環境設計行業傾向的重點與核心是軟裝設計,包含色彩、肌理、風格等方面。當人們步入一個室內空間時,視覺上最先體驗的就是軟裝環境。如在設計時選擇歐式風格,室內布置富有裝飾意味的壁爐,并用具有金屬質感的黑色和金色鐵藝對壁爐進行裝飾,這些語言描述對于學生以及設計對象來說缺乏直觀性。結合市場需求,課堂依托虛擬現實技術創建該場景,并對場景創建的不足進行設計調整,不僅增強了學生學習的積極性,也為設計結果提供了無限可能性。同時不斷創建和更新與市場相關的學習平臺,學校教師與企業導師共同進行線上指導和考核,強化學習效果,并能夠將優秀的設計結果應用于市場。

(2) 應用VR技術創新教學方式

傳統的教學模式多數是以教師為主體,教師將景觀設計知識整理后在課堂上進行講解、繪制,然而在這一過程中,學生多數顯得更加被動,頭腦中有疑問和不解的地方,不能立刻地與教師進行討論,課下時間討論的積極性又消失了,整個這種就“澆灌式”教學環節學生顯得非常的被動,然而景觀藝術設計這門課程,它的關鍵之處就在于學生可以充分地發揮自己的創新思維,表達自己設計想法,如果學生只能一味地跟隨老師的思路走,就會缺乏自主設計的能力,很多設計細節也無法準確地捕捉到,這樣就無法從中獲得良好的學習體驗。

由此可見,高校景觀藝術設計課堂中,課堂內容創新創意是具有非常重要的意義,而將虛擬現實技術帶入到高校景觀藝術設計課堂當中,學生能夠在虛擬的景觀環境中,體驗設計是否合理以及帶來怎樣的景觀體驗,從虛擬現實技術中獲得友好的界面,生動的場景,能夠充分地提升學生的學習主動性和積極性,發展學生自主動手制作景觀場景的能力,增加學生的成就感,創新思維藝術,為其今后的高校景觀藝術設計提供良好的教學環境。

(3) 項目建設將教學資源整合,重構教學功

開發創新教學項目,融合創新與創意教學。以藝術設計方法及表現手段,立足數字技術、信息技術、互聯網傳播媒介平臺,統一藝術設計類教學項目,引導學生將理論知識和動手實踐無縫結合,提高學生的想象設計能力,刺激學生的求知欲,通過全沉浸式VR技術發現問題并解決問題,為藝術設計教學成果轉化為設計生產力提供可能性。同時,學生可以根據個人意愿,自由選擇教學課程,提供自主學習機會,實現“厚基礎、寬口徑”的人才培養模式。

(4) 運用虛擬現實技術豐富藝術課程教學中的實踐環節

在藝術設計課程專業實踐實訓能力的培養過程中,三維模型實驗室、木工實驗室、模型制作等實驗室每次課程需要大量的實驗耗材,設備操作煩瑣,有的設備如果操作不當會浪費很多原材料,甚至還存在一定的安全隱患。由于以上的原因導致設備利用率低,而設備的維護成本又較高,因此在大部分藝術設計課程中普遍缺少訓練的模型和實驗室。采用虛擬現實技術指導藝術設計課程的實踐教學環節,能將其融入案例及實踐過程中。通過虛擬現實技術開發多種仿真實驗平臺,有效將教學實驗與理論知識結合起來。虛擬現實教學實驗平臺能再現真實的場景,讓學生在逼真場景中體會真實場景中的操作過程和技藝流程,并且可以反復練習,同時也提高了安全性??傊摂M現實技術通過沉浸式的參與過程,使實踐教學系統中的人機交互成為自然過程,增強實踐教學過程的人體感知、認知程度,使學生深化概念和萌發新的聯想,提升教學價值。

(5) VR虛擬現實技術提高作品感知度

傳統的景觀藝術設計課程中,教師在授課過程中會在自己的教學項目中,不斷地擴充設計元素,從而會給學生增加感知度,變相地提升了課程整體知識的容量。但是在傳統的課程模式中,由于條件與技術的限制,無法快速準確地給學生展示出來。傳統的景觀藝術設計課堂中,從最原始的繪圖效果圖到現在沿用的三維建模技術,從原來的單張效果圖的可根據建模渲染效果圖,但即使渲染的效果圖技術再高超,也逐漸地無法帶到虛擬現實技術帶來的逼真的效果體驗,虛擬現實技術可以滿足設計學生對景觀藝術設計的需求,可以帶學生真正的作為“第一人稱”的方式去感受景觀藝術設計課堂中不同的元素設計和規劃尺度。對原有的設計效果圖的模式進行調整和改正,使學生不出校園,在課堂中就可以做到身臨其境的效果,真正地去感受教師在課堂中的講解內容以及設計理念的傳達,從而增強自身對課堂設計理念的掌握和熟悉,在體驗過程中,用自身的角度對感知景觀藝術設計中的細節,增加學習效率,激發設計潛質,調動學習積極性和主動性。

4 、結束語

對環境設計專業而言,實踐課程與專業課程是相輔相成的,實踐課程為專業課程提供了強有力的支撐。在信息社會的高速發展中,環境設計專業實踐課程吸收融入VR技術,利用VR技術的巨大潛力對環境設計專業實踐課程進行建設,發揮出專業實踐課程的功能作用,使得實踐課程的功能和價值得到提升。變革了傳統思維發方式和創新能力,改變了以往實踐課程內容和方法。使人才培養模式更具現代性,實踐課程功能更具有科學性,真正體現出學科人才培養的發展性。

從時間軸維度來看,處于課程第一學期末和第二學期初的學生已經對組內課題通過調研而相對熟悉,同時初步具備了完成項目所需的基礎知識和代碼編程能力,可以申報國家級大學生創新創業訓練計劃項目和省級大學生科技創新活動計劃項目,學有余力的同學還可組隊參加中國大學生服務外包創新創業大賽。課程第三學期或第四學期的學生已經實現了課程項目的幾套解決方案和若干原型系統,可以結合市場應用需求擇優選擇功能較完備、創新性較強的項目作品參加中國“互聯網+”大學生創新創業大賽和全國大學生“挑戰杯”課外學術科技作品競賽。

5、結語

在項目的實施過程中,導師可以引導學生團隊將提出的新方法、新模型、新思路通過學術論文的形式予以呈現,對效果明顯提升、原型系統性能優越的項目可以凝練為國家發明專利。在論文專利的準備和撰寫過程中,學生的科學研究基礎能力和工程項目實踐能力獲得相對完整的訓練,為學生將來畢業進入公司企業從事研發測試工作以及國內外攻讀碩博學位提供有利知識和能力的技術儲備。

來源:夢潔說教育

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