基于虛擬現(xiàn)實(shí)觀的景觀形態(tài)創(chuàng)作研究

季景濤，林建群，許大明

（哈爾濱工業(yè)大學(xué) 建筑學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

·建筑美學(xué)·

基于虛擬現(xiàn)實(shí)觀的景觀形態(tài)創(chuàng)作研究

季景濤，林建群，許大明

（哈爾濱工業(yè)大學(xué) 建筑學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

研究以虛擬現(xiàn)實(shí)觀為視角，結(jié)合景觀創(chuàng)作實(shí)例，系統(tǒng)研究景觀形態(tài)的三種典型非線性生成方式：混沌式生成、分布式生成、涌現(xiàn)式生成。并在此基礎(chǔ)上，從新邏輯、新體驗(yàn)、新意境三個方面對景觀形態(tài)創(chuàng)作進(jìn)行重新建構(gòu)，以期引發(fā)對景觀創(chuàng)作模式的新思考。

虛擬現(xiàn)實(shí)觀；景觀形態(tài)；混沌；分布；涌現(xiàn)；新建構(gòu)

“景觀形態(tài)”一詞最早見于對風(fēng)景形式的研究，但本文研究對象不僅是有形景觀的客觀存在，還包括融入了數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)等非物質(zhì)虛擬元素的景觀綜合形態(tài)。設(shè)計(jì)者的創(chuàng)作意圖必須借助景觀形態(tài)加以表達(dá)，而景觀規(guī)劃和景觀設(shè)計(jì)也必須依托于形態(tài)展示，因此，景觀形態(tài)是景觀創(chuàng)作中的重要組成部分。當(dāng)前，數(shù)字化和信息傳輸?shù)陌l(fā)展為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了前所未有的基礎(chǔ)條件，技術(shù)的成熟和人們接受觀念的變遷促進(jìn)了新的創(chuàng)作觀念——虛擬現(xiàn)實(shí)觀的衍生，同時(shí)也對景觀形態(tài)創(chuàng)作產(chǎn)生了積極的影響。

一、面向景觀形態(tài)創(chuàng)作的虛擬現(xiàn)實(shí)觀概述

面向景觀形態(tài)創(chuàng)作的虛擬現(xiàn)實(shí)觀主張從兩個方面認(rèn)識事物，即客觀存在的物理層面和主體審美的精神層面，其中包含了虛實(shí)互融的新藝術(shù)觀、能動體驗(yàn)的新審美觀、界面消融的新技術(shù)觀 （圖 1）。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所擁有的高沉浸、高交互、多感知等技術(shù)特征，打破了傳統(tǒng)的線性時(shí)空觀和單向接受的審美觀。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)界面的無縫鏈接，延展了人們的感官范圍，徹底顛覆了人們認(rèn)知現(xiàn)實(shí)世界的態(tài)度和方式。所產(chǎn)生的新景觀形態(tài)也不再只是有形的視覺客觀存在，更多地融入了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)元素以適應(yīng)當(dāng)前人們對世界進(jìn)行體驗(yàn)認(rèn)知的新形勢和新需求。人們面對這種新興的景觀形態(tài)，可以在體驗(yàn)過程中求樂，在參與過程中求奇，在探索過程中求變，本體作用得以強(qiáng)化。

圖1 虛擬現(xiàn)實(shí)觀圖示Fig.1 Virtual Reality Theory's graphic

二、基于虛擬現(xiàn)實(shí)觀的景觀形態(tài)非線性生成

在虛擬現(xiàn)實(shí)觀的影響下，我們所認(rèn)知的客觀世界中的時(shí)間可以是靜止的，也可以減速或加速，時(shí)間概念被淡化；空間也開始了重構(gòu)，物理客觀空間依托信息技術(shù)進(jìn)行了無限延伸，物理空間與賽博空間構(gòu)成了新空間，賦予了新的意義。景觀形態(tài)生成呈現(xiàn)出了多元發(fā)展的態(tài)勢，出現(xiàn)了三種比較典型的非線性生成方式，即混沌式生成、分布式生成、涌現(xiàn)式生成。

