基于AR技術的數(shù)字化智能家裝應用研究

黃曉曉，翁冰艷，牛慶麗

（鄭州科技學院，河南 鄭州 456550）

0 引言

裝修公司通過將物聯(lián)網(wǎng)傳感裝置“沉浸”在環(huán)境中，實現(xiàn)客戶與環(huán)境的自然互動，通過將AR數(shù)字化家裝技術應用到住宅裝修中，打破了傳統(tǒng)家裝行業(yè)的限制，破除了時間和空間的障礙，在給用戶帶來全新的家居環(huán)境體驗的同時，能夠更方便、快捷、直觀地展示室內裝修的效果，而且針對裝修中客戶不滿意的地方及時進行調整。

1 家裝設計的發(fā)展趨勢

1.1 精裝房

隨著國家政策的實施和房地產市場的發(fā)展，全屋裝修的規(guī)模逐年增加，購房者找不到靠譜的設計公司、設計師的設計不能滿足購房者對住宅設計的精確要求，設計的不合理等問題成為越來越多買房人關注的問題，為此，近年來出現(xiàn)越來越多的批量精裝樓盤交付。精裝房從某種意義上來說降低了開發(fā)商的開發(fā)成本，減輕了增值稅的稅收壓力，購房者直接拎包入住，省心的同時也能負擔得起價格。

1.1.1 精裝房的優(yōu)點

（1）節(jié)約了購房者的成本，減少了購房者裝修的麻煩，減少購房費用和裝修費用，免除了購房者在裝修期間購買建材、監(jiān)理、交通等費用。

（2）無論是承包的方式還是開發(fā)商自己組織裝修，首先都需要保證裝修質量。而精裝房在出售時，無論是家居質量還是裝修質量，責任都是由開發(fā)商來承擔的，減少了裝修房子質量上潛在的矛盾關系。

（3）購房者選擇購買精裝房將更省時省力，減少了與裝修公司在裝修方案、價格上的協(xié)調次數(shù)，避免了因個人裝修過程中產生的噪音和垃圾而與鄰里發(fā)生的不愉快，隨時拎著包入住，非常方便。

（4）節(jié)能環(huán)保效果好，精裝房的裝修材料是由開發(fā)商方統(tǒng)一采購來的，開發(fā)商明白如何采購價格低廉而且質量上乘的裝飾材料，可以實現(xiàn)低碳環(huán)保，而且讓客戶緊跟時代[1]。

1.1.2 精裝房的缺點

（1）因為開發(fā)商統(tǒng)一進行裝修，同樣的戶型，裝修是一樣的設計風格，容易千篇一律。那么購買精裝房，就缺乏個性化的裝修特點，客戶只能根據(jù)開發(fā)商提供的裝修樣式入住，與個人喜好可能差距較遠，無法體現(xiàn)客戶的個性化風格。

（2）缺乏根據(jù)不同年齡段的人實現(xiàn)裝修樣式的個性化或者多樣化需求?，F(xiàn)在很多90后、00后特別注重生活的舒服感和現(xiàn)代感，比如物聯(lián)網(wǎng)式的家庭裝修、小米之家的家居系統(tǒng)，目前的精裝修由于價格的問題或者消費水平不統(tǒng)一的問題，不能讓年輕人、中年人有個性化或者獨特的設計潮流需求。

（3）精裝房最大的缺點可能因為價格，成本，開發(fā)商控制價格引起的建材高價低配的問題。精裝房在裝修過程中，購房者看不到裝修過程，沒有辦法到現(xiàn)場監(jiān)工，也無法確認裝修材料的好壞，這樣就導致一些開發(fā)商在后期中出現(xiàn)敷衍了事、魚目混珠的行為，影響了裝修質量。

（4）相對而言，精裝房的價格相對較高。如果購房者經濟充裕就沒有必要擔心。如果購房者經濟不足，破壞了原有的經濟計劃，增加了經濟負擔。

（5）精裝房在驗收的過程中是復雜的，由于精裝房是經過裝飾的房子，在房屋驗收過程中，國家只出臺了對毛坯房的驗收標準，對于精裝修的房子卻是給開發(fā)商留下了投機取巧的機會。開發(fā)商在裝修過程中，由于房子在裝修時掩蓋了好多潛在問題，后期購房者在住的過程中會導致糾紛問題，難以處理[2]。

1.2 數(shù)字智能化家裝

（1）面對精裝修或傳統(tǒng)家裝行業(yè)存在著許多詬病，由于缺乏標準化和統(tǒng)一規(guī)范化的監(jiān)督等出現(xiàn)的諸如：家裝材料以次充好、利益不透明、缺乏監(jiān)督、驗收難等這些問題，在市場需求不斷增長、核心消費群體年輕化和行業(yè)痛點久治不愈的背景下，數(shù)字化智能裝修正在悄悄興起，家裝行業(yè)數(shù)字化、標準化勢在必行，行業(yè)機遇與挑戰(zhàn)并存。

