栗 功

（燕山大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院，河北秦皇島 066004）

1 當(dāng)代茶室空間設(shè)計的意義

當(dāng)代茶室內(nèi)部空間的營造，關(guān)鍵的并非是營造什么而是為什么營造。會心之處不在遠(yuǎn)，現(xiàn)代人在哪才能安心？這一問題隨著社會經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的日益累積，人們不斷提高的生活水平，而逐步引起繁忙的現(xiàn)代人注意。中國擁有源遠(yuǎn)流長的茶文化，不但體現(xiàn)為物質(zhì)文化方面，還表達(dá)出厚重的精神文化內(nèi)涵。茶文化幽靜深邃，令人心曠神怡。這一文化的特殊性，正好滿足了現(xiàn)代人想要緩解緊張壓迫的情緒內(nèi)心需求。

人們在品茶的過程中，更加全面的了解中國傳統(tǒng)文化的生命力，在茶中探尋歷史傳承的軌跡，在茶中收獲心靈的安寧，在茶中確定人生的格局。

在品茶的過程中茶葉、水與茶器必定是不可少，而茶室空間作為開展品茶活動的主要場所，同樣發(fā)揮了重要作用。在現(xiàn)代生活節(jié)奏較快的全球化經(jīng)濟(jì)中，人們恪守千年的傳統(tǒng)文化有所忽略，并隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，中國傳統(tǒng)空間營造出的平和親人特點也一度被人所拋棄，順勢形成的國際主義風(fēng)格卻令人無法很好適應(yīng)。正是這樣，茶室空間要想發(fā)展?fàn)I造親人的環(huán)境至關(guān)重要。怎樣將當(dāng)代新技術(shù)，完美融入到中國的傳統(tǒng)文化中，怎樣在VR技術(shù)下建立茶室空間，并且賦予其獨特的場所精神，更好的傳承發(fā)展中國的傳統(tǒng)文化，這些問題迫切需要利用VR技術(shù)進(jìn)行解決。

2 VR技術(shù)概述

2.1 定義

VR又稱為虛擬空間、人工現(xiàn)實和仿真技術(shù)等，是人們利用計算機獲得復(fù)雜數(shù)據(jù)之后通過浸入式感官同步操作與交互的一種行為。一般形式的人機界面與視窗操作都無法達(dá)到虛擬現(xiàn)實操作的可控性與感知性，因此，可以判斷其具備了異常強大的技術(shù)理念。

VR體系中的“虛擬”是指利用計算機收集數(shù)據(jù)產(chǎn)生仿真模型；“現(xiàn)實”則指客觀存在于時間軸內(nèi)的一切，其可以是現(xiàn)實中能夠?qū)崿F(xiàn)的，也可以是無法實現(xiàn)或者是根本不能實現(xiàn)的。所以虛擬現(xiàn)實指的是通過計算機形成特定虛擬空間，用戶可以利用某一特殊裝備幫助他人或者自己“進(jìn)入”空間，并且實施全面掌控、變更環(huán)境從而實現(xiàn)特定的目標(biāo)，即在這一空間環(huán)境中使用者是互動的主體。

從根本上分析，虛擬現(xiàn)實就是采取計算機技術(shù)為使用者創(chuàng)造一種真實同步的各種虛擬感覺，對使用者的操作要求整體滿足。它有效結(jié)合了先進(jìn)的計算機用戶接口技術(shù)和實時感知交互方法。

2.2 VR的應(yīng)用特征

VR利用顯著的優(yōu)勢，在茶室的內(nèi)部空間設(shè)計中發(fā)揮了極大的作用。有關(guān)VR的應(yīng)用特征，具體包括四個方面，具體如下：

2.2.1 效率性

在茶室內(nèi)部空間設(shè)計中應(yīng)用VR技術(shù)，打破了傳統(tǒng)茶室設(shè)計的復(fù)雜性，最大程度節(jié)省了時間和成本；采取高技術(shù)手段把虛擬設(shè)計的項目通過數(shù)字化和多媒體化的方式呈現(xiàn)出來，可以幫助用戶利用VR技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)平臺察看模型，有效發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢，更加全面的體現(xiàn)作品和展示效果，完成宣傳的目的，提升效率性。

