﻿艺术 设计 的 平面 效果图 ， 即便 栩栩如生 ， 也 无法 欺骗 大脑 ， 因 其 仅 提供 视觉 上 的 体验 。 而 虚拟 现实 技术 作为 一 项 新兴 的 技术 ， 它 的 空间 性 、 感受性 、 交互 性 是 它 独特 的 优势 ， 在 虚拟 环境 中 我们 的 感官 ， 除 嗅觉 外 ， 无 一 不 受 刺激 。 若 将 虚拟 现实 技术 与 艺术 设计 相 结合 ， 现代 设计 过程 将 发生 巨大 的 变化 ， 得到 超 乎 先前 的 效果 。 虚拟 现实 成为 设计 的 一 件 新 武器 ， 一 支 新 画笔 ， 会 让 设计 出现 很多 新 的 变化 ， 本文 将 根据 虚拟 现实 在 设计 上 的 应用 ， 对 这些 可能性 进行 分析 与 论述 。 
在 艺术 设计 的 行进 中 ， 我们 一直 在 讨论 有关 “ 人 ” 的 问题 — — 比如 一个 产品 是否 达到 人 的 心理 需求 、 一 件 装置 是否 符合 人机 原理 、 一套 设施 是否 安全 等等 。 出于 这些 考虑 ， 设计师 在 进行 设计 时 总是 需要 进行 各种 模拟 ， 在 模拟 中 找出 可能 存在 的 问题 并 逐一 解决 ， 完善 产品 。 这 一 过程 纯粹 靠 想象 和 平面 推演 是 难以 实现 ， 此时 就 需要 模型 的 参与 。 CAD 技术 的 出现 与 应用 在 很 大 程度 上 替代 了 繁复 的 实物 模型 制作 与 模拟 过程 ， 但 传统 CAD 模型 的 局限 在于 ， 视角 转换 操作 繁复 ， 不能 实现 流畅 的 人机 交互 ， 削弱 了 感官 可以 获得 的 信息 ， 从 一定 程度 上 限制 了 设计师 的 创造性思维 。 此外 ， CAD 模型 的 建立 往往 要求 设计师 有 严谨 的 数字 逻辑 ， 并且 修改 起来 比较 困难 ， 对 设计师 有 专业 技术 上 的 要求 。 而 虚拟 现实 技术 的 应用 和 虚拟 模型 出现 ， 不仅 使 模拟 过程 操作 更加 简便 ， 也 能 营造 出 逼真 的 虚拟 环境 ， 对 产品 及其 使用 条件 进行 更加 全面 的 模拟 。 随着 虚拟 技术 的 发展 与 推广 ， 它 在 艺术 设计 领域 必将 有着 广泛 的 应用 。 
1 . 概述 虚拟 现实 技术 
所谓 虚拟 现实 ， 就是 虚拟 和 现实 的 相互 结合 ， 是 一种 可以 创建 和 体验 虚拟 世界 的 计算机 仿真 系统 。 它 利用 计算机 生成 一种 模拟 环境 ， 然后 通过 多种 传感 设备 使 用户 “ 进入 ” 到 该 环境 中 。 虚拟 现实 系统 具有 沉浸 、 交互 、 构想 三 个 基本 特征 。 它 强调 了 在 虚拟 系统 中 的 人 的 主导 作用 ， 使用者 对 接受 的 信息 做出 反应 时 ， 设备 会 根据 使用者 的 行为 发生 相应 的 变化 ， 用户 能够 用 多种 传感器 与 多维 信息 的 环境 发生 交互 作用 。 不同 于 过去 的 人 只能 以 定量 计算 为主 的 结果 中 得到 启发 从而 加深 对 事物 的 认识 ， 人 有可能 从 定性 和 定量 综合 集成 的 环境 中 得到 感知 和 理性 的 认识 从而 深化 概念 和 萌发 新意 。 虚拟 现实 系统 具备 多 个 感知 方式 ， 所 获得 的 多维 化 信息 更加 生动 ， 更 符合 人 的 习惯 。 相对 与 传统 的 CAD 技术 只能 从 外部 观察 模型 ， 它 给 了 用户 更加 直观 丰富 的 感受 与 便捷 的 操作 ， 它 所 创造 的 身临其境 的 、 多维 化 的 环境 更 能 激发 设计师 的 创造性思维 。 