（2）在國家數(shù)字化建設期和住宅裝修智能化轉型期，裝修公司和開發(fā)商逐漸認識到利用數(shù)字化的技術來多元化、多方位的智能監(jiān)測和監(jiān)控，為客戶提供透明的全景式管理能很好的解決裝修中出現(xiàn)的一些問題。所以目前家裝行業(yè)各大龍頭企業(yè)把策略放在了數(shù)字智能化上，5G、物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器技術、AR、VR、AI技術帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)，數(shù)字化裝修是未來的裝修市場和發(fā)展趨勢。

（3）結合了AR技術的裝修作為一種新型裝修方式，其主要包括以下特點：沉浸感：增強現(xiàn)實技術利用用戶與計算機之間的交互來增強使用感受，借此產生身當其境的感覺；交互性：通過增強現(xiàn)實技術，設計的系統(tǒng)能夠讓用戶借助輸入輸出交互設備，實現(xiàn)虛擬物體的交互，得到三維立體的展示；聯(lián)想性：用戶的對于裝修的想法可以通過增強現(xiàn)實技術完美的實現(xiàn)，使得他們能夠認知到想法在現(xiàn)實的不足，從三維立體中加深對物體的深入了解，從而產生新的創(chuàng)意。

2 數(shù)字化裝修技術方案研究

面對住宅裝修的發(fā)展趨勢，數(shù)字化裝修無論對開發(fā)商還是設計公司來說更具優(yōu)勢，圖紙或三維模型結合了AR技術的數(shù)字化裝修，更能滿足裝修行業(yè)的需求。隨著元宇宙的興起，AR技術在整個市場中的發(fā)展?jié)摿薮?，預計2024年全球AR行業(yè)的市場規(guī)模將達到2400億元[2]，隨著VR技術在家裝領域的應用不斷擴大，AR家居也逐漸成為市場應用的焦點。VR產品更適合在硬裝設計和銷售主材方面，而AR產品則在軟裝搭配和家居銷售方面更具充滿想象。

2.1 VR技術在裝修設計中的應用

VR技術又稱虛擬現(xiàn)實技術或者靈境技術。這種技術在本質上創(chuàng)建了一種虛擬世界的模擬系統(tǒng)，它借助計算機技術，通過各種數(shù)據(jù)信息、三維模型和大數(shù)據(jù)等建立了一個真實世界的仿真模型，搭建出一個可交互的三維動態(tài)視景。與傳統(tǒng)裝修方法相比，利用虛擬現(xiàn)實技術有著很多優(yōu)勢。

2.1.1 VR技術在室內設計中的優(yōu)點

（1）感知性。虛擬現(xiàn)實技術創(chuàng)建了一個三維虛擬世界，在這個虛擬世界中，綜合了人的多項感知，聽覺、視覺、觸覺的感受，在這個沉浸的三維虛擬世界，能為客戶提供極大的方便，在虛擬化的裝修世界中，客戶可以隨時感知自己周圍的裝修環(huán)境而提供自己的身體感受。

（2）沉浸性。作為主要體驗者的客戶在虛擬現(xiàn)實技術創(chuàng)建出的虛擬化裝修世界中仿佛身當其境，好像置身于裝修好的室內獲得身心上的滿足。

（3）交互性。客戶在提供的虛擬環(huán)境中，通過輸入設備獲得虛擬世界的物體，或者跟現(xiàn)實生活一樣的交互操作反饋，身臨其境的感受自己作為主人的優(yōu)越感和幸福感。

2.1.2 VR技術在室內設計中的缺點

盡管VR技術在室內裝修中能獲得以上直觀感受但也存在以下缺點。

（1）環(huán)境效果不逼真、體驗舒適度不高：目前市場上的VR設備大體都包括：建模設備（3Dmax建模軟件或者3D掃描儀）、3D視覺顯示設備（頭戴式立體顯示）、音響設備和交互設備（位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套）等，基于這些設備的三維場景，用戶在長期使用過程中會影響神經系統(tǒng)，出現(xiàn)如“眩暈癥狀、嘔吐”等癥狀。

（2）VR設備中的線纜限制客戶的活動自由。對于現(xiàn)在的VR硬件設備來說，它們需要一根根電線去連接計算機主處理器、顯示和交互設備，這些線非常雜亂，客戶在VR體驗的過程中為了追求全方位的立體感受，往往在室內來回的旋轉自己，很容易被電纜線絆倒。