2.2.2 藝術(shù)性

利用VR技術(shù)對茶室內(nèi)部空間作品全面展現(xiàn)，對于圖像處理技術(shù)要求很高。需要結(jié)合應(yīng)用Flash、全景圖片或者是3D虛擬建模等形式，展示高清圖像，突出了逼真性與藝術(shù)性。用戶利用對圖像進(jìn)行觀察，可以對項目結(jié)構(gòu)、應(yīng)用工藝和材質(zhì)特點全面了解，獲得良好的虛擬展示效果。

2.2.3 侵入性

VR技術(shù)的侵入性可以幫助用戶感受逼真的環(huán)境氛圍，甚至形成身臨其境的感覺，并且采取計算機技術(shù)把圖形轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw化的三維空間。一定程度上侵入性還可以稱為存在性和臨場性，其準(zhǔn)確體現(xiàn)出虛擬環(huán)境中用戶的真實感受。用戶應(yīng)當(dāng)提前準(zhǔn)備專業(yè)手套和頭盔，進(jìn)一步深刻感知虛擬環(huán)境形成的立體效果，同時外界不會影響這一環(huán)境，有利于用戶全面融入到虛擬環(huán)境中。侵入性最佳的效果是無法令用戶分辨真假，就像已經(jīng)處在真實的環(huán)境中。

2.2.4 多感知性

由于置身在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，完整配置了聽覺、觸覺和視覺等感官設(shè)備，不但使用戶獲得了視覺感知，還有觸覺感知、力覺感知和聽覺感知等。因此，VR技術(shù)具備了多感知性，有利于用戶獲得真實情景的感知。而VR技術(shù)的最佳狀態(tài)是擁有全部的感知功能，當(dāng)前技術(shù)水平尚未達(dá)到。

3 VR技術(shù)在當(dāng)代茶室內(nèi)部空間的應(yīng)用趨勢

3.1 傳統(tǒng)設(shè)計方式的不足

茶室內(nèi)部空間設(shè)計作品還稱為“特殊商品”，其不僅需要符合茶室客戶的個人品味傾向與功能需求，還必須展現(xiàn)設(shè)計師的設(shè)計目標(biāo)。傳統(tǒng)茶室內(nèi)部空間設(shè)計過程中設(shè)計師的主要依據(jù)便是客戶的需求與有關(guān)規(guī)范，結(jié)合茶室平面圖、立面圖以及施工詳情圖和三維模型，不斷深化設(shè)計，在圖紙上呈現(xiàn)設(shè)計構(gòu)思的方案。這樣對設(shè)計師發(fā)散思維造成了限制，對非專業(yè)客戶來講，他們不具備良好的空間想象能力，無法直觀準(zhǔn)確的認(rèn)識最終方案，進(jìn)一步造成客戶對原有設(shè)計和建成環(huán)境形成巨大的差異。

傳統(tǒng)茶室內(nèi)部空間設(shè)計的表示方法包括效果圖、三維動畫以及平面與立面和剖面。其中，效果圖只是對茶室某一角度靜態(tài)進(jìn)行表示的視圖，不能對茶室整體信息進(jìn)行反映；三維動畫雖然表能力較強，但是準(zhǔn)確性和有效性不足。茶室內(nèi)部空間設(shè)計利用VR技術(shù)可以較好的表達(dá)三維空間，即利用人機交互方式，使人們身臨其境。在這樣的虛擬環(huán)境中，人們可以對茶室內(nèi)部空間的各個角度進(jìn)行全面觀察與審視，進(jìn)一步幫助用戶更加清晰的了解茶室空間結(jié)構(gòu)與裝飾風(fēng)格。對于茶室內(nèi)部空間來講，VR技術(shù)的應(yīng)用，無形之中開辟了一條全新的設(shè)計模式，這種交互式可以全方位滿足客戶需求，進(jìn)一步提升了設(shè)計水平。

