(1)为室内设计专业的学生提供更多、更灵活的实践方式 室内设计专业偏重于设计理论与设计技能的教学,缺乏施工环节(诸如室内装修施工、建筑施工、景观建造施工等等)的实践操作或体验,容易导致理论和实际应用环节的严重脱节。往往理想的设计图纸却在实际施工中发现难以落实,或严重走样,而有过施工现场第一线工作经验的设计师,其设计方案更加切合实际和更能平滑对接施工操作。然而,这些实习操作或实践体验环节在现实环境和条件下,设计类专业院校难以提供或几乎无法提供。室内设计虚拟仿真实验教学项目的建设可以弥补这一不足。
(2)为室内设计专业的学生提供安全、可靠的实践教学环境 室内装修施工环节充满了危险和不可预测的突发事件,在校修学期间,出于安全考虑,学校一般不鼓励、不允许学生到建筑工地或施工现场参观、考察。即便有机会到有安全保障的施工现场考察,受限于较长的施工周期和进度,短期内的考察往往只能看到某个时段中的施工环节,而没机会在短期内看到完整的施工过程。此外,施工过程是不可逆的,某个环节的考察一旦错过就无法弥补。施工过程不可凝固,也难以复制,想要用几个小时或几十个小时考察并记录周期为数个月以上的施工过程作为存档资料,几乎没有可能。因而,施工环节成了神秘而不可触碰的实践教学禁区。 室内设计与装修虚拟仿真实验教学环节的构建可让这一禁区解除,可用极低的开发成本构建场景规模宏大、施工过程完整、施工进度可逆、施工周期可定、开工日期可调的虚拟施工实践教学基地,景象虚拟而现实、时空凝固而可逆的虚拟施工现场,让学生获得如同身临其境般的实践教学过程和操作体验。
(1)国内首次提供从毛坯房起步进行虚拟室内装修设计的全流程实训实验
平台根据室内空间与装修设计的真实操作流程,从毛坯房起步进行虚拟室内装修设计的全操作流程实训,目前在线的国家虚仿平台尚未有过类似的虚仿教学实验。本实验弥补了理论与实践的脱节,让学生在实践中深化理论知识,提高应用能力,在“做中学”的基本基调下,完成对课程的系统性学习。通过对基本运作逻辑及细节进行剖析,依据室内设计专业培养方案,总结细化为层次化、科学化、智能化的系统实训方案。
(2)基于模块化实时、快速设计呈现
通过将地面、屋顶、墙面以及主要家装部件等提前预制为固定大小的基础模块,利用模块间的不同组合拼接成完成整体空间。每一单独模块既可以单独成行也可以与其他模块进行拼接组成完全不同的样式,在大大缩短建模时长的同时,也使得空间造型拥有了更多变化的可能性。
(3)支持Web端远程多人协同设计与交互漫游
基于网络信息化技术支持,室内装修设计项目支持多人同时在线,通过实时交流和操作进行协同设计,并在设计完成后进行同一空间内的实时交互漫游。在低成本、零风险的情况下,还原真实的施工流程。学生足不出校即可完成合作设计与实践成果验收,使远程空间虚拟交互成为现实。
(4)实操过程可保存和实时回放、分析、自动保存快照图片
平台会对学生的虚仿实验过程进行监控和记录,在设计方案提交后,对学生的实践记录进行存档,建立学习档案和实验报告数据。在为教师提供考核凭证的同时,帮助学生在进行回看和分析的过程中,实现实践学习过程的动态性成长。
(5)虚仿系统具备自动评定成绩和实时提交实验报告的功能
平台通过设置不同的层级,依照真实的设计逻辑将实践内容进行划分,针对学生在不同层级内的完成程度进行多维智能评分,并将实验结果以报告的形式实时保存至学生的实践档案,供老师进行即时查阅和批改,形成完整的自动化实践教学与评价体系。
(6)基于“互联网 +”的室内设计虚拟仿真实验教学发展战略
以智能评估的全流程室内装修设计虚拟仿真实验教学平台为依托,以线上线下混合式课程教学模式为基础,建设基于“互联网 +”的室内设计虚拟仿真实验教学“校企共建资源库”。通过与国内众多的设计公司和房地产公司协同合作,实现优势互补,资源共享。构建以兴趣为导向的室内设计教学资源库,引导学生进行合理运用,建设包括室内设计专业课程、素材、培训和企业资源在内的专业群教学资源库。实现学生、教师、社会专业技术人员之间的资源共享,满足自主学习、线上线下混合式教学、企业信息技术交流、专业技术培训等功能。
(7)室内装修设计虚仿实践操作与思政教育理念的融合与创新
通过室内空间设计教学为契机,以中式简约装饰风格与文化特征为主题,响应国家教育信息化号召,在教学与实践中加深民族意识和传统文化的认同,达到对中国传统文化艺术的内在挖掘与再创造。
(1)构建“1+1”模式的虚拟实践教学环节
“1+1”的虚拟实践教学环节的构建方案,即常规教学环节+虚拟实践环节,采用虚拟实践与现实环节互补、理论方案与实践操作互促,把虚拟实践作为现实实践教学的一个有力补充和重要环节纳入艺术设计专业教学体系中。前期,把虚拟实践作为某些艺术设计专业课程的一个教学环节来构建,条件成熟时将进一步扩大范围并形成虚拟实践教学体系。虚拟实践教学环节主要安排在课程教学的最后阶段,也可以根据个别专业教学情况穿插在中间。在现实环节安排学生学习与课程相关的实践理论,充分准备设计资料、实验数据,然后进入虚拟环节,按实践课程规划,逐一完成各虚拟实践操作规程。离开虚拟环节以后,学生通过收集、整理计算机在虚拟实践过程中获取的各种操作结果,比对现实实践,验证虚拟实践,完善实施方案。