2 . 虚拟 模型 — — 开发 空间 想象力 的 利器 
从 产品 到 建筑 ， 每 一 件 设计 的 成果 都是 立体 的 、 三维 的 。 从 设计 草图 到 产品 模型 ， 设计 流程 决定 了 设计师 一定 要 能 实现 产品 二 维 到 三维 的 转化 ， 这 就 要求 设计师 具有 空间 思维 的 能力 。 但是 在 日常生活 中 ， 我们 每 一 次 所 看到 的 都 只是 物体 在 我们 有限 视角 范围 内 的 一个 部分 ， 即使 生活 经验 产生 的 习惯性 思维 让 我们 的 大脑 能够 捕捉 到 三维 物体 与 二 维 图像 的 差别 ， 我们 在 未经 过 引导 与 训练 时 — — 试想 我们 一开始 接触 绘画 的 时候 ， 也 总是 更 容易 将 物体 表现 得 平面 化 。 从 认识 立体 几何 开始 ， 我们 都 在 训练 大脑 让 它 能够 整合 所 接受 的 信息 在 想象 中 呈现 出 空间 的 概念 ， 而 虚拟 现实 技术 的 空间 性 ， 正 适合 用来 开发 设计师 的 空间 想象力 。 
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对 建筑 与 环境 的 直观 认知 
长期以来 ， 建筑 环境 设计 始终 是 建筑 设计师 和 工程师 的 专业 领域 ， 他们 通过 专业 的 学习 ， 能够 从 工程 设计 图纸 、 各 楼层 的 平面 设计图 在 脑海 中 想象 出 建筑 的 样子 ， 也 可以 将 自己 脑海 中 的 建筑 用 平面 的 线条 绘制 出 可以 与 同行 交流 的 设计图 。 这些 都 依赖 于 强大 的 空间 构想 能力 。 但是 ， 很少 有人 可以 不 借助 丰富 的 观察 学习 的 经验 ， 凭空 构想 出 一 栋 复杂 且 合理 的 建筑 。 传统 的 积累 经验 的 方式 ， 通常 是 费时 费力 的 实地 考察 与 图片 浏览 ， 而 如果 运用 虚拟 现实 技术 ， 不但 省去 了 用于 赶路 的 时间 与 费用 ， 更 能 随时 探究 其中 的 细节 。 虚拟 现实 技术 所 构造 虚拟 环境 ， 打破 了 时间 与 空间 的 限制 ， 甚至 对于 一些 与 当地 特殊 环境 相 结合 的 建筑 ， 可以 体会 随 时间 变化 不同 光线 、 不同 季节 中 建筑 所 呈现 的 不同 效果 。 身临其境 地处 在 建筑 之中 进行 体会 探索 ， 形成 更加 直观 的 、 感性 的 空间 概念 。 
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直观 感受 变化 完善 思维 概念 
在 设计 中 ， 出于 视觉 效果 的 要求 、 人机 工程 的 考虑 、 制造 工艺 的 限制 等等 ， 常常 要 对 物件 的 尺寸 、 斜 边 角度 、 安放 位置 进行 多次 的 斟酌 与 修改 。 但是 当 我们 尝试 一个 新 领域 的 时候 ， 对 尺寸 变化 造成 的 影响 只能 凭 经验 估算 。 对于 尺寸 调整 所 造成 的 视觉 效果 的 变化 ， 很 难 通过 想象 来 达到 准确 的 预估 。 通过 虚拟 模型 ， 设计师 能够 实现 对 尺寸 变化 更 直接 的 体会 。 比如 厨房 操作台 高度 的 设计 ， 我国 的 厨房 设计 中 ， 操作台 的 高度 在 很 长 时间 里 没有 一个 固定 的 参考 。 