（一）景觀形態(tài)的混沌式生成

荷蘭景觀設(shè)計(jì)師 RoelvanGervVena曾經(jīng)做過這樣一個形象的實(shí)驗(yàn)，在海灘上放置一根巨大棍子，風(fēng)將沙灘上的沙子在棍子周圍堆積起來，風(fēng)每改變一次方向，沙堆的形態(tài)就發(fā)生一次變化。“棍子”只是初始設(shè)置，“沙堆”卻出現(xiàn)了無法預(yù)測的結(jié)果，具有很強(qiáng)的動態(tài)性。［1］50-51因此，混沌理論對于景觀設(shè)計(jì)的啟示便在于產(chǎn)生了一種從局部出發(fā)，生成整體的自下而上的設(shè)計(jì)方法，其關(guān)鍵在于對初試環(huán)境的限定。洛倫茲曾經(jīng)將氣象變化的數(shù)據(jù)繪制到相位空間圖上，結(jié)果非?；煦绲臒o規(guī)則變化的數(shù)據(jù)點(diǎn)形成一個不完全自我重復(fù)、軌跡永不相交但卻是永不停止轉(zhuǎn)動的貓頭鷹和蝴蝶形象的雙螺旋線圖（圖2），從而證明了不確定的數(shù)據(jù)流所具有的確定性特征，同時(shí)，初始環(huán)境中的細(xì)微變化會由于量的積累而導(dǎo)致結(jié)果的大相徑庭，這也正是他提出的“蝴蝶效應(yīng)”。［2］18-19

圖2 混沌模型示意圖［2］Fig.2 Schematic diagram of chaotic model

混沌系統(tǒng)看似隨機(jī)，實(shí)則有序，尤為對初始條件較為敏感。而虛擬現(xiàn)實(shí)觀作為一種體驗(yàn)式設(shè)計(jì)思維，在于引導(dǎo)體驗(yàn)者通過對景觀的體驗(yàn)來得到對景觀形態(tài)的詮釋，其過程具有一定的混沌特征，對于景觀形態(tài)的生成方式也具有借鑒作用。由此，我們可以對景觀形態(tài)的混沌式生成模式作以說明，即指創(chuàng)作者通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對景觀體驗(yàn)的初始環(huán)境作出必要的限定，如時(shí)間因素、空間因素、物質(zhì)形態(tài)因素等等，景觀形態(tài)伴隨體驗(yàn)者看似隨機(jī)的體驗(yàn)逐步形成和演變，得到二次創(chuàng)作結(jié)果。圖3為度假屋·費(fèi)城當(dāng)代藝術(shù)館，是由本·范·伯克爾和卡羅琳·博斯合作創(chuàng)作的試驗(yàn)性裝置。旨在為參觀者創(chuàng)造了一個脫離常規(guī)、時(shí)間無序、空間互滲的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)景觀。設(shè)計(jì)通過對初始環(huán)境中的光影位置進(jìn)行限定，使光照能隨著大氣變化進(jìn)行微調(diào)，繼而產(chǎn)生變化的光影效果，帶給體驗(yàn)者對季節(jié)和時(shí)間的視覺感知。隨著體驗(yàn)者看似無規(guī)律的位置移動，影像不斷變化，創(chuàng)造出體驗(yàn)者意想不到的視覺感受，引發(fā)體驗(yàn)者對虛幻夢境的遐想，使其產(chǎn)生出無限的景觀意境。

圖3 度假屋·費(fèi)城當(dāng)代藝術(shù)館的虛幻空間［3］Fig.3 Vacation house· Contemporary art gallery of Philadelphia

（二）景觀形態(tài)的分布式生成

分布式作為一種虛擬現(xiàn)實(shí)觀影響下的新的景觀形態(tài)生成方式，主要基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)字環(huán)境，具有共享虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)空間、第一視角的實(shí)體行為真實(shí)感、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互、多個用戶同時(shí)體驗(yàn)等特點(diǎn)。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要為體驗(yàn)者提供一個實(shí)時(shí)交互的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)位于不同物理環(huán)境位置的多個用戶或一個或多個虛擬環(huán)境通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) （圖 4）。［4］當(dāng)前，分布式設(shè)計(jì)包含了網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化、多用戶、實(shí)時(shí)交互等概念，并被部分景觀設(shè)計(jì)師所采用。

以新竹數(shù)字分布式藝術(shù)館為例，為了實(shí)現(xiàn)“新臺灣的象征”、“新世紀(jì)的象征”、“混合計(jì)劃”等想法，設(shè)計(jì)者采取了用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)將整座城市相互連接成為一個 “分布式藝術(shù)館”的創(chuàng)意 （圖5）。［5］設(shè)計(jì)結(jié)合城市開發(fā)計(jì)劃，將臺灣交通大學(xué)的博愛校區(qū)為中心 （一級鏈接），將舊市區(qū)的火車站、新市區(qū)的市中心以及新竹科學(xué)園區(qū)組合成為二級鏈接，內(nèi)部被重建為數(shù)字藝術(shù)走廊，并整合進(jìn)原本建筑內(nèi)；二層鏈接區(qū)域中的標(biāo)志性歷史建筑、公共建筑和開放空間被設(shè)計(jì)為第三級鏈接，并根據(jù)需求提供不同尺寸的互動輸出屏幕；接入全球信息網(wǎng)絡(luò)的人作為此藝術(shù)館的第四級鏈接。數(shù)字藝術(shù)館被設(shè)置在交通大學(xué)的博愛校區(qū)，作為整座數(shù)字藝術(shù)城的驅(qū)動引擎，成為分布式景觀形態(tài)的代表之作。