3.2 VR技術(shù)在茶室內(nèi)部空間設(shè)計的中的優(yōu)勢

設(shè)計師在設(shè)計初期就要對茶室內(nèi)部環(huán)境詳細(xì)了解，并且盡量直觀表現(xiàn)茶室內(nèi)部空間的各個部位，完整表達(dá)設(shè)計目的與最終效果，我們一般在“虛擬室內(nèi)”創(chuàng)造一個虛擬的茶室內(nèi)部空間來達(dá)到這一目標(biāo)。同時，還可以利用“虛擬室內(nèi)”與甲方進(jìn)行溝通交流，進(jìn)一步全面展示設(shè)計思想，全面表達(dá)設(shè)計水平，減少由前期設(shè)計問題而產(chǎn)生的施工問題。

3.2.1 設(shè)計變更的高效性

利用VR技術(shù)進(jìn)行茶室內(nèi)部空間設(shè)計時，用戶可以在電腦上查看設(shè)計師的虛擬渲染效果。若用戶要求改動某一局部地方，比如移動門或者改變窗的尺寸，設(shè)計師可以快速調(diào)整，隨后也會顯示新的項目價格。一旦單擊發(fā)送，施工圖就被傳輸給產(chǎn)品設(shè)備。與傳統(tǒng)模式對比，室內(nèi)虛擬技術(shù)可以完整展示全部的空間尺寸，并且可以通過設(shè)備編輯修改，最后還可以漫游室內(nèi)空間。

3.2.2 設(shè)計表達(dá)的體驗性

虛擬室內(nèi)空間設(shè)計和手繪圖紙，電腦效果圖以及建筑動漫等設(shè)計表達(dá)方式比較，體現(xiàn)出巨大的技術(shù)優(yōu)勢，充分表現(xiàn)出藝術(shù)性和真實性。VR技術(shù)利用軟件平臺創(chuàng)造了一個虛擬環(huán)境，幫助客戶形成一種身臨其境的感覺。

4 VR技術(shù)在茶室內(nèi)部空間設(shè)計中的實際應(yīng)用

4.1 系統(tǒng)設(shè)計流程

4.1.1 設(shè)計場景

地面大小極大程度影響了開展體驗活動的具體范圍，在設(shè)計墻體的過程中必須借助于有關(guān)數(shù)據(jù)，將預(yù)制體動態(tài)添加至墻體，同時利用列表的形式保存在場景中，有利于產(chǎn)生外部文件，該方法也適用于材質(zhì)添加，并且嚴(yán)格進(jìn)行邊緣檢測。家具添加包括了加入燈具等內(nèi)容，用戶在體驗過程中可以更加真實的體會關(guān)聯(lián)燈的開關(guān)與燈具光源。

4.1.2 用戶體驗

體驗可以通過兩種方法實現(xiàn)，VR與非VR，在非VR體驗?zāi)Ｊ街泻孟袷峭嬗螒颍檬髽?biāo)和鍵盤開始交互場景，VR體驗?zāi)Ｊ絼t是利用設(shè)備開展移動和交互。

4.2 虛擬現(xiàn)實的功能交互設(shè)計

利用官方軟件添加至VR功能，將人形模擬對象引入場景中，把VR的攝像頭轉(zhuǎn)移至頭部，并且借助代碼關(guān)聯(lián)VR頭盔和對象位置，達(dá)到移動功能，若使用者移動空間嚴(yán)重不足則需要利用控制器對移動進(jìn)行操縱，采取手柄控制器上的觸摸鍵可以完成360度無死角移動操縱。同時，通過手柄控制器上的按鍵對人手操作有效模擬，完成了場景抓取工作。VR僅被認(rèn)為是一種工具，還需要通過算法實現(xiàn)實際功能，具體是采取碰撞檢測技術(shù)完成VR技術(shù)使用以及交互虛擬場景。