但 操作台 本身 是 用户 在 厨房 中 停留 最 久 的 地方 ， 对于 厨房 规划 非常 重要 。 操作台 如果 高度 过低 ， 会 使 操作者 弯腰 低头 ， 对 颈椎 造成 伤害 ； 高度 过 高 ， 会 加大 手腕 的 弯曲 程度 ， 对 腕骨 造成 损伤 ， 并且 不 恰当 的 操作 姿势 都会 让 操作者 更 容易 产生 疲劳 感 ， 不但 降低 了 用户 体验 ， 而且 增加 安全 隐患 。 如果 把 虚拟 现实 系统 与 厨房 设计 相 结合 ， 在 调整 操作台 高度 的 时候 ， 设计师 就 可以 通过 模拟 操作 过程 进行 亲身 的 体会 ， 随意 改变 操作台 高度 和 灶 炉 与 操作台 边缘 的 距离 、 两 个 灶 炉 之间 的 距离 等 ， 实验 出 最 符合 人机 的 布局 。 通过 对 虚拟 模型 的 改变 ， 能够 清晰 地 认识 到 尺寸 变化 对 空间 形成 的 不同 效果 ， 完善 空间 思维 。 
3 . 应用 优势 
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实验 的 操作 更加 简便 
许多 产品 的 完成 都 需要 进行 多次 的 实验 ， 虚拟 现实 技术 的 加入 ， 能够 节省 成本 ， 并 使 实验 的 操作 得到 简化 。 谈到 模拟 试验 ， 不能不 提到 虚拟 原型 技术 。 随着 CAD 技术 的 广泛 应用 ， 数字 原型 已经 成为 了 实体 模型 通用 的 替代 技术 。 但是 CAD 模型 的 建立 过程 非常 数字化 ， 模型 的 视觉 效果 也 不够 理想 ， 通过 观察 CAD 模型 改进 外观 设计 与 总体 布局 则 要求 用户 有 很 高 的 专业 度 。 虚拟 原型 技术 则 在 CAD 原型 技术 的 基础上 增添 了 强大 的 可视化 优势 和 交互 探索 的 功能 ， 使用者 可以 更 大 程度 地 对 模型 进行 观察 ， 并且 可以 直接 操纵 和 修改 ， 模拟 实验 也 变 得 简易 了 很多 。 以 汽车 为 例 ， 出于 安全 的 考虑 ， 通常 需要 通过 碰撞 实验 来 检验 汽车 的 性能 。 CAD CAE 软件 模拟 的 汽车 碰撞 需要 将 汽车 分解 为 有限 单元 ， 计算 碰撞 中 各个 单元 的 受力 情况 ， 计算 量 大 ， 需要 的 时间 周期 很 长 。 用 虚拟 环境 来 模拟 碰撞 ， 只 需 在 风洞 中 测定 出 空气 力学 数据 ， 模拟 出 碰撞 环境 ， 就 可以 投入 车辆 模型 进行 试验 ， 大大 节约 了 实验 成本 ， 降低 了 实验 的 物理 门槛 。 
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打破 时间 与 空间 的 限制 
设计师 在 设计 中 所 受到 空间 与 时间 的 制约 大体 可以 分为 两 方面 — — 设计 中 所 受到 的 制约 与 交流 中 所 受到 的 制约 。 设计 中 ， 当 设计 的 是 一 件 要 经受 时间 考验 或是 随 时间 变化 会 暗藏 巧思 的 作品 时 ， 我们 常常 想 要 看到 它 在 某个 时间 里 的 状况 。 比如 一个 建筑 ， 当 我们 想 要 让 它 和 环境 结合 ， 随 四季 变化 展现 出 不同 景色 的 时候 ， 虚拟 环境 的 模拟 就 很 适合 在 此时 得到 应用 。 而 越野车 一类 会 应用 在 不同 环境 中 的 产品 ， 可以 进行 真实 环境 的 测评 ， 通过 虚拟 路面 环境 的 模拟 来 检验 性能 ， 排除 隐患 ， 保证 安全性 。 