圖4 分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)示意圖［4］Fig.4 Schematic diagram of distributed virtual reality system

圖5 新竹數(shù)字藝術(shù)館網(wǎng)絡(luò)鏈接關(guān)系及形態(tài)生成過程示意圖［5］ig.5 Schematic diagram of the generation process sinchu digital artmuseum network links and morphology

值得一提的是，將此分布式景觀形態(tài)發(fā)展到極致的當(dāng)屬網(wǎng)上旅游景觀。據(jù)美國一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，近45%的成年美國互聯(lián)網(wǎng)用戶會選擇 “虛擬旅游”。所謂 “虛擬旅游”，其實(shí)是分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的一種形式，即基于現(xiàn)實(shí)旅游景觀，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)營造三維立體虛擬旅游環(huán)境。而今，針對國人的“宅”生活方式的產(chǎn)生，多有網(wǎng)站開始推出虛擬旅游服務(wù)，以滿足 “宅人”家中旅游的愿望。以云岡石窟網(wǎng)上博物館為例，體驗(yàn)者僅需只要登錄云岡石窟全景博物館官網(wǎng)，即可開始旅途漫游。通過鼠標(biāo)和鍵盤操作，各地的體驗(yàn)者可同時(shí)在此清晰欣賞各尊壯麗恢弘的佛像。網(wǎng)上數(shù)字博物館打破了空間、時(shí)間的限制，體驗(yàn)者可自行選擇觀看順序，視角自主控制等等。截止目前，包括中國國家博物館、秦始皇帝陵博物院在內(nèi)的 40多家國內(nèi)知名藏館都建立了網(wǎng)上數(shù)字博物館，成為未來景觀形態(tài)發(fā)展的又一支奇葩。

（三）景觀形態(tài)的涌現(xiàn)式生成

目前，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和思想的發(fā)展和深入，景觀形態(tài)在體驗(yàn)式思維的影響下呈現(xiàn)出多元發(fā)展的態(tài)勢，而景觀形態(tài)的涌現(xiàn)式生成方式也逐漸興起，并占有一席之地。涌現(xiàn)理論最早見于霍蘭德（John Henry Holland）在 《涌現(xiàn)：從混沌到秩序》一書。書中對“涌現(xiàn)”現(xiàn)象有這樣的描述，“在復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng)中，涌現(xiàn)現(xiàn)象俯拾皆是：螞蟻社群、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、免疫系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)乃至世界經(jīng)濟(jì)等。但凡一個過程的整體的行為遠(yuǎn)比構(gòu)成它的部分復(fù)雜，皆可稱為涌現(xiàn)”。由此，“涌現(xiàn)”的關(guān)鍵在于經(jīng)過復(fù)雜涌現(xiàn)的過程，產(chǎn)生了大于部分之和的整體效果。這是一個由小生大，由簡入繁的過程。

景觀形態(tài)的涌現(xiàn)式生成方式具有十分鮮明的體驗(yàn)式設(shè)計(jì)特點(diǎn)，一般此類設(shè)計(jì)都會對初始的參數(shù)和生成的規(guī)則加以限定，在確定的數(shù)值和算法的基礎(chǔ)上，推演設(shè)計(jì)方案已達(dá)到最優(yōu)，這其中主要包括參數(shù)化設(shè)計(jì)、過程化設(shè)計(jì)、程序化設(shè)計(jì)等方式。如Peter Eisenman設(shè)計(jì)的猶太人大屠殺紀(jì)念碑群 （圖6）［6］，主要借助參數(shù)化軟件平臺，通過設(shè)定生成規(guī)則和一組按照某種規(guī)律分布的高度值，自動生成多個相似方案，最終取優(yōu)。