（3）VR體驗成本較高、普及率不夠。作為一個數(shù)字化結合的新興產業(yè)，一套性能卓越的VR設備價格不菲，目前只有少數(shù)的裝修公司在使用它，并且，有關VR技術的資源開發(fā)也處在剛剛開始的階段，所以在當下，它只能被視為一個小眾產品[3]。

2.2 AR數(shù)字化技術在裝修設計中的應用

AR又稱為增強現(xiàn)實技術，它是一種將虛擬信息與真實世界相融合的技術，它綜合運用了計算機圖像學、多媒體技術、傳感技術、網(wǎng)絡技術、交互技術、人工智能技術等多種技術手段，將計算機生成的文字、圖像、三維模型、音樂、視頻等信息模擬仿真后，應用到真實世界中，從而實現(xiàn)對真實世界的“增強”[4]。把AR技術應用裝修設計中重要的優(yōu)點如下。

（1）提供設計師與客戶的溝通橋梁。設計師為了正確的向客戶傳達裝修的過程，室內的裝修效果，采用AR技術有助于設計師幫助客戶解決因三維空間感差和理解能力較弱而導致對設計師意圖出現(xiàn)偏差的問題，避免了后期裝修的不必要的麻煩，說服客戶使用該設計方案，有效提高裝修效率。

（2）滿足客戶個性化裝修需要源。根據(jù)客戶戶型構建好三維模型，把裝修公司的線下商品進行實物建模輸入AR識別系統(tǒng)，上傳到AR裝修系統(tǒng)，客戶可以通過在AR裝修系統(tǒng)模型中隨意挑選自己居住場合的物品搭配，比如：根據(jù)自己的喜好選擇墻壁墻紙的顏色、花型，家具的擺放的位置，窗簾的樣式等，根據(jù)自己房屋的裝修隨意搭配，擺脫開發(fā)商統(tǒng)一裝修的冰冷樣板間風格，從而節(jié)省了選購裝修風格和時間。

（3）客戶可以提前欣賞到未來裝修的樣式。通過建模以及AR技術，結合房屋戶型圖和喜好裝修方案，做出一個可視化虛擬空間，讓客戶走進自己夢想的家居環(huán)境，全方位地體驗家居裝修效果。

（4）AR技術相對VR技術，設備成本低且方便溝通。AR技術的圖像依賴于真實場景。用戶在手機、平板電腦等移動設備上下載了有關AR裝修設計的相關軟件之后，就能夠將這些設備作為AR顯示設備來使用。這與VR室內裝修需要各種硬件及軟件設備相比，更簡單、更易實現(xiàn)，同時成本也更低。

2.3 AR數(shù)字化技術裝修設計過程

基于AR的數(shù)字化技術裝修的過程是：通過AR裝修系統(tǒng)將房間進行掃描，然后把裝修系統(tǒng)中的家居目錄產品進行位置指定，具體步驟如下。

（1）創(chuàng)建三維家居模型，為各裝修風格生成三維場景圖。

（2）將不同風格的裝修風格進行分類便于統(tǒng)一裝修風格定位。

（3）通過對消費者喜好和需求的分析，推薦裝修風格方案并且生成對應室內裝修圖。

（4）消費者通過場景中的交互獲取家具產品的信息（包括品牌、市場價格、制作工藝等）。

（5）客戶在AR裝修系統(tǒng)中可以實現(xiàn)對三維場景的漫游，漫游視角的切換以及不滿意家具產品的替換等操作，如圖1所示。

（6）客戶在操作過程中對于不滿意的場景和風格可以隨時在AR裝修系統(tǒng)中返回第3步操作，重新分析、比對裝修風格。

3 結語

就目前而言，受網(wǎng)絡速度、計算機技術、傳感和云計算能力的影響、AR技術在家居行業(yè)的應用并不算普及，未來在應用到智能家居裝修中還有許多需要完善的地方，AR還未充分發(fā)揮出裝修上的巨大潛力，還有很多未知領域在等待探索和完善。但是AR技術的應用相比沉浸式的虛擬現(xiàn)實來說，它簡單靈活、與真實環(huán)境能完美結合，因此AR技術擁有著十分廣闊的發(fā)展前景，在不久的將來會成為人們生活中或不可缺的一份子。與傳統(tǒng)的家裝相比，將AR技術應用于數(shù)字化裝修中，能夠極大的提升裝修公司設計師的設計水平，對小區(qū)的戶型、家具的三維圖形及系統(tǒng)中客戶的多樣性選擇方案可以做好提前的預測，從而把更直觀的室內裝修方案和體會感受傳達給客戶，有效地滿足客戶需求，有力的說服購房者來使用公司的設計方案，從而提升整個家裝的設計質量。