当然 ， 也 可以 在 真实 环境 中 对 产品 外观 进行 调整 ， 使 产品 有 更 高 的 适配 度 ， 适应 复杂 的 市场 环境 。 交流 中 ， 当 不同 地域 的 设计师 进行 交流 时 ， 也 可以 通过 虚拟 现实 技术 的 模拟 将 作品 进行 生动 直观 的 呈现 ， 打破 地域 的 限制 。 虚拟 原型 存在 在 因特网 中 ， 具有 漫游 特性 和 实时 交互 特性 。 不同 于 实物 模型 在 异地 测评 时 存在 地理 限制 , 所有 设计 人员 都 可以 实时 对 原型 进行 评价 。 虚拟 模型 不仅 可以 实现 多 角度 的 观察 ， 还 可以 提取 出 每个 相对 独立 的 组成 部件 （ 比如 汽车 的 轮胎 、 车门 等 ） 进行 细节 的 观察 ， 并且 结合 其他 工具 可以 对 原型 的 各方面 性能 进行 模拟 预测 。 通过 虚拟 技术 ， 所有 设计 人员 的 修改 意见 都 能 在 第一 时间 得到 反馈 ， 避免 了 庞大 体系 中 信息 流动 的 时间差 ， 降低 了 信息 传递 的 难度 ， 缩短 了 进行 调整 所 需要 的 时间 ， 优化 了 设计 流程 。 
3 . 3 贴近 客户 
相对于 其他 的 艺术 设计 ， 虚拟 现实 艺术 设计 可以说 是 在 “ 真实 ” 环境 中 完成 的 设计 与 规划 ， 因此 ， 更 能 接近 客户 的 环境 ， 理解 客户 的 诉求 。 在 一个 个 模拟 出 的 真实 环境 中 进行 探索 ， 用 合理 的 方式 改善 人 在 这个 环境 中 的 体验 ， 更 贴近 设计师 “ 将 生活 变 得 更加 美好 ” 的 理想 ， 也 能 更 好 地 理解 和 实现 客户 对于 生活 和 娱乐 的 实际 需求 。 随着 社会 的 发展 ， 人们 的 心理 诉求 愈加 多样 ， 消费 动机 愈加 复杂 ， 很多 产品 已经 不 仅仅是 起到 功能性 作用 。 设计 也 逐渐 开始 携带 更多 的 人文 关怀 ， 虚拟 现实 对于 现实 环境 的 模拟 正 符合 这 一 趋势 。 另一方面 ， 虚拟 现实 系统 也 可以 应用 在 产品 展示 当 中 ， 让 客户 对 产品 有 更加 全面 的 认 
知 ， 让 设计师 和 客户 能 有 更加 顺畅 的 沟通 。 
4 . 结语 
十 几 年前 ， 在 漫画 、 小说 和 影视 作品 中 ， 就 出现 过 对 虚拟 现实 技术 的 想象 。 而 如今 ， 虚拟 现实 技术 一 步 步 开始 完善 ， 走进 人们 的 生活 ， 曾经 的 幻想 逐渐 变为 现实 。 但 对 大多数 人 而 言 ， 虚拟 现实 仍然 是 一个 充满 科幻 感 的 ， “ 新 ” 的 概念 。 这种 “ 新 ” 一方面 是 因为 虚拟 现实 技术 还 没有 得到 广泛 的 应用 推广 ， 另一方面 是 它 与 以往 出现 的 新 技术 有 很 大 的 不同 — — 不同 于 很多 新 技术 给 人 严谨 晦涩 、 只 属于 专业 领域 的 感觉 ， 它 是 感性 的 、 充满 想象力 的 ， 对于 非 专业 人士 也 会 有 广泛 的 吸引力 。 在 一些 科技 主题 的 影视 作品 中 ， 常常 会 有 主角 进入 虚拟 世界 历险 的 设定 ， 体现 出 大众 对 这 一新 技术 在 娱乐 应用 方面 的 想象 与 向往 。 虚拟 现实 技术 就 像 一个 打开 的 潘 多 拉 魔 盒 ， 吸引 着 各个 领域 的 人 对 它 的 无限 可能 进行 畅想 。 