體育場館實(shí)現(xiàn)景觀設(shè)計(jì)也多涉及此類問題，如杭州奧體博覽中心主體育場的看臺視線設(shè)計(jì)方案遴選便采用了參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。以多個看臺的景觀視線評價(jià)指標(biāo)控制為目的，將看臺層數(shù)、各看臺輪廓、排數(shù)、排距等參數(shù)作為控制指標(biāo)，設(shè)定計(jì)算公式：Yn=［（Yn-1）+（n-1）×C］×Xn／（Xn-1），其中，n是排數(shù)，Xn是第 n排人眼距視點(diǎn)的水平距離，Yn是第 n排人眼距視點(diǎn)的垂直距離，C是視線升起值，即前后兩排觀眾眼睛的垂直距離［7］。該公式計(jì)算運(yùn)用相似三角形原理，給定首排數(shù)據(jù)，根據(jù)公式依次循環(huán)計(jì)算出其后每排的高度，改變某一參數(shù)數(shù)值則看臺整個設(shè)計(jì)迅速調(diào)整，從而直觀、方便、快捷地得到最佳效果的看臺設(shè)計(jì)方案 （圖7）。由此，我們可以看出涌現(xiàn)式生成模式并不只局限于技術(shù)，它更趨向一種新的設(shè)計(jì)觀念、態(tài)度和思維。涌現(xiàn)式生成研究的核心是各元素之間的關(guān)系。因此，只要能建立明確關(guān)系模型，就可能通過涌現(xiàn)式生成方式解決負(fù)載景觀形態(tài)問題。

圖6 猶太人大屠殺紀(jì)念碑群［6］Fig.6 The Holocaust Memorial

圖7 看臺參數(shù)化設(shè)計(jì)視線原理圖［7］Fig.7 Parametric design vision schematic diagram of bleachers

三、基于虛擬現(xiàn)實(shí)觀的景觀形態(tài)創(chuàng)作新建構(gòu)

人們的世界認(rèn)知思維范圍在虛擬現(xiàn)實(shí)觀的影響下得到了進(jìn)一步延伸，景觀形態(tài)創(chuàng)作建構(gòu)也發(fā)生了變化，如圖8，主要體現(xiàn)在邏輯、體驗(yàn)、意境三個方面。

圖8 虛擬現(xiàn)實(shí)觀下的景觀形態(tài)示意圖Fig.8 Schematic diagram of Landscape Morphology on Virtual Reality Theory

（一）新邏輯建構(gòu)

景觀形態(tài)的新邏輯建構(gòu)并不意味著形態(tài)必須是符合邏輯的，而是探究一種從邏輯推理入手，優(yōu)選出適合形態(tài)的思維和方法。［8］黑格爾認(rèn)為“形式是內(nèi)容的外觀”。景觀形態(tài)不僅容納了功能在各方面的限定，還代表著相應(yīng)的設(shè)計(jì)觀和價(jià)值觀，因此景觀形態(tài)的邏輯建構(gòu)便顯得尤為重要，這其中包括了形態(tài)生成演繹、形態(tài)功能推理、形態(tài)模式互補(bǔ)。形態(tài)生成演繹通過限定的初始條件、生成算法和規(guī)則進(jìn)行形態(tài)生成的過程演繹，最終得到更加契合的優(yōu)選形態(tài)；形態(tài)功能推理主要指通過創(chuàng)作者的體驗(yàn)與數(shù)據(jù)反饋機(jī)制，得到關(guān)于功能邏輯的數(shù)值并以此進(jìn)行分析，最終優(yōu)化形態(tài)功能的過程；形態(tài)模式互補(bǔ)是指在形態(tài)生成演繹和功能推理的基礎(chǔ)上，選擇兩種或多種形態(tài)生成模式，通過互補(bǔ)生成的方式完成景觀形態(tài)的創(chuàng)作過程。生成演繹、功能推理、模式互補(bǔ)三種建構(gòu)從多維度、多層面構(gòu)成了景觀形態(tài)新邏輯，在虛擬現(xiàn)實(shí)觀的影響下，進(jìn)一步完善了景觀形態(tài)的創(chuàng)作流程。

（二）新體驗(yàn)建構(gòu)

