【关键词】： 增强现实技术；环境艺术设计；教学改革；教学技术
环境艺术设计是一门对室内外环境进行规划设计具有很强的实践性和应用性的实用艺术，它具有艺术与科学的双重属性，属于典型的综合性学科。国内众多院校开办环境艺术设计专业，为社会培养环境艺术设计人才。环境艺术设计教学过程中除了需要用多媒体来展示文字、图片、视频等教学内容，更重要的是案例现场教学和实物教学。但大部分院校并不具备随时进行现场教学的条件，导致学生对所学知识的实际体验感受偏弱，这是迫切需要解决的问题。增强现实（Augmented Reality， AR）技术能够创建与案例类似的环境或者将虚拟物体与现实环境结合，生成一种逼真的视、听、 力、触和动等感觉的虚拟环境，对教学内容进行真实再现，从而解决学习媒体的情景化及交互性的要求，弥补现有教学方式的不足，在环境艺术设计教学上有着非常广阔的应用前景。
一、增强现实技术简介
增强现实（Augmented Reality）技术是一种新兴的计算机技术，它可以通过摄像头、传感器等其他组件扫描外部真实世界信息，并经过这些信息传输到内部处理器，处理后的数字化虚拟对象会被准确地置入真实环境中，使用者可以利用硬件上的显示设备感知到融合到现实世界中的数字化虚拟对象，实现虚拟与现实结合并具有交互功能。增强现实技术从虚拟现实技术发展而来，但由于增强现实技术虚实结合的特点，其在教育、军事、医疗、娱乐等诸多领域比虚拟现实技术更具有优势。
近些年来，世界上许多先进国家充分肯定了增强现实技术的开发价值，各个行业都在积极的研发相关技术和应用，对增强现实技术在教育中的应用也不例外。早在2002年Shelton和Hedley描述了使用增强现实技术进行九大行星的教学实验，研究显示增强现实教学与目前的教学方式（如多媒体等）相比可以让学生对教学内容有更方便的交互，更容易学习。2004年E Graham和Barbara用实例来说明增强现实技术对教学的巨大辅助作用，例如学生喜欢使用增强现实技术来学习，更好的体现空间和时间的概念，可以看到3D的影像等。Billinghurst、Kaufmann H、Kikuo、Tomotsugu等人也都对AR应用于教学进行了多年的研究并进行了总结，发现学生和教师都能对AR保持较高的兴趣。
二、传统教学方式的不足
环境艺术设计专业是一个知识涉及范围广的专业，主要需要培养学生的空间思维，尺度感，家具设计，材料使用，效果表现等综合能力的学科。在传统教学方式中，教师使用纸笔或模型将设计概念具现化，学生通过听讲、记笔记、自己绘制或者制作模型来接受所学的知识并转化为应用。环境艺术设计专业知识太过于抽象，学生初学时需要不断进行练习加深记忆，但这种学习方法效率偏低，对于专业理解能力、应用能力提升缓慢。
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三、AR与环境艺术设计教学结合的优势
随着增强现实技术的发展与更实际的应用出现，可以利用增强现实技术的特性来改变教学方式，不但可使教师更直接地发现学生问题，也可使学生自己发现问题进行改正。
1.增强现实技术提升了学生对环境空间感和尺度感的理解速度与深度。
通过增强现实技术进行教学，学生可以将自己所设计的空间制作成三维模型，通过头戴式显示设备、手机或者显示器亲身进入真实尺度的空间，这种增强现实空间的尺寸、内部物品的大小都非常的精准而且可以批量化处理，学生作为使用者来感受空间划分、空间比例、尺度关系是否合理舒适，经过实际感受之后，再绘制图纸的时候就不会出现设计与实际脱节的问题。
2.增强现实技术提升了学生对环境艺术设计中的材料选择合理性。
使用增强现实技术进行材料教学，可以将市面上常用的材料进行三维建模，将材料特性（反射效果、表面纹理、粗糙程度、高光效果、硬度、韧度等）全部在虚拟物体上体现出来，当学生使用增强现实技术查看设计的空间和其中物体时，材料可以很直观的显示出来，并且可以通过一些交互行为快捷地更换物体的材料、颜色，这样可使学生有更好的选择材料的方式，也可以更直观地感受材料的特性，可以更方便的选择出适合空间的物品材料。
3.增强现实技术提升了学生对景观设计中的植物、小品及整体效果的预见性。
使用增强现实技术进行景观对计中的植物教学，可以将各种常用植物进行三维建模，可以根据自身需要创建植物一年、二年、三年、五年、十年等的形态模型，设置春夏秋冬四季植物不同的颜色与形态随时调用。学生根据景观设计中的需要将各种植物模型调入到增强现实场景中去，可以非常直观地看到不同季节的植物在场景中的效果，还可以通过不同年份的植物的选择来观察施工第一年、第二年、第三年等等之后几年的景观效果。这样就可以让学生更生动地感受植物的特性和使用场景，方便以后设计中选用植物。同理，还可以将景观雕塑、公共设施等元素制作为三维模型，在增强现实场景中随时调用体验。
四、结语
增强现实技术是一种具有交互性、构想性和多感知性的技术，它可以使人全方位、真实地感受环境空间以及环境中物体的存在。增强现实技术教学区别于传统教学形式的静态效果展示，使学生能够身临其境去学习知识，可以实现三维虚拟物体、虚拟空间与真实物体、真实环境、文字、图片、视频等多种信息的互动交流展示。学生通过对增强现实环境的交互与认知，能够对环境艺术设计教学内容有着真实体验，不仅能够凭借混合着虚拟物体的真实环境进一步对设计进行修改，更重要的是可以依托增强现实的教学环境对自己的设计思维进行直观的修正和完善。在环境艺术设计教学当中引入增强现实技术，符合教学规律和学习规律，能够改变学校固有的教学方式、提升教学效率与学习效率，提高了学生对空间和时间等知识的接受能力，对于培养社会需要的环境艺术设计专业人才具有非常重要的作用。
参考文献：
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4. 张鹏飞. 增强现实技术在室内设计教学中的研究与应用[J]. 洛阳师范学院学报, 2013, 32(11): 84-86.
论文作者:李田,,张彪
论文发表刊物:《科技中国》2018年3期
论文发表时间:2018/8/6
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