我们以居住空间设计为例,论述“1+1”模式的实践教学环节构建理念。居住空间设计教学模式上采用“1+1”的实践教学环节实施方案,即常规教学与虚拟实践教学环节(动手与验证为主)结合的方式,在教学方法上,常规教学采用案例教学、小组讨论、启发引导、讲练结合的方式进行教学,而虚拟实践教学环节则是采用虚拟现实教学平台,由教师引导学生进行自主虚拟实践的方式。在教学手段上,常规教学采用多媒体教学、案例分析、现场示范的方式,虚拟实践教学环节采用在虚拟实践基地自主规划、实践的方式。学习重点上,常规教学的学习重点在掌握住宅室内设计的功用性能、经济意识、个性化理念、审美倾向、表现方法上,虚拟实践教学环节的学习重点在在虚拟、仿真的三维环境进行居住空间设计的实践,验证设计方案的可行性和实时体验最终的设计效果。在能力目标上,常规教学注重培养学生的居住空间各功能分区的方案设计、效果图和施工图的绘制的能力。虚拟实践教学注重通过虚拟居住空间设计实践培养理性和感性设计的能力。在课程内容方面,常规教学旨在住宅的空间特征、人体工程学,以及起居室、餐厅、厨房、卧室、书房、卫生间、公共走道、居室绿化等设计的教学。虚拟实践教学环节旨在在虚拟环境模拟现实中的居住空间设计过程,对所有元素进行重新布局,考察其合理性和艺术性问题。表1所示为居住空间课程的1+1教学环节安排。
(2)建立差异化的虚拟实践模式
虚拟实践的模式因课程内容的差异而有所不同,如景观设计的虚拟实践模式重在外部大环境的总体规划和改造;而室内设计的虚拟实践模式则重在内部空间的规划改造、家具的陈设布置、光照效果的营造等,因此需要根据这些差异制定相关的虚拟实践课题任务和考评目标,形成差异化、模块化的虚拟实践教学模式,最终达到在“虚”中验证“实”,在“实”中完善“虚”的实践教学目的。差异化、模块化的虚拟实践模式的建立在于精确定位,从教学大纲、教学计划、教学内容入手,根据专业方向差异,制定虚拟实践教学模式的开设方案,定制相关的虚拟实践课题任务和考评目标。
(3)定制与构建虚拟实践环境
实践必须为学生提供良好的知识获取、加工、交流、感受的环境和条件,为学生创设丰富真实的尝试探索的情境和氛围,因此虚拟实践环境是开展虚拟实践教学的基础,是艺术设计虚拟实践教学环节构建的必备内容。虚拟实践环境可以分为可视化的软件环境和可交互的硬件环境,硬件配备是基础,软件开发是核心。我们的教学平台已经为每个参与的学生配备了能满足虚拟实践教学要求的Oculus Rift VR头盔显示器和一系列交互操作计算机硬件系统。而可视化的软件环境已经完成了前期主要模块的开发,后续开发还在进行中。 根据差异化的虚拟实践模式,定制与构建所需的可视化虚拟实践教学环境,包括构筑特定的虚拟环境模型组件和辅助物品,提供尽可能完备和仿真的环境模型组件,如山川大地、日月星辰、江河湖海、草木植被等自然环境,以及建筑、交通、家居等人工环境,包括春夏秋冬、晨昏昼夜、风雨晴晦等环境因素。在仅次于真实环境的虚拟世界,学生可以根据特定要求进行改造,如加入自己设计的模型,参照真实世界的尺度与比例进行实时环境规划、室内设计、商业空间设计、家具设计以及展示设计等艺术实践,得到仅次于现实的实践教学体验。在这个虚拟环境中,学生只需专注于“虚拟实践”环节,而不必花太多精力耗在“虚拟基地”软件平台工具的学习上。
虚拟实践的管理和考评机制采用“初期文案规划”→“中期实践验证”→“后期评价总结”的思路。教师根据教学大纲或课程计划,设定实践教学环节中计划完成的各种任务和指标(文案规划),然后在虚拟实践教学环节中进行相关的必要性、可行性验证或实时交互操作(实践验证),最后回到现实中再次总结、改进,从而不断验证、完善虚拟实践的管理和考评机制(评价总结)。虚拟实践的管理和考评类似于下单→接单→交单的过程,以网络登录界面作为管理入口,根据实践教学大纲或课程计划,预制多种类型的虚拟实践目标任务书供学生选择(下单),学生根据个人的课题目标和任务进行二次定制(接单),然后在虚拟环境中进行相关的必要性、可行性验证或交互审美体验,最后回到现实中再次总结、改进和完善,最终提交虚拟实践教学环节的成果(交单)。在虚拟实践环节,制定实践目标的量化考评细则是关键。
室内设计虚拟仿真实验教学平台并非仅仅针对室内设计课程专业开发和使用,还可以无缝扩展到景观仿真设计(包含地形、植被、建筑的室外场景)、展示设计(包括卖场展示设计和橱窗展示设计)等课程,只需添加体现相关专业课程特色的模型、材质和特效库文件。视觉传达专业的也可以通过本实验教学平台进行数字视觉效果的设计和体验。 此外,通过分布式网络技术,可以进行多人异地联机设计,在一个共同、协作的虚拟仿真网路环境中进行设计交流和设计实践活动。