4.2.1 材質(zhì)邊緣檢測

具體是保證相同材質(zhì)不會形成過大的縫隙，通過觀察每一個材質(zhì)，對它們之間的距離關(guān)系嚴(yán)格檢測。認(rèn)真比較參照對象Aa和Ab之間的坐標(biāo)關(guān)系，這時只需要對x、y軸進(jìn)行考慮，在同一軸上比較二者之間的距離進(jìn)一步獲得Lx和Ly之間的距離。

Aax-Abx＞0，Ab 在 Aa的左側(cè)

Aax-Abx＜0，Ab 在 Aa的右側(cè)

Aay-Aby＞0，Ab 在 Aa的后側(cè)

Aay-Aby＜0，Ab 在 Aa的前測

在位置關(guān)系的基礎(chǔ)上對坐標(biāo)位置不斷改變從而符合對象之間要求的距離。

左側(cè)，Abx=Aax-Lx

右側(cè)，Abx=Aax+Lx

后側(cè)，Aby=Aay-Ly

前側(cè)，Aby=Aay+Ly

4.2.2 碰撞檢測

結(jié)合茶室內(nèi)部空間實際特征可知，基本上所有物體都是靜止?fàn)顟B(tài)的，所以可以理解為動態(tài)監(jiān)測場景中的AABB部分。將三維問題成功轉(zhuǎn)化為單獨的一維問題，彼此融合形成最后的答案。把沿著數(shù)軸運動的AABB設(shè)置為黑色矩形。當(dāng)t=0時，運動的AABB和靜止的AABB之間形成了左右的位置關(guān)系，當(dāng)t=1時，運動的AABB在靜止的AABB右邊完全無語。tener是兩個AABB相交區(qū)域，也可以認(rèn)為是兩個AABB發(fā)生接觸的某一時刻。

求出tener。在這一時間內(nèi)兩個AABB相較于某一堆上，所有堆上時間交集就是彼此相交的邊界框內(nèi)的時間段。若區(qū)間為空，那么兩個AABB永遠(yuǎn)不會相交；若區(qū)間在[0，1]上，那么在談?wù)摰臅r間段內(nèi)他們不會相交。

4.2.3 射線碰撞檢測

這一檢測方法具有一定的普遍性，主要選擇實例化的對象。在系統(tǒng)中發(fā)揮了十分重要的作用，比如選擇茶室墻體和家具。具體利用鼠標(biāo)對屏幕進(jìn)行點擊，系統(tǒng)向屏幕上的點發(fā)出一條射線，對射線與第一個碰撞的物體進(jìn)行單擊選中，基本完成了點擊屏幕選擇對象的操作。

有關(guān)的實現(xiàn)方式，首先構(gòu)建一個有關(guān)射線的對象，相應(yīng)的嚴(yán)格檢測鼠標(biāo)點擊動態(tài)，當(dāng)鼠標(biāo)實施點擊時是射線對象賦值，鼠標(biāo)點擊的位置是射線的起點，利用屏幕投影角度建立射線，并且對物體是否被遮擋進(jìn)行檢測，若發(fā)生，則反饋物體遮擋信息，具體來講便是我們即將選取的物體，同時開展有關(guān)的實踐操作。

這樣的設(shè)計能夠更加真實的感受茶室內(nèi)部空間作品，有利于體驗者更加直接對體驗設(shè)計并且改裝之后的室內(nèi)空間，與傳統(tǒng)平面展示比較前者的設(shè)計強化了用戶滿意度，減少了返工次數(shù)，同時也最大程度節(jié)約了資源。

5 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，VR在室內(nèi)環(huán)境設(shè)計上體現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價值。在茶室內(nèi)部空間中科學(xué)應(yīng)用VR技術(shù)，可以更加有效的設(shè)計室內(nèi)方案，推動了室內(nèi)設(shè)計行業(yè)的發(fā)展，形成了一個特殊的展示方案，VR技術(shù)領(lǐng)域會對我們的生活極大豐富，使茶室內(nèi)部空間發(fā)展更加完善。

[1]王志宏.室內(nèi)設(shè)計中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2007(10):181-182.

[2]黃巖.虛擬現(xiàn)實及其關(guān)鍵技術(shù)[J].信息與電腦，2016（16）：53-54.