新體驗(yàn)建構(gòu)主要包括：本能層五感體驗(yàn)、行為層互動體驗(yàn)、反思層回溯體驗(yàn)。本能層五感體驗(yàn)是人們對景觀的第一印象，即本能的反應(yīng)。日本著名建筑師六角鬼丈先生曾說過：“物質(zhì)存在于色彩、味道、芳香、觸摸、聲音、感覺所觸及的和感覺所反射的原型之中”。本能層五感體驗(yàn)要求以 “舒適”為主，即該景觀對人們的初步體驗(yàn)結(jié)果是舒適的；行為層互動體驗(yàn)是人們在體驗(yàn)過程中與景觀的交互活動，所關(guān)注的是互動功能是否強(qiáng)大，互動過程是否順暢，幫助指引是否恰當(dāng)?shù)鹊?；反思層回溯體驗(yàn)是人們對景觀體驗(yàn)之后對景觀內(nèi)容的進(jìn)一步思考，所關(guān)注的景觀的質(zhì)量、內(nèi)容與體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的契合度、是否能得到體驗(yàn)者情感的共鳴。

（三）新意境建構(gòu)

新意境建構(gòu)方面，對于景觀形態(tài)的生成，追根溯源可以分為兩個層次，第一為物質(zhì)存在層面，即指自然形成或依托自然的人化創(chuàng)造的形態(tài)，并具備審美的條件，即景象。主要包括在自然因素、歷史文脈、表達(dá)形態(tài)、應(yīng)用技術(shù)；第二為主體體驗(yàn)層面，即指審美主體在對景象體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對景觀形態(tài)在心理層面上進(jìn)行再創(chuàng)造，稱之為意境。在主體審美動機(jī)和技術(shù)界面消融的共同驅(qū)動下，景觀形態(tài)作為客體的存在發(fā)生了根本性變化，使體驗(yàn)者產(chǎn)生了虛實(shí)意境、通感意境、共生意境和游牧意境。虛實(shí)意境是指在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用下，物質(zhì)發(fā)生了虛與實(shí)的交織和互融，產(chǎn)生了一種全新的狀態(tài)——虛擬現(xiàn)實(shí)，在這種體驗(yàn)客體的變化下，主體感知層面也出現(xiàn)了變化，即將本身融入到虛擬現(xiàn)實(shí)之中，轉(zhuǎn)換為其中的一部分，構(gòu)成了虛實(shí)意境；通感意境是指在景觀審美活動中，體驗(yàn)者的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等多種感覺互相溝通，互相轉(zhuǎn)化所產(chǎn)生的意境；共生意境是指體驗(yàn)者在體驗(yàn)景觀過程中，由此及彼，產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)性意境；游牧意境是指體驗(yàn)者在自由體驗(yàn)的過程中，產(chǎn)生的一種閑適愜意的心情，一種忘卻現(xiàn)實(shí)，回歸本我的自然心境。以上三種意境并非僅是獨(dú)立存在，它會隨著體驗(yàn)者體驗(yàn)方式、體驗(yàn)路徑、客體環(huán)境的不斷變化而變化，相互交錯、共融，乃至共鳴。

設(shè)計(jì)的本質(zhì)是為人類或服務(wù)對象服務(wù)，雖然包括了功利，但同時(shí)也包括心靈升華［7］。虛擬現(xiàn)實(shí)觀體驗(yàn)思維主要源于體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)思維，它使景觀形態(tài)創(chuàng)作這樣一種實(shí)踐行為融合了理性思維的謹(jǐn)慎與感性思維的張揚(yáng)。在虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)創(chuàng)作思維的影響下，設(shè)計(jì)者可選擇不同的切入點(diǎn)展開創(chuàng)作，從而會產(chǎn)生不同的效應(yīng)，既能使景觀形態(tài)創(chuàng)作其成為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品流水線上的一道工序，又能創(chuàng)作則以主觀的體驗(yàn)情懷實(shí)現(xiàn)內(nèi)心世界的統(tǒng)一，不斷完善景觀創(chuàng)作的模式與流程，最終產(chǎn)生出新意義下的景觀設(shè)計(jì)作品。

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The Creation of Landscape Pattern Based on Virtual Reality Theory

JIJing-tao，LIN Jian-qun，XU Da-ming
（School of Architecture，Harbin Institute of Technology，Haerbin 150001，Heilongjiang，China）

Firstly，we systematically analyze three typical landscape pattern's nonlinear generations：chaos，fractal and emerged ways by examples of landscape creation.Based on the results，we reconstruct landscape pattern from three different aspects：new logical property，new experience property，new imaginal property.Through the reconstruction，we try to present a new reflection of new landscape creation models.

virtual reality；landscape pattern；chaos；fractal；emerged way；new construction

TU-853

A

1009-055X（2013）06-0044-05

（責(zé)任編輯：鄧澤輝）

2013-09-02

季景濤（1981-），男，講師，博士生，主要研究方向?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)及理論、景觀設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)等。林建群（1950-），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楣菜囆g(shù)設(shè)計(jì)創(chuàng)作及其理論研究。